CN103629972A - 在线自清洗强化换热的污水源热泵系统 - Google Patents
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Abstract
一种在线自清洗强化换热的污水源热泵系统，整个系统包括污水干渠、机械格栅、一级泵、自动除污装置、二级泵、换热器进水管路、毛发过滤器、反冲洗管路、循环管、控制阀a、控制阀b、控制阀c、控制阀d、控制阀e、污水换热器、固液分离器、换热器回水管路，污水干渠的污水先后进入机械格栅、自动除污装置与毛发过滤器中，逐级将污杂物被去除，过滤后的污水一部分不参与换热设备的换热，直接进入自动除污装置对除污滤面进行反冲洗，将附着在滤面上的污杂物冲到干渠下游，另一部分进入换热设备内加入固体颗粒来防除垢与强化换热，换热面采用镀层处理来防止污垢的生成，通过阀门切换对污水管路进行反冲洗，防止污垢的集聚。
Description
技术领域
本发明属于污水换热系统，涉及一种可在线清洗与自动除污的高效污水换热系统。
背景技术
污水冷热源的利用，可以缓解目前能源紧张的形势，有着良好的节能效果、环保效益与经济效益，将节约日益紧缺的淡水资源，为能源利用开辟新的领域，为综合全面利用水资源提供一条新的思路。污水冷热源之所以没有大面积使用与推广主要是因为其水质不能满足目前水循环系统中所要求的水质标准，在实际运行的工程当中往往是这些污物堵塞水泵与换热器，造成系统性能明显下降，甚至不能运行。
为解决上述问题，占地小投资少的滤面水力连续再生过滤方法成为污水冷热源利用的理想方法，目前滤面再生的主要专利有ZL200410043654.9、ZL200720127607.1与ZL200420031799.2等自动除污装置，其思路为除污滤面（孔板过滤面或孔板过滤筒）被划分为过滤区和再生区两部分，利用过滤完参与换热后的水对除污滤面进行反冲洗，在很大程度上减轻了大型污物对水泵与换热器的堵塞问题。但由于污水的污杂物太多，造成滤面的负担过重，实际工程中该类设备故障频出。同时由于滤面再生区的水压比过滤区水压高，造成了混水的必然性，造成换热设备性能低下。
另外上述专利不足在于其处理后的水源中仍然含有小型颗粒与毛发类污物，进入换热器的水源仍然满足不了国家标准，换热性能仍然不高，在运行较长时间后仍然出现污垢增长，尤其是毛发类污杂物堵塞换热管问题。针对堵塞问题目前主要方法是采用2.5-3m/s高流速、胶球清洗与自动清洗小刷等方法。增大流速方法虽然能够抑制污垢的集聚，但由于流速的增大造成大量泵耗，其与节能的初衷相违背；胶球清洗与自动清洗小刷由于工艺等原因使用效果并不好，因而更多采用国外设备而造成较大投资。针对换热性能不高的问题，目前主要是加大换热器的面积来解决，但这样将增加系统的投资。申请号为201210269219.2的专利公开的一种大管径壳管式流化床污水换热装置，设计了固液分离器等装置，能很好解决换热器清洗问题，然而不能自身反清洗。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术存在的不足，有效地解决污物过多大且小不一导致的换热管堵塞、污垢增长、换热效率低、机器故障等问题，提供了一种可过滤任意大小的污物，在线自清洗强化换热的污水源热泵系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：整个系统包括污水干渠、机械格栅、一级泵、自动除污装置、二级泵、换热器进水管路、毛发过滤器、反冲洗管、循环管、控制阀a、控制阀b、控制阀c、控制阀d、控制阀e、污水换热器、固液分离器、换热器回水管路。干渠中污水先经过机械格栅将大型污杂物（杂物大小大于5mm）去除，由一级泵抽入自动除污装置中，进一步将污杂物（杂物大小3-5mm）被去除；过滤后的污水由二级泵抽取，其分为两部分，一部分通过反冲洗管路进入自动除污装置对除污滤面进行反冲洗，将附着在滤面上的污杂物冲走，安装在反冲洗管路上的控制阀（调节反冲洗的水量与水压等参数）；另一部分通过换热器进水管再进入毛发过滤器将污水中的毛发类污杂物去除，其在进入污水换热器之前加入固体颗粒，强化设备换热能力、防止污物堵塞与污垢的生成，在污水换热器的污水出口连接固液分离器，将固体颗粒分离出来依循环管再进入污水换热器循环使用；固液分离后的污水沿着换热器回水管路与自动除污装置的反冲洗水汇合后将机械格栅隔离的大型污杂物冲到干渠下游；污水换热器四根污水管中分别设置控制阀b、控制阀c、控制阀d、控制阀e，通过阀门开关的切换，对污水管路进行反冲洗；污水换热器的污水换热面进行镀铜或镀氟等镀层处理来预防与抑制污垢的形成。
