CN101936621A - 污水处理热泵 - Google Patents
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Abstract
一种污水处理热泵，包括污水处理装置和热泵装置，热泵装置包括压缩机、废热换热器、蒸发器、冷凝器、真空污水箱和U形管，分水缸、第一换热器、真空污水箱、U形管和蒸发器依次通过管路相连接组成第一回路，分水缸、冷凝器、第二换热器和污水处理装置依次通过管路相连接组成第二回路，压缩机、冷凝器、第三废热换热器和污水处理装置依次通过管路相连接组成第三回路，蒸发器和冷凝器与用户空调通过管路相连接。本发明的污水处理热泵，通过将在污水处理过程中产生的冷水做为冷源去用户做夏季空调用。冬季利用冷凝器产生的废热来给用户提供冬季采暖用热源。污水处理热泵的节能效率高，可不建市政污水管线，给建设单位减少大量投资。
Description
技术领域
本发明涉及一种热能提取系统，特别是涉及一种污水处理热泵。
背景技术
通常的污水处理系统单纯以处理生活污水为目的，一般建在地上，需要建立市政污水管线，建设单位投资较大。
而通常的热泵系统需要单独再投资配置空调与采暖设备，并需要开凿配用的水井。采用井水取热方式的热泵，通常节能效率因各种原因而参差不齐。而且不可避免地出现有些地区回灌不理想的困难。
能够综合考虑利用居民小区产生的污水作为热源，并可以持续向用户空调提供制冷、制热，节能效率高，污水能做到就地处理，节省投资的污水处理热泵系统目前尚未有见。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用居民小区产生的污水作为热源，可持续向用户空调提供制冷、制热，节能效率高，节省投资的污水处理热泵。
本发明的污水处理热泵，包括污水处理装置和热泵装置，所述热泵装置包括压缩机、废热换热器、蒸发器、冷凝器、真空污水箱和U形管，所述废热换热器设有依次相连接的：
第一换热器，用于加热交换产生10℃水蒸气；
第二换热器，用于加热交换产生25℃水蒸气；
第三换热器，用于加热交换产生30℃水蒸气；
第四换热器，用于加热交换产生40℃水蒸气；
第五换热器，用于加热交换产生45℃水蒸气；
其中，所述压缩机、废热换热器与蒸发器依次相连接，所述分水缸、第一换热器、真空污水箱、U形管和蒸发器依次通过管路相连接组成第一回路，所述分水缸、冷凝器、第二换热器和污水处理装置依次通过管路相连接组成第二回路，所述压缩机、冷凝器、第三废热换热器和污水处理装置依次通过管路相连接组成第三回路，所述蒸发器和冷凝器与用户空调通过管路相连接，并在所述管路上设有冷热水切换阀。
本发明的污水处理热泵，所述污水处理装置包括污水pH调整池、污水沉淀除油池、污水池、清水池、分水缸，所述污水pH调整池的进口与所述污水收集管路相通，出口经过第一格珊与所述污水沉淀除油池相通，所述污水沉淀除油池的出口经过第二格珊与所述污水池相通，再经过管路与所述分水缸相通，所述污水池与所述分水缸的连接管路上设有污水泵，其中，所述第一格珊用于过滤大颗粒物料，所述第二格珊用于过滤小颗粒物料。
本发明的污水处理热泵，还包括废热锅炉、烟气过虑箱和污水泵，所述分水缸、烟气过虑箱、污水泵、第四换热器与污水pH调整池依次通过管路相连接组成第四回路。
本发明的污水处理热泵，还包括燃料箱，所述污水沉淀除油池、燃料箱、废热锅炉和烟气过虑箱、第五换热器、冷凝器与清水池依次通过管路相连接组成第五回路。
本发明的污水处理热泵，所述污水池与所述冷凝器之间连接有冷却塔。
本发明提供的污水处理热泵，通过处理生活污水，可以将在污水处理过程中产生的付产品冷水做为冷源，去用户做夏季空调用。冬季利用冷凝器在冷凝蒸气的过程产生的废热来加热用户空调管内循环水，给用户提供冬季采暖用热源。污水处理热泵的节能效率比采用井水取热的方式更高。同时，可不建市政污水管线，给建设单位减少大量投资。
附图说明
图1为居民小区污水处理热泵的示意图；
