CN111217458A - 一种地表水能源系统、其自动除垢系统及除垢方法 - Google Patents

Abstract

本发明披露一种地表水能源系统、其自动除垢系统及除垢方法。该自动除垢系统包括自动除垢系统循环装置、物理除垢单元和除垢系统过滤器，该自动除垢系统形成一个水流通路，所述水流通路的一端连接于所述地表水工作循环通路的上游侧，所述水流通路的另一端连接于所述地表水工作循环通路的下游侧；在所述自动除垢系统运行时，所述自动除垢系统形成的水流通路与所述地表水工作循环通路的一部分形成闭合的自动除垢循环通路。地表水系统停止运行时，自动除垢系统为地表水系统的管路系统除垢，待地表水系统再次运行时整个系统可以立即投入使用，更加经济高效，绿色环保。

Description

一种地表水能源系统、其自动除垢系统及除垢方法

技术领域

本发明涉及一种地表水能源系统，具体涉及该地表水能源系统的自动除垢技术。

背景技术

地表水能源系统的工作原理是通过仅消耗少量电能，在冬季将河水、湖水、海水等地表水中存在的大量的低品位能量"提取"出来，给建筑物供热；夏季则把建筑物内的能量"提取"出来释放到地表水中，以达到调节室内舒适度的目的。因而地表水能源系统的最大优势在于对资源的高效利用。首先它虽然以地表水为"源体"，但不消耗地表水，也不对地表水造成污染；其次它的热效率高，消耗1千瓦的电能，可以获得3千瓦至4千瓦以上的热量或冷量，从根本上改变了传统的能源利用方式。

然而这种地表水能源系统的推广和利用并非毫无问题。由于地表水能源系统利用地表水为热泵提供低温热源，而地表水系统直接暴露于外界，因而水质较差，水中的成分比较复杂，虽然从地表水系中取水时会对地表水进行过滤、澄清等处理，但是管路系统中结垢的现象依然严重。结垢会使系统传热效率下降，水阻增大，能耗大幅增加，运行成本上升，热泵机组效率下降，缩短系统设备及管件寿命，降低系统供暖、制冷效果。特别是在过渡季系统停机一段时间后，结垢有可能会堵塞水泵，严重时甚至造成水泵烧毁。

现有技术中的除垢技术多为在管线中投放化学药剂以便溶解管路上的污垢，同时在系统中加装过滤器。该种方式的不足在于投放的化学药剂会污染地表水体并进一步污染环境，且在系统停止运行时除垢也停止，无法满足系统再次开启时的需求。

发明内容

针对现有技术中存在的等问题，本发明提供一种地表水能源系统，包括过滤装置、循环装置、换热单元；所述过滤装置、循环装置、换热单元通过管路依次相连并形成地表水工作循环通路，所述地表水能源系统工作时，地表水在所述循环装置的驱动作用下进入所述地表水工作循环通路；所述过滤装置用于对所述地表水进行过滤；所述经过过滤的地表水在流过所述换热单元时与所述换热单元的另外一种换热介质进行热交换，随后通过管路排至排水口；

其特征在于：还包括自动除垢系统，所述自动除垢系统形成一个水流通路，所述水流通路的一端连接于所述地表水工作循环通路的上游侧，所述水流通路的另一端连接于所述地表水工作循环通路的下游侧；在所述自动除垢系统运行时，所述自动除垢系统形成的水流通路与所述地表水工作循环通路的一部分形成闭合的自动除垢循环通路；

所述自动除垢系统包括自动除垢系统循环装置、物理除垢单元和除垢系统过滤器。

进一步的，所述自动除垢系统在所述地表水能源系统的非运行时段运行，所述自动除垢系统运行时所述自动除垢系统循环装置开启，水流在所述自动除垢循环通路中循环流动，从而实现管路除垢的目的。

进一步的，所述自动除垢系统在与所述地表水工作循环通路的上游侧连接处设置有第一电动阀、在与所述地表水工作循环通路的下游侧连接处设置有第二电动阀，在所述自动除垢系统运行时，所述第一电动阀、第二电动阀均打开；在所述自动除垢系统停止运行时，所述第一电动阀、第二电动阀均关闭。

进一步的，所述地表水工作循环通路在地表水吸入口的下游侧、自动除垢系统连接点的上游侧设置有第三电动阀；所述地表水工作循环通路在排水口的上游侧、自动除垢系统连接点的下游侧设置有第四电动阀；在所述地表水能源系统工作时，所述第三电动阀、第四电动阀均打开；在所述地表水能源系统停止工作时所述第三电动阀、第四电动阀均关闭。