本发明的益处与效果是，彻底解决了污水作为冷热源利用中大型污杂物堵塞管道、毛发堵塞换热设备、因污垢导致换热设备体积庞大及因混水导致换热设备性能下降、故障等问题，大幅提高系统换热性能，确保系统安全可靠稳定，可用于将污水或地表水作为低位冷热源利用热泵技术进行供冷供热，或冷却工业设备，高效环保。
附图说明
图1为本发明的原理示意图。
图1中：1.污水干渠，2.机械格栅，3.一级泵，4.自动除污装置，5.二级泵，6.换热器进水管路，7.毛发过滤器，8.反冲洗管路，9.循环管，10.控制阀a，11.控制阀b，12.控制阀c，13.控制阀d，14.控制阀e，15.污水换热器，16.固液分离器，17.换热器回水管路。
具体实施方式
以下结合附图与技术方案详细叙述本发明的具体实施方式：
如图1所示，污水干渠1中污水先经过机械格栅2将大型污杂物（杂物大小大于5mm）去除，由一级泵3抽入自动除污装置4中，进一步将污杂物（杂物大小3-5mm）去除；过滤后的污水由二级泵5抽取，其分为两部分，一部分通过反冲洗管路8进入自动除污装置4对除污滤面进行反冲洗，将附着在滤面上的污杂物冲走，安装在反冲洗管路8上的控制阀10调节反冲洗的水量与水压等参数；另一部分再进入毛发过滤器7将污水中的毛发类污杂物去除，其在进入污水换热器15之前加入固体颗粒，强化设备换热能力、防止污物堵塞与污垢的生成，在污水换热器15的污水出口连接固液分离器16，将固体颗粒分离出来经循环管9再进入换热设备循环使用；固液分离后的污水沿着换热器回水管路17与自动除污装置的反冲洗水汇合后将机械格栅2隔离的大型污杂物冲到干渠下游；通过设置在污水换热器四根污水管中的控制阀b、控制阀c、控制阀d、控制阀e切换，当控制阀b11与控制阀e14开启、控制阀c12与控制阀d13关闭，污水管路正常流动，当控制阀b11与控制阀e14关闭、控制阀c12与控制阀d13开启时，对污水管路进行反冲洗，防止污垢在换热面上的积累。
本发明不局限于本实施例，任何在本发明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)
1.一种在线自清洗强化换热的污水源热泵系统，包括污水干渠（1）、机械格栅（2）、一级泵（3）、自动除污装置（4）、二级泵（5）、换热器进水管路（6）、毛发过滤器（7）、反冲洗管路（8）、循环管（9）、控制阀a（10）、控制阀b（11）、控制阀c（12）、控制阀d（13）、控制阀e（14）、污水换热器（15）、固液分离器（16）、换热器回水管路（17），其特征在于：污水干渠（1）的污水经过机械格栅（2）将大型污杂物去除，除污后的污水由一级泵（3）抽入自动除污装置（4）中，进一步将污杂物去除；过滤后的污水由二级泵（5）抽取，其分为两部分，一部分进入自动除污装置（4）对除污滤面反冲洗；另一部分通过换热器进水管路（6）进入毛发过滤器（7）将污水中的毛发类污杂物去除，其在进入污水换热器（15）之前加入固体颗粒，在污水换热器（15）的污水出口连接固液分离器（16），将固体颗粒分离出来经循环管（9）再进入污水换热器（15）循环使用；固液分离后的污水与自动除污装置（4）的反冲洗水汇合后将机械格栅（2）隔离的大型污杂物冲回干渠下游；污水换热器（15）连接的四根污水管中分别设置控制阀b（11）、控制阀c（12）、控制阀d（13）、控制阀e（14），通过阀门开关的切换，对污水管路进行反冲洗。
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