CN108571836B - 一种可渗透污水地热源管网式换热热泵系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及可渗透污水地热源管网式换热热泵系统，包括换热系统、给水管路、回水管路以及污水换热系统，给水管路的水经过污水换热系统的换热以后进入回水管路，给换热系统提供热源，在热用户供热，供热后的废水排入污水换热系统，供给水管路提供换热热源，回收余热，收集自然雨水，排入污水换热系统，再次给给水管路换热，收集自然能源。本发明提供的一种可渗透污水地热源管网式换热热泵系统寿命可达50年，通过渗透于反渗透的原理，并结合特殊开挖结构，在隔离膜的保护下，实现土壤热源蓄电池效应，将冬天的地热能，污水热能，高效利用的同时，将其过剩热能保存于土壤蓄电池中。
Description
技术领域
本发明属于一种可渗透污水地热源管网式换热热泵系统，特别涉及快速连接高耐腐蚀性高寿命管道污水换热装置。
背景技术
随着经济的迅速发展，我国乃至全世界总耗能逐年增加，大量的消耗化石燃料带来严重的环境污染问题，能源缺乏和环境污染问题已成为当今世界的一重要课题。因此，清洁可再生能源的利用及大力开发成为发展的趋势，也是实现节能环保的重要途径。热泵技术，特别是将城市污水热能作为低品位热源/冷源进行供热/供冷的污水源热泵技术成为实现节能环保的有效途径之一，并且越来越受到世界各国的关注。
现有的污水源热泵技术使用寿命短，气密性差，安转固定复杂，缺少灵活性，抗化学腐蚀能力较弱，对污水水质要求较高。在以往的研究中有一些热泵系统加入污水过滤装置并利用过滤后的污水直接与制冷剂换热的方法，但是该方法中的过滤装置往往要消耗大量的电能等能源，同时过滤效果也不甚理想，很难达到直接式污水换热器对污水的水质要求，因此开发一种可直接与原生污水换热的换热装置是减少能耗，提高热泵热效率的有效途径。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可渗透污水地热源管网式换热热泵系统，使城市污水与地源热能的同步利用，实现一种可持续性新能源供应方式。
本发明实现目的的技术方案如下：
一种可渗透污水地热源管网式换热热泵系统，包括换热系统、给水管路、回水管路以及污水换热系统，给水管路的水经过污水换热系统的换热以后进入回水管路，给换热系统提供热源，在热用户供热，供热后的废水排入污水换热系统，供给水管路提供换热热源，回收余热，收集自然雨水，排入污水换热系统，再次给给水管路换热；具体结构如下：
所述污水换热系统包括污水管和回水管路，回水管路同轴缠绕在污水管外缘，回水管路缠绕后向内轴向穿过污水管，回水管路端部穿出污水管后连接集水器；
集水器连接换热系统，提供一部分热源，另一部热源由冷却塔供给，冷却塔连接换热系统热源入口，换热系统热源出口连接热用户，热用户使用后废水排入污水管道；
冷却塔、换热系统共同分水器，将冷却塔和换热系统的冷水通过分水器输入到给水管路，给水管路通过一阀门连接回水管路，回水管路在经过污水换热系统的换热后连接到集水器。
而且，所述换热系统连接一风机盘管制冷系统。
而且，所述污水换热系统在地下埋管，埋管的方式为：在冻土层以下大概1-3米左右，设置污水管，在污水管上部0.2-0.5米设置给水管路，在污水管侧壁和管道内底部缠绕通过回水管路。
而且，在污水管外周间隔设置倒梯形隔离膜。
而且，所述的污水管理入水口连接处冻层以上设置截止阀。
而且，所述的污水回路中污水换热管道可根据现场情况，在螺旋缠绕的给水小回路间隙增加渗透孔。
本发明的有益效果为：
1、本发明提供的一种可渗透污水地热源管网式换热热泵系统寿命可达50年，通过渗透于反渗透的原理，并结合特殊开挖结构，在隔离膜的保护下，实现土壤热源蓄电池效应，将冬天的地热能，污水热能，高效利用的同时，将其过剩热能保存于土壤蓄电池中。
2、本装置通过雨水收集器，可以将雨水加入到污水换热系统中，增加换热热媒量。
3、因冬季供热引起的土壤温度低，本装置可在夏季污水用水循环时，实现系统热平衡循环，避免了地下冷坑的形成。
4、本发明将节省高达50％城市一次能源(如电能，热能)，减少25％-50％的二氧化碳排放，减少热水供热所产生的负荷。
