CN101761991A - 污水源热泵系统 - Google Patents

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姚伟君
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一种污水源热泵系统，应用了可拆式螺旋板换热器，具有定时反向自清洗功能，本发明提高了整个污水源热泵系统的换热部分的效率，并且换热器可拆解、易清理杂质，提高污水源热泵系统的运行稳定性，是一种良好的污水源热泵系统。

Description

污水源热泵系统
技术领域
本发明涉及一个污水源热泵系统。
背景技术
随着水源热泵技术在我国的迅速推广，污水源热泵技术也得到一定的发展和应用。该技术从城市污水中冬季取热，夏季释热，利用了可再生能源，实现循环经济。利用城市污水做热泵空调机组的冷热源最大的难题是如何防止含杂质污水对管路、换热设备的污染与堵塞。我公司下属研究所申请的专利号为ZL200710143188.5，名称为“污水全自动除污机”的发明，在污水源热泵系统的应用效果良好，而系统的污水换热通常利用壳管式换热器，由于换热管的管径较小，容易造成阻塞，且不容易清洗。同时该系统在取水除污过程中应用了两种设备，造成了成本增加，系统复杂。
可拆式螺旋板换热器，除螺旋通道两端的密封结构以外，其他与不可拆式完全相同。为达到机械清洗的目的，可拆式螺旋通道，一端敞开，用平板盖和垫片密封，以防止流体漏到大气中或同一通道内的流体短路。为了提高螺旋板的承压能力，在板与板之间用定距柱支撑。筒体上的流体进出口有法向接管和切向接管两种。中国普遍使用切向接管，它的流体阻力小，杂质容易被冲出。使用回转支座比较方便，可使换热器立放或卧放。换热的两种流体分别流过螺旋板的两侧，其中的一种流体沿螺旋通道由外向内，至中心出口流出；而另一种流体则沿螺旋通道由中心进口，由内向外流出。两种流体呈纯逆流方式流动。无锡市华圣药化工程设备有限公司生产的螺旋板换热器最大结构尺寸为：板宽1800毫米，外径1700毫米，传热面积250平方米，板与板之间的距离20毫米。允许最高操作压力可达2.5兆帕。
可拆式螺旋板换热器的特点是：①传热效能好。弯曲的螺旋通道和定距柱，有利于增强流体的湍流状态通道内流体阻力小，可提高设计流速，有种于提高传热系数。对于水-水换热，传热系数可达1.8～3.5千瓦每平方米每摄氏度〔kW/(m(·℃)〕。②有自清洗作用和并可机械拆洗。单通道内的流体通过通道内杂质沉积处时，流速会相对提高，容易把杂质冲掉。采用水、气或蒸汽吹洗，操作方便效果更好。③相邻通道内的流体呈纯逆流方式流动，可得到最大的对数平均温差，有利于小温差传热，适用于回收低温位热能。④结构较紧凑单位设备体积内的传热面积可达150米(/米(。⑤由于螺旋通道本身的弹性自由膨胀，温差应力小。⑥价格低廉。
可拆式螺旋板换热器应用广泛。在中国，中小型合成氨厂的变换热交换器和合成塔下部的热交换器已先后用螺旋板换热器取代管壳式换热器。烧碱厂的电解液加热器和浓碱液的冷却器，采用螺旋板换热器所用的设备费仅为管壳式换热器的1/3。此外，这种换热器用于塔顶冷凝、淬火油冷却、发烟硫酸冷却和脂肪酸冷却等都有良好的效果。这种设备用于蒸汽的冷凝和无相变的对流传热效果最佳，也可用于沸腾传热。然而，这种设备目前没有应用在水源热泵系统中，尤其是含杂质较多的污水源热泵系统中。
发明内容
为解决现有污水源热泵系统中壳管式换热器容易阻塞不宜清洗的缺点，并且使污水源热泵系统取水除污设备更加简单，本发明设计了一种应用可拆式螺旋板换热器的污水源热泵系统。
本发明系统主要包括污水潜水泵、可拆式螺旋板换热器、换热循环泵、水源热泵机组、空调末端、管道、电磁阀，污水干渠的污水由设置有电磁阀A的污水取水管道通过污水潜水泵被抽取到可拆式螺旋板换热器的污水通道入口，污水再由可拆式螺旋板换热器的污水通道出口经过设置有电磁阀B的污水排水管道排放到污水干渠中，另外在污水取水管道上电磁阀A前端设置一条安装有电磁阀C的管道连接到污水排水管道上电磁阀B前端，并在污水取水管道上电磁阀A后端设置一条安装有电磁阀D的管道连接到污水排水管道上电磁阀B后端；换热循环泵将从可拆式螺旋板换热器排出的介质水通过介质水送水管道输送到水源热泵机组，换热后再通过介质水回水管道进入可拆式螺旋板换热器，介质水送水管道上设置电磁阀F，介质水回水管道上设置电磁阀E，另外在介质水送水管道上电磁阀F前端设置一条安装有电磁阀H的管道连接到介质水回水管道上电磁阀E前端，并在在介质水送水管道上电磁阀F后端设置一条安装有电磁阀G的管道连接到介质水回水管道上电磁阀E后端；水源热泵机组通过空调末端制冷或制热。
