CN111023230A - 一种多罐吸附式污水源热泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多罐吸附式污水源热泵，包括吸附式热泵系统、污水循环系统、冷却水循环系统、热水加热系统；脱附发生器受热污水加热，脱附出氨气，经冷凝器冷凝变为液态氨进入液氨储罐，后经节流阀节流降压进入蒸发器，受热污水加热变为气态，经电磁阀控制进入吸附发生器，被内部吸附床上面的氯化钙复合吸附剂吸附，并释放出吸附热，吸附热加热换热器内部的热水，使其温度升高，完成制热过程。吸附发生器组包括多台吸附发生器，以吸附‑脱附理论计算模型为依据，确定吸附与脱附发生器的比例。本发明的吸附发生器组采用三个以上的吸附发生器，使得吸附与脱附更加平衡，提高了机组效率，而且运行更加稳定。

Description

一种多罐吸附式污水源热泵
技术领域
本发明涉及污水源热泵技术领域，特别是一种多罐吸附式污水源热泵。
背景技术
能源与环境是可持续发展的两大主题，目前以燃烧石化原料为主的建筑物供暖不仅能耗量大，而且对环境造成极大污染。城市污水是由工业废水和生活污水组成，水量巨大，是一种蕴含丰富低位热能的可再生热能资源，污水源热泵系统则是以城市污水作为建筑的冷热源，解决建筑物冬季采暖、夏季空调和全年热水供应的重要技术，也是城市污水资源化开发利用的思路和有效途径，同时减少了城市废热和CO2、SO2、NOX、粉尘等污染物的排放。
以污水源作为驱动热源的吸附式热泵能够在污水温度较低的情况下产生更高温度的热水，因此具有独特的优势。目前的吸附式热泵系统，以两个吸附发生器为主，一个吸附，一个脱附，交替工作完成循环过程，但在驱动热源低的时候，由于脱附速度下降、吸附速度增加，会发生吸附和脱附不平衡的情况，不能制出温度高的热水。
发明内容
本发明是为了克服现有技术的不足，提供一种在驱动热源温度低的情况下能够吸附、脱附平衡的多罐吸附的污水源热泵系统。
本发明为了解决上述技术问题而提出的技术解决方案是这样的：
一种多罐吸附式污水源热泵，包括吸附式热泵系统、污水循环系统、冷却水循环系统、热水加热系统；
所述吸附式热泵系统包括吸附发生器组、冷凝器、节流阀、蒸发器、止回阀组、电磁阀组、液氨储罐等，吸附发生器组由三个或以上的吸附发生器组成，电磁阀组由控制系统控制，所述吸附发生器组的氨气出口端与冷凝器的氨气进口端相连，冷凝器的液氨出口端与液氨储罐的进口端相连，液氨储罐的出口端与节流阀的进口端相连，节流阀的出口端与蒸发器的液氨进口端相连，蒸发器的氨气出口端经电磁阀组后与吸附发生器组相连通，构成氨的工作循环回路；
所述污水循环系统包括污水进口、污水处理罐、污水泵、换热器等，所述污水进口与污水处理罐的进口相连，污水处理罐的出口与蒸发器的热端进口端相连，蒸发器的热端出口端经电磁阀组与换热器的进口端相连，换热器的出口端与污水出口相连，构成污水的工作线路；
所述冷却水系统包括冷却水塔、冷却水循环泵等，所述冷却水塔的出口端与冷却水循环泵的进口端相连，冷却水循环泵的出口端与冷凝器的冷却水进口端相连，冷凝器的冷却水出口端与冷却水塔的进口端相连，构成冷却水的工作循环回路；
所述热水加热系统包括热水进出口、电磁阀组、换热器等，所述热水进口经电磁阀与换热器的热水进口端相连，换热器的热水出口端经电磁阀与热水出口相连，构成热水的加热线路。
优选地，所述吸附发生器为高压密封容器，由若干层吸附床和氨气管构成，吸附床上固定有氯化钙复合吸附剂。
