城市污水熱能采集技術(shù)世界投入應用
城市污水熱能采集技術(shù)世界投入應用
——一個技術(shù)——
城市污水變成取暖、制冷的新能源
世界性的能源緊張及礦物能源對環(huán)境造成的嚴重污染。是困擾當今世界的兩大難題．各國都在竭力尋找著可再生、無污染的能源。如今，多少人為之夢寐以求的事，在我國已經(jīng)夢想成真!由哈爾濱工業(yè)大學市政學院孫德興教授主持的課題——城市污水的再利用問題成功地將城市污水變成取暖、制冷的新能源。
——污水怎么變能源——
一個問題：堵塞與污染．正是污水被作為熱泵冷熱源的最大技術(shù)瓶頸
既然城市污水是這么好的資源。為什么以前沒有得到利用，而讓其白白流失了呢?技術(shù)壁壘在哪里呢?
其實，作為熱桑的冷熱源，城市污水很早就進入了人們的視線。
城市污水水量巨大，溫度適宜穩(wěn)定，且隨季節(jié)變化幅度較小，冬暖夏涼．冬季在嚴寒地區(qū)也有10攝氏度以上，是熱泵理想的、豐富的熱源；夏季20攝氏度左右是空調(diào)廢熱理想的排放處。城市的生活污水雖然水質(zhì)很差，但酸堿度適中(pH=7)。對管路設(shè)備無嚴重的腐蝕作用。所以，非常適于用作熱泵的冷熱源為建筑物供暖。
但孫德興教授解釋說。污水雖然量大溫度適宜，其中的污雜物太多，使用時堵塞問題嚴重。據(jù)孫教授做的實驗，污水在使用前過濾時，40秒內(nèi)過濾網(wǎng)就堵塞了。堵塞與污染，正是污水被作為熱泵冷熱源的最大技術(shù)瓶頸。
在世界各地，污水被利用的已有研究成果和工程的都是要先建一個污水處理站。把污水處理后變成二級水使用。但局限的是，城市污水源熱泵只能建在污水處理站附近，且只能供應污水處理站附近的建筑，其使用范圍和開發(fā)空間都很有限。此外，建污水處理站費用很高，污水處理每噸要耗費幾元錢，而從污水中提取的熱能只值幾角錢，得不償失。即使采用最簡單的水處理工藝，其處理成本也要大大地高于熱泵從水中取熱與取冷的價值，況且在城區(qū)水處理工藝的占地也成問題。
因此，把城市原生污水直接用作熱泵冷熱源，全世界都沒有先例，這也被專家認為是不可能的。但創(chuàng)新就是要從不可能中尋找到可能!
一個原理：利用溫差。進行冷熱交換
北方寒冷地區(qū)10攝氏度的污水進入污水換熱器，遇到比它溫度低的中介水(3~6攝氏度)，交出一部分熱量，本身溫度降低為7攝氏度返回污水渠。獲得了污水中熱量的中介水進入熱泵機組中的蒸發(fā)器，由于溫差的存在(3-6攝氏度與10攝氏度)，它把熱量交給了蒸發(fā)器中的制冷劑。在壓縮機的驅(qū)動下，制冷劑被壓縮輸送到冷凝器，其溫度可高達60。80攝氏度。再用另一股循環(huán)水就可以從冷凝器獲取制冷劑的熱量，并將這些熱量輸送到房間了。在房間中，循環(huán)水中的熱量通過風機盤管或者地板 采暖系統(tǒng)中的地下盤管散發(fā)出來
經(jīng)過科學研究，孫德興教授敏感地認識到在暖通空調(diào)新能源開發(fā)利用領(lǐng)域中．真正有吸引力的是將城市原生污水開發(fā)成為熱泵冷熱源。
城市原生污水遍布城區(qū)，凡在建筑需要采暖空調(diào)之處，均有污水的排放。其數(shù)量浩大，建筑物排放污水中所含的熱能足以供應1／6左右相應建筑面積采暖空調(diào)的能耗。從城市污水中提取熱、冷量向建筑物供熱、供冷，在無污染的情況下變廢為寶，將城市污水中蘊含的可用能源用于建筑物的采暖空調(diào)．為城市污水的資源化，這正為開發(fā)利用可再生性、低品位清潔能源開辟了新途徑。
