CN1186579C - 城市污水冷热源的应用方法和装置 - Google Patents

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Abstract

城市污水冷热源的应用方法和装置，它涉及一种利用城市污水提供能源的方法和装置。该方法是这样实现的：利用输水管线抽取干渠中的水使污水经换热器后放回到干渠中，然后进行能量转换和释放，输水管线的出水口和进水口外侧共用一个格栅滤网，出水口面积小于进水口面积，在污水循环过程中使格栅滤网在其所在的平面内旋转。其装置由污水循环装置、热泵和末端管路组成，污水循环装置由污水抽吸管、污水回水管、设置在污水抽吸管上的泵以及除污装置组成，吸水口和排水口设在污水干渠中，排水口面积小于吸水口面积，在吸水口和排水口处设有除污装置，除污装置的格栅滤网挡在吸水口和排水口外侧。它彻底解决了城市污水应用中污杂物流淤积的问题。

Description

城市污水冷热源的应用方法和装置
技术领域：
本发明涉及一种利用城市污水提供能源的方法和装置。
背景技术：
城市污水是北方寒冷地区热泵供热与空调不可多得的冷热源。利用热泵空调设备从城市污水中冬季驱热，夏季释热，实现热、冷的回收，不仅利用了可再生能源，而且避免了用矿物燃料做热源对环境不可避免的污染。利用城市污水做热泵空调机组的冷热源最大的技术困难就是如何防止污水对管路、换热设备的污染与堵塞。为此进行污水处理是不可行的，因为污水处理的最低费用也要高于从污水中提取热量或冷量的价值。将污水取至系统中进行过滤也不是好办法，这将导致两个难以解决的问题。最主要的是系统中过滤格栅上污物的清除问题。由于城市污水水质很差，过滤格栅上污杂物的清除量大，频率高，必须要采用机械格栅，不仅造价高，占地大，而且还有污杂物的处理和设备间空气洁净的保持问题。另一个问题是，从城市污水干渠到过滤格栅之间的引水段管路也存在污杂物淤积与清理问题。ZL01220095.6公告了一种利用城市污水提供能源的空调装置，但该装置需利用二级处理后的城市污水，因此成本较高。
发明内容：
为解决目前城市污水应用中污杂物流淤积的问题，本发明提供一种新的城市污水冷热源的应用方法和装置。本发明的城市污水冷热源的应用方法由以下过程组成：(一)将城市污水的能量进行回收；(二)将回收得到的能量转换到末端系统端；(三)末端系统将能量释放给用户，该方法的核心是在第(一)过程中利用一条输水管线直接抽取污水干渠中的水，使抽取的污水经过换热器，然后将污水放回到干渠中，所述输水管线的出水口和进水口外侧共用一个格栅滤网，出水口面积小于进水口面积，并在污水循环过程中，使格栅滤网在其所在平面内旋转。本发明的城市污水冷热源的应用装置由抽取污水干渠中的水并使之进行热交换的污水循环装置A、热泵B、将热泵B的热量传给用户的末端管路C组成；末端管路C与热泵B的两个输出端相连接；污水循环装置A由污水抽吸管A1、污水回水管A2、设置在污水抽吸管A1上的泵A3、以及除污装置A4组成，污水抽吸管A1的吸水口A5和污水回水管A2的排水口A6设在污水干渠D中，排水口A6的面积小于吸水口A5的面积，在所述吸水口A5和排水口A6处设有一个除污装置A4，除污装置A4由一个格栅滤网A7和带动格栅滤网A7转动的传动装置A8组成，格栅滤网A7挡在所述吸水口A5和排水口A6外侧。本发明所用的热泵技术是根据逆卡诺循环原理，将低温热源(如城市污水、各种废水、地下水等)中的低品位热能进行回收，转换为高品位热能的一种技术，利用这项技术的逆过程同时还可以达到制冷的目的。近几年来，该项技术在采暖、空调系统中得到了广泛的应用。本发明在第一过程：热泵的介质在蒸发器内蒸发(温度为5℃)吸收热量，污水(温度为15℃)在蒸发器中与介质进行热交换，温度降低，并将热量释放给介质，介质吸收热量蒸发。第二过程：机组自身介质循环，蒸发的气体被压缩机吸入并压缩，进入冷凝器，变成高温、高压的气体，准备给采暖系统加热，实现热量向冷凝器转化的过程，而冷凝器是与采暖末端系统连接的。第三过程：机组的高温、高压的介质(温度为60℃)进入冷凝器冷凝，与采暖水进行热交换，放出热量，并加热系统水，实现将在蒸发器内吸收的热量和输入的电能的总和输出给采暖系统水的过程，采暖系统水带着热量释放给房间，达到制热的目的。在整个的过程中，机组的能量输入输出比最高可达到4.4，最低可达到3.8，即电机输入电能是1KW时，从末端系统得到的能量是3.8-4.4KW。在整个的过程中消耗少量的电能，极大的利用污水的能量，从而达到节能的目的。制冷过程是采暖过程的逆过程。本发明的方法和所用的装置将污杂物隔离在干渠中，即污物不进入管路系统。由于在所述吸水口A5和排水口A6外侧设有一个共用的格栅滤网A7，所述格栅滤网被分为进水、出水部分。进水部分连通污水供水管路，出水部分连通污水回水管路。污水经吸水口进入系统，被提取热、冷后经排水口返回干渠。污水经吸水口被过滤掉尺度大于网眼口径的污杂物，该污杂物在格栅滤网表面积存。被使用过的污水经排水口返回干渠时，对格栅滤网表面上积存的污杂物进行反冲洗。格栅滤网A7是以圆心为轴旋转的，其网眼的位置在吸水口A5与排水口A6上变换，如此，实现了对所用污水连续的反冲洗。所述排水口A6的面积小于吸水口A5的面积，以使反冲洗水的流速大于正淤积时水的流速，保证反洗效果。格栅滤网A7旋转的速度由污水中污杂物的含量决定。含量越高，旋转速度越快。各栅网眼口径视系统中设备与管路对污杂物最大直径的容忍程度而定，各栅网眼的总过水面积是系统对水量的需求确定。带动格栅滤网A7旋转的传动装置A8是一小型电机及减速装置。由于采用本发明的方法和装置后，污物被阻隔在污水干渠中；过滤格栅滤网能自动连续反清洗，边过滤，边自清理；清理下来的污杂物随污水流走；格栅上的出水流速大于进水流速，因此彻底解决污水应用中的污物淤积问题。本发明还具有占地面积小、成本低的优点。
附图说明：
图1是本发明应用装置的总体结构示意图，图2是除污装置A4的结构示意图，图3是图2的右视图，图4是具体实施方式二的结构示意图。
具体实施方式：
具体实施方式一：参阅图1、图2、图3，本实施方式的方法是按以下过程进行的：(一)将城市污水的能量进行回收；(二)将回收得到的能量转换到末端系统端；(三)末端系统将能量释放给用户，该方法的核心是在第(一)过程中利用一条输水管线直接抽取污水干渠中的水，使抽取的污水经过换热器，然后将污水放回到干渠中，所述输水管线的出水口和进水口外侧共用一个格栅滤网，出水口面积小于进水口面积，并在污水循环过程中，使格栅滤网在其所在的平面内旋转。格栅滤网的转速为0.5～2转/分钟。本实施方式的装置由抽取污水干渠中的水并使之进行热交换的污水循环装置A、热泵B、将热泵B的热量传给用户的末端管路C组成；污水循环装置A由污水抽吸管A1、污水回水管A2、设置在污水抽吸管A1上的泵A3、以及除污装置A4组成，污水抽吸管A1的吸水口A5和污水回水管A2的排水口A6设在污水干渠D中，排水口A6面积小于吸水口A5面积，在所述吸水口A5和排水口A6处设有一个除污装置A4，除污装置A4由一个格栅滤网A7和带动格栅滤网A7转动的传动装置A8组成，格栅滤网A7挡在所述吸水口A5和排水口A6外侧。污水抽吸管A1和污水回水管A2的另一端连接热泵B的蒸发器B1的进水口和出水口上。末端管路C的两端分别连接热泵B的冷凝器B2的输出端上。所述污水抽吸管A1有两个吸水口A5，所述污水回水管A2有一个排水口A6。所述传动装置A8为电机及减速装置，减速装置的输出轴A9与格栅滤网A7的中心相连接。
具体实施方式二：参阅图4，本实施方式与具体实施方式一不同的是，污水循环装置A的污水回水管A2连有两条排水支管A12、A10，一条排水支管A12上设有反冲泵A11，该排水支管A12的排水口A6-1与除污装置A4相连接，另一条排水支管A10的排水口A6-2设置在污水干渠D中位于除污装置A4所在位置的下游。其作用是：反冲泵A11提高反冲压力，增加的排水口A6-2使格栅滤网A7处的排水量减少，避免污水的进、回水短路。

