CN107883611A - 一种双侧可变流量污水源热泵机组及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一种双侧可变流量污水源热泵机组及其操作方法,属于节能减排技术领域,由可变流量满液式蒸发器、螺杆式热泵压缩机、油分离器、可变流量冷凝器、干燥过滤器和电子膨胀阀等连接构成。本发明结构新颖,工作原理清晰,与现有技术相比,本发明可以根据污水的水量,水温情况以及热水的水温情况,自动改变冷凝器热水的换热流程,自动适应热水的需求;将洗浴废水与水源热泵系统进行有机结合,充分高效利用洗浴废水中的热能,有效提高洗浴卫生热水的出水温度;通过交替使用蒸发器的进水口,产生脉冲水流,达到自清洗蒸发器的效果,降低了对污水过滤的要求,解决了杂质滞留问题,使污水源热泵机组运行更高效,节能环保,具有较高的应用价值。

Description

一种双侧可变流量污水源热泵机组及其操作方法
技术领域
本发明属于节能减排技术领域,涉及一种污水源热泵机组及其操作方法,具体的说是涉及一种双侧可变流量污水源热泵机组及其操作方法。
背景技术
随着北方雾霾问题的日益突出,当地环保部门规定中小型浴室不得使用锅炉,但北方的矿区仍然面临着热水洗浴的问题,其中绝大部分位于城郊结合部,无法使用天然气。为了解决这些问题,污水源热泵技术得到了发展和应用。污水源热泵技术是指从污水(包括生活污水,洗浴污水等)中提取低品位的能量,为建筑物供暖或制取生活热水,具有重要的节能减排社会效益与经济效益,一般节能幅度达到40%以上。
现有的污水源热泵机组,主要由涡旋式压缩机、冷凝器、干式蒸发器、膨胀阀、制冷剂连接管路及控制箱组成,通过从洗浴污水中提取热量,用于制取生活热水或冬季采暖。由于污水需要从干式蒸发器中通过,使用一段时间后会在干式蒸发器换热管表面形成污垢,不容易清除,影响使用效果;此外,涡旋式压缩机制热量偏低,效率不高。生活污水或洗浴污水中含有大量的,成份复杂的杂质,且具有较强的腐蚀性,通常采用对污水进行多重过滤和中间换热器两种措施。前者对污水进行多重过滤,除油垢之后,直接进入污水源热泵,系统运行效率较高,但对污水处理的要求高;后者采用中间换热器,污水先与载冷剂进行换热,载冷剂再进入水源热泵机组,但对中间换热器要求较高,系统运行可靠,效率略低。
综上所述,目前主流的污水源热泵机组均存在不足之处,如何提高污水源热泵机组运行的可靠性、如何使污水源热泵机组运行更为高效是亟待解决的问题。
发明内容
本发明针对目前主流污水源热泵机组在运行过程中存在的多种缺陷,提出一种双侧可变流量污水源热泵机组及其操作方法,采用可变流量满液式(降膜式)蒸发器,用于从污水中提取热量,作为热量来源,在冷凝侧采用变流量冷凝器,制取生活热水,根据热水需求量要求,可改变热水侧的水流量;可减少清洗难度,可提高机组运行可靠性和机组整体运行效率。
本发明的技术方案是:一种双侧可变流量污水源热泵机组,包括连接管路;其特征在于:所述污水源热泵机组由螺杆式热泵压缩机、油分离器、可变流量冷凝器、干燥过滤器、电子膨胀阀、可变流量满液式蒸发器、蒸发器回油电磁阀、油分回油电磁阀、引射泵、液路截止阀、蒸发器回油截止阀和油过滤器通过所述连接管路相互连接构成;
所述螺杆式热泵压缩机、油分离器可变流量冷凝器、电子膨胀阀和可变流量满液式蒸发器相互串联连接;所述螺杆式热泵压缩机与油分离器之间设有油分离回油管路,所述油分回油电磁阀和油过滤器串联设置在所述油分离管路上;所述干燥过滤器和液路截止阀串联设置在所述可变流量冷凝器与电子膨胀阀之间的连接管路上;所述螺杆式热泵压缩机与可变流量冷凝器之间设有蒸发器回油管路,所述蒸发器回油电磁阀和引射泵设置在所述蒸发器回油管路上,所述引射泵还通过连接管路与可变流量满液式蒸发器相连,所述蒸发器回油截止阀设置在所述引射泵与可变流量满液式蒸发器之间。
所述变流量冷凝器的水室端盖上设有热水出水口、中间进水口和热水进水口;热水进水管通过管路与热水进水口相连,热水进水管另一个支管通过第一水路电磁阀进入中间进出水口;中间进出水口通过第二水路电磁阀与热水出水管相连接;热水出水口通过管路连接到第三水路电磁阀之后与热水出水管相连,进水管和热水出水管之间设有第一压差控制器。