优选地，所述氯化钙复合吸附剂由以下重量组分构成：氯化钙45～65份、氯化锶20～35份、硫氰酸钠8～12份。
优选地，所述污水处理罐外壳由罐体、密封垫、封头等组成，内部依次设有污水仓、净化仓组、清水仓，污水经污水处理罐处理掉油污、杂质、污染物等。
优选地，所述换热器位于吸附发生器的内部，与吸附床互相换热，但互不相通。
优选地，所述吸附发生器组外部均有保温装置。
优选地，所述吸附发生器组包括多个吸附发生器，吸附、脱附发生器的数量比例由污水热源温度、所需制取热水的温度、吸附床的氨浓度共同确定。
优选地，所述吸附发生器组以吸附-脱附理论计算模型为依据，在实际制作过程中，1～3台发生器为吸附发生器，然后根据比例确定2～10台发生器为脱附发生器。
与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：
(1)本发明的吸附发生器组采用三个以上的吸附发生器，突破了吸附式热泵里固有的一脱一吸的两罐吸附发生器系统，使得吸附与脱附更加平衡，提高了机组效率，避免了材料浪费。
(2)在污水温度较低的情况下，本发明能够利用多个发生罐在低温度的热源加热下脱附，在工作状态交替的情况下，相当于加长了脱附时间，降低了吸附床的浓度，使得吸附床在吸附的时候能够产生更高温度的吸附热，提高了热水的出水温度。
(3)本发明以吸附-脱附理论计算模型为依据，确定吸附发生器与脱附发生器的数量比例，吸附与脱附达到平衡，运行更加稳定，有效避免了一脱一吸式机组中发生的间断情况。
附图说明
图1是本发明一个实施例的工作流程示意图。
图中：1、吸附发生器Ⅰ，2、吸附发生器Ⅱ，3、吸附发生器Ⅲ，4、压力表，5、液氨储罐，6、冷凝器，7、冷却水循环泵，8、冷却水塔，9、污水处理罐，10、污水泵，11、污水进口，12、蒸发器，13、节流阀，14、污水出口，15、电磁阀，16、换热器，17、热水出口，18、热水进口。
具体实施方式
通过下面实施例对本发明做进一步详细阐述。
一种多罐吸附式污水源热泵，如图1所示，包括吸附式热泵系统、污水循环系统、冷却水循环系统、热水加热系统，吸附式热泵系统包括吸附发生器组、冷凝器6、节流阀13、蒸发器12、止回阀组、电磁阀组15、液氨储罐5等，本热泵的电磁阀组15由控制系统控制，在本实施例中，经吸附-脱附理论计算模型计算，确定吸附发生器与脱附发生器的数量比例为1:2。吸附发生器Ⅱ2和吸附发生器Ⅲ3内的吸附床受热污水加热，脱附出氨气，经冷凝器6冷凝后变为液态氨进入液氨储罐5，液氨储罐5底部的液氨经节流阀13节流降压进入蒸发器12，在蒸发器12内受到热污水的加热变为气态，经电磁阀控制进入到吸附发生器Ⅰ1，被吸附发生器Ⅰ1内部吸附床上面的氯化钙复合吸附剂吸附，并释放出吸附热，完成氨的工作循环；热污水进入污水处理罐9，经净化处理后，进入蒸发器12，换热后经电磁阀控制进入到吸附发生器Ⅱ2和吸附发生器Ⅲ3内部的换热器16，加热内部的吸附床，温度降低后排出换热器16，完成热污水的放热过程；冷却水塔8内部的冷却水经冷却水循环泵7驱动，进入冷凝器6，冷凝内部的氨气后回到冷却水塔8，完成冷却水的工作循环；热水进入吸附发生器Ⅰ1内部的换热器16，吸收吸附发生器Ⅰ1内部吸附床的吸附热，温度继续升高，完成热水的加热过程。
吸附发生器为高压密封容器，由若干层吸附床和氨气管构成，吸附床上固定有氯化钙复合吸附剂，氯化钙复合吸附剂由以下重量组分构成：氯化钙45～65份、氯化锶20～35份、硫氰酸钠8～12份。
