CN107101418A - 一种污水源热泵热水系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污水源热泵热水系统，包括污水集水池、污水源热泵机组及空调末端系统；所述的污水集水池内设有污泥泵，污泥泵通过排泥管路与市政水管网连接，污水集水池的污水来自于污水取水管路，在污水取水口之前还设有拦污网。污水集水池连接毛发收集器，毛发收集器连接过滤器；过滤器通过污水源侧泵连接污水源热泵机组，污水源热泵机组连接分水器。本发明充分利用市政中水中的热量（冷量），将市政中水取水过滤后来直接进入污水源热泵，将市政中水余热利用与污水源热泵技术进行有机结合，充分高效利用市政中水中的热能，大幅度降低了供暖（供冷）的能源成本，有效利用了市政中水的余热资源，节能环保，具有很强的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及热泵技术领域，具体涉及一种新型的污水源热泵供暖（供冷）的空调系统。
背景技术
污水源热泵是依靠热泵机组内部制冷剂循环，冬季从污水中吸收热量，经热泵机组升温后向用户供热；夏季通过热泵机组，把用户的热量传递给污水，从而实现供冷的目的，用污水替代了冷却塔。
利用市政中水作为冷热源对用户进行供暖或供冷空调，可以大幅度减少能源的消耗。污水源热泵可以实现了废热的回收利用，变废为宝，属于可再生能源，也是新型的可再生清洁能源利用技术。
污水源热泵机组一机两用，冬季利用污水源热泵采暖，夏季进行制冷；能更高效更节能的利用电能，对大气及环境无任何污染。污水源热泵系统需要管理成本、运行费用比较低。目前，污水源热泵系统已在我国的大部分城市得到了推广与应用。
目前污水源热泵可分为直接式污水源热泵与间接式污水源热泵两类。直接式污水源热泵直接将污水引入污水源热泵机组，与污水进行换热的介质为制冷剂。间接式污水源热泵与污水换热的介质为中间载冷剂。
间接式污水源热泵因为则存在中间载冷剂，从而传热热阻增加，增加 了水泵功耗，导致污水源热泵系统综合效率随之下降。直接式污水源热泵系统是目前污水源热泵研究的前沿及发展方向。
直接式污水源热泵系统与间接式污水源热泵系统相比：
1.在同样的污水资源条件下制取更多的热量，污水源热泵机组效率得以很大提高。
2.省去了污水换热器及相应的中间载冷剂循环水泵，机房占地面积减少，降低了土建和设备初投资，而且也减少水泵能耗。提高了污水源热泵系统的综合能效。
在直接式污水源热泵的机组进水之间一般都采用滤网、格栅等过滤装置，对污水进行综合处理，但过滤网或污水泵还是经常堵塞，不能长时间稳定运行。当前以原生污水作热源的直接式污水源热泵还不多见，而间接式污水源热泵初投资及运行费用也较大。
直接式污水源热泵系统，需要解决以下问题：
1、直接污水源热泵系统要求热泵机组的污水侧换热器能够“一器两用”，对污水侧换热器提出了特殊要求。
2、直接式污水源热泵机组需要针对污水特殊设计，技术难度较大。
3、直接式污水源热泵机组需要实现污水的无堵塞连续换热，解决恶劣水质对污水源热泵机组的堵塞与污染，实现防腐与无污染换热。。
发明内容
发明目的：针对现有污水源热泵利用技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种污水源热泵热水系统，可以充分利用市政中水中的热量（冷量），将市政中水取水过滤后来直接进入污水源热泵，将市政中水余热利用与污水源热泵技术进行有机结合，充分高效利用市政中水中的热能，大幅度降低了供暖（供冷）的能源成本，有效利用了市政中水的余热资源，节能环保，具有很强的实用性。
本发明采用的技术方案如下：
一种污水源热泵热水系统，包括市政管网，其特征是通过污水源热泵机组提取市政水中的热量向外界用户供暖；或提取市政水中的冷量向外界用户供冷；再通过污水回水管泵入市政水管网。
所述污水源热泵机组为两用机组，它既能制冷，还能制热，污水侧换热器在供热状态下作为蒸发器，在制冷状态下作为冷凝器使用；空调侧换热器在供热状态下作为冷凝器，在制冷状态下作为蒸以器使用。
污水集水池连接毛发收集器，毛发收集器连接过滤器；过滤器通过污水源侧泵连接污水源热泵机组，污水源热泵机组连接分水器。
自动清洗箱及旁通阀与全自动过滤器相并联。
所述污水源热泵机组采用制冷剂侧切换的污水源热泵机组，本机组为两用机组，它既能制冷，也能制热。
所述的污水集水池内设有污泥泵，污泥泵通过排泥管路与市政水管网连接，污水集水池的污水来自于污水取水管路，在污水取水口之前还设有拦污网。
所述污水源热泵机组由污水侧换热器、空调侧换热器、压缩机、二次油分离器组成，空调侧换热器分别通过冷凝液管经过膨胀阀和阀后管路与污水侧换热器连接，污水侧换热器通过吸气管与压缩机（51）相连，压缩机通过排气管与二次油分离器相连，二次油分离器(53)与空调侧换热器连接。
