公布日：2022.05.03
申請日：2022.03.04
分類號：F25B30/06(2006.01)I;F25B49/02(2006.01)I;F28D7/04(2006.01)I;F28G9/00(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種利用污水中低品位熱的節(jié)能低碳型污水源熱泵系統(tǒng)，包括：自清洗式換熱盤管組件設(shè)置在污水處理廠的污水出水池內(nèi)；自清洗式換熱盤管組件經(jīng)控制管網(wǎng)子系統(tǒng)分別與熱泵子系統(tǒng)的蒸發(fā)器與冷凝器連接，能分別與蒸發(fā)器形成蒸發(fā)換熱循環(huán)回路、與冷凝器形成冷凝換熱循環(huán)回路；末端換熱子系統(tǒng)經(jīng)控制管網(wǎng)子系統(tǒng)分別與熱泵子系統(tǒng)的蒸發(fā)器與冷凝器連接，能分別與蒸發(fā)器形成蒸發(fā)換熱循環(huán)回路、與冷凝器形成冷凝換熱循環(huán)回路。該系統(tǒng)利用污水廠出水，通過自清洗式換熱盤管組件在污水廠出水池中直接換熱，能充分利用污水熱量實現(xiàn)制熱與制冷，取消一級污水輸送泵、污水過濾設(shè)備和一級換熱等設(shè)備，提高了能效。
權(quán)利要求書
1.一種利用污水中低品位熱的節(jié)能低碳型污水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于，包括：自清洗式換熱盤管組件、控制管網(wǎng)子系統(tǒng)、熱泵子系統(tǒng)和末端換熱子系統(tǒng)：其中，所述自清洗式換熱盤管組件設(shè)置在污水處理廠的污水出水池內(nèi)；所述自清洗式換熱盤管組件經(jīng)所述控制管網(wǎng)子系統(tǒng)分別與所述熱泵子系統(tǒng)的蒸發(fā)器與冷凝器連接，能分別與所述蒸發(fā)器形成蒸發(fā)換熱循環(huán)回路、與所述冷凝器形成冷凝換熱循環(huán)回路；所述末端換熱子系統(tǒng)經(jīng)所述控制管網(wǎng)子系統(tǒng)分別與所述熱泵子系統(tǒng)的蒸發(fā)器與冷凝器連接，能分別與所述蒸發(fā)器形成蒸發(fā)換熱循環(huán)回路、與所述冷凝器形成冷凝換熱循環(huán)回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用污水中低品位熱的節(jié)能低碳型污水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述控制管網(wǎng)子系統(tǒng)由控制管路組件一和控制管路組件二組成；其中，所述控制管路組件一的一端為第一進水端口，該第一進水端口與所述自清洗式換熱盤管組件的出水端連接；所述控制管路組件一的另一端為第二進水端口，該第一進水端口與所述末端換熱子系統(tǒng)的出水端連接；所述控制管路組件二的一端為第三出水端口，該第三出水端口與所述自清洗式換熱盤管組件的進水端連接；所述控制管路組件二的另一端為第四出水端口，該第四出水端口與所述末端換熱子系統(tǒng)的進水端連接；所述控制管路組件一由并聯(lián)設(shè)置第一控制管路和第二控制管路組成，第一、第二控制管路上的兩端均各設(shè)置一個控制閥；所述控制管路組件二由并聯(lián)設(shè)置第三控制管路和第四控制管路組成，第三、第四控制管路上的兩端均各設(shè)置一個控制閥；所述第二控制管路上的兩個控制閥之間設(shè)有蒸發(fā)器進口，該蒸發(fā)器進口經(jīng)管路與所述蒸發(fā)器的進口連接；所述第三控制管路上的兩個控制閥之間設(shè)有蒸發(fā)器回口，該蒸發(fā)器回口經(jīng)管路與所述蒸發(fā)器的出口連接；所述第一控制管路上的兩個控制閥之間設(shè)有冷凝器進口，該冷凝器進口經(jīng)管路與所述冷凝器的進口連接；所述第四控制管路上的兩個控制閥之間設(shè)有冷凝器回口，該冷凝器回口經(jīng)管路與所述冷凝器的回口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用污水中低品位熱的節(jié)能低碳型污水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述自清洗式換熱盤管組件包括：換熱盤管、提升泵、出水管路、進水管路和自清洗組件；所述換熱盤管設(shè)置在所述污水處理廠的污水出水池內(nèi)；所述換熱盤管的出水口經(jīng)設(shè)置所述提升泵的出水管路與所述控制管網(wǎng)子系統(tǒng)的第一進水端口連接；所述換熱盤管的進水口經(jīng)所述進水管路與所述控制管網(wǎng)子系統(tǒng)的第一出水端口連接；所述換熱盤管、出水管路和進水管路內(nèi)填充液體換熱介質(zhì)；所述自清洗組件設(shè)置在所述換熱盤管上方，清洗清洗通孔朝向所述換熱盤管表面，該自清洗組件的進水端與所述污水廠出水池內(nèi)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用污水中低品位熱的節(jié)能低碳型污水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述自清洗式換熱盤管組件還包括：液體換熱介質(zhì)補充管路，與所述出水管路連接；所述自清洗組件包括：盤式?jīng)_洗穿孔管、高壓沖洗泵和沖洗管路；其中，所述盤式?jīng)_洗穿孔管設(shè)置在所述換熱盤管的上方，該盤式?jīng)_洗穿孔管的底部開設(shè)有多個