CN105926711A - 一种适用于大坡度河床的新型水源热泵取水系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于大坡度河床的新型水源热泵取水系统，包括取水构筑物、集水井和取水管系，取水构筑物设在陡坡河岸边上，取水构筑物的内部地表面向下开设有集水井，集水井内设有取水管系。集水井包括集水井道、集水井池和过滤池，过滤池包括过滤池本体和过滤池入口室，取水管系包括机组段输水管路和取水段输水管路，机组段输水管路上端从集水井道上端离岸侧通出与水源热泵连通，机组段输水管路下端与取水段输水管路上端通过法兰密封连通，取水段输水管路下端通过潜水泵组与集水井池下部连通。本发明采用建设在水源岸上的地下构筑物容纳取水管系并引导水源，具有工程隐蔽，维护方便的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种水源热泵取水系统，特别涉及一种适用于大坡度河床的新型水源热泵取水系统，属于水源热泵取水系统领域。
背景技术
水源热泵是指利用地表浅层水源中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源，根据热能原理，输入少量的高位电能，将低位热能向高位热能转移的设备。由于水源热泵需要从地表浅层水源中吸收低温低位热能，所以如何将地表水引入到热泵主机中一直是水源热泵领域中的一个十分重要的课题。目前的解决方案是在地表水源附件建设水泵厂房，由水泵机组和通入水源中的泵水管道将地表水引入到热泵主机中进行换热。然而，地表水源因其所处自然环境不同而各有自身的特点，例如，有些地区的河床坡度比较大，水位比较低，取水点与河岸的水平距离比较短，但是海拔落差很大。根据现有的建设方案，需要在河岸上修筑水泵房，再从水泵房引出管道沿河床向河水中延伸直至到达取水处。这种方案基于以上陡峭的深谷河流的情况，需要在陡峭而高落差的河床上铺设很长的管道，施工难度大，管路容易受到外部因素的干扰和破坏，而且较长的管路也使得河水中的泥沙容易产生淤积，从而堵塞管道，给水源热泵的正常运行带来不利的影响，同时给管道的维护工作带来困难。
发明内容
本发明适用于大坡度河床的新型水源热泵取水系统公开了新的方案，采用建设在水源岸上的地下构筑物来容纳取水管系并引导水源，解决了现有方案因外设管道较长而带来的施工难度大、维护困难的问题。
本发明适用于大坡度河床的新型水源热泵取水系统包括取水构筑物、集水井和取水管系，取水构筑物设在陡坡河岸边上，取水构筑物的内部地表面向下开设有集水井，集水井内设有取水管系。集水井包括集水井道、集水井池和过滤池，集水井道上端与取水构筑物连通，集水井道下端与集水井池连通，集水井池与隔壁的过滤池连通，过滤池包括过滤池本体和过滤池入口室，过滤池本体通过过滤池入口室与河水连通，取水管系包括机组段输水管路和取水段输水管路，机组段输水管路上端从集水井道上端离岸侧通出与水源热泵连通，机组段输水管路下端与取水段输水管路上端通过法兰密封连通，取水段输水管路下端通过潜水泵组与集水井池下部连通。河水依次经过过滤池、集水井池、取水管系通入水源热泵机组。
本发明适用于大坡度河床的新型水源热泵取水系统采用建设在水源岸上的地下构筑物容纳取水管系并引导水源，具有工程隐蔽，维护方便的特点。
附图说明
图1是本发明适用于大坡度河床的新型水源热泵取水系统的示意图。
其中，210是集水井道，211是结构加强层，212是维护爬梯，220是集水井池，221是挡沙围堰，230是过滤池，231是过滤池入口室，232是滤窗，233是清沙闸门，234是泥沙滤网，310是机组段输水管路，311是双阀控制装置，312是水流参数表头，320是取水段输水管路，321是反冲洗进水支管，322是反冲洗排水支管，400是潜水泵组。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明适用于大坡度河床的新型水源热泵取水系统包括取水构筑物、集水井和取水管系，取水构筑物设在陡坡河岸边上，取水构筑物的内部地表面向下开设有集水井，集水井内设有取水管系。集水井包括集水井道、集水井池和过滤池，集水井道上端与取水构筑物连通，集水井道下端与集水井池连通，集水井池与隔壁的过滤池连通，过滤池包括过滤池本体和过滤池入口室，过滤池本体通过过滤池入口室与河水连通，取水管系包括机组段输水管路和取水段输水管路，机组段输水管路上端从集水井道上端离岸侧通出与水源热泵连通，机组段输水管路下端与取水段输水管路上端通过法兰密封连通，取水段输水管路下端通过潜水泵组与集水井池下部连通。河水依次经过过滤池、集水井池、取水管系通入水源热泵机组。上述方案将取水管系设置在岸上的地下构筑空间集水井内，从而使管系避免了外部的干扰和破坏，由于设置在一个相对封闭的环境中，管系的施工和维护也相对容易。