污水侧换热器在供热状态下作为蒸发器，在制冷状态下作为冷凝器使用。空调侧换热器在供热状态下作为冷凝器，在制冷状态下作为蒸发器使用。同时在污水源热泵机组的污水侧换热器进水管路上，还设有反冲进水管及反冲出水管。
一种污水源热泵热水系统，经过拦污网过滤后的污水经过污水取水口进入毛发收集器，再进入全自动过滤器进行过滤后，再直接进入污水源热泵机组，作为污水源热泵机组的冷热源。
在所述污水源热泵机组制取热水（或冷水）后，在空调侧通过分水器向用户侧供暖（供冷），再通过集水器上的调节阀门进入集水器汇总后，再通过空调泵进入污水源热泵机组加热（或制冷），从而实现向用户供暖或供冷。
有益效果：与现有污水源热泵技术相比，本发明的一种污水源热泵热水系统，可以充分利用市政中水中的热量（冷量），将市政中水取水过滤后来直接进入污水源热泵，作为污水源热泵的热源或冷源，利用污水源热泵高效供暖或供冷。本发明将市政中水余热利用与污水源热泵技术进行有机结合，充分利用市政中水中的热能，大幅度降低了供暖（供冷）的能源成本，有效利用了市政中水的余热资源，节能减排，经济环保，具有很强的实用性，能产生较好的经济效益和社会效应。
附图说明
图1是一种污水源热泵热水系统的系统流程图。
图2是污水源热泵机组的结构示意图。
具体实施方法
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，一种污水源热泵热水系统，包括污水集水池30、污水源热泵机组12。
所述污水源热泵机组12由污水侧换热器58、空调侧换热器54、压缩机51、二次油分离器53组成，空调侧换热器54分别通过冷凝液管55经过膨胀阀56和阀后管路57与污水侧换热器58连接，污水侧换热器58通过吸气管59与压缩机51相连，压缩机通过排气管52与二次油分离器53相连，二次油分离器53与空调侧换热器54连接。
污水集水池连接毛发收集器，毛发收集器连接过滤器；过滤器通过污水源侧泵连接污水源热泵机组，污水源热泵机组连接分水器。
在所述污水集水池30内污水取水口24前设有拦污网25，在拦污网的两侧设有压差检测仪表26，如果经过一段时间运行后，拦污网上糊有污泥或杂质，则拦污网25两侧压差增加到设定值（假定30Pa）时，压差检测仪表26发过反冲洗信号，连接在污水回水管2上的反冲洗管路4自动打开反冲洗阀5，实现对拦污网25反冲洗。
在所述的污水集水池30内设有污泥泵27，污泥泵27连接泥管路28，污水集水池30的污水来自于污水取水管路29。
所述的污水源热泵系统，可以充分利用市政中水中的余热，向外界用户高效的供暖或供冷。其特征在于：整个污水源热泵系统的进水管路从市政中水管路网引入，通过本污水源热泵系统提取热量（或冷量）后，再通过污水回水管泵入市政中水管网。
如图2所示，所述污水源热泵机组12采用制冷剂侧切换的污水源热泵机组，本机组可以制冷，同时也可以制热，污水侧换热器58在供热状态下作为蒸发器，在制冷状态下作为冷凝器使用。空调侧的换热器54在供热状态下作为冷凝器，在制冷状态下作为蒸以器使用。同时在污水源热泵机组12的污水侧换热器58进水管路上，还设有反冲进水管14及反冲出水管17。
污水源热泵机组可以制冷也可以制热，本发明采用制冷剂侧切换的污水源热泵机组，可以实现污水源热泵机房工程施工简单，无需季节切换的阀门管路，在工况转换时，只需要在主机上转换4只制冷切换阀门。
夏季工况时：制冷剂气体经压缩机51排出后，经过排气管52进入二次油分离器53，然后经切换阀门，进入污水侧换热器54进行冷凝，热量被来自市政的中水冷却，冷凝后的制冷剂液体经过冷凝液管55进入电子膨胀阀56节流降压，形成气液两相，通过阀后管路57进入空调侧换热器58进行蒸发，同时将冷媒水（空调水回路中的水）的温度降低，供给空调。已经蒸发的制冷剂经过切换阀门进入压缩机51。
冬季工况：制冷剂气体经压缩机51排出后，经过排气管52进入二次油分离器53，然后经切换阀门，进入空调侧换热器54进行冷凝，热量加热冷媒水（空调水回路中的水），升温后供给空调。冷凝后的制冷剂液体经过冷凝液管55进入电子膨胀阀56节流降压，形成气液两相，通过阀后管路57进入污水侧换热器54进行蒸发，同时将来自市政的中水温度降低，载冷剂利用从市政中水中吸收的热量后蒸发，再经过切换阀门进入压缩机51。
本发明采用制冷剂侧切换的污水源热泵机组，污水侧换热器54换热管采用铜镍合金管为换热管，并加大换热管径，增加换热时水流速，并对水室进行喷涂防腐层，以适应开放式中水系统，解决防腐问题及杂质滞留问题。同时此换热器可在不同工况下，作为冷凝器与满液式蒸发器，内部结构与满液式蒸发器基本相同之外再增加防冲挡板等设计。
