第 46卷 第 4期
2014年 8月
西安建筑科技大学学报 (自然科学版)
J．Xi’an Univ．ofArch．&Tech．(Natural Science Edition、
VbI．46 NO．4
Aug．2014
直 接 式 污 水 源 热 泵 蒸 发 器 、 冷 凝 器 污 垢
生 长 测 试 研 究
王 智 伟 ， 李 扬 ， 孙 海 洋 ， 曹 伟 ， 李 鹏
(1．西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西 西安 710055； 2．四联智能技术股份有限公司，陕西 西安 710075)
摘要：直接式污水源热泵是用污水作冷热源直接进入热泵机组蒸发器、冷凝器进行换热的系统形式，相对于使用中间换热器
的间接式污水源热泵来说，减少了换热损失，但其污垢的生长严重影响了机组的性能．以西安某污水处理厂直接式污水源热
泵为研究对象，该系统以城镇二级出水为冷热源，在机组换热器清理维护后对其进行了供暖、供冷两个工况的连续测试 ．结
果表明由于流动形式和温度条件的不同，蒸发器和冷凝器内污垢的生长规律有所不同，作者测试计算得到了二者传热系数随
着污垢生长的衰减特性 ，拟合出了污垢的生长预测模型，可为污水源热泵系统的设计和应用提供参考 ．
关键词：直接式；污水源热泵；二级出水；污垢热阻；管壳式换热器
中图分类号：TK121 文献标志码：A 文章编号：1006—7930(2014)04—0567—05
能 源危机 在 经 济飞速 发 展 的今天 日渐 凸显 ，能 源 利用效 率 、环境污 染 等 问题 使 人们 必须 需求新 的能 源
利 用途径 ．城 市污 水源 热 泵正 是利 用城 市污 水 这一 低位 能源 的环保 型系 统 ，消耗 少 量 电能 利 用热泵 从污 水
中获 得 冷量 和热 量来 实现 供 冷和 供 暖 ．早在 20世 纪 7O年 代 ， 日本 、挪威 、瑞典 及 其他一 些 发达 国家就 对
污水 源 热泵 展开 研 究并 开 始应 用 J．污 水按 水质 可 以分 为原 生污 水 、经 物理 过滤 的一 级 出水 、经 生物 、化
学 等处 理 的二级 出水和 中水 ，其 中二级 出水 以其 水质 相对 较好 且使 用 不需 付费 等优 点可作 为污 水源 热泵 理
想 冷热 源 ．
我 国对 污 水 源热 泵 的研 究相 对 较 晚 ，主 要对 污 水源 热 泵进 行 连 续实 测 或相 关 实验 来研 究 其相 关规 律 ，
并得 到 了一 些重 要 结论 ．其 中 ，孙德 兴 等[2-4]以较 多 的实 际工程 为研 究对 象 ，通 过测 试和 实验 分析 等研 究 了
污 水换 热器 中污 垢 的 生长特 性 和污 水流 动特 性 ，并且 讨论 了直 接 式与 间接 式污 水源 热泵供 热 性能 的 区别等 ；
史琳 等 [5-7]对 城镇 二级 出水 进行 了连续 测试 ，得 出 了二 级 出水 的水 温特 点并 且 以工程 实例 为研 究对象 对板 式
换热 器 中的污 垢 的生长 特性 等做 了研究 与讨 论 ．
然 而 ，以往 所做 研究 集 中于探 讨 污水 在 管道 内被 加热 工况 下 的污 垢生长 情况 ，且实 测对 象 多以 间接式
污 水源 热 泵 为主 ．本文 以直 接 式污 水 源热 泵 为研 究 对象 ，对机 组蒸 发 器 、冷 凝器 均做 了污垢 生长 的测 试 ，
讨 论 了不 同流 动边 界条 件对 污 垢 生长 的影 响 ，根 据测 试 数据 计 算得 到 了机 组污 水换 热器 传热 系数 随污 垢 生
长 的衰 减特 性 ，并计 算拟 合 出 了污 垢生长 预 测公 式 ，并 根据 污水 在蒸 发器 和 冷凝器 中的不 同流动换 热 方 式
对 二者 的区别 和污 垢 生长 规律 进行 了对 比 ．测试 分析 结果 可 为类 似污 水源 热泵 的设 计 、应 用 、清 洗 等提供
参 考 ．
1 系 统 简 介 和 测 试 原 理
1．1 系 统 简介
图 1为现 场 测试 系统— — 直接 式污 水 源热 泵原 理 图 ，机 组 供 冷和供 暖工 况 的转换通 过 8个 阀 门的
直接式污水源热泵蒸发器、冷凝器污垢生长测试研究（论文）.pdf