所述可变流量满液式蒸发器的水室端盖上设有第一进水口、第二进水口和污水出水口,污水进水管通过管路连接到第四水路电磁阀进入第一进水口,污水进水管通过管路连接到第五水路电磁阀入第二进水口,污水出水口与污水出水管相连,污水进水管与污水出水管之间设有第二压差控制器。
所述可变流量满液式蒸发器采用多重防腐蚀技术结构,其中换热管需要采用铜镍合金管,蒸发器管板采用复合管板,水室采用衬塑处理,并增加多只阳极保护以达到防腐蚀效果。
所述可变流量满液式蒸发器为满液式或降膜式,利用水管路的变流量设计,实现进入蒸发器的洗浴污水在不同流量下流动,减少换热管表面杂质沉积,强化传热,以达到除垢防垢的效果。
一种双侧可变流量污水源热泵机组的操作方法,包括如下步骤:
(1)热水加热操作方法:关闭第一水路电磁阀和第三水路电磁阀,打开第二水路电磁阀,此时可变流量冷凝器的热水水流程为4流程,可以实现小流量大温差运行,用于对热水的加热阶段;
(2) 热水保温操作方法:当加热完成时,打开第一水路电磁阀和第三水路电磁阀,关闭第二水路电磁阀,此时可变流量冷凝器的热水水流程为2流程,可以实现大流量小温差运行,用于对热水的保温阶段;
(3)源水大流量小温差操作方法:当污水(含洗浴污水)的水温较低时,可以采用第四水路电磁阀第五水路电磁阀同时开启,加大污水流量,降低污水进出水温差,以保证系统正常运行;
(4) 源水小流量大温差操作方法:当污水(含洗浴污水)的水温较高时,可以选择使用第四水路电磁阀或第五水路电磁阀仍一开启,减小污水流量,加大污水进出水温差,从而有效充分利用污水水资源,以保证系统高效运行;
(5)蒸发器除垢操作方法:当污水(含洗浴污水)的水量较大时,可以采用第四水路电磁阀第五水路电磁阀同时开启,并且可以采用第四水路电磁阀及第五水路电磁阀间隙启停,达到水流脉冲效果,以实现对污水换热器的清洗,防止水流速过慢,在换热管的表面滞留杂质,强化传热,达到除垢防垢的效果,从而提高了污水源热泵机组的效率。
本发明的有益之处:本发明提供的一种双侧可变流量污水源热泵机组及其操作方法,结构新颖,工作原理清晰,与现有技术相比,本发明可以根据污水的水量,水温情况以及热水的水温情况,自动改变冷凝器热水的换热流程,自动适应热水的需求;将洗浴废水与水源热泵系统进行有机结合,充分高效利用洗浴废水中的热能,有效提高洗浴卫生热水的出水温度;可以改变蒸发器的流程,交替使用蒸发器的进水口,在污水进水产生脉冲水流,达到自清洗蒸发器的效果,降低了对污水过滤的要求,不会造成蒸发器内杂质滞留问题,使污水源热泵机组运行更高效,节能环保,具有较高的应用价值。
附图说明
图1 为本发明装置的整体结构示意图。
图2 为本发明中可变流量冷凝器进出水流程示意图。
图3 为本发明中可变流量满液式蒸发器进出水流程示意图。
图中:螺杆式热泵压缩机1、油分离器2、可变流量冷凝器3、干燥过滤器4、电子膨胀阀5、可变流量满液式蒸发器6、蒸发器回油电磁阀7、油分回油电磁阀8、引射泵9、液路截止阀10、蒸发器回油截止阀11、油过滤器12、热水进水管21、第一压差控制器22、第一水路电磁阀23、中间进出水口24、热水进水口25、热水出水口26、第三水路电磁阀27、第二水路电磁阀28、热水出水管29、污水进水管31、第二压差控制器32、第五水路电磁阀33、第四水路电磁阀34、第一进水口35、污水出水口36、第二进水口37、污水出水管38。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明:
如图1所示,一种双侧可变流量污水源热泵机组,包括连接管路;污水源热泵机组由螺杆式热泵压缩机1、油分离器2、可变流量冷凝器3、干燥过滤器4、电子膨胀阀5、可变流量满液式蒸发器6、蒸发器回油电磁阀7、油分回油电磁阀8、引射泵9、液路截止阀10、蒸发器回油截止阀11和油过滤器12通过连接管路相互连接构成;