如图1所示，在污水源热泵机组12的污水侧换热器58进水管路上，还设有反冲进水管14及反冲出水管17。正常工作状态下，市政中水在污水源侧泵18的作用下，经过第一切换阀17进入污水侧换热器58，在污水源热泵机组12工作后，释放热量或吸收热量后，经过第二切换阀13通过污水回水管2回到市政中水管网31。
因为市政中水管网31水侧存在一定的压力，可能造成污水回水困难，因此需要在市政中水管网31上设有压力检测仪表1，污水回水管2上设有压力检测仪表3，通过调节污水源侧泵18的运行频率，保证污水回水管2的回水压力大于市政中水管网31水侧压力，以便顺利回水。
如图1所示，一种污水源热泵热水系统，所述污水源热泵机组12制取热水（或冷水）后，在空调侧通过分水器10向用户侧供暖（供冷），再通过集水器6上的调节阀门7进入集水器6汇总后，再通过空调泵17进入污水源热泵机组12加热（或制冷），从而实现向用户供暖或供冷。
与现有污水源热泵技术相比，本发明的一种污水源热泵热水系统，可以充分利用市政中水中的热量（冷量），将市政中水取水过滤后来直接进入污水源热泵，作为污水源热泵的热源或冷源，利用污水源热泵高效供暖或供冷。本发明将市政中水余热利用与污水源热泵技术进行有机结合，充分利用市政中水中的热能，大幅度降低了供暖（供冷）的能源成本，有效利用了市政中水的余热资源，节能减排，经济环保，具有很强的实用性，能产生较好的经济效益和社会效应。
Claims (9)
1.一种污水源热泵热水系统，包括市政管网，其特征是通过污水源热泵机组（12）提取市政水中的热量向外界用户供暖；或提取市政水中的冷量向外界用户供冷；再通过污水回水管泵入市政水管网。
2.根据权利要求1所述的一种污水源热泵热水系统，其特征在于：所述污水源热泵机组（12）为两用机组，它既能制冷，还能制热，污水侧换热器（58）在供热状态下作为蒸发器，在制冷状态下作为冷凝器使用；空调侧换热器（54）在供热状态下作为冷凝器，在制冷状态下作为蒸以器使用。
3.根据权利要求1或2所述的一种污水源热泵热水系统，其特征在于：污水集水池（30）内的污水经过拦污网（25）过滤后的污水经过污水取水口（24）进入毛发收集器（23），再进入全自动过滤器（19）进行过滤后，再直接进入污水源热泵机组（12），作为污水源热泵机组的热源；污水源热泵机组（12）制取热水后，在空调侧通过分水器（10）向用户侧供暖，再通过集水器（6）上的调节阀门（7）进入集水器（6）汇总后，再通过空调泵（32）进入污水源热泵机组（12）加热，从而实现向用户供暖。
4.根据权利要求1或2所述的一种污水源热泵热水系统，其特征在于：污水集水池（30）内的污水经过拦污网（25）过滤后的污水经过污水取水口（24）进入毛发收集器（23），再进入全自动过滤器（19）进行过滤后，再直接进入污水源热泵机组（12），作为污水源热泵机组的冷源；污水源热泵机组（12）制取冷水后，在空调侧通过分水器（10）向用户侧供冷，再通过集水器（6）上的调节阀门（7）进入集水器（6）汇总后，再通过空调泵（32）进入污水源热泵机组（12）制冷，从而实现向用户供冷。
5.根据权利要求1~4任意一项所述的一种污水源热泵热水系统，其特征在于：所述污水源热泵机组（12）由污水侧换热器（58）、空调侧换热器（54）、压缩机（51）、二次油分离器(53)组成，空调侧换热器（54）分别通过冷凝液管（55）经过膨胀阀(56)和阀后管路（57）与污水侧换热器（58）连接，污水侧换热器（58）通过吸气管（59）与压缩机（51）相连，压缩机通过排气管（52）与二次油分离器(53)相连，二次油分离器(53)与空调侧换热器（54）连接。
6.根据权利要求3或4所述的一种污水源热泵热水系统，其特征在于：所述的污水集水池（30）内设有污泥泵（27），污泥泵（27）通过排泥管路（28）与市政水管网连接，污水集水池（30）的污水来自于污水取水管路（29），在污水取水口（24）之前还设有拦污网（25）。
7.根据权利要求3所述的一种污水源热泵热水系统，其特征在于：所述污水侧换热器（58）的进水管路上，设有反冲进水管（14）及反冲出水管（17）。
8.根据权利要求1所述的一种污水源热泵热水系统，其特征在于：自动清洗箱（21）及旁通阀（20）与全自动过滤器（19）相并联。
9.污水集水池连接毛发收集器，毛发收集器连接过滤器；过滤器通过污
根据权利要求1所述的一种污水源热泵热水系统，其特征在于：污水集水池连接毛发收集器，毛发收集器连接过滤器；过滤器通过污水源侧泵连接污水源热泵机组，污水源热泵机组连接分水器。
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