申請(qǐng)日2013.10.29
公開(公告)日2014.03.12
IPC分類號(hào)F28F19/01; F28F19/06; F28F27/00; C02F9/02; F25B27/00; F25B30/06; F28G9/00
摘要
一種在線自清洗強(qiáng)化換熱的太陽(yáng)能污水源熱泵系統(tǒng)，通過機(jī)械格柵、毛發(fā)過濾器等設(shè)備對(duì)污雜物過濾，同時(shí)污水換熱器連接的四根污水管中分別設(shè)置控制閥b、控制閥c、控制閥d、控制閥e，通過控制閥開關(guān)的切換，對(duì)污水管路進(jìn)行反沖洗。徹底解決了污水作為冷熱源利用過程中，污雜物堵塞管道、毛發(fā)堵塞換熱設(shè)備、因污垢導(dǎo)致?lián)Q熱設(shè)備體積龐大及因混水導(dǎo)致?lián)Q熱設(shè)備性能下降、故障等問題;在水源熱泵進(jìn)水口安裝太陽(yáng)能設(shè)備提高進(jìn)水水溫，解決了冬季進(jìn)水溫度過低不能正常開機(jī)的問題，大幅提高系統(tǒng)換熱性能，確保系統(tǒng)安全可靠穩(wěn)定，可用于將污水或地表水作為低位冷熱源利用熱泵技術(shù)進(jìn)行供冷供熱，或冷卻工業(yè)設(shè)備，高效環(huán)保。
權(quán)利要求書
1.一種在線自清洗強(qiáng)化換熱的太陽(yáng)能污水源熱泵系統(tǒng)，包括污水干渠 (1)、機(jī)械格柵(2)、一級(jí)泵(3)、自動(dòng)除污裝置(4)、二級(jí)泵(5)、換 熱器進(jìn)水管路(6)、毛發(fā)過濾器(7)、反沖洗管路(8)、循環(huán)管(9)、控 制閥a(10)、控制閥b(11)、控制閥c(12)、控制閥d(13)、控制閥e(14)、 污水換熱器(15)、固液分離器(16)、換熱器回水管路(17)、太陽(yáng)能板(19)、 循環(huán)泵(20)、水源熱泵機(jī)組(21)、蓄能水箱(22)、控制閥f(23)、控制 閥h(24)，
其特征在于：污水干渠(1)中的污水經(jīng)過機(jī)械格柵(2)將大型污雜物去 除，除污后的污水由一級(jí)泵(3)抽入自動(dòng)除污裝置(4)中，進(jìn)一步將污 雜物去除;過濾后的污水由二級(jí)泵(5)抽取，其分為兩部分，一部分進(jìn)入 自動(dòng)除污裝置(4);另一部分通過換熱器進(jìn)水管路(6)進(jìn)入毛發(fā)過濾器(7)， 過濾后的污水與固液分離器(16)中分離出來(lái)的固體顆粒一起進(jìn)入污水換 熱器(15)參與換熱，在污水換熱器(15)的出水口連接固液分離器(16)， 固液分離后的污水進(jìn)入換熱器回水管路(17)與自動(dòng)除污裝置(4)的污水 匯合后返回機(jī)械格柵(2)中，反沖洗機(jī)械格柵(2)中的污雜物后進(jìn)入污 水干渠(1);
污水換熱器(15)連接的四根污水管中分別設(shè)置控制閥b(11)、控制閥c (12)、控制閥d(13)、控制閥e(14)，通過控制閥開關(guān)的切換，對(duì)污水 管路進(jìn)行反沖洗;
污水換熱器(15)連接蓄能水箱(22)后連接水源熱泵機(jī)組(21)，其中蓄 能水箱(22)與太陽(yáng)能板(19)連接，控制閥h(24)一端連接污水換熱器 (15)出水口，另一端連接水源熱泵機(jī)組(21)進(jìn)水口，通過中介水將太 陽(yáng)能板(19)吸收的熱量傳遞給污水換熱器(15)的中介水從而提高水源 熱泵機(jī)組的進(jìn)水水溫。
說明書
