污水源热泵系统是利用污水（生活废水、工业废水、矿井水、河湖海水、工业设施冷却水、生产的基本工艺排放的废水），通过污水换热器与中介水进行换热，中介水进入热泵主机，主机消耗少量的电能，在冬天将水资源中的低品质能量“汲取”出来，经管网供给室内采暖系统、生活热水系统；夏天，将室内的热量带走，并释放到污水中，给室内制冷并制取生活热水。

　　我国北方地区，冬季采暖主要是依靠煤、石油、天然气等石化燃料的燃烧来获得。采暖与环保成为一对难以解决的矛盾。城市污水是北方寒冷地区不可多得的热泵冷热源。它的温度一年四季相对来说比较稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，这种温度特性使得污水源热泵比传统空调系统运行效率要高，节能和节省运行的成本效果显著。

　　原生污水源热泵机组以原生污水为热源，冬季，污水源热泵系统能提取污水中的热量，通过压缩机做功后进入热泵机组，机组消耗少量的电能可得到高品位的热能，并将热能传递给换热介质（首选为水，也可以为其他介质），最终为用户更好的提供热量；夏季，污水源热泵系统利用污水作为低位冷源，从室内空气中提取热量，热量传递到污水中，最终达到制冷目的。污水源热泵系统在城市供热制冷的实际应用中，应基于城市污水冬季和夏季的相关参数、污水流量以及不同建筑的使用特点等因素，确定供热制冷项目的冷热负荷以及采用何种类型的热泵系统。它有以下特点：

　　污水源热泵系统是利用了各种污水作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统，污水经过污水换热器后留下冷量或热量返回污水渠道，污水与别的设备或系统不接触，污水密闭循环，不污染自然环境与别的设备或水系统。供热时省去了燃煤、燃气、燃油等锅炉房系统，没有燃烧过程，避免了排烟污染；供冷时省去了冷却水塔，避免了冷却塔的噪音及霉菌污染。不产生任何废渣、废水、废气和烟尘，环境效益显著。

　　冬季，污水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率提高。供暖制冷所投入的电能在1KW时可得到5KW左右的热能或冷能。能源利用效率远高于别的形式的中央空调系统。

　　城市污水冬季温度一般在12～16℃之间波动，夏季温度一般在22～26℃之间波动，且日变化幅度较小，城市污水具有的水流量大、水量和水温相对来说比较稳定、温度适宜、热容量大等特点，使得城市污水适宜作为污水源热泵系统的冷热源。水体的温度一年四季相对来说比较稳定，其波动的范围远远小于空气的变动，是很好的热泵热源和空调冷源，水体温度较恒定的特性，使得污水源热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。不存在冬季除霜等难点问题。

　　污水源热泵系统可供暖、制冷、制取生活热水，一机多用，一套系统能替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。城市污水热泵空调系统利用城市污水，冬季取热供暖，夏季排热制冷，全年取热供应生活热水，夏季空调季节可实施部分免费生活热水供应。一套系统冬夏两用，实现三联供。

　　城市污水源热泵具有初投资低，运行费低的巨大经济优势。运行效果良好，经济效益显著。污水热泵系统的机房面积仅为其他系统的50%。系统根据室外温度及室内温度要求自动调节，可做到无人看管，同时也可做到联网监控。污水源热泵系统原理简单，设备的可靠性强，维护量小，平时无设备的维护问题。

　　污水成分极其复杂，且不稳定，含有多种悬浮物质，絮状物，油脂，固体颗粒，以及生活垃圾，随着污水源热泵的使用愈来愈普遍，很多的弊病也被彰显出来，其中最重要的就是要按时把污水源热泵进行拆开来进行清理洗涤，需要耗费大量的人力和精力，而且一般清洗时建筑物没有办法进行供暖制冷。

　　一个是采用化学液体或者是高压水枪进行清理洗涤内部结构，但是由于污水源热泵的结构较为复杂，所以给清洗造成了很大的不便；

　　另一个就是在污水源热泵前面加离心式污水换热器使其构成一整套的污水源热泵系统的方法，这样就避免了污水源热泵的堵塞、腐蚀问题。离心污水换热器工作原理该换热技术是介于壳管式换热和板式换热之间的一种换热技术，换热技术原理为，设计专用污水流道，解决了堵塞问题，污水在换热器内形成涡流，中介水在换热器内形成反向涡流，完全进行逆流换热，有效地提高了换热效率。产品特点换热器无需配置任何前置水处理。换热器具有效率高、抗污染、耐腐蚀且容易清洗维护的特点。2、防堵、防垢：采用了独特的单通流道换热、保证了较大的流通换热空间、最大限度减少了污染物的堵塞概率、同时在流道内保持合理的流速、避免污垢在换热器表面沉积。3、高效换热：与传统壳管式换热器相比、其换热形式为纯逆流换热、换热效率高4、维护方便：换热器不易积垢、清洗维护周期比较长、采用单通道换热、使换热器清洗工作相对来说还是比较简单，达到自清洁换热效果。