本方案在自然环境的河水中取水，难免会将一定深度的河水中的泥沙带入，为了改善这个状况，保证水源热泵机组正常工作，本方案进行了如下改进，如图1所示，即集水井池的内底部设有挡沙围堰，挡沙围堰从集水井池内底部向上延伸将集水井池的内部分隔成上部连通的取水池和集水池，集水池与过滤池本体连通，进入集水池的河水经沉淀后漫过挡沙围堰进入取水池，取水段输水管路下端通过潜水泵组与取水池的下部连通。上述方案的挡沙围堰有效降低了输水管取水区域水源的含沙量。为了进一步滤除进入集水井内水源的含沙量，本方案的集水井设置了专门的过滤池，用来沉淀和滤除沙分，即集水池与过滤池本体间设有过滤隔墙，过滤隔墙的上部设有滤窗，滤窗内设有过滤材料，过滤池本体内的河水经滤窗内过滤材料的过滤后进入集水池。上述方案的两重过滤可以基本实现滤除水源中的大部分泥沙和杂质颗粒。
本方案的取水系统在长时间运行的过程中，河水中的泥沙等杂质颗粒会逐渐淤积在过滤池内，为了及时清除上述淤积物，保证设备正常工作，必须对过滤池内的淤积物进行定期清理。为了实现上述技术目的，本方案在过滤隔墙的下部设有清沙闸门，维护人员通过开启清沙闸门清理过滤池本体底部的泥沙。同时，在过滤池中产生淤积物的过程中，少量杂质颗粒也会在取水管系中沉积，尤其是在取水段输水管中，为了解决这个问题，本方案设置了反冲洗管路，即取水段输水管路还包括反冲洗管路，反冲洗管路包括反冲洗进水支管和反冲洗排水支管，反冲洗进水支管上设有反冲洗进水阀，反冲洗排水支管上设有反冲洗排水阀，反冲洗进水支管的一端与潜水泵组连通，反冲洗进水支管的另一端与取水段输水管路的主管道下游连通，反冲洗排水支管的一端与取水段输水管路的主管道上游连通，反冲洗排水支管的另一端通入所述集水池。如图1所示，在进行反冲洗时，只需要关闭取水管系下游管路，同时打开潜水泵、反冲洗进水阀、反冲洗排水阀，河水在潜水泵的作用下通过反冲洗进水支管进入取水段输水管路，再从反冲洗排水支管中排入集水池，从而排出管中的泥沙，而下游的泥沙随着上游泥沙量的减少逐步运动至上游，再被排出，如此循环最终达到清理管道的目的。
本方案的过滤池在实际处理泥沙杂质颗粒的过程中，经常会碰到尺寸较大的杂质物，这些体积较大的杂质占用空间较大，大量的该种杂质会加剧池内的淤积现象，为了解决这个问题，本方案从源头入手，将该部分颗粒较大的杂质拦截在过滤池之外，具体是过滤池入口室设在过滤池本体外侧下部，过滤池入口室的进口处设有若干层泥沙滤网，河水经过上述若干层泥沙滤网过滤后进入过滤池入口室。进一步，为了控制水源的流量，稳定集水井内部的水位，本方案还可以在过滤池入口室的进口处，即上述若干层泥沙滤网之前或之后设置限流阀门，从而控制进入集水井的水位，以便于滤沙，控制水源流量。
本方案的热泵取水系统主要应用在河床坡度较大，河水的水平面较低的情况下(但不排除其他地形状态下的应用)，这就使得本方案的集水井将会是一个具有一定深度的地下构筑空间，为了保证集水井地下通道的结构稳固，避免井下坑道事故，本方案还设置了井下结构加强部件，如图1所示，即集水井道中部设有若干结构加强层，结构加强层增强集水井道的整体结构强度。为了方便人员下井维护作业，本方案在集水井道上端与取水构筑物的连通处设有维护爬梯，维护人员通过维护爬梯进出集水井道。进一步，为了方便维护人员维修输水管，达到保压的效果，本方案的机组段输水管路上设有双阀控制装置，双阀控制装置包括形成串联的截止阀甲和反装的截止阀乙，河水通过双阀控制装置上行进入水源热泵。进一步，为了便于井下维护人员及时了解输水管内水流的状况，本方案还在双阀控制装置的下游的机组段输水管路上设有水流参数表头，水流参数表头检测进入水源热泵的河水的初始参数值，这些参数可以是水流温度、压力、流量等。
