CN108826748A - 一种使用耐腐蚀陶瓷新材料的污水热泵组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种使用耐腐蚀陶瓷新材料的污水热泵组件，包括蒸发器、单向阀、制冷剂入口管路、制冷剂出口管路、压缩机、气液分离器、膨胀阀、制冷剂管路和冷凝器；所述制冷剂管路的内壁衬有耐腐蚀陶瓷管进行管道保护。该热泵组件可以充分回收利用污水中的热能，而且使用寿命长。

Description

一种使用耐腐蚀陶瓷新材料的污水热泵组件
技术领域
本发明属于环保设备技术领域；具体涉及一种使用耐腐蚀陶瓷新材料的污水热泵组件。
背景技术
污水处理后，全年水温在13-32℃之间，是一种蕴含丰富低位热能的可再生热能资源。然而，在常规的污水处理系统中，通常这些带有大量热量的污水被直接排放至市政排水管道，造成了能量的大量损失。
CN101936621A公开了一种污水处理热泵，包括污水处理装置和热泵装置，热泵装置包括压缩机、废热换热器、蒸发器、冷凝器、真空污水箱和U形管，分水缸、第一换热器、真空污水箱、U形管和蒸发器依次通过管路相连接组成第一回路，分水缸、冷凝器、第二换热器和污水处理装置依次通过管路相连接组成第二回路，压缩机、冷凝器、第三废热换热器和污水处理装置依次通过管路相连接组成第三回路，蒸发器和冷凝器与用户空调通过管路相连接。
CN204113674U公开了污水泵送站和污水系统。污水系统包括向驱动器提供污水系统的至少一个参数的测量值的测量装置。污水泵送站包括：在其中聚集污水的湿井；泵，该泵位于湿井内部，用于泵送污水；以及驱动器，该驱动器位于湿井外部，并且接收来自测量装置的至少一个参数的测量值，使用至少一个参数的测量值来创建用于驱动器控制所述泵的操作的算法以及使用算法来控制泵的操作。
CN104567103A公开了一种污水源热泵系统，其包括污水输送系统和空调水循环系统，空调水循环系统连接污水输送系统；污水输送系统连接污水二级生化处理系统；其中，污水输送系统包括通过水管依次连接的污水池、污水源热泵机组和出水池，污水池包括相连接的脱氯池和热泵原水池，该脱氯池可对污水进行脱氯处理，防止含余氯的污水腐蚀金属管道和设备；此外，污水输送系统还包括安装在污水处理站中的污水输送水泵和污水源热泵机组，使可能携带病菌的设备处于可控区域内；另外，污水源热泵机组采用四向阀制冷剂侧切换，避免了采用水侧切换时易导致病菌扩散至末端设备的危险。
以上专利提供的技术方案，无法充分利用处理后的污水中含有的热量，使污水处理过程中存在能耗矛盾：浪费掉大量处理过污水中的热能，而又需要大量热量来加热处理污水。另外，装置中的管道在长期使用后容易被腐蚀，内壁生锈，导致使用寿命不长。
发明内容
为了克服背景技术中存在的不足，本发明提供一种使用耐腐蚀陶瓷新材料的污水热泵组件。
本发明所用的技术方案为：
一种使用耐腐蚀陶瓷新材料的污水热泵组件，包括蒸发器、单向阀、制冷剂入口管路、制冷剂出口管路、压缩机、气液分离器、膨胀阀、制冷剂管路和冷凝器；压缩机的出口端通过制冷剂管路与单向阀的入口端固定连接，单向阀的出口端通过制冷剂入口管路与冷凝器的入口端固定连接，冷凝器的出口端通过制冷剂出口管路与膨胀阀的入口端固定连接，膨胀阀的出口端通过制冷剂管路与蒸发器的入口端固定连接，蒸发器的出口端通过制冷剂管路与气液分离器的入口端固定连接，气液分离器的出口端通过制冷剂管路与压缩机的入口端固定连接，所述制冷剂管路的内壁衬有耐腐蚀陶瓷管进行管道保护。