Claims (6)

1、城市污水冷热源的应用方法，它由以下过程组成：(一)将城市污水的能量进行回收；(二)将回收得到的能量转换到末端系统端；(三)末端系统将能量释放给用户，其特征在于在第(一)过程中利用一条输水管线直接抽取污水干渠中的水，使抽取的污水经过换热器，然后将污水放回到干渠中，所述输水管线的出水口和进水口外侧共用一个格栅滤网，出水口面积小于进水口面积，并在污水循环过程中，使格栅滤网在其所在的平面内旋转。
2、根据权利要求1所述的城市污水冷热源的应用方法，其特征在于格栅滤网的转速为0.5～3转/分钟。
3、城市污水冷热源的应用装置，它由抽取污水干渠中的水并使之进行热交换的污水循环装置(A)、热泵(B)、将热泵(B)的热量传给用户的末端管路(C)组成；末端管路(C)与热泵(B)的两个输出端相连接；其特征在于污水循环装置(A)由污水抽吸管(A1)、污水回水管(A2)、设置在污水抽吸管(A1)上的泵(A3)、以及除污装置(A4)组成，污水抽吸管(A1)的吸水口(A5)和污水回水管(A2)的排水口(A6)设在污水干渠(D)中，排水口(A6)面积小于吸水口(A5)面积，在所述吸水口(A5)和排水口(A6)处设有一个除污装置(A4)，除污装置(A4)由一个格栅滤网(A7)和带动格栅滤网(A7)转动的传动装置(A8)组成，格栅滤网(A7)挡在所述吸水口(A5)和排水口(A6)外侧。
4、根据权利要求3所述的城市污水冷热源的应用装置，其特征在于格栅滤网(A7)是以圆心为轴旋转的，其网眼的位置在吸水口(A5)与排水口(A6)上变换。
5、根据权利要求3所述的城市污水冷热源的应用装置，其特征在于带动格栅滤网(A7)旋转的传动装置(A8)是一小型电机及减速装置，减速装置的输出轴(A9)与格栅滤网(A7)的中心相连接。
6、根据权利要求3所述的城市污水冷热源的应用装置，其特征在于污水循环装置(A)的污水回水管(A2)连有两条排水支管(A12、A10)，一条排水支管(A12)上设有反冲泵(A11)，该排水支管(A12)的排水口(A6-1)与除污装置(A4)相连接，另一条排水支管(A10)的排水口(A6-2)设置在污水干渠(D)中位于除污装置(A4)所在位置的下游。
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