申請日2013.10.29

　　公開(公告)日2015.06.03

　　IPC分類號F25B30/06

　　摘要

　　一種在線自清洗強化換熱的太陽能污水源熱泵系統(tǒng)，通過機械格柵、毛發(fā)過濾器等設備對污雜物過濾，同時污水換熱器連接的四根污水管中分別設置控制閥b、控制閥c、控制閥d、控制閥e，通過控制閥開關的切換，對污水管路進行反沖洗。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)堵塞換熱設備、因污垢導致?lián)Q熱設備體積龐大及因混水導致?lián)Q熱設備性能下降、故障等問題;在水源熱泵進水口安裝太陽能設備提高進水水溫，解決了冬季進水溫度過低不能正常開機的問題，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進行供冷供熱，或冷卻工業(yè)設備，高效環(huán)保。

　　權利要求書

　　1.一種自清洗強化換熱的太陽能污水源熱泵系統(tǒng)，包括污水干渠(1)、 機械格柵(2)、水泵(3)、換熱器進水管路(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)依次連接機械格柵(2)、水泵(3)，水泵(3)抽取污水 進入毛發(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入的到污水換熱器(15)進行換熱，換熱后的 污水進入到固液分離器(16)中，固液分離器(16)分離后的固體 顆粒進入循環(huán)管(9)，污水返回機械格柵(2);其中污水換熱器(15) 連接的四根污水管中分別設置控制閥b(11)、控制閥c(12)、控 制閥d(13)、控制閥e(14)，控制閥b(11)、控制閥c(12)分別 設置在進水側的兩根污水管上，此進水側的兩根污水管分別連接污水 換熱器兩端，控制閥d(13)、控制閥e(14)分別設置在出水側的 兩根污水管上，且此出水側的兩根污水管分別連接污水換熱器的另外 兩端;通過控制閥b(11)、控制閥c(12)、控制閥d(13)、控制閥 e(14)開關的切換，當控制閥b(11)與控制閥e(14)開啟、控 制閥c(12)與控制閥d(13)關閉，污水管路正常流動，當控制閥 b(11)與控制閥e(14)關閉、控制閥c(12)與控制閥d(13) 開啟時，對污水換熱器內的污水管路進行反沖洗;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組(21)進水口，通過蓄能水箱的水 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 而提高水源熱泵機組(21)的進水水溫。

　　說明書

　　在線自清洗強化換熱的太陽能污水源熱泵系統(tǒng)

　　技術領域

　　本發(fā)明屬于污水換熱系統(tǒng)，涉及一種在線自清洗強化換熱的太陽能污水源熱 泵系統(tǒng)。

　　背景技術

　　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不能滿足目前水循環(huán)系統(tǒng)中所要求的水質標準，在實際運 行的工程當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 換熱后的水對除污濾面進行反沖洗，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，造成濾面的負擔過重，實際工程中該 類設備故障頻出。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， 進入換熱器的水源仍然滿足不了國家標準，換熱性能仍然不高，在運行較長時間 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)的水源熱泵機組在運行的過程中， 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，進入水源熱泵的中介 水的水溫往往只有8攝氏度左右，導致進出水溫差過小，使得水源熱泵機組無法 正常開機運行的情況經(jīng)常發(fā)生。

　　發(fā)明內容

　　本發(fā)明為了克服上述現(xiàn)有技術存在的不足，有效地解決污物過多大且小不一 導致的換熱管堵塞、污垢增長、換熱效率低、機器故障等問題，以及冬季進水水 溫過低難以開機的問題，提供了一種可過濾任意大小的污物，同時結合清潔無污 染的太陽能技術提高進水水溫的在線自清洗強化換熱的太陽能污水源熱泵系統(tǒng)。

　　本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

　　包括污水干渠、機械格柵、水泵、換熱器進水管路、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、水源熱泵機組、蓄能水箱、控制閥f、控制閥 h，污水干渠依次連接機械格柵、水泵，水泵抽取污水進入毛發(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入的到污水換熱器進行換 熱，換熱后的污水進入到固液分離器中，固液分離器分離后的固體顆粒進入循環(huán) 管，污水返回機械格柵;其中污水換熱器連接的四根污水管中分別設置控制閥 b、控制閥c、控制閥d、控制閥e，控制閥b、控制閥c分別設置在進水側的兩 根污水管上，此兩根污水管分別連接污水換熱器兩端，控制閥d、控制閥e分別 設置在出水側的兩根污水管上，且此兩根污水管也分別連接污水換熱器兩端;通 過控制閥b、控制閥c、控制閥d、控制閥e開關的切換，當控制閥b與控制閥e 開啟、控制閥c與控制閥d關閉，污水管路正常流動，當控制閥b與控制閥e 關閉、控制閥c與控制閥d開啟時，對污水換熱器內的污水管路進行反沖洗;污 水換熱器連接蓄能水箱后連接水源熱泵機組，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組進水口，通過蓄 能水箱的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 熱泵機組的進水水溫。

　　當中介水水溫不能夠達到開機的溫度時，將控制閥f打開，控制閥h關閉， 中介水進入蓄能水箱進行熱量交換，從而中介水的溫度得到提高，達到開機溫度 使水源熱泵機組正常運行;當中介水的水溫高于開機溫度時，將控制閥f關閉， 控制閥h打開，中介水直接進入到水源熱泵機組，水源熱泵機組正常運行。

　　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)堵塞換熱設備、因污垢導致?lián)Q熱設備體積龐大及因混水導致?lián)Q熱設備 性能下降、故障等問題，同時利用太陽能這一清潔能源，提高進水水溫，避免進 水水溫過低導致污水源熱泵機組無法正常開機的情況，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進 行供冷供熱，或冷卻工業(yè)設備，高效環(huán)保。