所述耐腐蚀陶瓷管按照如下方法进行制备：
将80-85重量份的碳化硅陶瓷粉末、15-20重量份的氧化锌、0.15-0.35份的全氟烷基甲硅烷基云母、0.5-1.0份的的聚硅氧烷季铵盐-2 泛醇琥珀酸酯、2.1-3.4份的铋六氟-2,4-戊二酮酸、1.2-1.6份的硼酸三(三甲硅烷基)酯、0.01-0.07重量份的Μ-氧-双四对氯苯基卟啉锰、25-30重量份的酚醛树脂、22-36重量份的松香和90-105重量份的乙醇混合均匀形成陶瓷浆料，排除浆料气泡，采用振动方式将浆料注入模具中，然后将模具推入烘干装置中，在90-120℃下固化24-36小时，脱模，即得到所述耐腐蚀陶瓷管。。
所述碳化硅陶瓷粉末按照如下方法进行制备：
将80-100重量份的二硅化钛粉末、30-40重量份的单质钛、25-30重量份的单质硅、15-20重量份的碳化硅晶须、10-20重量份的氧化钙粉末、10-20重量份的氧化镁粉末、15-20重量份的镍粉和0.05-0.5重量份的三氨合三羰基钼混合后投入球磨机进行机械球磨，再将机械球磨后的物料压制成型得到毛坯，最后将毛坯放入通有循环水的密闭压力反应罐中，向反应罐内充入120-300Mpa的高压氮气，点火，自燃烧反应5-8小时，将产物粉碎，得到所述氮化硅陶瓷粉末。
所述蒸发器采用三级壳管式蒸发器。
所述泠凝器采用三级淋激式冷凝器。
本发明和现有技术相比所具有的优点是：可以充分回收利用污水中的热能，节约了额外加热污水的能量，避免了能源浪费，具有显著的经济效益和社会效益；采用陶瓷管对制冷剂管道进行保护，避免管道内壁长期与制冷剂接触而导致管道腐蚀、生锈，从而增加泵的使用寿命。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
一种使用耐腐蚀陶瓷新材料的污水热泵组件，包括蒸发器、单向阀、制冷剂入口管路、制冷剂出口管路、压缩机、气液分离器、膨胀阀、制冷剂管路和冷凝器；压缩机的出口端通过制冷剂管路与单向阀的入口端固定连接，单向阀的出口端通过制冷剂入口管路与冷凝器的入口端固定连接，冷凝器的出口端通过制冷剂出口管路与膨胀阀的入口端固定连接，膨胀阀的出口端通过制冷剂管路与蒸发器的入口端固定连接，蒸发器的出口端通过制冷剂管路与气液分离器的入口端固定连接，气液分离器的出口端通过制冷剂管路与压缩机的入口端固定连接，所述制冷剂管路的内壁衬有耐腐蚀陶瓷管进行管道保护。其中，所述蒸发器采用三级壳管式蒸发器，述泠凝器采用三级淋激式冷凝器。
所述耐腐蚀陶瓷管按照如下方法进行制备：
将82重量份的碳化硅陶瓷粉末、17重量份的氧化锌、0.2份的全氟烷基甲硅烷基云母、0.7份的的聚硅氧烷季铵盐-2 泛醇琥珀酸酯、2.9份的铋六氟-2,4-戊二酮酸、1.4份的硼酸三(三甲硅烷基)酯、0.04重量份的Μ-氧-双四对氯苯基卟啉锰、28重量份的酚醛树脂、27重量份的松香和95重量份的乙醇混合均匀形成陶瓷浆料，排除浆料气泡，采用振动方式将浆料注入模具中，然后将模具推入烘干装置中，在98℃下固化26小时，脱模，即得到所述耐腐蚀陶瓷管。
所述碳化硅陶瓷粉末按照如下方法进行制备：