在線自清洗強(qiáng)化換熱的太陽(yáng)能污水源熱泵系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于污水換熱系統(tǒng)，涉及一種在線自清洗強(qiáng)化換熱的太陽(yáng)能污水源熱 泵系統(tǒng)。
背景技術(shù)
污水冷熱源的利用，可以緩解目前能源緊張的形勢(shì)，有著良好的節(jié)能效果、 環(huán)保效益與經(jīng)濟(jì)效益，將節(jié)約日益緊缺的淡水資源，為能源利用開辟新的領(lǐng)域， 為綜合全面利用水資源提供一條新的思路。污水冷熱源之所以沒有大面積使用與 推廣主要是因?yàn)槠渌|(zhì)不能滿足目前水循環(huán)系統(tǒng)中所要求的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際運(yùn) 行的工程當(dāng)中往往是這些污物堵塞水泵與換熱器，造成系統(tǒng)性能明顯下降，甚至 不能運(yùn)行。
為解決上述問題，占地小投資少的濾面水力連續(xù)再生過濾方法成為污水冷熱 源利用的理想方法，目前濾面再生的主要專利有ZL200410043654.9、ZL 200720127607.1與ZL200420031799.2以及自動(dòng)除污裝置等，其思路為除污濾面 (孔板過濾面或孔板過濾筒)被劃分為過濾區(qū)和再生區(qū)兩部分，利用過濾完參與 換熱后的水對(duì)除污濾面進(jìn)行反沖洗，在很大程度上減輕了大型污物對(duì)水泵與換熱 器的堵塞問題。但由于污水的污雜物太多，造成濾面的負(fù)擔(dān)過重，實(shí)際工程中該 類設(shè)備故障頻出。同時(shí)由于濾面再生區(qū)的水壓比過濾區(qū)水壓高，造成了混水的必 然性，造成換熱設(shè)備性能低下。
另外上述專利不足在于其處理后的水源中仍然含有小型顆粒與毛發(fā)類污物， 進(jìn)入換熱器的水源仍然滿足不了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，換熱性能仍然不高，在運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間 后仍然出現(xiàn)污垢增長(zhǎng)，尤其是毛發(fā)類污雜物堵塞換熱管問題。針對(duì)堵塞問題目前 主要方法是采用2.5-3m/s高流速、膠球清洗與自動(dòng)清洗小刷等方法。增大流速 方法雖然能夠抑制污垢的集聚，但由于流速的增大造成大量泵耗，其與節(jié)能的初 衷相違背;膠球清洗與自動(dòng)清洗小刷由于工藝等原因使用效果并不好，因而更多 采用國(guó)外設(shè)備而造成較大投資。針對(duì)換熱性能不高的問題，目前主要是加大換熱 器的面積來(lái)解決，但這樣將增加系統(tǒng)的投資。申請(qǐng)?zhí)枮?01210269219.2的專利 公開的一種大管徑殼管式流化床污水換熱裝置，設(shè)計(jì)了固液分離器等裝置，能很 好解決換熱器清洗問題，然而不能自身反清洗。
同時(shí)，在我國(guó)大部分地區(qū)，尤其是北方地區(qū)的水源熱泵機(jī)組在運(yùn)行的過程中， 污水的溫度往往只有十幾攝氏度，經(jīng)過過濾換熱等過程后，進(jìn)入水源熱泵的中介 水的水溫往往只有8攝氏度左右，導(dǎo)致進(jìn)出水溫差過小，使得水源熱泵機(jī)組無(wú)法 正常開機(jī)運(yùn)行的情況經(jīng)常發(fā)生。