进一步的，所述地表水能源系统的过滤装置为粗过滤器。

进一步的，所述物理除垢单元为超声波振荡除垢器或光学除垢器或其他类型的物理除垢器。

进一步的，所述物理除垢单元为两个或两个以上，所述物理除垢单元排布于所述系统中并形成除垢阵列。

进一步的，所述物理除垢单元设置于管路或设备的外部，为便于拆卸的部件，并可根据需要设置于所述系统的不同部位处，从而实现对特定部位的除垢。

进一步的，所述除垢系统过滤器为精密过滤器。

进一步的，所述自动除垢系统还包括控制单元，所述控制单元判断是否开启自动除垢系统。

进一步的，所述自动除垢系统还包括水质监测单元，所述水质监测单元检测管路中的水质并将信息发送给所述控制单元，所述控制单元根据所述信息判断是否开启自动除垢系统。

进一步的，所述控制单元根据时间表判断是否开启自动除垢系统。

进一步的，所述换热单元为板式换热单元。

本发明还提供一种自动除垢系统，所述系统形成一个水流通路，所述水流通路的一端连接于待除垢水管路系统的一侧，所述水流通路的另一端连接于待除垢水管路系统的另一侧，在所述自动除垢系统运行时，所述自动除垢系统形成的水流通路与所述待除垢水管路系统的一部分形成闭合的自动除垢循环通路；

所述自动除垢系统包括自动除垢系统循环装置、物理除垢单元和除垢系统过滤器；

所述自动除垢系统在所述待除垢管路系统的非运行时段运行。

本发明还提供一种地表水能源系统的除垢方法，其特征在于包括如下步骤：

S1：提供一自动除垢循环系统，所述自动除垢系统形成一个水流通路，所述水流通路的一端连接于所述地表水能源系统的一侧，所述水流通路的另一端连接于所述地表水能源系统的另一侧；所述除垢循环系统包括自动除垢系统循环装置、物理除垢单元和除垢系统过滤器；

S2：使所述地表水能源系统停止运行；

S3：开启自动除垢循环系统，自动除垢系统循环装置及物理除垢单元开始运行，所述自动除垢系统与所述地表水能源系统的一部分形成闭合的自动除垢循环通路，水流在所述自动除垢循环通路中循环流动，从而实现管路除垢的目的。

进一步的，还包括如下步骤：

S4：移动物理除垢单元(2)的位置，从而实现对特定部位的除垢。

本发明提供的自动除垢系统，能够在地表水系统停止运行时，自动地为地表水系统的管路系统进行除垢，待地表水系统再次运行时整个系统可以立即投入使用，从而更加经济高效，且使用物理除垢方式，不会对地表水造成污染，更加绿色环保。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明提供的一种第一方面实施例的地表水能源系统的示意图；

图2为本发明提供的一种第三方面实施例自动除垢方法的流程示意图；

图标：1-自动除垢系统循环装置，2-物理除垢单元，3-除垢系统过滤器，4-换热单元，5-循环装置，8-粗过滤器，11-第一电动阀，10-第二电动阀，12-第三电动阀，13-第四电动阀，14-取水管，15-回水管，16-地表水

具体实施方式

下面将结合附图对本发明专利的结构和运行方式做进一步详细说明，显然，附图的提供仅为了更好地理解本发明专利，它们不应该理解为对本发明专利的限制。基于本发明专利的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

本实施例披露一种地表水能源系统，结合图1所示，所述系统包括过滤装置、循环装置5、换热单元4；所述过滤装置、循环装置5、换热单元4通过管路依次相连并形成地表水工作循环通路，所述地表水能源系统工作时，地表水16在所述循环装置5的驱动作用下进入所述地表水工作循环通路；所述过滤装置用于对所述地表水进行过滤；所述经过过滤的地表水在流过所述换热单元4时与所述换热单元4的另外一种换热介质进行热交换，随后通过管路排至排水口。

还包括自动除垢系统，所述自动除垢系统形成一个水流通路，所述水流通路的一端连接于所述地表水工作循环通路的上游侧，所述水流通路的另一端连接于所述地表水工作循环通路的下游侧；在所述自动除垢系统运行时，所述自动除垢系统形成的水流通路与所述地表水工作循环通路的一部分形成闭合的自动除垢循环通路。

所述自动除垢系统包括自动除垢系统循环装置1、物理除垢单元2和除垢系统过滤器3。

所述自动除垢系统在所述地表水能源系统的非运行时段运行，所述自动除垢系统运行时所述自动除垢系统循环装置1及物理除垢单元2均开启，物理除垢单元2可以令管路的内壁上的水垢等与管壁脱离，水流在所述自动除垢循环通路中循环流动，并将水垢、杂质等带至除垢系统过滤器3处，从而实现管路除垢的目的。过滤器3是容易拆卸、更换或者清洗的部件，以便去除杂质污垢。

