石家庄污水源中央空调系统介绍

能源战略新目标
　　据世界能源组织统计，全球煤炭预计可采200年，石油可采30—40年，天然气可采60年，在全球能耗以每年5%的增长速度下，化石燃料能源预计还能使用一二百年，世界能源短缺形势严峻；我国人均能源贫乏，人均拥有量仅为世界平均值的1/2和美国的1/10。能源短缺问题更加严重。节约用能和开发新的能源已经成为全人类共同面对的迫切问题。我国已将节约资源和保护环境作为基本国策，将其提高到关系人民群众切身利益和中华民族生存发展的高度，放在工业化、现代化发展战略的突出位置，要求落实到每个单位、每个家庭。
巨大的能源
　　全国每年排放城市生活污水500亿吨左右，按温度升高或降低5°C计算，若全部开发所贡献出的热和冷10亿GJ，这部分热量可供20亿m2建筑和制冷。全国江河湖海水资源更是丰富，以长江为例，冬季枯水期的水流量也有1.5万m3/秒，按温度升高或降低1℃计算，则相当有63000GJ 的冷热源。可供采暖或空调建筑面积为10亿m2。如果将湖泊包括在内全国其它淡水水体的潜在热能都计算在内，数字将大得难以统计。 

主要城市日污水排放量与可满足供暖面积表

理想的冷热源
　　城市污水温度适宜，冬季在严寒地区也有10℃——18℃以上，是丰富的热源。夏季20℃——28℃是空调废热理想的排放处。城市的生活污水虽然水质很差，但酸碱度适中（PH≈7），对管路设备无严重的腐蚀作用。南方江河湖海水的水温冬季温度都在4℃以上，夏季温度在28℃以下。因此都可作为热泵空调系统的冷、热源。

部分地区地面水冬季水温表 

石家庄污水源中央空调系统的技术特点

 技术特点

由于污水（中水）的水质特点，使其与其他邯郸水源热泵技术相比有自身的两个特点，也是该系统的关键技术。

1..应用工艺与设备

　 原生污水中大尺度杂物的大量存在，例如朔料袋、树叶等，造成设备与管路的堵塞污染，传统的过滤手段与机械格栅尽管能处理掉这些杂物，但实际无法操作，涉及到占地、清理、杂物运输及周边的环境污染问题，这无疑给石家庄污水源中央空调系统来了灭绝性灾难，也正是该技术延迟发展的问题所在。

目前，哈工大已针对该问题，开发出了应用工艺与装置，并已获国家专利，实际已投入哈尔滨望江宾馆和太古商城，北京悦都大酒店，太原市国瑞大厦等数个工程的运行中。

2.污水专用换热器

　尽管去除了污水中一些较大的杂物，但微型泥沙及纤维状污物依然大量存在，实际又不可能采取污水处理工艺，因为处理费较提取的热量价值还要高一倍。由于微型泥沙及纤维状污物对流动与换热有很大影响，故此，污水换热器要有特殊要求。

技术领域与特征

1、建筑物的采暖与空调耗能巨大，其中采暖主要在消耗矿物能源。
　　建筑物的采暖与空调能耗在国民经济总能耗中占有相当大的比例（工业发达国家可占到40%），其中有相当的比例仍在采用传统的矿物能源。地球上的矿物能源是有限的，而且其燃烧过程必然污染大气环境。社会的可持续发展战略将能源与环保列为两大主题。按照这一战略要求人们在积极地寻求替代能源，特别是那些来自于大自然环境的清洁的可再生的能源，例如太阳能、风能、潮汐能等等。

2、热泵供暖与空调是一项既节能又环保的技术。
　　热泵能够使用少量电能从环境（水或空气）中攫取大量冷、热能量去满足建筑物对冷、热的需求。在将电能的利用率提高四倍或以上的同时，对环境是零污染。上述替代能源大都需要通过热泵加以利用。

3、城市污水是热泵空调理想的冷、热源。
　　石家庄污水源中央空调系统是需要环境能源的，例如天然水、河水、空气等，又称低温热源。而这种合适、可用的低温热源却并非处处都有。例如在我国北方严寒地区，冬季室外大气温度太低，已无法被用作热泵的热源；根据传统的技术，可作为热泵冷、热源的只有地下水，而地下水的开采是受限制的。
　　城市污水温度适宜稳定，冬季在严寒地区也有100C以上，是丰富的热源；夏季20几摄氏度是空调废热理想的排放处。城市的生活污水虽然水质很差，但酸碱度适用（PH=7）。对管路设备无严重的腐蚀作用，一般可采用碳钢材质做污水换热器。城市原生污水遍布城区，凡在建筑需要采暖空调之处，均有污水的排放。其数量浩大，建筑物排放污水中所含的热能足以供应1/6左右相应建筑面积采暖空调的能耗。

4、实现无堵塞连续换热是城市原生污水作为冷、热源的技术关键。
　　本成果已经解决城市污水冷热源的技术关键在于在取、排热过程中如何防止恶劣水质对换热设备的堵塞与污染。此前在世界范围内还没有城市原生石家庄污水源中央空调系统冷热源成规模应用的工程实例和研究成果（供应几百平方米建筑采暖空调很小规模的浸泡式工艺除外）。已有的研究成果和工程实例均是利用污水处理站中的二级出水的。这种水的水质已相当好，作为热泵冷热源本来就没有原则上的技术困难。因此，以往城市污水源热泵只能建在污水处理站附近，去供应污水处理站附近的建筑，其使用范围和开发空间是很有限的。在暖通空调新能源开发利用领域中，真正有吸引力的是将城市原生污水开发成为热泵冷热源。
　　为解决恶劣水质对换热设备及管路的堵塞与污染问题而进行传统意义上的水处理是不可行的，因为即使采用最简单的水处理工艺，其处理成本也要大大地高于热泵从水中取热与取冷的价值，况且在城区水处理工艺的占地也成问题。
　　本技术成果初步，但成功地解决了这个问题。采用该项技术与设备，可以保证在采用城市原生污水时换热设备无堵塞地长时间运行，附加设备体积小，价格低廉，从而使大规模地使用城市原生污水作为热泵冷热源成为可能。