　　对城市污水源热泵空调系统的研究，日本、挪威、瑞典及一些其它北欧等供热发达国家比较活跃。最早起源于杨图夫斯基(前苏联)等人对河水、污水、海水的利用探讨，1978年，杨图夫斯基等人对热泵站供热与热化电站、区域锅炉房集中供热作比较，得出热泵站供热可节省燃料20%-30%，并提出利用莫斯科河水作水源热泵站区域供热方案。1981年6月，瑞典在塞勒研究开发了第一个净化污水源热泵系统。自此发达国家纷纷投入大量的财力和人力进行此项研究，并取得了一定的发展。

　　2、国内研究应用进展国内应用较早、较为突出的是北京高碑店污水处理厂的二级出水。2000年，北京市排水集团在高碑店污水处理厂开发了污水源热泵实验工程，空调建筑面积900m2，这是我国最早的城市污水源热泵系统。

　　3.污水源热泵的弊病城市原生污水成分极其复杂，且不稳定，含有多种悬浮物质，絮状物，油脂，固体颗粒，以及生活垃圾，随着污水源热泵的使用愈来愈普遍，很多的弊病也被彰显出来，其中最重要的就是要按时把污水源热泵进行拆开来进行清理洗涤，需要耗费大量的人力和精力，而且一般清洗时建筑物没有办法进行供暖制冷。一般解决办法分为两种：一个是采用化学液体或者是高压水枪进行清理洗涤内部结构，但是由于污水源热泵的结构较为复杂，所以给清洗造成了很大的不便；另一个就是在污水源热泵前面加离心污水换热器使其构成一整套的污水源热泵系统的方法，污水换热器使用防堵塞免拆洗的离心污水换热器，这样就避免了污水源热泵的冲洗。

　　但是无论如何，污水源热泵的节能与环保都使得其成为现在采暖制冷的主要流行趋势，以后估计也会得到慢慢的变多得普及。

　　污水源热泵主要适合于宾馆、饭店、写字楼、工厂等建筑空调、工艺冷却、加热和制取卫生热水。北京南站属于大型的公共建筑，建筑面积约25万平米，采用污水源热泵做改造后，每年可节电约500万度，节能环保效果很显著。随着我们国家节约能源改造的不断深入，污水源热泵所带来的社会效益和经济的效果与利益必将十分巨大，在具备污水源条件的地区必将逐步并最终取代传统制冷制热方式。

　　城市污水由生活垃圾污水和工业废水组成，它的成分是极其复杂的。所以，污水源热泵经常会出现下列问题 ：

　　（1）污水流经管道和设备（换热设备、水泵等）时，在换热表面上易发生积垢、微生物贴附生长形成生物膜、污水中油贴附在换热面上形成油膜、漂浮物和悬浮固体物等堵塞管道和设备的入口。其最终的结果是出现污水的流动堵塞和由于热阻的增加恶化传热过程。

　　（2）污水引起管道和设备的腐蚀问题，尤其是污水中的硫化氢使管道和设备腐蚀生锈。

　　（3）由于污水流动阻塞使换热设备流动阻力不断增大，引起污水量的不断减少，同时传热热阻的不断增大又引起传热系数的不断减小。基于此，污水源热泵运行稳定性差，其供热量随运行时间延长而衰减。

　　（4）由于污水的流动阻塞和换热量的衰减，使污水源热泵的运行管理和维修工作量大，例如，为了改善污水源热泵的运行特性，换热面需要每日水力冲洗3~6次。

　　污水水质的优劣是污水热泵供暖系统成功与否的关键，因此要了解和掌握污水水质，应对污水作水质分析，以判断污水是否可作为低温热源。处理后污水中的悬浮物、油脂类、硫化氢等均要比原生污水小十倍乃至几十倍，因此，国外一些污水源热泵常选用城市污水处理厂处理后的污水或城市中水设备制备的中水作为它的热源与热汇。而城市污水处理厂通常远离城市市区，这在某种程度上预示着热源与热汇远离热用户。因此，为了更好的提高系统的经济性，常在远离市区的污水处理厂附近建立大型污水源热泵站。所谓的热泵站是指将大型热泵机组（单机容量在几MW到30MW）集中布置在同一机房内，制备的热水通过城市管网向用户供热的热力站。

　　防堵塞与防腐问题是污水源热泵空调系统模块设计、安装和运行中的重要的核心问题。其问题解决的好与坏，是污水源热泵空调系统成功与否的关键，一般会用的技术措施归纳为 ：

　　（1）由于二级出水和中水水质较好，在可能的条件下，宜选用二级出水或中水做污水源热泵的热源和热汇。

　　（2）在设计中，宜选用便于清污物的淋激式蒸发器和浸没式蒸发器，污水/水换热器宜采用浸没式换热器。经验表明：淋激式蒸发器的布水器的出口容易被污水中较大的颗粒堵塞，故设计中对布水器要做精心设计。

　　1）在污水进入换热器之前，系统中应设有能自动工作的筛滤器，去除污水中的浮游性物质。目前常用的筛滤器有自动筛滤器、转动滚筒式筛滤器等。

　　2）在系统中的换热器中设置自动清洗装置，去除因溶解于污水中的各种污染物而沉积在管道内壁的污垢。目前常用胶球型自动清洗装置、刚刷型自动清洗装置等。

　　3）设有加热清洁系统，用外部热源制备热水来加热换热管，去除换热管内壁污物，其效果十分有效。

　　（4）在污水源热泵空调系统中，易造成腐蚀的设备主要是换热设备。原生污水源热泵，宜选用钛质换热器和铝塑传热管。