清洗通孔，各清洗通孔均朝向所述換熱盤管表面；所述盤式?jīng)_洗穿孔管與設(shè)有所述高壓沖洗泵的沖洗管路連通，所述沖洗管路的另一端與所述污水廠出水池內(nèi)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用污水中低品位熱的節(jié)能低碳型污水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述熱泵子系統(tǒng)包括：壓縮機、膨脹閥、管路、所述蒸發(fā)器和所述冷凝器；其中，所述壓縮機經(jīng)管路依次與所述冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器連接成環(huán)路結(jié)構(gòu)；所述管路內(nèi)填充有制冷劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用污水中低品位熱的節(jié)能低碳型污水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸發(fā)器采用降膜式蒸發(fā)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用污水中低品位熱的節(jié)能低碳型污水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述末端換熱子系統(tǒng)包括：熱量交換設(shè)備、循環(huán)水泵、進水管和出水管；其中，所述熱量交換設(shè)備分別設(shè)有進水口和出水口，所述進水口經(jīng)給水管與所述控制管網(wǎng)子系統(tǒng)的第四出水端口連接，所述出水口經(jīng)出水管與所述控制管網(wǎng)子系統(tǒng)的第二進水端口連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用污水中低品位熱的節(jié)能低碳型污水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述熱量交換設(shè)備為散熱器、風(fēng)機盤管和地板輔熱中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用污水中低品位熱的節(jié)能低碳型污水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述末端換熱子系統(tǒng)還包括：外網(wǎng)集水器和外網(wǎng)分水器；其中，所述外網(wǎng)集水器連接在所述進水管與所述控制管網(wǎng)子系統(tǒng)的第二進水端口之間；所述外網(wǎng)分水器連接在所述控制管網(wǎng)子系統(tǒng)的第四出水端口與所述進水管之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用污水中低品位熱的節(jié)能低碳型污水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述末端換熱子系統(tǒng)還包括：中介水補水管，與所述出水管連接。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供了一種利用污水中低品位熱的節(jié)能低碳型污水源熱泵系統(tǒng)，能充分提取污水中的低品位熱能，節(jié)約制冷和制熱消耗的大量電能，進而減少二氧化碳排放，進而解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
本發(fā)明實施方式提供一種利用污水中低品位熱的節(jié)能低碳型污水源熱泵系統(tǒng)，包括：
自清洗式換熱盤管組件、控制管網(wǎng)子系統(tǒng)、熱泵子系統(tǒng)和末端換熱子系統(tǒng)：其中，
所述自清洗式換熱盤管組件設(shè)置在污水處理廠的污水出水池內(nèi)；
所述自清洗式換熱盤管組件經(jīng)所述控制管網(wǎng)子系統(tǒng)分別與所述熱泵子系統(tǒng)的蒸發(fā)器與冷凝器連接，能分別與所述蒸發(fā)器形成蒸發(fā)換熱循環(huán)回路、與所述冷凝器形成冷凝換熱循環(huán)回路；
所述末端換熱子系統(tǒng)經(jīng)所述控制管網(wǎng)子系統(tǒng)分別與所述熱泵子系統(tǒng)的蒸發(fā)器與冷凝器連接，能分別與所述蒸發(fā)器形成蒸發(fā)換熱循環(huán)回路、與所述冷凝器形成冷凝換熱循環(huán)回路。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的利用污水中低品位熱的節(jié)能低碳型污水源熱泵系統(tǒng)，其有益效果包括：
利用污水廠出水，通過自清洗式換熱盤管組件在污水廠的污水出水池中直接換熱，取消了一級污水輸送泵、污水過濾設(shè)備和一級換熱等設(shè)備，提高了能效；該污水源熱泵系統(tǒng)與傳統(tǒng)石化能源相比，具有低碳排放及更高的能效比、更節(jié)能、更經(jīng)濟、清潔無污染等特點；比燃油鍋爐節(jié)能50％、比空調(diào)節(jié)能30％，它既能供熱又能制冷，還能夠提供生活熱水，一機多用，且不受天氣影響，運行穩(wěn)定；可為污水廠及周邊小區(qū)、商業(yè)、及工農(nóng)業(yè)建筑等供熱制冷和熱水，是一種清潔環(huán)保、綠色低碳、經(jīng)濟高效的能源供應(yīng)模式。
（發(fā)明人：段應(yīng)勇;李冬;李旭東;劉敏）
