CN104710097A - 太阳能辅助热泵污泥干化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能辅助热泵污泥干化系统，包括：干燥箱、太阳能集热器、热泵系统、除湿器、风道系统和控制阀；其中，除湿器的低温蒸发器、空气能换热器和高温蒸发器三者并联作为热泵系统。具体工作流程为：污泥由污泥进料口进入干燥箱，均匀平铺在污泥输料干燥装置的输料带上，在输料带的带动下，由上向下缓慢移动。输料带由不锈钢丝网组成，柔软透气，干燥的热空气由干燥箱底部进入箱体，加热污泥，同时带走污泥中蒸发的水蒸气，湿空气由干燥箱顶部排出，在循环风机作用下，通过蒸发器、冷凝器与电加热器，含湿量降低后，再回到干燥箱继续干燥污泥。污泥在输料带中自上而下运动，最终的干燥成品在干燥箱底部收集。

Description

太阳能辅助热泵污泥干化系统
技术领域
本发明涉及污泥干化领域，特别是涉及一种太阳能辅助热泵污泥干化系统。
背景技术
住建部根据“十二五”期间污水排放量处理率目标要求预测，2015年我国城镇需安全处理处置的污泥量将达3143万吨。另外，我国紧邻城市的河流与湖泊已经受到严重污染，含有高浓度重金属和有毒有机物的底泥急需挖掘、疏浚和处理。
热泵干燥是公认的绿色干燥技术，但由于投资略高，单机容量不够大等原因，热泵干燥应用还不够广泛。今后随着国内外对节能环保要求的日益提高，以及融合太阳能辅助技术等创新的不断改进完善，热泵干燥技术将有较大的发展。
发明内容
基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种太阳能辅助热泵污泥干化系统，能有效利用太阳能作为辅助热源，较低能耗，提升污泥干化效果。
为解决上述技术问题，本发明提供一种太阳能辅助热泵污泥干化系统，包括：
干燥箱、连接风道、压缩机、连接管路、高温蒸发器、太阳能集热器、循环水泵、控制阀、空气能换热器、除湿器和循环风机；其中，
所述干燥箱上部设有污泥进料口，底部设有污泥出料口，箱体内设有处于所述污泥进料口和污泥出料口之间的污泥输料干燥装置，该干燥箱的顶部设有出气口，底部设有进风口；
所述除湿器，设有进气口和出风口，所述除湿器内在进气口至出风口之间依次排列设置低温蒸发器、挡水板、冷凝器和电加热器，所述低温蒸发器底部设有接水盘，所述进气口经所述连接风道与所述干燥箱的出气口连接，所述出风口经所述循环风机与所述干燥箱的进风口连接；
所述压缩机，设有第一端口和第二端口，所述第一端口经连接管路与所述除湿器的冷凝器的端口一连接，所述除湿器的低温蒸发器、所述高温蒸发器和空气能换热器三者并联连接在所述压缩机的第二端口与所述除湿器的冷凝器的端口二之间；
所述太阳能集热器，经管路和所述循环水泵连接在所述高温蒸发器的两个输入端上；
所述控制阀，设有a控制阀、b控制阀和c控制阀，所述a控制阀设在所述除湿器的低温蒸发器连接所述除湿器的冷凝器的端口二的端口上；所述b控制阀设在所述高温蒸发器连接所述除湿器的冷凝器的端口二的端口上；所述c控制阀设在所述空气能换热器连接所述除湿器的冷凝器的端口二的端口上。
本发明的有益效果为：通过将除湿器的低温蒸发器、高温蒸发器和空气能换热器三者并联连接在压缩机的第二端口与除湿器的冷凝器的端口二之间作为热源，可以通过控制阀根据需要开启，方便热源控制，特别是，加入连接太阳能集热器的高温蒸发器，将太阳能集热器产生的热水在循环水泵的作用下，在高温蒸发器中与热泵系统中的制冷剂换热，能提高热泵系统的蒸发压力，提高热泵系统的性能，实现利用太阳能作为辅助热源干化污泥，不仅降低热泵系统能耗，也提高了干化效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的太阳能辅助热泵污泥干化系统示意图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面结合具体实施例对本发明的污泥干化系统作进一步说明。
如图1所示，本发明实施例提供一种太阳能辅助热泵污泥干化系统，可以有效利用太阳能作为辅助热源干化污泥，包括：干燥箱1、连接风道2、压缩机3、连接管路4、高温蒸发器5、太阳能集热器6、循环水泵7、控制阀8、空气能换热器9、除湿器17和循环风机18；其中，干燥箱1上部设有污泥进料口10，底部设有污泥出料口20，箱体内设有处于污泥进料口10和污泥出料口20之间的污泥输料干燥装置19，该干燥箱1的顶部设有出气口，底部设有进风口；
除湿器17设有进气口和出风口，除湿器17内在进气口至出风口之间依次排列设置低温蒸发器12、挡水板14、冷凝器15和电加热器16，低温蒸发器12底部设有接水盘13，进气口经连接风道2与干燥箱1的出气口连接，出风口经循环风机18与干燥箱1的进风口连接；