如图1所示,一种双侧可变流量污水源热泵机组,螺杆式热泵压缩机1、油分离器2、可变流量冷凝器3、电子膨胀阀5和可变流量满液式蒸发器6相互串联连接;螺杆式热泵压缩机1与油分离器2之间设有油分离回油管路,油分回油电磁阀8和油过滤器12串联设置在油分离管路上;干燥过滤器4和液路截止阀10串联设置在可变流量冷凝器3与电子膨胀阀5之间的连接管路上;螺杆式热泵压缩机1与可变流量冷凝器3之间设有蒸发器回油管路,蒸发器回油电磁阀7和引射泵9设置在蒸发器回油管路上,引射泵9还通过连接管路与可变流量满液式蒸发器6相连,蒸发器回油截止阀11设置在引射泵9与可变流量满液式蒸发器6之间。
如图2所示,一种双侧可变流量污水源热泵机组,变流量冷凝器3的水室端盖上设有热水出水口26、中间进水口24和热水进水口25;热水进水管21通过管路与热水进水口25相连,热水进水管21另一个支管通过第一水路电磁阀23进入中间进出水口24;中间进出水口24通过第二水路电磁阀28与热水出水管29相连接;热水出水口26通过管路连接到第三水路电磁阀27之后与热水出水管29相连,进水管21和热水出水管29之间设有第一压差控制器22。
如图3所示,一种双侧可变流量污水源热泵机组,可变流量满液式蒸发器6的水室端盖上设有第一进水口35、第二进水口37和污水出水口36,污水进水管31通过管路连接到第四水路电磁阀34进入第一进水口35,污水进水管31通过管路连接到第五水路电磁阀33入第二进水口37,污水出水口36与污水出水管38相连,污水进水管31与污水出水管38之间设有第二压差控制器32。
如图1所示,一种双侧可变流量污水源热泵机组,可变流量满液式蒸发器6采用多重防腐蚀技术结构,其中换热管需要采用铜镍合金管,蒸发器管板采用复合管板,水室采用衬塑处理,并增加多只阳极保护以达到防腐蚀效果。可变流量满液式蒸发器6为满液式或降膜式,利用水管路的变流量设计,实现进入蒸发器的洗浴污水在不同流量下流动,减少换热管表面杂质沉积,强化传热,以达到除垢防垢的效果。
如图1-3所示,一种双侧可变流量污水源热泵机组的操作方法,包括如下步骤:
(1)热水加热操作方法:关闭第一水路电磁阀(23)和第三水路电磁阀(27),打开第二水路电磁阀(28),此时可变流量冷凝器(3)的热水水流程为4流程,可以实现小流量大温差运行,用于对热水的加热阶段;
(2) 热水保温操作方法:当加热完成时,打开第一水路电磁阀(23)和第三水路电磁阀(27),关闭第二水路电磁阀(28),此时可变流量冷凝器(3)的热水水流程为2流程,可以实现大流量小温差运行,用于对热水的保温阶段;
(3)源水大流量小温差操作方法:当污水(含洗浴污水)的水温较低时,可以采用第四水路电磁阀(34)第五水路电磁阀(33)同时开启,加大污水流量,降低污水进出水温差,以保证系统正常运行;
(4) 源水小流量大温差操作方法:当污水(含洗浴污水)的水温较高时,可以选择使用第四水路电磁阀(34)或第五水路电磁阀(33)仍一开启,减小污水流量,加大污水进出水温差,从而有效充分利用污水水资源,以保证系统高效运行;
(5)蒸发器除垢操作方法:当污水(含洗浴污水)的水量较大时,可以采用第四水路电磁阀(34)第五水路电磁阀(33)同时开启,并且可以采用第四水路电磁阀(34)及第五水路电磁阀(33)间隙启停,达到水流脉冲效果,以实现对污水换热器的清洗,防止水流速过慢,在换热管的表面滞留杂质,强化传热,达到除垢防垢的效果,从而提高了污水源热泵机组的效率。
本发明的一种双侧可变流量的污水源热泵机组及其操作方法,可以应于洗浴废水与水源热泵系统进行有机结合,充分高效利用洗浴废水中的热能,有效提高洗浴卫生热水的出水温度,强化蒸发器的除垢效果,可用于制取生活热水或采暖热水,节能环保,具有很好的实用性。

Claims (6)

1.一种双侧可变流量污水源热泵机组,包括连接管路;其特征在于:所述污水源热泵机组由螺杆式热泵压缩机(1)、油分离器(2)、可变流量冷凝器(3)、干燥过滤器(4)、电子膨胀阀(5)、可变流量满液式蒸发器(6)、蒸发器回油电磁阀(7)、油分回油电磁阀(8)、引射泵(9)、液路截止阀(10)、蒸发器回油截止阀(11)和油过滤器(12)通过所述连接管路相互连接构成;
