CN210242086U - 一种热泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种热泵系统，涉及能源技术领域，解决了现有技术中存在的污水源热泵换热器中换热面污物贴附以及管道阻塞难以清除的技术问题。该装置包括套管换热器以及冷凝器与蒸发器组件，通过管道将冷凝器、换热器和套管换热器连接形成回路，套管换热器包括直管的污水管道、套设在污水管道上的套管，污水管道的两端分别设置有进污管与排污管，套管的两端分别设置有进水管与出水管，污水管道与套管之间形成清水通道。本实用新型用于污水源热泵模块机组，直管形状的污水管道以及清水通道，污水管道的内壁为换热面，此种结构的换热器，便于热泵系统内部通入高压流水清洗，清除换热器内部的阻塞物以及换热面上的贴附物。

Description

一种热泵系统

技术领域

本实用新型涉及能源技术领域，尤其是涉及一种热泵系统。

背景技术

热泵是一种充分利用低品位热能的高效节能装置，而城市污水中储存的大量的此种能源，污水热泵系统就成应运而生，然而热泵系统内的供热器多数存在的换热面污垢以及管道堵塞的问题，应对此类问题的现有技术中或采用处理通入换热器污水或采用加大换热设备的过流断面等处理防治，此类手段在根本上无法清除换热面上贴附的污物以及管道内阻塞的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种热泵系统，解决了现有技术中存在的污水源热泵换热器中换热面污物贴附以及管道阻塞难以清除的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种热泵系统，包括污水管道、套设在所述污水管道外部的套管、蒸发器、冷凝器、第一进水管道、第二进水管道、第一出水管道、第二出水管道、第一外出水管道、第二外出水管道、第一外进水管道、第二外进水管道、潜水泵、外水循环泵以及清水循环泵；

所述污水管道为直管，所述污水管道与所述套管之间形成清水通道，所述污水管道的两端分别设置有进污管与排污管，所述清水通道的两端分别设置有进水管与出水管，所述潜水泵设置在所述进污管上，所述清水循环泵设置在所述进水管或所述出水管上，所述外水循环泵设置在所述第一外出水管道以及所述第二外进水管道上；

所述蒸发器的一端设置有所述第一出水管道以及所述第一外出水管道，所述蒸发器的另一端设置有所述第一进水管道与所述第一外进水管道，所述冷凝器的一端设置有所述第二出水管道与所述第二外出水管道，所述冷凝器的另一端设置有所述第二进水管道与所述第二外井水管道，所述第一出水管道以及所述第二出水管道分别与所述出水管连接，所述第一进水管道以及所述第二进水管道分别与所述进水管连接。

优选地，所述第一进水管道、所述第二进水管道、所述第一出水管道、所述第二出水管道、所述第一外出水管道，所述第二外出水管道、所述第一外进水管道以及所述第二外进水管道上均设置有二通阀。

优选地，所述蒸发器与所述冷凝器通过压缩泵、膨胀阀以及相应的管道连接形成回路。

优选地，所述进污管和所述排污管均与所述污水管道同向设置。

优选地，所述污水管道为多个且水平设置，所述套管为多个且与所述污水管道一一对应。

优选地，所述污水管道并排设置，所述污水管道与所述套管位于同一平面上。

优选地，所述污水管道两端设置有集管，所述集管与多个所述污水管道连通，所述套管两端设置有连接管，所述连接管与多个所述套管连通，所述集管为两个且分别设置有所述进污管与所述排污管，所述连接管为两个且分别设置有所述进水管与所述出水管。

优选地，还包括壳体，所述污水管道、所述套管、所述蒸发器、所述冷凝器、所述第一进水管道、所述第二进水管道、所述第一出水管道、所述第二出水管道、所述外水循环泵以及所述清水循环泵均设置在所述壳体内部。

优选地，所述进污管、所述排污管、所述第一外出水管道、所述第二外出水管道、所述第一外进水管道以及所述第二外进水管道均设置在所述壳体的侧壁上。

优选地，所述进污管上的进污口、所述排污管上的排污口、所述第一外出水管道与所述第二外出水管道上的外出水口、所述第一外进水管道以及所述第二外进水管道上的外进水口均设置在所述壳体的外部。