当系统正向工作时，电磁阀A、电磁阀B接通打开，电磁阀C、电磁阀D闭合，污水干渠的污水由设置有电磁阀A的污水取水管道通过污水潜水泵被抽取到可拆式螺旋板换热器的污水通道入口，污水再由可拆式螺旋板换热器的污水通道出口经过设置有电磁阀B的污水排水管道排放到污水干渠中，同时，电磁阀F、电磁阀E接通打开，电磁阀G、电磁阀H闭合，换热循环泵将从可拆式螺旋板换热器介质水出口排出的介质水通过设置有电磁阀F的介质水送水管道输送到水源热泵机组，换热后再通过设置有电磁阀E的介质水回水管道进入可拆式螺旋板换热器介质水入口。污水在介质水换热时为逆向流动。
当工作一端时间后，通过调整电磁阀改变系统工作，改变污水和介质水的水流方向，工作的同时对可拆式螺旋板换热器进行反向冲洗，保证换热效率。即当系统反向工作时，电磁阀A、电磁阀B闭合，电磁阀C、电磁阀D打开，污水干渠的污水由设置有电磁阀C的管道通过污水潜水泵被抽取到可拆式螺旋板换热器的污水通道入(出)口，污水再由可拆式螺旋板换热器的污水通道出(入)口经过设置有电磁阀D的管道排放到污水干渠中，同时，电磁阀F、电磁阀E闭合，电磁阀G、电磁阀H打开，换热循环泵将从可拆式螺旋板换热器介质水出(入)口排出的介质水通过设置有电磁阀G的介质水送水管道输送到水源热泵机组，换热后再通过设置有电磁阀H的介质水回水管道进入可拆式螺旋板换热器介质水入(出)口。污水在介质水换热时为逆向流动。
本发明的有益效果是：整个污水源热泵系统的取水、换热部分结合为一体，且系统可实现反向自清洗，系统换热效率高，易清理换热器杂质，提高污水源热泵系统的运行稳定性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的系统原理图。
图1中，1.电磁阀A，2.电磁阀B，3.电磁阀C，4.电磁阀D，5.电磁阀E，6.电磁阀F，7.电磁阀G，8.电磁阀H，9.污水潜水泵，10.污水干渠，11.可拆式螺旋板换热器，12.换热循环泵，13.水源热泵机组，14.空调末端。
具体实施方式：
本发明系统主要包括污水潜水泵9、可拆式螺旋板换热器11、换热循环泵12、水源热泵机组13、空调末端14、管道、电磁阀，污水干渠10的污水由设置有电磁阀A1的污水取水管道通过污水潜水泵9被抽取到可拆式螺旋板换热器11的污水通道入口，污水再由可拆式螺旋板换热器11的污水通道出口经过设置有电磁阀B2的污水排水管道排放到污水干渠10中，另外在污水取水管道上电磁阀A1前端设置一条安装有电磁阀C3的管道连接到污水排水管道上电磁阀B2前端，并在污水取水管道上电磁阀A1后端设置一条安装有电磁阀D4的管道连接到污水排水管道上电磁阀B2后端；换热循环泵12将从可拆式螺旋板换热器11排出的介质水通过介质水送水管道输送到水源热泵机组13，换热后再通过介质水回水管道进入可拆式螺旋板换热器11，介质水送水管道上设置电磁阀F6，介质水回水管道上设置电磁阀E5，另外在介质水送水管道上电磁阀F6前端设置一条安装有电磁阀H8的管道连接到介质水回水管道上电磁阀E5前端，并在在介质水送水管道上电磁阀F6后端设置一条安装有电磁阀G7的管道连接到介质水回水管道上电磁阀E5后端；水源热泵机组13通过空调末端14制冷或制热。
当系统正向工作时，电磁阀A1、电磁阀B2接通打开，电磁阀C3、电磁阀D4闭合，污水干渠10的污水由设置有电磁阀A1的污水取水管道通过污水潜水泵9被抽取到可拆式螺旋板换热器11的污水通道入口，污水再由可拆式螺旋板换热器11的污水通道出口经过设置有电磁阀B2的污水排水管道排放到污水干渠10中，同时，电磁阀F6、电磁阀E5接通打开，电磁阀G7、电磁阀H8闭合，换热循环泵12将从可拆式螺旋板换热器11介质水出口排出的介质水通过设置有电磁阀F6的介质水送水管道输送到水源热泵机组13，换热后再通过设置有电磁阀E5的介质水回水管道进入可拆式螺旋板换热器11介质水入口。污水在介质水换热时为逆向流动。
