直接利用城市污水里蘊含的低品位熱能，用于滿足用戶冬天里的供熱需求，聽起來似乎是天方夜譚。近日，筆者來到位于烏魯木齊市北京路高新區(qū)的盈科廣場，現(xiàn)場目睹了運用污水源熱泵技術(shù)“直接利用城市污水供暖”的來龍去脈。
    據(jù)介紹，盈科廣場污水源熱泵項目2009年12月19日安裝完工，2010年1月21日起調(diào)試運行，現(xiàn)已轉(zhuǎn)入正常運行。該項目是建設(shè)部、財政部2008年可再生能源建筑應(yīng)用示范工程，也是烏魯木齊市2009年熱泵技術(shù)建筑應(yīng)用示范工程。
    “盈科廣場污水源熱泵項目是2008年建設(shè)部批準(zhǔn)的全國最大污水供暖項目。項目建成之后，自治區(qū)、市政府的領(lǐng)導(dǎo)和專家先后前來考察，對項目給予了肯定評價。項目投運后運行狀況良好，冬季建筑室內(nèi)溫度可達20℃以上，按電采暖電價計算，整個采暖期運行費用為13.7元/平米。另外，這個項目也引起了其他省市的普遍關(guān)注，石家莊等城市也將派遣相關(guān)人員前來學(xué)習(xí)借鑒。”
    新疆盈科廣場建筑8.6萬余平米，建筑類型為居住/公建，經(jīng)過勘察，了解到建筑物附近有足夠的污水流量，作為污水源熱泵系統(tǒng)的熱源和冷源非常適合。因此采用上海富田空調(diào)冷凍設(shè)備有限公司的高效能污水源熱泵系統(tǒng)為該大樓的空調(diào)和采暖系統(tǒng)提供冷熱源。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對整棟樓的供冷供熱。在冬季，為用戶供熱時，熱泵機組從污水源中提取低品位熱能，通過電能驅(qū)動的水源中央空調(diào)主機“泵”送到高溫?zé)嵩矗詽M足用戶供熱需求。在夏季，熱泵機組將用戶室內(nèi)的熱量，通過水源中央空調(diào)主機轉(zhuǎn)移到水源中，以滿足用戶制冷需求。
    原生污水源熱泵可分為三個能量轉(zhuǎn)換過程：
    第一過程：機組的介質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)需要吸收熱量，介質(zhì)的蒸發(fā)溫度為-20℃，此時15℃左右的中介水在蒸發(fā)器中經(jīng)過，與介質(zhì)換熱，并將熱量釋放給介質(zhì)，介質(zhì)吸收熱量蒸發(fā)。
    第二過程：機組自身介質(zhì)循環(huán)，蒸發(fā)的氣體被壓縮機吸入并壓縮，變成高溫、高壓的氣體，進入冷凝器，實現(xiàn)熱量向冷凝器轉(zhuǎn)化的過程，而冷凝器是與末端系統(tǒng)連接的。
    第三過程：機組的高溫、高壓的介質(zhì)進入冷凝器冷凝，放出熱量，并與系統(tǒng)水進行熱交換，實現(xiàn)將在蒸發(fā)器內(nèi)吸收的熱量和輸入的電能的總和輸出給采暖系統(tǒng)水的過程，采暖系統(tǒng)水帶著熱量釋放給房間，達到制熱的目的。在整個的過程中消耗少量的電能，極大地利用污水能量，從而達到節(jié)能目的。制冷過程是制熱過程的逆過程。
    其原理類似于人們常見的普通空調(diào)，所不同的是普通空調(diào)利用空氣進行冷熱交換，而原生污水源熱泵利用的卻是原生污水。
    據(jù)了解，盈科廣場污水源熱泵項目全部采用污水源熱泵系統(tǒng)為該大樓的空調(diào)和采暖系統(tǒng)提供冷熱源。采用該系統(tǒng)預(yù)計可以實現(xiàn)年節(jié)省能量9611400kWh的能量，折合成標(biāo)準(zhǔn)煤約為1182噸標(biāo)準(zhǔn)煤，每年減少排放二氧化碳2919.5噸、二氧化硫23.6噸、氫氧化物8.82噸、煙塵47.3噸、煤渣226.9噸，環(huán)境效益明顯。
    據(jù)統(tǒng)計，烏魯木齊市每天污水排放量約80萬立方米，污水資源豐富，如能充分開發(fā)利用，不僅可以滿足數(shù)百萬平米建筑供暖，還可以節(jié)約大量的能源，同時又可避免由于大量燃煤產(chǎn)生的環(huán)境污染，為烏魯木齊市的大氣污染治理提供一個示范，為烏魯木齊市的節(jié)能減排提供一種可行的思路和途徑。
    全國每年排放城市生活污水500億噸左右，其中潛存著巨大的熱能，如能全部利用，可為20億平方米建筑提供供熱和制冷。
    據(jù)介紹，城市污水是一種蘊含豐富低位熱能的可再生熱能資源，原生污水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)則是以城市污水為建筑冬季采暖、夏季空調(diào)和全年生活熱水供應(yīng)的重要技術(shù)，也是城市污水資源化開發(fā)與利用的新思路和有效途徑，目前，在世界各國已經(jīng)得到一定程度的應(yīng)用。原生污水源熱泵空調(diào)技術(shù)是我國當(dāng)前各類熱泵技術(shù)中發(fā)展和應(yīng)用前景最被看好的一類技術(shù)，節(jié)能減排效果顯著。
    污水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在對建筑物實現(xiàn)冬季采暖、夏季空調(diào)的同時，還可以替代現(xiàn)有的電熱水器、燃油燃氣鍋爐和燃煤鍋爐全年向建筑物提供生活熱水，同樣從一次能源利用效率和運行費用的角度，污水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)具有較大的節(jié)能效果。因此，開發(fā)利用城市污水低位熱能資源，降低建筑冬季采暖、夏季空調(diào)和生活熱水供應(yīng)對化石燃料能源資源的消耗，對促進我國建設(shè)節(jié)約型社會、節(jié)約能源、保護環(huán)境具有重要社會發(fā)展意義。