向阀的换向来实现制热工况和制冷工况的 转换(工质切换式)和通过阀门改变水流方 向来实现工况转换(水切换式)。
? 直接换热式热泵空调系统为热泵空调机组换热器中的制冷剂
直接同污水进行热交换，提取污水中的热量或冷量；间接换 热式热泵空调系统污水先通过热交换器与某一中间媒介进行 热交换．再通过中间媒介同制冷剂换热。需要明确指出，直 接污水源热泵空调系统中，污水与制冷剂之间不存在混合， 它们之间的传热方式依然是间接传热。
? 首先，污水源热泵技术主要来源为城市污水，污
水具备水处理量大，水源稳定，冬暖夏凉等特点。 调查表明，城市污水中具有较大的热量，冬天污 水温度在 10℃至16℃，高出日常气温。夏天，污 水水温为 22℃至25℃，又比日常气温低。热泵机 组依靠内部制冷剂的物态循环变化，冬季从污水 中吸收热量经热泵机组升温后对建筑供热，夏季 通过热泵机组把建筑物中的热量传递给污水从而 实现供冷的新技术。
? (6)城市污水能源区域分布优越。我国能源资源分布不均．煤炭
等矿产资源有60%分布在华北，水力资源有70％分布在西南， 而经济发达、工业和人口比较集中(约占全国人口总数的37％) 的南方八省市的能源却比较缺乏，煤炭量仅占全国2％，水力资 源仅为10%。而城市污水热能分布于各大中城市市区内，与人 口及城市工业化程度成正比，将城市污水作为一种新能源，在 适当优化能源结构的同时，缓解了能源缺乏及分布的不均匀性 问题。
城市污水是工业废水与生活污水的总和，是城市余热型可再 生性清洁能源，包括城市原生污水与二级出水，是一种理想 的低位冷热源。作为热泵空调冷热源具有如下特点：
? (1)城市污水水量为城市供水量的85％以上，数量巨大，
据《2019年国民经济和社会发展统计公报》显示：我国 2019年全年城市污水排放量达359.52亿立方米，城市污水 处理率达48.4％。
? 与间接换热式污水源热泵空调系统相比，直接系统具有更为
简单的系统形式和更高的制热效率。在间接系统中，热量的 传递路线是：污水、中介水、制冷剂。从热力学的角度分析， 中介媒质的存在增加了传热热阻，导致能量在转移过程中其 品质有大幅度的下降，因此整个热泵系统的制热效率也随之 下降。同时，中介媒质的存在也使污水的可利用温差区间减 小，单位质量污水的供热量也就减小了。没有中介水系统的 直接污水源热泵系统由于系统形式得到简化，初投资也随之 减小，而且调试、调节操作简单，运行管理方便。直接换热 式污水源热泵空调系统一般为工质切换式系统，而问接式污 水源热泵空调系统一般属于水切换式系统。直接系统具有简 单的结构和更高的效率，是未来的主流系统形式。目前国内 外以二级污水作为冷热源的热泵空调系统通常都采用直接换 热式系统。而对于水质较差的城市原生污水大都采用间接利 用式，以减少对热泵空调机组的腐蚀。
? 制热原理图
污水12℃ 污水6℃
空调机组
60℃
50℃ 制热过程
末
散热器
端
系
统
地板采暖
? 制冷原理图
污水25℃ 污水30℃
空调机组
7℃
末
端
系
12℃
统
制冷过程
风机盘管、新风机组等
污水源热泵不同的系统分类方式又 可分为：
? 按污水热能提取方式可分为：直接利用式
和间接利用式。
? 从模式转换方式又可以分为：通过四通换
? 依上述可知，城市污水是理想的暖通空调
冷热源，因此对以城市污水为冷热源的。
2.2 污水源热泵技术的国内外发展现状
? 20 世纪80年代以来， 美国、 日本等国家相继建
立了一批大型城市污水源热泵系统。从开始时单 机容量 仅几兆 瓦已发展 至今 单机容量达 30MW， 单个项目总装机容量达 160MW。以瑞典为例，到 1987年已有约100座热泵站投入运行，总供热能 力达到1200 MW，已成为世界上应用大型污水源 热泵的代表国家之一。大型城市污水源热泵系统 在国外已有十几年的运行历程，已形成一套较完 备的技术和经验。
水
空气
冷
土壤
热
锅炉
源
冷却塔
风机 盘管
空
末
调
散热器
端
机
系
组
统
地板 采暖
二、污水源热泵
? 根据以上空调各个部分的不同组合，可以有多种空调系统的方案，如
以冷却塔（冷源）+锅炉（热源）+空调主机+风机盘管系统，实现夏 季制冷、冬季制热功能；地下水（冷热源）+热泵机组+风机盘管+地 板采暖实现夏季制冷、冬季制热功能等。污水源热泵即以污水作为空 调系统的冷热源，实现制冷、制热的目的。
? 我国目前也已实施多个项目的城市污水源
热泵，如北京高碑店污水处理厂、北小河 污水处理厂、卢沟桥污水处理厂、秦皇岛 海港区污水处理厂利用污水二级出水实施 了几个项目，哈尔滨马家沟、哈尔滨望江 宾馆、哈尔滨太古商城、大庆恒茂商城等 利用原生污水实施了几个项目，均取得了 较好的效果。
2.3污水源热泵的原理
? (2)城市污水水温相对较高且其随季节变化幅度较小，通
常在10℃以内，具有冬暖夏凉的特点，温度全年在10— 25℃之间，适合暖通空调冬夏两季制热及制冷双工况运行， 供暖时水温较地下水温高3—5℃，制冷时较空气温度低 10—15℃。
? (3)作为城市废热之一，城市污水占城市区
域废热百分比很高，日本东京占近40%， 我国各城市所占比例在10一16％之间，是 城市废热回收潜力最大的部分。
污水源热泵介绍
中央空调概述：
? 空调系统由冷热源、空调机、末端设备以及连接各部分之间的介质输
送系统组成。 空调冷热源包括：空气、冷却塔、锅炉（其中包括电 锅炉、燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉）、水（包括地表水、地下水、 生活废水）、土壤等。空调机组种类包括：活塞式、离心式、螺杆式、 溴化锂吸收式等。末端形式主要有风机盘管、散热器、地板辐射等。 输送系统主要指输送冷热介载体介质的管道，送风系统的风管、风道， 水系统的水管，制冷剂系统的铜管等。如下图所示：
? (4)城市污水是载热水体，热容量大，相对
空气源、土壤源而言，换热设备具有很高 的传热效率，热泵空调系统运行效率高， 空气源、土壤源热泵制热系数在3.5以下， 而污水源热泵可高达4.5甚至以上。
? (5)城市污水量大面广，在市区内既可分散性小规模应用，也可
建设大型热泵站，系统机组装机容量可在100kW-2000kW之间， 甚至更大。开发利用城市污水作为热泵冷热源为建筑物供暖空 调不仅具有节能环保效益，而且符合生态建筑的发展趋势。
2.1 污水源热泵的特点
? 城市污水是理想的空调冷热源，开发利用低位清
洁可再生能源是暖通空调能源消耗的新模式。可 再生性清洁能源包括太阳能、风能、水能、生物 质能、地热能和工业余热、城市废热等等，我们 利用其中的部分低位能源作为热泵冷热源为建筑 物供热时，按电驱动热泵制热性能系数 4.0计算， 其系统的一次能源利用率大于 1.3，而利用其他矿 物燃料供暖时一次能源利用率则在 0.7卸0.9之间， 因此低温热源 +热泵供暖空调是缓解能源紧张、 保护环境的有效途径之一。