申請日2013.10.29

　　公開(公告)日2014.03.05

　　IPC分類號F25B30/06

　　摘要

　　一種在線自清洗強(qiáng)化換熱的太陽能污水源熱泵系統(tǒng)，通過機(jī)械格柵、毛發(fā)過濾器等設(shè)備對污雜物過濾，同時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

　　1.一種自清洗強(qiáng)化換熱的太陽能污水源熱泵系統(tǒng)，包括污水干渠(1)、 機(jī)械格柵(2)、水泵(3)、換熱器進(jìn)水管路(6)、毛發(fā)過濾器(7)、 循環(huán)管(9)、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)依次連 接機(jī)械格柵(2)、水泵(3)，水泵(3)抽取污水進(jìn)入毛發(fā)過濾器(7)， 毛發(fā)過濾器(7)過濾后的污水與循環(huán)管(9)中的固體顆粒一起進(jìn)入 的到污水換熱器(15)進(jìn)行換熱，換熱后的污水進(jìn)入到固液分離器(16) 中，固液分離器(16)分離后的固體顆粒進(jìn)入循環(huán)管(9)，污水返回 機(jī)械格柵(2);其中污水換熱器(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 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(21)的進(jìn)水水溫。

　　說明書

　　自清洗強(qiáng)化換熱的太陽能污水源熱泵系統(tǒng)

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于污水換熱系統(tǒng)，涉及一種自清洗強(qiáng)化換熱的太陽能污水源熱泵系 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，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 推廣主要是因為其水質(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除污 濾面進(jìn)行反沖洗，在很大程度上減輕了大型污物對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，實際工程中該類設(shè)備故障頻出。 同時由于濾面再生區(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家標(biāo)準(zhǔn)，換熱性能仍然不高，在運(yùn)行較長時間 后仍然出現(xiàn)污垢增長，尤其是毛發(fā)類污雜物堵塞換熱管問題。針對堵塞問題目前 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 采用國外設(shè)備而造成較大投資。針對換熱性能不高的問題，目前主要是加大換熱 器的面積來解決，但這樣將增加系統(tǒng)的投資。申請?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，在我國大部分地區(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、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，同時結(jié)合清潔無污 染的太陽能技術(shù)提高進(jìn)水水溫的自清洗強(qiáng)化換熱的太陽能污水源熱泵系統(tǒng)。

　　本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

　　整個系統(tǒng)包括污水干渠、機(jī)械格柵、水泵、換熱器進(jìn)水管路、毛發(fā)過濾器、 循環(huán)管、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;污水干渠依次連接機(jī)械格柵、水泵，水泵抽取污水進(jìn)入毛發(fā)過濾器，毛 發(fā)過濾器過濾后的污水與循環(huán)管中的固體顆粒一起進(jìn)入的到污水換熱器進(jìn)行換 熱，換熱后的污水進(jìn)入到固液分離器中，固液分離器分離后的固體顆粒進(jìn)入循環(huán) 管，污水返回機(jī)械格柵;其中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，對污水管路進(jìn)行反沖 洗。污水換熱器連接蓄能水箱后連接水源熱泵機(jī)組，其中蓄能水箱與太陽能板連 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，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，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。

　　污水干渠中污水進(jìn)入機(jī)械格柵將污雜物去除，由水泵抽入毛發(fā)過濾器將污水 中的毛發(fā)類污雜物去除，其與固液分離器中分離出的固體顆粒一起進(jìn)入污水換熱 器，強(qiáng)化設(shè)備換熱能力、防止污物堵塞與污垢的生成，固液分離器能夠?qū)�換熱后 的污水與固體顆粒分離，其中固體顆粒進(jìn)入到循環(huán)管參與下次的換熱，污水返回 到機(jī)械格柵進(jìn)行反沖洗，將污雜物沖回到污水干渠下游中;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預(yù)防與抑制污垢的形成。

　　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過程中，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，同時利用太陽能這一清潔能源，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。