在优化的实施例中，所述自动除垢系统在与所述地表水工作循环通路的上游侧连接处设置有第一电动阀11、在与所述地表水工作循环通路的下游侧连接处设置有第二电动阀10，在所述自动除垢系统运行时，所述第一电动阀11、第二电动阀10均打开；在所述自动除垢系统停止运行时，所述第一电动阀11、第二电动阀10均关闭。

此外，所述地表水工作循环通路在地表水吸入口的下游侧、自动除垢系统连接点的上游侧设置有第三电动阀12；所述地表水工作循环通路在排水口的上游侧、自动除垢系统连接点的下游侧设置有第四电动阀13；在所述地表水能源系统工作时，所述第三电动阀12、第四电动阀13均打开；在所述地表水能源系统停止工作时所述第三电动阀12、第四电动阀13均关闭。

具体来讲，所述地表水能源系统的过滤装置为粗过滤器8，其能够将砂石、泥土、碎屑等较大颗粒的杂质过滤掉。

具体的讲，所述物理除垢单元2为超声波振荡除垢器或光学除垢器或其他具有物理除垢作用的除垢器。

图1所示出的物理除垢单元2为一个，但这不能认为是对物理除垢单元的数量的限制。物理除垢单元可以是两个或者两个以上，并排布于系统中，并形成除垢阵列，从而提高除垢的效率。

物理除垢单元可以是设置于管路内部、形成管路的一部分或者设置于管路或者设备的外部。在优化的实施例中，所述物理除垢单位为外设于管路或设备的便于拆卸的部件，因而可以根据需要设置于系统的不同部位处，例如既可以设置于自动除垢系统的管路上，也可以设置于待除垢的管路系统例如地表水工作循环通路的管路或设备上，从而便于对特定部位进行除垢。

在优化的实施例中，所述除垢系统过滤器3为精密过滤器，例如伯努利过滤器等。

所述自动除垢系统还包括控制单元，所述控制单元判断是否开启自动除垢系统。所述控制单元的控制逻辑可以是根据时间表判断是否开启自动除垢系统，例如地表水能源系统通常运行于夏季和冬季，则自动除垢系统在过渡季节运行。在另外的实施例中，所述自动除垢系统还包括水质监测单元，所述水质监测单元检测管路中的水质并将信息发送给所述控制单元，所述控制单元根据所述信息判断是否开启自动除垢系统。这一控制逻辑是为了使得自动除垢系统的运行更为精确，与按照时间表来控制的逻辑可以同时适用。

在本实施例中，所述换热单元4为一般的热交换装置，所述地表水通过所述热交换装置与另外一种换热介质进行热交换，所述另外一种换热介质用于对外提供热量，例如热量供给用户并用于调节建筑物内的温度、湿度，或者用于提供热水。

具体来讲，所述换热单元4为板式换热单元。可以理解的是所述换热单元4可以是其他类型的换热装置。

实施例2

本实施例披露一种自动除垢系统，所述系统形成一个水流通路，所述水流通路的一端连接于待除垢水管路系统的一侧，所述水流通路的另一端连接于待除垢水管路系统的另一侧，在所述自动除垢系统运行时，所述自动除垢系统形成的水流通路与所述待除垢水管路系统的一部分形成闭合的自动除垢循环通路；

所述自动除垢系统包括自动除垢系统循环装置1、物理除垢单元2和除垢系统过滤器3；

所述自动除垢系统在所述待除垢管路系统的非运行时段运行。

所述物理除垢单元为一个，两个或者两个以上。当所述处理除垢单位为两个或两个以上时，其并排布于系统中，并形成除垢阵列，从而提高除垢的效率。

物理除垢单元可以是设置于管路内部、形成管路的一部分或者设置于管路或者设备的外部。在优化的实施例中，所述物理除垢单位为外设于管路或设备的便于拆卸的部件，因而可以根据需要设置于系统的不同部位处，例如既可以设置于自动除垢系统的管路上，也可以设置于待除垢的管路系统的管路或设备上，从而便于对特定部位进行除垢。

实施例3

结合图2，本实施例披露一种地表水能源系统的除垢方法，其特征在于包括如下步骤：

S1：提供一自动除垢循环系统，所述自动除垢系统形成一个水流通路，所述水流通路的一端连接于所述地表水能源系统的一侧，所述水流通路的另一端连接于所述地表水能源系统的另一侧；所述除垢循环系统包括自动除垢系统循环装置1、物理除垢单元2和除垢系统过滤器3；

S2：使所述地表水能源系统停止运行；

S3：开启自动除垢循环系统，自动除垢系统循环装置1及物理除垢单元2开始运行，所述自动除垢系统与所述地表水能源系统的一部分形成闭合的自动除垢循环通路，水流在所述自动除垢循环通路中循环流动，从而实现管路除垢的目的。