所述螺杆式热泵压缩机(1)、油分离器(2)、可变流量冷凝器(3)、电子膨胀阀(5)和可变流量满液式蒸发器(6)相互串联连接;所述螺杆式热泵压缩机(1)与油分离器(2)之间设有油分离回油管路,所述油分回油电磁阀(8)和油过滤器(12)串联设置在所述油分离管路上;所述干燥过滤器(4)和液路截止阀(10)串联设置在所述可变流量冷凝器(3)与电子膨胀阀(5)之间的连接管路上;所述螺杆式热泵压缩机(1)与可变流量冷凝器(3)之间设有蒸发器回油管路,所述蒸发器回油电磁阀(7)和引射泵(9)设置在所述蒸发器回油管路上,所述引射泵(9)还通过连接管路与可变流量满液式蒸发器(6)相连,所述蒸发器回油截止阀(11)设置在所述引射泵(9)与可变流量满液式蒸发器(6)之间。
2.根据权利要求1所述的一种双侧可变流量污水源热泵机组,其特征在于:所述变流量冷凝器(3)的水室端盖上设有热水出水口(26)、中间进水口(24)和热水进水口(25);热水进水管(21)通过管路与热水进水口(25)相连,热水进水管(21)另一个支管通过第一水路电磁阀(23)进入中间进出水口(24);中间进出水口(24)通过第二水路电磁阀(28)与热水出水管(29)相连接;热水出水口(26)通过管路连接到第三水路电磁阀(27)之后与热水出水管(29)相连,进水管(21)和热水出水管(29)之间设有第一压差控制器(22)。
3.根据权利要求1所述的一种双侧可变流量污水源热泵机组,其特征在于:所述可变流量满液式蒸发器(6)的水室端盖上设有第一进水口(35)、第二进水口(37)和污水出水口(36),污水进水管(31)通过管路连接到第四水路电磁阀(34)进入第一进水口(35),污水进水管(31)通过管路连接到第五水路电磁阀(33)入第二进水口(37),污水出水口(36)与污水出水管(38)相连,污水进水管(31)与污水出水管(38)之间设有第二压差控制器(32)。
4.根据权利要求1所述的一种双侧可变流量污水源热泵机组,其特征在于:所述可变流量满液式蒸发器(6)采用多重防腐蚀技术结构,其中换热管需要采用铜镍合金管,蒸发器管板采用复合管板,水室采用衬塑处理,并增加多只阳极保护以达到防腐蚀效果。
5.根据权利要求1所述的一种双侧可变流量污水源热泵机组,其特征在于:所述可变流量满液式蒸发器(6)为满液式或降膜式,利用水管路的变流量设计,实现进入蒸发器的洗浴污水在不同流量下流动,减少换热管表面杂质沉积,强化传热,以达到除垢防垢的效果。
6.一种双侧可变流量污水源热泵机组的操作方法,其特征在于,使用权利要求1-5任一项所述的双侧可变流量污水源热泵机组包括如下步骤:
(1)热水加热操作方法:关闭第一水路电磁阀(23)和第三水路电磁阀(27),打开第二水路电磁阀(28),此时可变流量冷凝器(3)的热水水流程为4流程,可以实现小流量大温差运行,用于对热水的加热阶段;
(2) 热水保温操作方法:当加热完成时,打开第一水路电磁阀(23)和第三水路电磁阀(27),关闭第二水路电磁阀(28),此时可变流量冷凝器(3)的热水水流程为2流程,可以实现大流量小温差运行,用于对热水的保温阶段;
(3)源水大流量小温差操作方法:当污水的水温较低时,可以采用第四水路电磁阀(34)第五水路电磁阀(33)同时开启,加大污水流量,降低污水进出水温差,以保证系统正常运行;
(4) 源水小流量大温差操作方法:当污水的水温较高时,可以选择使用第四水路电磁阀(34)或第五水路电磁阀(33)仍一开启,减小污水流量,加大污水进出水温差,从而有效充分利用污水水资源,以保证系统高效运行;
(5)蒸发器除垢操作方法:当污水的水量较大时,可以采用第四水路电磁阀(34)第五水路电磁阀(33)同时开启,并且可以采用第四水路电磁阀(34)及第五水路电磁阀(33)间隙启停,达到水流脉冲效果,以实现对污水换热器的清洗,防止水流速过慢,在换热管的表面滞留杂质,强化传热,达到除垢防垢的效果,从而提高了污水源热泵机组的效率。
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