将90重量份的二硅化钛粉末、35重量份的单质钛、28重量份的单质硅、18重量份的碳化硅晶须、15重量份的氧化钙粉末、15重量份的氧化镁粉末、18重量份的镍粉和0.2重量份的三氨合三羰基钼混合后投入球磨机进行机械球磨，再将机械球磨后的物料压制成型得到毛坯，最后将毛坯放入通有循环水的密闭压力反应罐中，向反应罐内充入200Mpa的高压氮气，点火，自燃烧反应6.5小时，将产物粉碎，得到所述氮化硅陶瓷粉末。
实施例2
一种使用耐腐蚀陶瓷新材料的污水热泵组件，包括蒸发器、单向阀、制冷剂入口管路、制冷剂出口管路、压缩机、气液分离器、膨胀阀、制冷剂管路和冷凝器；压缩机的出口端通过制冷剂管路与单向阀的入口端固定连接，单向阀的出口端通过制冷剂入口管路与冷凝器的入口端固定连接，冷凝器的出口端通过制冷剂出口管路与膨胀阀的入口端固定连接，膨胀阀的出口端通过制冷剂管路与蒸发器的入口端固定连接，蒸发器的出口端通过制冷剂管路与气液分离器的入口端固定连接，气液分离器的出口端通过制冷剂管路与压缩机的入口端固定连接，所述制冷剂管路的内壁衬有耐腐蚀陶瓷管进行管道保护。其中，所述蒸发器采用三级壳管式蒸发器，所述泠凝器采用三级淋激式冷凝器。
所述耐腐蚀陶瓷管按照如下方法进行制备：
将80重量份的碳化硅陶瓷粉末、15重量份的氧化锌、0.15份的全氟烷基甲硅烷基云母、0.5份的的聚硅氧烷季铵盐-2 泛醇琥珀酸酯、2.1份的铋六氟-2,4-戊二酮酸、1.2份的硼酸三(三甲硅烷基)酯、0.01重量份的Μ-氧-双四对氯苯基卟啉锰、25重量份的酚醛树脂、22重量份的松香和90重量份的乙醇混合均匀形成陶瓷浆料，排除浆料气泡，采用振动方式将浆料注入模具中，然后将模具推入烘干装置中，在90℃下固化24小时，脱模，即得到所述耐腐蚀陶瓷管。所述碳化硅陶瓷粉末按照如下方法进行制备：
将80重量份的二硅化钛粉末、30重量份的单质钛、25重量份的单质硅、15重量份的碳化硅晶须、10重量份的氧化钙粉末、10重量份的氧化镁粉末、15重量份的镍粉和0.05重量份的三氨合三羰基钼混合后投入球磨机进行机械球磨，再将机械球磨后的物料压制成型得到毛坯，最后将毛坯放入通有循环水的密闭压力反应罐中，向反应罐内充入120Mpa的高压氮气，点火，自燃烧反应5小时，将产物粉碎，得到所述氮化硅陶瓷粉末。
实施例3
一种使用耐腐蚀陶瓷新材料的污水热泵组件，包括蒸发器、单向阀、制冷剂入口管路、制冷剂出口管路、压缩机、气液分离器、膨胀阀、制冷剂管路和冷凝器；压缩机的出口端通过制冷剂管路与单向阀的入口端固定连接，单向阀的出口端通过制冷剂入口管路与冷凝器的入口端固定连接，冷凝器的出口端通过制冷剂出口管路与膨胀阀的入口端固定连接，膨胀阀的出口端通过制冷剂管路与蒸发器的入口端固定连接，蒸发器的出口端通过制冷剂管路与气液分离器的入口端固定连接，气液分离器的出口端通过制冷剂管路与压缩机的入口端固定连接，所述制冷剂管路的内壁衬有耐腐蚀陶瓷管进行管道保护。其中，所述蒸发器采用三级壳管式蒸发器，所述泠凝器采用三级淋激式冷凝器。
所述耐腐蚀陶瓷管按照如下方法进行制备：
将85重量份的碳化硅陶瓷粉末、20重量份的氧化锌、0.35份的全氟烷基甲硅烷基云母、1.0份的的聚硅氧烷季铵盐-2 泛醇琥珀酸酯、3.4份的铋六氟-2,4-戊二酮酸、1.6份的硼酸三(三甲硅烷基)酯、0.07重量份的Μ-氧-双四对氯苯基卟啉锰、30重量份的酚醛树脂、36重量份的松香和105重量份的乙醇混合均匀形成陶瓷浆料，排除浆料气泡，采用振动方式将浆料注入模具中，然后将模具推入烘干装置中，在120℃下固化36小时，脱模，即得到所述耐腐蚀陶瓷管。