在优化的实施例中，还包括如下步骤：

S4：移动物理除垢单元2的位置，从而实现对特定部位的除垢。

上述各实施例仅用于说明本发明专利，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明专利的保护范围之外。

Claims (16)

1.一种地表水能源系统，包括过滤装置、循环装置(5)、换热单元(4)；所述过滤装置、循环装置(5)、换热单元(4)通过管路依次相连并形成地表水工作循环通路，所述地表水能源系统工作时，地表水(16)在所述循环装置(5)的驱动作用下进入所述地表水工作循环通路；所述过滤装置用于对所述地表水进行过滤；所述经过过滤的地表水在流过所述换热单元(4)时与所述换热单元(4)的另外一种换热介质进行热交换，随后通过管路排至排水口；

其特征在于：还包括自动除垢系统，所述自动除垢系统形成一个水流通路，所述水流通路的一端连接于所述地表水工作循环通路的上游侧，所述水流通路的另一端连接于所述地表水工作循环通路的下游侧；在所述自动除垢系统运行时，所述自动除垢系统形成的水流通路与所述地表水工作循环通路的一部分形成闭合的自动除垢循环通路；

所述自动除垢系统包括自动除垢系统循环装置(1)、物理除垢单元(2)和除垢系统过滤器(3)。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述自动除垢系统在所述地表水能源系统的非运行时段运行，所述自动除垢系统运行时所述自动除垢系统循环装置(1)开启，水流在所述自动除垢循环通路中循环流动，从而实现管路除垢的目的。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述自动除垢系统在与所述地表水工作循环通路的上游侧连接处设置有第一电动阀(11)、在与所述地表水工作循环通路的下游侧连接处设置有第二电动阀(10)，在所述自动除垢系统运行时，所述第一电动阀(11)、第二电动阀(10)均打开；在所述自动除垢系统停止运行时，所述第一电动阀(11)、第二电动阀(10)均关闭。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述地表水工作循环通路在地表水吸入口的下游侧、自动除垢系统连接点的上游侧设置有第三电动阀(12)；所述地表水工作循环通路在排水口的上游侧、自动除垢系统连接点的下游侧设置有第四电动阀(13)；在所述地表水能源系统工作时，所述第三电动阀(12)、第四电动阀(13)均打开；在所述地表水能源系统停止工作时所述第三电动阀(12)、第四电动阀(13)均关闭。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述地表水能源系统的过滤装置为粗过滤器(8)。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述物理除垢单元(2)为超声波振荡除垢器或光学除垢器或其他类型的物理除垢器。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：所述物理除垢单元(2)为两个或两个以上，所述物理除垢单元排布于所述系统中并形成除垢阵列。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：所述物理除垢单元设置于管路或设备的外部，为便于拆卸的部件，并可根据需要设置于所述系统的不同部位处，从而实现对特定部位的除垢。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述除垢系统过滤器(3)为精密过滤器。

10.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述自动除垢系统还包括控制单元，所述控制单元判断是否开启自动除垢系统。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于：所述自动除垢系统还包括水质监测单元，所述水质监测单元检测管路中的水质并将信息发送给所述控制单元，所述控制单元根据所述信息判断是否开启自动除垢系统。

12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于：所述控制单元根据时间表判断是否开启自动除垢系统。

13.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述换热单元(4)为板式换热单元。

14.一种自动除垢系统，所述系统形成一个水流通路，所述水流通路的一端连接于待除垢水管路系统的一侧，所述水流通路的另一端连接于待除垢水管路系统的另一侧，在所述自动除垢系统运行时，所述自动除垢系统形成的水流通路与所述待除垢水管路系统的一部分形成闭合的自动除垢循环通路；

所述自动除垢系统包括自动除垢系统循环装置(1)、物理除垢单元(2)和除垢系统过滤器(3)；

所述自动除垢系统在所述待除垢管路系统的非运行时段运行。

15.一种地表水能源系统的除垢方法，其特征在于包括如下步骤：

S1：提供一自动除垢循环系统，所述自动除垢系统形成一个水流通路，所述水流通路的一端连接于所述地表水能源系统的一侧，所述水流通路的另一端连接于所述地表水能源系统的另一侧；所述除垢循环系统包括自动除垢系统循环装置(1)、物理除垢单元(2)和除垢系统过滤器(3)；

S2：使所述地表水能源系统停止运行；

S3：开启自动除垢循环系统，自动除垢系统循环装置(1)及物理除垢单元(2)开始运行，所述自动除垢系统与所述地表水能源系统的一部分形成闭合的自动除垢循环通路，水流在所述自动除垢循环通路中循环流动，从而实现管路除垢的目的。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于：还包括如下步骤：

S4：移动物理除垢单元(2)的位置，从而实现对特定部位的除垢。

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