污水空调技术是 一种节能环保的水温空调技术，近年来得到较快发展。采用污水空调技术提取城市污水中的热能供热空调，可在一定程度上缓解能源和环境的紧张形势。然而，城市污水成分复杂，进入系统中换热很容易造成管道和设备堵塞以及换热面结垢等问题。堵塞和污垢问题能否被有效解决将决定系统能否正常运行和系统效率的高低。无论是 间接式系统还是 直接式系统都必须解决这些问题，近年来防堵和除垢技术的研究取得了显著进展，并应用于大量工程中，但有些技术研究得还不够深入。
一、污水空调技术研究进展概述
上世纪80年代，污水空调技术在北欧和日本等国家开始应用，在我国的应用则始于2000年。几十年的热泵发展历程中，产生了多种防堵和除垢技术。
水温空调工程中常采用前置过滤技术和疏导式换热技术来解决堵塞问题。前者采用前置过滤装置将污水中的污杂物过滤掉，再进入中间换热器或热泵机组换热，后者不经过前置过滤直接进入中间换热器或热泵机组换热。
前者应用的关键是 开发切实可行的前置过滤装置，在这种系统中可以直接采用常规的水空调机组，但是 前置过滤装置很难把微细颗粒物全部过滤掉，进入热泵机组后可能还会造成堵塞，并且前置过滤装置的开发也会增加系统的投资；后者采用疏导式换热技术，这种换热技术可使污杂物顺利通过换热装置，故无需前置过滤，从而节省了系统投资，但如何开发出具有防堵、防垢功能的疏导式污水换热器是 该技术的难点。
工程中采用的前置过滤装置可分为刷式和反冲洗式，刷式过滤装置最典型的是 1987年日本开发的自动滤筛器，反冲洗式过滤装置在工程中应用最为普遍，它们 基于旋转滤面再生技术开发而来，首先利用该技术开发的过滤装置诞生于哈尔滨工业大学孙德兴团队，并于2003年应用于哈尔滨望江。
疏导式换热技术包括宽流道技术和疏导管式技术，这两项技术是 吴荣华先后开发的两代技术，宽流道技术于2008年开发并应用，疏导管式换热技术于2010年开发并应用，目前都有示范工程。
除垢技术可分为定期除垢技术和在线除垢技术，定期除垢技术操作上较为简单，易于实现，但在污垢量较大需要频繁清洗时已经不能满足要求，它需要向在线除垢发展。上世纪70年代在线除垢技术开始在石油化工领域应用，我国一些学者也取得了一定进展，但由于原生污水水质较差，很多除垢装置在污水换热器中应用较为困难。
二、除垢技术
污水空调系统污垢问题会对系统性能产生很大影响，哈尔滨望江和北京悦都污染后换热器换热系数为700W/㎡·K左右，仅为清洁时的一半。换热系数的减小将需要增加换热器面积，从而增加系统的投资。无论是 有前置过滤装置的污水空调技术还是 疏导式污水空调技术，都必须解决污水污垢问题。
管壳 式换热器是 目前广泛采用的污水换热器，一些学者发明了针对管壳 式换热器的除垢装置。
(1)传热管自动清洗装置
传热管自动清洗装置最早由日本发明。它主要由毛刷、毛刷收纳器和四通阀组成。管道内毛刷在水流带动下，在传热管两端的毛刷收纳器之间往复移动，以清洗污垢。四通阀的作用是 它不断改变管道中的水流方向，使毛刷做往复运动。这种方法实际运行中还存在一定运行维护缺陷，污物排放、环境污染、设备场地、电力消耗等问题也需要考虑，而污水的流动换热问题还缺少相关的研究。故系统在设计时只能做保守设计以保证正常运行，投资和运行成本也会因此相应增加。
(2)胶球在线清洗
胶球在线清洗技术起源于20世纪80年代，它首先在国外凝汽器系统中使用。海绵胶球在流体的推动下在管内移动，依靠对管壁的轻微挤压而把管内污垢除去。该装置使用时还需配置胶球清洗泵和胶球收放旁路设备。
该装置在实际应用中存在着收球率低以及二次滤网和收球网结垢腐蚀等问题。很多学者进行试验，对它进行了改造，但并没有从根本上解决问题。另外，该装置对由于化学反应引起的析晶污垢不能完全清除，故不能应用在水质较差的原生污水中。并且，该装置结构复杂，安装较困难。
(3)管内插入物在线清洗
管内插入物早期应用于强化传热中，近年来很多学者开始研究管内插入物在除垢方面的应用。其基本原理是 ，在流体的作用下，管内插入物振动或转动以达到除垢效果。但由于是 在水质较清洁的情况下提出的，如果用在水质较差的污水中会有以下缺陷：该工艺较复杂，很难在换热面积较大的污水换热器中使用，并且插入物很容易在水质较差的污水中腐蚀损坏；另外，如果污物脱落，吸附在插入物上，则很容易造成管道阻塞。
(4)小水量强力轮替冲洗部分换热管
分析现有的几种在线清洗装置的局限性，提出了适合污水换热器的小水量强力轮替冲洗部分换热管工艺，并介绍了强力自冲洗换热器的结构及原理，对它的经济可行性作了分析。该工艺是 在管壳 式换热器封头内设置一个冲污注水头，小水量从注水头中强力注入换热管，而注水头在主轴电动机的带动下转动，实现对换热管轮替清洗。该工艺冲洗水量小、投资小，但它不适用于一般换热器结晶类污垢的清洗，而且受换热器结构的影响，它也不能应用于多管程的管壳 式换热器。
(5)液固循环流化床技术
固体粒子与换热器表面不断地接触和碰撞，可以除去沉积在换热器换热表面的污垢，即使有污垢形成，也可将污垢的厚度控制在一定范围内，而不需经常进行清垢，这就是 循环流化床技术除垢原理。但该技术目前主要应用在气固与气液固上。而污水空调系统污水侧出现的污垢以软垢为主，不同于其他行业出现的硬质污垢，因此，要想将该技术在污水换热器中推广应用，尚需要研究。
将液固循环流化床技术引入到污水空调污水侧的防垢、除垢应用中，分析了流化固体粒子防垢、除垢理论机理。流化固体粒子除垢的剥离力主要是 液固两相流对污垢层的剪切力和固体粒子对污垢层的碰撞应力；其中，剪切力较小，不足以使污垢层剥离，而碰撞应力通常是 剪切力的3个数量级以上，足以破坏污垢层。他们 搭建了液固流化床换热器实验台，验证了液固循环流化床技术对于除垢的有效性，并且钢球的效果好于沙粒。
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