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，有效地解決污物過多大且小不一 導(dǎo)致的換熱管堵塞、污垢增長(zhǎng)、換熱效率低、機(jī)器故障等問題，以及冬季進(jìn)水水 溫過低難以開機(jī)的問題，提供了一種可過濾任意大小的污物，同時(shí)結(jié)合清潔無(wú)污 染的太陽(yáng)能技術(shù)提高進(jìn)水水溫的在線自清洗強(qiáng)化換熱的太陽(yáng)能污水源熱泵系統(tǒng)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
整個(gè)系統(tǒng)包括污水干渠、機(jī)械格柵、一級(jí)泵、自動(dòng)除污裝置、二級(jí)泵、換熱 器進(jìn)水管路、毛發(fā)過濾器、反沖洗管路、循環(huán)管、控制閥a、控制閥b、控制閥 c、控制閥d、控制閥e、污水換熱器、固液分離器、換熱器回水管路、太陽(yáng)能板、 循環(huán)泵、水源熱泵機(jī)組、蓄能水箱、控制閥f、控制閥h;污水干渠中的污水經(jīng) 過機(jī)械格柵將大型污雜物去除，除污后的污水由一級(jí)泵抽入自動(dòng)除污裝置中，進(jìn) 一步將污雜物去除;過濾后的污水由二級(jí)泵抽取，其分為兩部分，一部分進(jìn)入自 動(dòng)除污裝置;另一部分通過換熱器進(jìn)水管路進(jìn)入毛發(fā)過濾器，過濾后的污水與固 液分離器中分離出來(lái)的固體顆粒一起進(jìn)入污水換熱器參與換熱，在污水換熱器的 出水口連接固液分離器，固液分離后的污水進(jìn)入換熱器回水管路與自動(dòng)除污裝置 的污水匯合后返回機(jī)械格柵中，反沖洗機(jī)械格柵中的污雜物后進(jìn)入污水干渠;污 水換熱器連接的四根污水管中分別設(shè)置控制閥b、控制閥c、控制閥d、控制閥e， 通過控制閥開關(guān)的切換，對(duì)污水管路進(jìn)行反沖洗。污水換熱器的污水換熱面進(jìn)行 鍍銅或鍍氟等鍍層處理來(lái)預(yù)防與抑制污垢的形成。污水換熱器連接蓄能水箱后連 接水源熱泵機(jī)組，其中蓄能水箱與太能板連接，控制閥h一端連接污水換熱器出 水口，另一端連接水源熱泵機(jī)組進(jìn)水口，通過中介水將太陽(yáng)能板吸收的熱量傳遞 給污水換熱器的中介水從而提高水源熱泵機(jī)組的進(jìn)水水溫。
當(dāng)中介水水溫不能夠達(dá)到開機(jī)的溫度時(shí)，將控制閥f打開，控制閥h關(guān)閉， 中介水進(jìn)入蓄能水箱進(jìn)行熱量交換，從而中介水的溫度得到提高，達(dá)到開機(jī)溫度 使水源熱泵機(jī)組正常運(yùn)行;當(dāng)中介水的水溫高于開機(jī)溫度時(shí)，將控制閥f關(guān)閉， 控制閥h打開，中介水直接進(jìn)入到水源熱泵機(jī)組，水源熱泵機(jī)組正常運(yùn)行。
本發(fā)明的益處與效果是，徹底解決了污水作為冷熱源利用中大型污雜物堵塞 管道、毛發(fā)堵塞換熱設(shè)備、因污垢導(dǎo)致?lián)Q熱設(shè)備體積龐大及因混水導(dǎo)致?lián)Q熱設(shè)備 性能下降、故障等問題，同時(shí)利用太陽(yáng)能這一清潔能源，提高進(jìn)水水溫，避免進(jìn) 水水溫過低導(dǎo)致污水源熱泵機(jī)組無(wú)法正常開機(jī)的情況，大幅提高系統(tǒng)換熱性能， 確保系統(tǒng)安全可靠穩(wěn)定，可用于將污水或地表水作為低位冷熱源利用熱泵技術(shù)進(jìn) 行供冷供熱，或冷卻工業(yè)設(shè)備，高效環(huán)保。