本实用新型提供的技术方案中，污水管道为直管，污水管道外部套设套管，所述污水管道的两端分别设置有进污管与排污管，所述清水通道的两端分别设置有进水管与出水管，以此构成套管换热器，套管换热器在通过相应的管道与蒸发器、冷凝器连接形成热泵系统，此种换热器的换热面为污水管道的内壁，在清洗时只需在污水口通入高压清水，便可清楚内部阻塞物以及换热面上贴附物，从而避免对热泵系统拆卸清洗的繁杂，还可以保证换热面的热量传导。

本实用新型优选技术方案至少还可以产生如下技术效果：所述第一进水管道、所述第二进水管道、所述第一出水管道、所述第二出水管道、所述第一外出水管道，所述第二外出水管道、所述第一外进水管道以及所述第二外进水管道上均设置有二通阀，通过二通阀的打开与关闭控制热泵系统的供冷与供热切换；所述污水管道为多个且水平设置，所述套管为多个且与所述污水管道一一对应，所述污水管道并排设置，所述污水管道以及所述套管位于同一平面上，污水管道多个平行的设置，可以增加污水管道以及清水通道的数量以此增加换热面的面积，从而提高热泵系统供热、供冷能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的热泵系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的热泵系统的供热流程图；

图3是本实用新型实施例提供的热泵系统的供冷流程图；

图4是本实用新型实施例提供的热泵系统换热器的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的热泵系统的换热器A-A截面的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的热泵系统的换热器B-B截面的结构示意图。

图中1-污水管道；2-套管；3-蒸发器；4-冷凝器；5-第一进水管道；6-第二进水管道；7-第一出水管道；8-第二出水管道；9-第一外出水管道；10-第二外出水管道；11-第一外进水管道；12-第二外进水管道；13-潜水泵；14-外水循环泵；15-清水循环泵；16-清水通道；17-进污管；18-排污管；19-进水管；20-出水管；21-二通阀；22-集管；23-连接管；24-壳体；25-污水源；26-外部设备。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

本实用新型的具体实施例提供了一种热泵系统，包括套管换热器、蒸发器3、冷凝器4以及相应的管道连接形成热泵系统，套管发热器用于提取污水源中的能量，冷凝器4以及蒸发器3组件将低位能量转换成高位能量从而供外部设备使用。

其中套管换热器包括污水管道1，套设在污水管道外部的套管2，污水管道1为大口径直管，增加污水管道1的直径一定程度上避免其堵塞，此时套管2也为直管，套管2与污水管道1之间形成清水通道，以次形成以污水管道1内壁为换热面的换热器，此时换热面与水流方向平行，在污水管道1内部流过的液体会直接冲刷换热面，从而使管道不易阻塞，同时换热面一直经过内部水流冲刷不易贴附污物，同时清洗时直接在污水管道1内部通入高压的清水或者混入清洗液的清水，通过水流的冲刷清洗污水管道1的内壁，从而保证换热面的换热效率。

污水管道1的两端分别设置有进污管17以及排污管18，进污管17与排污管18两端分别放置的污水源25内用以抽取污水以及回流污水，进污管17以及排污管18均与污水管道1设置在同一方向上，从而使通入与排出的水流均与管道内的污水同向，从而使污水管道1内部的杂质顺利排出。

清水通道16的两端分别设置进水管19以及出水管20，且进水管19与出水管20均与蒸发器3、冷凝器4的两端连接，出水管20或者进水管19上设置有清水循环泵15。

污水管道1可以为多个设置，且相互平行设置，套管2也为多个设置，且与污水管道1一一对应设置，污水管道1设置成一排，污水管道1与套管2位于同一平面上，从而使套管换热器形成扁平状外部套设外壳，可以将此装置设置平铺在地下从而减少占用空间。同时多个污水管道1与套管2同时工作增加换热量，提高套管换热器的换热效率。