所述碳化硅陶瓷粉末按照如下方法进行制备：
将100重量份的二硅化钛粉末、40重量份的单质钛、30重量份的单质硅、20重量份的碳化硅晶须、20重量份的氧化钙粉末、20重量份的氧化镁粉末、20重量份的镍粉和0.5重量份的三氨合三羰基钼混合后投入球磨机进行机械球磨，再将机械球磨后的物料压制成型得到毛坯，最后将毛坯放入通有循环水的密闭压力反应罐中，向反应罐内充入300Mpa的高压氮气，点火，自燃烧反应8小时，将产物粉碎，得到所述氮化硅陶瓷粉末。
对比例1
制备组分中不包含铋六氟-2,4-戊二酮酸，其它同实施例1。
对比例2
制备组分中不包含聚硅氧烷季铵盐-2 泛醇琥珀酸酯，其它同实施例1。
对比例3
制备组分中不包含全氟烷基甲硅烷基云母，其它同实施例1。
对比例4
制备组分中不包含硼酸三(三甲硅烷基)酯，其它同实施例1。
对比例5
制备组分中不包含Μ-氧-双四对氯苯基卟啉锰，其它同实施例1。
表：不同工艺制得的陶瓷管的耐压强度和反复急冷20次开裂情况对比结果。

Claims (4)

1.一种使用耐腐蚀陶瓷新材料的污水热泵组件，包括蒸发器、单向阀、制冷剂入口管路、制冷剂出口管路、压缩机、气液分离器、膨胀阀、制冷剂管路和冷凝器；压缩机的出口端通过制冷剂管路与单向阀的入口端固定连接，单向阀的出口端通过制冷剂入口管路与冷凝器的入口端固定连接，冷凝器的出口端通过制冷剂出口管路与膨胀阀的入口端固定连接，膨胀阀的出口端通过制冷剂管路与蒸发器的入口端固定连接，蒸发器的出口端通过制冷剂管路与气液分离器的入口端固定连接，气液分离器的出口端通过制冷剂管路与压缩机的入口端固定连接，其特征在于：所述制冷剂管路的内壁衬有耐腐蚀陶瓷管进行管道保护；
所述耐腐蚀陶瓷管按照如下方法进行制备：
将80-85重量份的碳化硅陶瓷粉末、15-20重量份的氧化锌、10-20重量份的Μ-氧-双四对氯苯基卟啉锰、25-30重量份的酚醛树脂、22-36重量份的松香和90-105重量份的乙醇混合均匀形成陶瓷浆料，排除浆料气泡，采用振动方式将浆料注入模具中，然后将模具推入烘干装置中，在90-120℃下固化24-36小时，脱模，即得到所述耐腐蚀陶瓷管。
2.根据权利要求1所述的污水热泵组件，其特征在于：所述碳化硅陶瓷粉末按照如下方法进行制备：
将80-100重量份的二硅化钛粉末、30-40重量份的单质钛、25-30重量份的单质硅、15-20重量份的碳化硅晶须、10-20重量份的氧化钙粉末、10-20重量份的氧化镁粉末、15-20重量份的镍粉和0.05-0.5重量份的三氨合三羰基钼混合后投入球磨机进行机械球磨，再将机械球磨后的物料压制成型得到毛坯，最后将毛坯放入通有循环水的密闭压力反应罐中，向反应罐内充入120-300Mpa的高压氮气，点火，自燃烧反应5-8小时，将产物粉碎，得到所述氮化硅陶瓷粉末。
3.根据权利要求1所述的污水热泵组件，其特征在于：所述蒸发器采用三级壳管式蒸发器。
4.根据权利要求1所述的污水热泵组件，其特征在于：所述泠凝器采用三级淋激式冷凝器。
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