5、本发明的连接装置为便捷安装，降低了安装难度，更换部件灵活，整个系统具有优良的抗化学腐蚀性，该系统是一种轻量化绿色环保产品。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为污水换热系统的结构示意图。
图3为污水换热系统于地下埋管结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种可渗透污水地热源管网式换热热泵系统，包括换热系统、给水管路、回水管路以及污水换热系统，给水管路的水经过污水换热系统的换热以后进入回水管路，给换热系统提供热源，在热用户供热，供热后的废水排入污水换热系统，供给水管路提供换热热源，回收余热，收集自然雨水，排入污水换热系统，再次给给水管路换热，收集自然能源。
所述污水换热系统包括污水管和回水管路，回水管路同轴缠绕在污水管外缘，回水管路缠绕后向内轴向穿过污水管，回水管路端部穿出污水管后连接集水器。为了收集热量污水管还同时可以连接排污池或城市排水网的污水来源。
集水器连接换热系统，提供一部分热源，另一部热源由冷却塔供给，冷却塔连接换热系统热源入口，换热系统热源出口连接热用户(用于地采暖或生活用水)，热用户使用后废水排入污水管道。
冷却塔、换热系统共同分水器，将冷却塔和换热系统的冷水通过分水器输入到给水管路，给水管路通过一阀门连接回水管路，回水管路在经过污水换热系统的换热后连接到集水器，分水器连接一水泵，提供动力。
换热系统夏季可自动转化为制冷系统，制冷系统追加风机盘管系统。
污水换热系统于地下埋管，埋管的方式为：在冻土层5以下大概2米左右，设置污水管3，在污水管上部0.2-0.5米左右设置给水管路2，在污水管侧壁和管道内底部缠绕通过回水管路4，在污水管周围设置倒梯形隔离膜1，给水管和给水管路都包裹在隔离膜内，用于对周围土壤进行保温。其中，回水管道材质为不锈钢；污水管和给水管道材质为聚乙烯。所述的污水管理入水口连接处冻层以上设置截止阀。
所述的污水回路中污水换热管道可根据现场情况，在螺旋缠绕的给水小回路间隙增加渗透孔。
回水管路为输出点，在给水管路上装有平衡阀、压力表。回水管路链接集水器，集水器设置平衡阀、压力表、温度计(-20至50度)。
本发明的构思为：
污水与铺设周围的土壤中的不间断的将热量交换到生活用水中，将热量输送到供热系统。锅炉中的热和热电厂产生的热能加上通过城市污水热交换产生的热能储存于储热罐中。热能由储热罐进行输送，整个锅炉、热泵、热电厂、储热罐组成供热系统。储热罐中的热能流经供热回路(水温80度)进入热用户，使用方式大多如取暖，生活热水及生活用水。热用户使用完的生活污水排入污水管道(温度10-20度)，污水再次进入热交换装置。污水管道段末设置排污池，用于排除污水中的杂质。
污水换热系统的结构推荐采用结构壁B型管(克拉管)升级制成，主要材料有：高密度聚乙烯，聚丙烯，硬泡沫，及不锈钢。
Claims (3)
1.一种可渗透污水地热源管网式换热热泵系统，其特征在于：包括换热系统、给水管路、回水管路以及污水换热系统，给水管路的水经过污水换热系统的换热以后进入回水管路，给换热系统提供热源，在热用户供热，供热后的废水排入污水换热系统，给给水管路提供换热热源，收集自然雨水，排入污水换热系统，再次给给水管路换热；具体结构如下：
所述污水换热系统包括污水管和回水管路，回水管路同轴缠绕在污水管外缘，回水管路缠绕后向内轴向穿过污水管，回水管路端部穿出污水管后连接集水器；
集水器连接换热系统，提供一部分热源，另一部热源由冷却塔供给，冷却塔连接换热系统热源入口，换热系统热源出口连接热用户，热用户使用后废水排入污水管；
冷却塔、换热系统共用分水器，将冷却塔和换热系统的冷水通过分水器输入到给水管路，给水管路通过一阀门连接回水管路；
所述污水换热系统在地下埋管，埋管的方式为：在冻土层以下1-3米，设置污水管，在污水管上部0.2-0.5米设置给水管路；在污水管外周间隔设置倒梯形隔离膜。
2.根据权利要求1所述的可渗透污水地热源管网式换热热泵系统，其特征在于：所述换热系统连接一风机盘管制冷系统。
3.根据权利要求1所述的可渗透污水地热源管网式换热热泵系统，其特征在于：所述污水管在螺旋缠绕的回水路的间隙增加渗透孔。
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