图2为本发明污水处理热泵结构的示意图；
图3为图2中污水处理装置结构的放大示意图；
图4为图2中热泵装置结构的放大示意图。
具体实施方式
参考图1，本发明污水处理热泵在处理污水同时，持续向用户空调提供制冷和制热。参考图2，污水处理热泵包括污水处理装置和热泵装置。
参考图3，在本发明污水处理热泵实施例中，污水处理装置包括污水pH调整池2、污水沉淀除油池3、污水池4、清水池5和分水缸8。
污水pH调整池2的进口与污水收集管路1相通，出口经过第一格珊2.1与污水沉淀除油池3相通，污水沉淀除油池3的出口经过第二格珊3.1与污水池4相通，再经过管路与分水缸相通，该管路上设有污水泵7。其中，第一格珊2.1用于过滤大颗粒物料，第二格珊3.1用于过滤小颗粒物料。
参考图4，在本发明污水处理热泵实施例中，热泵装置包括压缩机9、废热换热器10、蒸发器11、冷凝器12、真空污水箱13和U形管15。压缩机9、废热换热器10与蒸发器11依次相连接。
废热换热器10设有依次相连接的：
第一换热器10.1，用于加热交换产生10℃水蒸气；
第二换热器10.2，用于加热交换产生25℃水蒸气；
第三换热器10.3，用于热交换产生30℃水蒸气；
第四换热器10.4，用于热交换产生40℃水蒸气；
第五换热器10.5，用于热交换产生45℃水蒸气。
其中，分水缸8、第一换热器10.1、真空污水箱13、U形管15和蒸发器11依次通过管路相连接组成第一回路，分水缸、冷凝器12、第二换热器10.2和污水池4依次通过管路相连接组成第二回路，压缩机9、冷凝器12、第三换热器10.3、清水池5依次通过管路相连接组成第三回路。
在本发明污水处理热泵实施例中，热泵装置还包括废热锅炉25、烟气过虑箱20、污水泵19、燃料箱27。
其中，分水缸、烟气过虑箱20、污水泵19、第四换热器10.4、污水pH调整池2依次通过管路相连接组成第四回路，污水沉淀除油池3、燃料箱27、废热锅炉25和烟气过虑箱20、第五换热器10.5、冷凝器12、清水池5依次通过管路相连接组成第五回路，蒸发器11和冷凝器12与用户空调通过管路相连接，并在管路上设有冷热水切换阀14、14.1。
在本发明污水处理热泵实施例中，污水池4与冷凝器12之间连接有冷却塔28，冷却塔28作为备用设备，在夏季最炎热的时段启用。因平常地下污水池温度基本稳定，不需启用冷却塔。
下面说明本发明污水处理热泵的工作过程。
该污水处理热泵开始工作时，运行面积要大于8000m2，按每户按3.5人，每人350kg/天用水量计算，初始运行阶段需储存5天的污水量。
用户小区内产生的生活污水，由各单元的污水收集管路1收集后，在污水收集管路1收集后，统一汇集到污水pH调整池2进行pH调整，使pH值接近于7，污水中的较大颗粒物料经过第一格珊2.1过虑后，流向污水沉淀除油池3，再经过孔径较小的第二格珊3.1过滤流向污水池4，池内的污水被污水泵7抽出至分水缸8。
在第一回路和第三回路中，污水从分水缸流向废热换热器10.1，与蒸发器11流出的5℃水蒸气进行热交换，降温后流向真空污水箱13。真空污水箱13内的污水经U形管15节流、降压流向蒸发器11的布水盘内，均匀地滴淋在蒸发器11的铜管外，吸收管内流动的用户空调的12℃冷水的热量后闪发成5℃的冷剂蒸气。然后，这股冷剂蒸气被离心式压缩机9进气口处的负压吸入，经压缩机9压缩升压升温后，由压缩机9排气口排出。高温、高压蒸气经蒸气管进入冷凝器12，将热量传递给管程内流动的污水，失去热量的蒸气凝结成冷凝水。冷凝器12内的冷凝水流向第三换热器10.3将热量传递给蒸发器11闪发的蒸气，然后流向清水池5。
在第二回路中，污水流向冷凝器12的管程，作为蒸气冷凝的冷源，吸热后流出冷凝器12到在第二换热器10.2用来蒸发器11闪发的蒸气，然后流向污水池4。
在第四回路中，污水沉淀除油池3分离的浮油经浮油收集管流向燃料箱27，经处理后作为废热锅炉25的燃料。废热锅炉25产生的蒸气流向第五换热器10.5，用来蒸发器11闪发的蒸气，放热后的蒸气流向冷凝器12被冷凝成冷凝水，这些蒸馏水流向清水池5。