压缩机3设有第一端口和第二端口，第一端口经连接管路4与除湿器17的冷凝器15的端口一连接，除湿器17的低温蒸发器12、高温蒸发器5和空气能换热器9三者并联连接在压缩机3的第二端口与除湿器17的冷凝器15的端口二之间；三个并联的换热器作为热泵系统，可以依据系统运行不同需求，通过控制阀的各分阀的调节，开启某一个或某两个运行。
太阳能集热器6经管路和循环水泵7连接在高温蒸发器5的两个输入端上；太阳能集热器产生的热水在循环水泵的作用下，在高温蒸发器中与热泵系统中的制冷剂换热，能以太阳能为辅助热源，提高热泵系统的蒸发压力，提高热泵系统的性能。
控制阀8设有a控制阀、b控制阀和c控制阀，a控制阀设在除湿器17的低温蒸发器12连接除湿器17的冷凝器15的端口二的端口上；b控制阀设在高温蒸发器5连接除湿器17的冷凝器15的端口二的端口上；c控制阀设在空气能换热器9连接除湿器17的冷凝器15的端口二的端口上。
上述污泥干化系统，干燥箱1内的污泥输料干燥装置19由多层水平交错布置的不锈钢丝网输料带构成，上下相邻两层不锈钢丝网输料带的输送方向相反。
上述污泥干化系统还包括：旁通风道21和调节风阀11，其中，旁通风道21并联在除湿器17的进气口和出风口之间；调节风阀11，设有a调节风阀和b调节风阀，a调节风阀设在除湿器17的进气口上，b调节风阀设在旁通风道21上。通过在除湿器外设置旁通风管，通过调节风阀调节，能方便控制流经除湿器的风量。
上述污泥干化系统工作流程为：污泥由污泥进料口10进入干燥箱，均匀平铺在干燥箱1内的污泥输料干燥装置19的不锈钢丝网输料带上，在不锈钢丝网输料带的带动下，缓慢移动。由于输料带由不锈钢丝网组成，柔软透气，干燥的热空气由干燥箱1底部进入箱体，加热污泥，同时带走污泥中蒸发的水蒸气，湿空气由干燥箱顶部的出气口排出，在循环风机7作用下，通过并联的低温蒸发器12、高温蒸发器5和空气能换热器9、冷凝器与电加热器，含湿量降低后，再回到干燥箱继续干燥污泥。污泥在输料带中自上而下运动，最终的干燥成品在干燥箱1底部收集，由污泥出料口20排出。
上述污泥干化系统中，湿空气在除湿器中依次流经低温蒸发器、挡水板、冷凝器、电加热器，湿空气的含湿量降低后再次进入干燥箱。电加热器在进入干燥箱空气温度不符合系统设定时开启。太阳能辅助热泵污泥干化系统设置的三个并联换热器及旁通风管，能通过调节，使系统比传统热泵干燥系统更节能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种太阳能辅助热泵污泥干化系统，其特征在于，包括：
干燥箱(1)、连接风道(2)、压缩机(3)、连接管路(4)、高温蒸发器(5)、太阳能集热器(6)、循环水泵(7)、控制阀(8)、空气能换热器(9)、除湿器(17)和循环风机(18)；其中，
所述干燥箱(1)上部设有污泥进料口(10)，底部设有污泥出料口(20)，箱体内设有处于所述污泥进料口和污泥出料口之间的污泥输料干燥装置(19)，该干燥箱(1)的顶部设有出气口，底部设有进风口；
所述除湿器(17)，设有进气口和出风口，所述除湿器(17)内在进气口至出风口之间依次排列设置低温蒸发器(12)、挡水板(14)、冷凝器(15)和电加热器(16)，所述低温蒸发器(12)底部设有接水盘(13)，所述进气口经所述连接风道(2)与所述干燥箱(1)的出气口连接，所述出风口经所述循环风机(18)与所述干燥箱(1)的进风口连接；
所述压缩机(3)，设有第一端口和第二端口，所述第一端口经连接管路(4)与所述除湿器(17)的冷凝器(15)的端口一连接，所述除湿器(17)的低温蒸发器(12)、所述高温蒸发器(5)和空气能换热器(9)三者并联连接在所述压缩机(3)的第二端口与所述除湿器(17)的冷凝器(15)的端口二之间；
所述太阳能集热器(6)，经管路和所述循环水泵(7)连接在所述高温蒸发器(5)的两个输入端上；
所述控制阀(8)，设有a控制阀、b控制阀和c控制阀，所述a控制阀设在所述除湿器(17)的低温蒸发器(12)连接所述除湿器(17)的冷凝器(15)的端口二的端口上；所述b控制阀设在所述高温蒸发器(5)连接所述除湿器(17)的冷凝器(15)的端口二的端口上；所述c控制阀设在所述空气能换热器(9)连接所述除湿器(17)的冷凝器(15)的端口二的端口上。
2.根据权利要求1所述的太阳能辅助热泵污泥干化系统，其特征在于，所述干燥箱(1)内的污泥输料干燥装置(19)由多层水平交错布置的不锈钢丝网输料带构成，上下相邻两层不锈钢丝网输料带的输送方向相反。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能辅助热泵污泥干化系统，其特征在于，还包括：旁通风道(21)和调节风阀(11)，所述旁通风道(21)并联在所述除湿器(17)的进气口和出风口之间；
所述调节风阀(11)，设有a调节风阀和b调节风阀，所述a调节风阀设在所述除湿器(17)的进气口上，所述b调节风阀设在所述旁通风道(21)上。
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