当工作一端时间后，通过调整电磁阀改变系统工作，改变污水和介质水的水流方向，工作的同时对可拆式螺旋板换热器11进行反向冲洗，保证换热效率。即当系统反向工作时，电磁阀A1、电磁阀B2闭合，电磁阀C3、电磁阀D4打开，污水干渠10的污水由设置有电磁阀C3的管道通过污水潜水泵9被抽取到可拆式螺旋板换热器11的污水通道入(出)口，污水再由可拆式螺旋板换热器11的污水通道出(入)口经过设置有电磁阀D4的管道排放到污水干渠10中，同时，电磁阀F6、电磁阀E5闭合，电磁阀G7、电磁阀H8打开，换热循环泵12将从可拆式螺旋板换热器11介质水出(入)口排出的介质水通过设置有电磁阀G7的介质水送水管道输送到水源热泵机组13，换热后再通过设置有电磁阀H8的介质水回水管道进入可拆式螺旋板换热器11介质水入(出)口。污水在介质水换热时为逆向流动。
本发明不局限于本实施例，任何在本发明所披露的技术范围内的等同构思或者改变，均列为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种污水源热泵系统，其特征在于：系统主要包括污水潜水泵(9)、可拆式螺旋板换热器(11)、换热循环泵(12)、水源热泵机组(13)、空调末端(14)、管道、电磁阀，污水干渠(10)的污水由设置有电磁阀A(1)的污水取水管道通过污水潜水泵(9)被抽取到可拆式螺旋板换热器(11)的污水通道入口，污水再由可拆式螺旋板换热器(11)的污水通道出口经过设置有电磁阀B(2)的污水排水管道排放到污水干渠(10)中，另外在污水取水管道上电磁阀A(1)前端设置一条安装有电磁阀C(3)的管道连接到污水排水管道上电磁阀B(2)前端，并在污水取水管道上电磁阀A(1)后端设置一条安装有电磁阀D(4)的管道连接到污水排水管道上电磁阀B(2)后端；换热循环泵(12)将从可拆式螺旋板换热器(11)排出的介质水通过介质水送水管道输送到水源热泵机组(13)，换热后再通过介质水回水管道进入可拆式螺旋板换热器(11)，介质水送水管道上设置电磁阀F(6)，介质水回水管道上设置电磁阀E(5)，另外在介质水送水管道上电磁阀F(6)前端设置一条安装有电磁阀H(8)的管道连接到介质水回水管道上电磁阀E(5)前端，并在在介质水送水管道上电磁阀F(6)后端设置一条安装有电磁阀G(7)的管道连接到介质水回水管道上电磁阀E(5)后端；水源热泵机组(13)通过空调末端(14)制冷或制热；
系统正向工作时，电磁阀A(1)、电磁阀B(2)接通打开，电磁阀C(3)、电磁阀D(4)闭合，污水干渠(10)的污水由设置有电磁阀A(1)的污水取水管道通过污水潜水泵(9)被抽取到可拆式螺旋板换热器(11)的污水通道入口，污水再由可拆式螺旋板换热器(11)的污水通道出口经过设置有电磁阀B(2)的污水排水管道排放到污水干渠(10)中，同时，电磁阀F(6)、电磁阀E(5)接通打开，电磁阀G(7)、电磁阀H(8)闭合，换热循环泵(12)将从可拆式螺旋板换热器(11)介质水出口排出的介质水通过设置有电磁阀F(6)的介质水送水管道输送到水源热泵机组(13)，换热后再通过设置有电磁阀E(5)的介质水回水管道进入可拆式螺旋板换热器(11)介质水入口，污水在介质水换热时为逆向流动；
系统反向工作时，电磁阀A(1)、电磁阀B(2)闭合，电磁阀C(3)、电磁阀D(4)打开，污水干渠(10)的污水由设置有电磁阀C(3)的管道通过污水潜水泵(9)被抽取到可拆式螺旋板换热器(11)的污水通道入(出)口，污水再由可拆式螺旋板换热器(11)的污水通道出(入)口经过设置有电磁阀D(4)的管道排放到污水干渠(10)中，同时，电磁阀F(6)、电磁阀E(5)闭合，电磁阀G(7)、电磁阀H(8)打开，换热循环泵(12)将从可拆式螺旋板换热器(11)介质水出(入)口排出的介质水通过设置有电磁阀G(7)的介质水送水管道输送到水源热泵机组(13)，换热后再通过设置有电磁阀H(8)的介质水回水管道进入可拆式螺旋板换热器(11)介质水入(出)口，污水在介质水换热时为逆向流动。
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