在第五回路中，废热锅炉25燃烧后产生的高温烟气，经引风机加压后，流向烟气过虑箱20，进箱后再经过三层喷淋水幕过虑除尘。喷淋产生的水蒸气流向蒸气管引出，与废热锅炉产生的蒸气一起流向第五换热器10.5。喷淋后产生的污水经处理后由污水泵19泵向第四换热器10.4，用来蒸发器11闪发的蒸气。污水降温后流向污水pH调整池2。
本发明污水处理热泵具有三个功能：
1.处理生活污水。
2.以污水处理过程中产生的付产品冷水做为冷源，去用户做夏季空调用。
3.冬季利用冷凝器，冷凝蒸气的过程产生的废热来加热用户空调管内循环水。给用户提供冬季采暖用热源。
污水处理热泵的系统可建在地下，而且整体体积不大，不占用地面面积。并可不建市政污水管线，可给建设单位减少大量投资。居民小区只要产生的污水量稳定，热泵的冷、热源均可取自污水。并且可不用单独再投资配置空调与采暖设备，不用开凿水井。因污水温度高而且产量稳定，热泵的节能效率比采用井水取热的方式更高。也可避免有些地区回灌不理想的困难。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计方案前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (5)
1.一种污水处理热泵，包括污水处理装置和热泵装置，其特征在于：所述热泵装置包括压缩机(9)、废热换热器(10)、蒸发器(11)、冷凝器(12)、真空污水箱(13)和U形管(15)，所述废热换热器(10)设有依次相连接的：
第一换热器(10.1)，用于加热交换产生10℃水蒸气；
第二换热器(10.2)，用于加热交换产生25℃水蒸气；
第三换热器(10.3)，用于加热交换产生30℃水蒸气；
第四换热器(10.4)，用于加热交换产生40℃水蒸气；
第五换热器(10.5)，用于加热交换产生45℃水蒸气；
其中，所述压缩机(9)、废热换热器(10)与蒸发器(11)依次相连接，所述分水缸、第一换热器(10.1)、真空污水箱(13)、U形管(15)和蒸发器(11)依次通过管路相连接组成第一回路，所述分水缸(8)、冷凝器(12)、第二换热器(10.2)和污水处理装置依次通过管路相连接组成第二回路，所述压缩机(9)、冷凝器(12)、第三废热换热器(10.3)和污水处理装置依次通过管路相连接组成第三回路，所述蒸发器(11)和冷凝器(12)与用户空调通过管路相连接，并在所述管路上设有冷热水切换阀(14、14.1)。
2.根据权利要求1所述的污水处理热泵，其特征在于：所述污水处理装置包括污水pH调整池(2)、污水沉淀除油池(3)、污水池(4)、清水池(5)、分水缸(8)，所述污水pH调整池(2)的进口与所述污水收集管路(1)相通，出口经过第一格珊(2.1)与所述污水沉淀除油池(3)相通，所述污水沉淀除油池(3)的出口经过第二格珊(3.1)与所述污水池(4)相通，再经过管路与所述分水缸相通，所述污水池(4)与所述分水缸的连接管路上设有污水泵(5)，其中，所述第一格珊(2.1)用于过滤大颗粒物料，所述第二格珊(3.1)用于过滤小颗粒物料。
3.根据权利要求1或2所述的污水处理热泵，其特征在于：还包括废热锅炉(25)、烟气过虑箱(20)和污水泵(19)，所述分水缸、烟气过虑箱(20)、污水泵(19)、第四换热器(10.4)与污水pH调整池(2)依次通过管路相连接组成第四回路。
4.根据权利要求3所述的污水处理热泵，其特征在于：还包括燃料箱(27)，所述污水沉淀除油池(3)、燃料箱(27)、废热锅炉(25)和烟气过虑箱(20)、第五换热器(10.5)、冷凝器(12)与清水池(5)依次通过管路相连接组成第五回路。
5.根据权利要求4所述的污水处理热泵，其特征在于：所述污水池(4)与所述冷凝器(12)之间连接有冷却塔(28)。
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