污水处理罐9的外壳由罐体、密封垫、封头等组成，内部依次设有污水仓、净化仓组、清水仓，污水经污水处理罐处理掉油污、杂质、污染物等。
换热器16位于吸附发生器的内部，与吸附床互相换热，但互不相通。
吸附发生器组外部均有保温装置。
不论是本实施例还是本发明的其他实施方式，吸附发生器组包括多个吸附发生器，吸附、脱附发生器的数量比例由污水热源温度、所需制取热水的温度、吸附床的氨浓度共同确定。
吸附发生器组以吸附-脱附理论计算模型为依据，在实际制作过程中，1～3台发生器为吸附发生器，然后根据比例确定2～10台发生器为脱附发生器。

Claims (8)

1.一种多罐吸附式污水源热泵，包括吸附式热泵系统、污水循环系统、冷却水循环系统、热水加热系统，其特征在于：
所述吸附式热泵系统包括吸附发生器组、冷凝器、节流阀、蒸发器、止回阀组、电磁阀组、液氨储罐等，吸附发生器组由三个或以上的吸附发生器组成，电磁阀组由控制系统控制，所述吸附发生器组的氨气出口端与冷凝器的氨气进口端相连，冷凝器的液氨出口端与液氨储罐的进口端相连，液氨储罐的出口端与节流阀的进口端相连，节流阀的出口端与蒸发器的液氨进口端相连，蒸发器的氨气出口端经电磁阀组后与吸附发生器组相连通，构成氨的工作循环回路；
所述污水循环系统包括污水进口、污水处理罐、污水泵、换热器等，所述污水进口与污水处理罐的进口相连，污水处理罐的出口与蒸发器的热端进口端相连，蒸发器的热端出口端经电磁阀组与换热器的进口端相连，换热器的出口端与污水出口相连，构成污水的工作线路；
所述冷却水系统包括冷却水塔、冷却水循环泵等，所述冷却水塔的出口端与冷却水循环泵的进口端相连，冷却水循环泵的出口端与冷凝器的冷却水进口端相连，冷凝器的冷却水出口端与冷却水塔的进口端相连，构成冷却水的工作循环回路；
所述热水加热系统包括热水进出口、电磁阀组、换热器等，所述热水进口经电磁阀与换热器的热水进口端相连，换热器的热水出口端经电磁阀与热水出口相连，构成热水的加热线路。
2.根据权利要求1所述的一种多罐吸附式污水源热泵，其特征在于：所述吸附发生器为高压密封容器，由若干层吸附床和氨气管构成，吸附床上固定有氯化钙复合吸附剂。
3.根据权利要求1和权利要求2所述的一种多罐吸附式污水源热泵，其特征在于：所述氯化钙复合吸附剂由以下重量组分构成：氯化钙45～65份、氯化锶20～35份、硫氰酸钠8～12份。
4.根据权利要求1所述的一种多罐吸附式污水源热泵，其特征在于：所述污水处理罐外壳由罐体、密封垫、封头等组成，内部依次设有污水仓、净化仓组、清水仓，污水经污水处理罐处理掉油污、杂质、污染物等。
5.根据权利要求1所述的一种多罐吸附式污水源热泵，其特征在于：所述换热器位于吸附发生器的内部，与吸附床互相换热，但互不相通。
6.根据权利要求1所述的一种多罐吸附式污水源热泵，其特征在于：所述吸附发生器组外部均有保温装置。
7.根据权利要求1所述的一种多罐吸附式污水源热泵，其特征在于：所述吸附发生器组包括多个吸附发生器，吸附、脱附发生器的数量比例由污水热源温度、所需制取热水的温度、吸附床的氨浓度共同确定。
8.根据权利要求1所述的一种多罐吸附式污水源热泵，其特征在于：所述吸附发生器组以吸附-脱附理论计算模型为依据，在实际制作过程中，1～3台发生器为吸附发生器，然后根据比例确定2～10台发生器为脱附发生器。
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