城市污水源热泵供暖和工业冷却水源热泵技术介绍

随着社会经济的快速发展和人民生活水平的提高，需发展具备高舒适度、高功能配置的高品质住宅。供热、供冷、供生活热水设施也成为高品质住宅的主要指标。而水源热泵系统具有很好的三供的性能指标。

地下水源和城市污水源热泵供暖系统，在整个冬季电转换率都可达到350%～450%，即使考虑到发电热效率为33%，其总体转换率也可达到115%～150%，远高于区域锅炉房集中供热系统；钢铁企业的冷却水量大，并含有大量的热量，是可以通过水源热泵方法进行供热，是建筑供热很好的方案。特别是采用45℃左右的供热用户运行费用比其它系统（如锅炉）要低得多得多。但是投资要比单建锅炉房高，但如燃煤锅炉房要上脱硫装置，费用将增加。如果需要实现冷热联供，水源热泵方法相对投资少。

钢铁企业利用冷却水水源热泵供热是可行的，但要根据当地情况进行分析，包括环保、能源政策、发展规模、供热远近、供热用户情况、煤、电供应情况，以及投资的利益等，在钢铁企业有余热可利用的情况下，首先要考虑余热利用。

工业冷却水的进出水温是随季节变化的，水温是夏季最热，冬季低的多。因为循环水的冷却是通过与空气接触，由蒸发散热，接触散热和辐射散热三个过程共同作用的结果。夏季室温较高，表面蒸发起主要作用，最炎热夏季的蒸发散热量可达总散热量的90%以上；在冬季，气温低，接触散热从夏季的10%～20%增加到40%～50%，严寒天气甚至可增加到70%左右。冬季由于接触散热的增加，使得冷却水的进出整体水温下降。

防止水温下降可以采取如下措施：循环水上冷却塔，但冷却塔风机不开；减少上冷却塔的水量；全部水不上冷却塔；外露管道适当保温，和吸水池加盖。采取以上措施可以提高水温到20～30℃ 。随着水温的提高，管网的散热量增加，冷却水的部分热量散失，但在冬季大部分热量还是可以利用的。

水源热泵的制热系数COP与冷却水的水温有关，按照近似实际制热系数的公式：COP=55.33△T-0.7633，其中△T为冷凝温度与蒸发温度的差值。如果冷凝温度55℃，蒸发温度为25℃，差值△T为30℃，COP为4.125。也就是说用一度电，可以提供4.125度电的热量。显然上式的使用是有范围的，但公式表明，热泵供水温度提高，COP不变，循环水温就得提高。如不能提高，COP将要减少。

工业冷却水源的温度高于地下水源和城市污水源，其整个冬季电转换率应更高。北京地区普通建筑采暖天数为129天，11月和3月的平均气温约4.5℃, 平均供水温度50℃，平均差值△T为20℃，COP达到5.62。1月平均气温-4.4℃,供热量需增加1～1.5倍，如不能提高供水温度，就需要增加散热面积来满足要求。通过高温热泵技术可以把30～45℃的水温提高到65～80℃，甚至更高温度的热水用于散热器集中供热。冷凝器进口水温77.6℃，出水温度85℃，蒸发器进口水温56.1℃，出口水温51.3℃，制热性能系数COP为3.68。

热泵系统运行费用比传统的锅炉系统大约低25%，总投资也约低25%，这里的投资费用是水源热泵系统与传统的制冷加锅炉系统的比较。如果只考虑热泵供热与单建锅炉系统比，那么热泵系统投资要高一些，所以只有热泵系统实现供热、制冷以及同时供应生活热水，这样综合投资少运行费用低，并节能、环保。