一個裝置：原生污水熱能采集裝置
歷時3年，孫德興教授帶領(lǐng)吳榮華博士．利用冷熱泵及特殊的污雜物處理裝置，克服了與水質(zhì)極差的城市原生污水換熱過程中管路設(shè)備的堵塞與污染問題，以世界獨有的工藝技術(shù)，開發(fā)出了“原生污水熱能采集裝置”。竟然初步成功地解決了堵塞和污染的問題。
孫德興說：“城市原生污水冷熱源空調(diào)設(shè)備屬于一機三用，既可制冷，又可取暖．還同時供應熱水。其間的轉(zhuǎn)換由8個閥門來控制。
可取代鍋爐房和中央空調(diào)裝置的功能?！?/SPAN>
從此，大規(guī)模地使用城市原生污水作為熱泵冷熱源成為可能。
——專家有說——
說法一：原生污水熱能采集裝置的采用．可以保證在采用城市原生污水時換熱設(shè)備無堵塞地長時間運行
建筑物的采暖與空調(diào)能耗在國民經(jīng)濟總能耗中占有相當大的比例，工業(yè)發(fā)達國家可占到40％，我國的建筑能耗平均為總能耗的近20％，而在建筑能耗中，暖通空調(diào)能耗約占85％。其在能源消耗中舉足輕重的地位，由此可見一斑。
孫德興：“原生污水熱能采集裝置的采用．可以保證在采用城市原生污水時換熱設(shè)備無堵塞地長時I；-J運行，其附加設(shè)備體積?。疫\行時耗能微小，具有很大的節(jié)能與環(huán)保效益?！?/SPAN>
說法二：與傳統(tǒng)的冬季鍋爐或熱網(wǎng)供暖、夏季中央空調(diào)系統(tǒng)相比。原生污水熱能采集裝置的初投資與運行費用約可節(jié)省25％
孫德興：“與傳統(tǒng)的冬季鍋爐或熱網(wǎng)供暖、夏季中央空調(diào)系統(tǒng)相比，原生污水熱能采集裝置的初投資與運行費用約可節(jié)省25％。以黑龍江地區(qū)為例，試點的望江賓館使用傳統(tǒng)取暖、空調(diào)系統(tǒng)時，每平方米需61元費用。使用這項技術(shù)以后，每平方米則只需41元。一般來說．每1萬平方米建筑就可節(jié)省初投資30萬元一40萬元，年運行費用可節(jié)省25％以上?！?/SPAN>
說法三：在周而復始的循環(huán)中。污水帶著臟物來，又帶著臟物走。留下的就是有用的能量
零污染的替代能源大都需要通過熱泵加以利用，但熱泵又是需要環(huán)境能源的，例如天然水、河水、空氣等，又稱低溫熱源。而這種合適、可用的低溫熱源卻并非處處都有。在我國北方嚴寒地區(qū)，冬季室外大氣溫度太低，就無法被用作熱泵的熱源?？勺鳛闊岜美?、熱源的地下水．其開采又是受限制的。于是，城市污水就當之無愧地成為了這種“零污染”環(huán)境能源的首選。
吳榮華博士：“整個城市原始污水(冷)熱源空調(diào)系統(tǒng)是一個開放性的大的循環(huán)系統(tǒng)。在這個大的循環(huán)系統(tǒng)中，還有一些小的循環(huán)系統(tǒng)。在周而復始的循環(huán)中，污水帶著臟物來，又帶著臟物走，留下的就是有用的能量?！?/SPAN>
“以望江賓館為例，城市原始污水(冷)熱源空調(diào)系統(tǒng)建在了賓館原先的空調(diào)機房內(nèi)．用兩個管線接通污水千渠與熱泵裝置．能量采集裝置被安裝在干渠的側(cè)壁上，在那里，污水堵塞的問題就解決了。在取暖時，其中一條管線把沒有經(jīng)過處理的原始污水引進來，通過能量采集裝置，把污水中的熱量取出來、取完熱后的污水再順著另一紊管線流走?！?/SPAN>
城市污水的科學高效使用，沒對周邊環(huán)境造成絲毫的污染。