本方案的适用于大坡度河床的新型水源热泵取水系统采用建设在水源岸上的地下构筑物容纳取水管系并引导水源，采用专门的过滤池对水源进行过滤，采用反冲洗管路清理输水管中淤积的泥沙，采用加强的集水井结构，采用正反装截止阀的双阀控制装置提高管路的稳定性和可维护性。基于以上特点，本方案的适用于大坡度河床的新型水源热泵取水系统相比现有的方案具有突出的实质性特点和显著的进步。
本方案的适用于大坡度河床的新型水源热泵取水系统并不限于具体实施方式中公开的内容，实施例中出现的技术方案可以单独存在，也可以相互包含，本领域技术人员根据本方案结合公知常识作出的简单替换方案也属于本方案的范围。
Claims (10)
1.一种适用于大坡度河床的新型水源热泵取水系统，其特征是包括取水构筑物、集水井和取水管系，所述取水构筑物设在陡坡河岸边上，所述取水构筑物的内部地表面向下开设有所述集水井，所述集水井内设有所述取水管系；所述集水井包括集水井道、集水井池和过滤池，所述集水井道上端与所述取水构筑物连通，所述集水井道下端与所述集水井池连通，所述集水井池与隔壁的所述过滤池连通，所述过滤池包括过滤池本体和过滤池入口室，所述过滤池本体通过所述过滤池入口室与河水连通，所述取水管系包括机组段输水管路和取水段输水管路，所述机组段输水管路上端从所述集水井道上端离岸侧通出与水源热泵连通，所述机组段输水管路下端与所述取水段输水管路上端通过法兰密封连通，所述取水段输水管路下端通过潜水泵组与所述集水井池下部连通；河水依次经过所述过滤池、集水井池、取水管系通入水源热泵机组。
2.根据权利要求1所述的适用于大坡度河床的新型水源热泵取水系统，其特征在于，所述集水井池的内底部设有挡沙围堰，所述挡沙围堰从所述集水井池内底部向上延伸将所述集水井池的内部分隔成上部连通的取水池和集水池，所述集水池与所述过滤池本体连通，进入所述集水池的河水经沉淀后漫过所述挡沙围堰进入所述取水池，所述取水段输水管路下端通过潜水泵组与所述取水池的下部连通。
3.根据权利要求2所述的适用于大坡度河床的新型水源热泵取水系统，其特征在于，所述集水池与所述过滤池本体间设有过滤隔墙，所述过滤隔墙的上部设有滤窗，所述滤窗内设有过滤材料，所述过滤池本体内的河水经所述滤窗内过滤材料的过滤后进入所述集水池。
4.根据权利要求3所述的适用于大坡度河床的新型水源热泵取水系统，其特征在于，所述过滤隔墙的下部设有清沙闸门，维护人员通过开启所述清沙闸门清理所述过滤池本体底部的泥沙。
5.根据权利要求2所述的适用于大坡度河床的新型水源热泵取水系统，其特征在于，所述取水段输水管路还包括反冲洗管路，所述反冲洗管路包括反冲洗进水支管和反冲洗排水支管，所述反冲洗进水支管上设有反冲洗进水阀，所述反冲洗排水支管上设有反冲洗排水阀，所述反冲洗进水支管的一端与所述潜水泵组连通，所述反冲洗进水支管的另一端与所述取水段输水管路的主管道下游连通，所述反冲洗排水支管的一端与所述取水段输水管路的主管道上游连通，所述反冲洗排水支管的另一端通入所述集水池。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的适用于大坡度河床的新型水源热泵取水系统，其特征在于，所述过滤池入口室设在所述过滤池本体外侧下部，所述过滤池入口室的进口处设有若干层泥沙滤网，河水经过所述若干层泥沙滤网过滤后进入所述过滤池入口室。
7.根据权利要求1所述的适用于大坡度河床的新型水源热泵取水系统，其特征在于，所述集水井道中部设有若干结构加强层，所述结构加强层增强所述集水井道的整体结构强度。
8.根据权利要求1所述的适用于大坡度河床的新型水源热泵取水系统，其特征在于，所述集水井道上端与所述取水构筑物的连通处设有维护爬梯，维护人员通过所述维护爬梯进出所述集水井道。
9.根据权利要求1所述的适用于大坡度河床的新型水源热泵取水系统，其特征在于，所述机组段输水管路上设有双阀控制装置，所述双阀控制装置包括形成串联的截止阀甲和反装的截止阀乙，河水通过所述双阀控制装置上行进入水源热泵。
10.根据权利要求9所述的适用于大坡度河床的新型水源热泵取水系统，其特征在于，所述双阀控制装置的下游的机组段输水管路上设有水流参数表头，所述水流参数表头检测进入水源热泵的河水的初始参数值。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160907 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |