據(jù)世界能源組織統(tǒng)計,全球煤炭預(yù)計可采200年左右,專家們認為,中國煤炭資源可以保證開采上百年,然而這僅僅是依據(jù)現(xiàn)有利用方式而定,隨著全球石油資源的迅速減少、煤炭潔凈化技術(shù)的提出,煤炭在一些領(lǐng)域替代石油已是大勢所趨,所以煤炭只會越來越寶貴、越來越稀缺。這有限的能源,是人類共同面對的迫切問題,可再生能源的開發(fā)利用,可以有效的應(yīng)對全球氣候變化的迫切需求。
開發(fā)利用低位可再生潔凈能源是暖通空調(diào)能源消耗的新模式??稍偕郧鍧嵞茉窗ㄌ柲堋L能、水能、生物質(zhì)能、地熱能和工業(yè)余熱、城市廢熱等等,相對其他類型的熱源,城市污水具有獨特優(yōu)勢,是一種理想的低位熱源。城市污水是工業(yè)廢水與生活污水的總和,是城市余熱可再生性清潔能源。利用城市污水作為冷熱源對建筑進行采暖空調(diào)可以直接減少其他短缺能源的消耗,同時還可以達到廢物利用的目的,是資源再生利用,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,建設(shè)節(jié)約型社會,友好環(huán)境的重要措施。
污水源熱泵系統(tǒng)以污水為熱源,冬季采集來自污水的低品位熱能,借助熱泵系統(tǒng),通過消耗部分電能,將所取得的能量供給室內(nèi)取暖;在夏季把室內(nèi)的熱量取出,釋放到水中,以達到夏季空調(diào)的目的。它有以下特點:
(1)環(huán)保效益顯著。污水源熱泵系統(tǒng)是利用了城市廢水作為冷熱源,進行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng),污水經(jīng)過換熱設(shè)備后留下冷量或熱量返回污水干渠,污水與其他設(shè)備或系統(tǒng)不接觸,密閉循環(huán),不污染環(huán)境與其他設(shè)備或水系統(tǒng)。供熱時省去了燃煤、燃氣、然油等鍋爐房系統(tǒng),沒有燃燒過程,避免了排煙污染;不產(chǎn)生任何廢渣、廢水、廢氣和煙塵,環(huán)境效益顯著。城市污水熱泵供暖系統(tǒng),僅使用少量電能驅(qū)動便可達到冬季采暖,是一種新型的綠色環(huán)保的供暖方式。城市污水熱泵系統(tǒng),不僅具有改變大氣環(huán)境的實際功效,還可作為體現(xiàn)“綠色工程”的形象代表。
我國年污水排放量達464億立方米,如不會利用可節(jié)省用煤量0.33億噸,以全國年總能耗30億噸標煤計算,達到了1.1%,若按暖通空調(diào)的一次能源消耗量10億噸標煤計算,達3.3%。同時每年可減少 排放量達26.2億噸。
(2)高效節(jié)能。冬季,污水溫度比環(huán)境空氣溫度高,所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高,能效比也提高。
設(shè)單位污水量以100立方米計,所能利用的顯熱溫差為5℃,則可利用冷熱量為Q=2.1×106kJ。供暖時相當于71.3㎏(26.38元)燃煤。
節(jié)能率:燃煤供熱效率為:0.6,發(fā)電效率為1/3,水源熱泵效率為4/3,節(jié)能率為55%。
(3)運行穩(wěn)定可靠。水體的溫度一年四季相對穩(wěn)定,其波動的范圍遠遠小于空氣的變動,是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源,水體溫度較恒定的特性,使得熱泵機組運行更可靠、穩(wěn)定,也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟性。不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點問題。
(4)一機多用,應(yīng)用范圍廣。此熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào),一機多用,一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。城市污水熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用城市污水,冬季取熱供暖,夏季排熱制冷,全年取熱供應(yīng)生活熱水,夏季空調(diào)季節(jié)可實施部分免費生活熱水供應(yīng)。一套系統(tǒng)冬夏兩用,實現(xiàn)三個功能。
(5)初投資、運行費低。城市污水源熱泵系統(tǒng)具有初投資低,運行費低的巨大經(jīng)濟優(yōu)勢,較其他系統(tǒng)節(jié)省投資與運行費用20%左右。實際工程運行效果良好,經(jīng)濟效益顯著。系統(tǒng)根據(jù)室外溫度及室內(nèi)溫度要求自動調(diào)節(jié),可做到無人看管,同時也可做到聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。污水熱泵系統(tǒng)原理簡單,設(shè)備的可靠性強,維護量小,平時無設(shè)備的維護問題。