污水管道1的两端设置有集管22，集管22将多个污水管道1连通，在两个集管22上分别设置进污管17以及排污管18，潜水泵13设置在进污管17上，在污水供给时，潜水泵13将污水源25处的污水抽取到集管22内部，同时充满污水管道1，套管2的两端设置有连接管23，连接管23与多个套管2连通，连接管23与集管22之间不连通，连接管23设置在套管2与集管22之间，此时污水管道1与套管2竖直并排设置，如附图4以及附图6所示，集管22和连接管23与污水管道1和套管2垂直设置。

进污管17、排污管18、进水管19以及出水管20的位置设置可以如附图4所示，其中进污管17与排污管18在换热器上对角设置，有利于污水在进入集管22然后再充满多个污水管道1后最后经由排污管18排出，避免因设置在同一边上时，污水流直接经由进污管17以及排污管18一侧的污水管道1直接排出；

进水管19以及出水管20同理也呈对角设置，从而保证清水充满整个清水通道12以及连接管23内部，充分发生热交换，同时进水管19与排污管18设置在污水管道1和套管2的同一侧，使清水流向与污水流向相逆，使污水与清水充分发生热量交换，如果清水流向与污水流向同向，可能清水与污水流速相同时，造成同时进入到污水管道1以及清水通道16内部的污水和清水在管道内部同向流动时快速达到温度平衡从而只发生很少的能量交换从而造成能量利用不充分的问题。

结合附图1所示，套管换热器、蒸发器3与冷凝器4上的连接管道包括：第一进水管道5、第二进水管道6、第一出水管道7、第二出水管道8、第一外出水管道9、第二外出水管道10、第一外进水管道11以及第二外进水管道12，同时上述的连接管道上均设置设置有二通阀21，其具体的连接方式如下，蒸发器3的一端与第一出水管道7以及第一外出水管道9的一端连接，第一出水管道7的另一端连接在套管换热器的出水管20上，第一外出水管道9的另一端连接到外部设备26的外出水口上；蒸发器3的另一端与第一进水管道5以及第一外进水管道11的一端连接，第一进水管道5的另一端与套管换热器的进水口19，第一外进水管道11另一端与外部设备26的外进水管连接；冷凝器4的一端与第二出水管道8以及第二外出水管道10连接，第二出水管道8的另一端与套管换热器的出水口20连接，第二外出水管道10的另一端与外部设备26的外出水口连接；冷凝器4的另一端与第二进水管道6以及第二外进水管道11一端连接，第二进水管道6的另一端与进水管19连接，第二外进水管道11的另一端与外部设备26的外进水口连接；第一外进水管道11以及第二外进水管道12上设置有外水循环泵14。

热泵系统通过控制各个管道上的阀门来控制其完成冬季制热夏季制冷的目的，当阀门均为二通阀时，其工作方式如下：

污水的循环以及污水在套管换热器内部的换热方式不变，污水源25中的污水经由潜水泵13抽取，在经由进水口17进入到套管换热器内部，污水经过污水管道1内部与经过清水通道16内部的清水换热，在经由排污管18排放到污水源25处。

冬季供热流程如附图2所示，图中二通阀21的开关通过黑色填充以及中空分别表示关与开，管道上的黑色箭头表示水流方向。从套管换热器中吸取热量后的中介清水经由清水循环泵15输送到第一出水管道7,此时第一出水管道7上的二通阀21处于打开状体，而第二出水管道8上的二通阀21关闭，中介清水经由第一出水管道7经过蒸发器3释放清水中的热量，在经由设置在蒸发器3另一端上的第一进水管5进入到套管换热器内部，此时第二进水管6上的二通阀21处于关闭状态，上述完成换热器的换热以及蒸发器3内的换热循环。与此同时外部设备26的水循环方式为，在外部设备26放热完成后的外部水，经由第二外出水管道10输送到冷凝器4内部吸热，此时第一外出水管道9上的二通阀21关闭，在经由第二外进水管道12以及设置在第二外进水管道12上的外水循环泵14输送到外部设备26内完成供热循环。

夏季供冷流程图如附图2所示，从套管换热器中释放热量后的中介清水经由清水循环泵15输送到第二出水管道8，此时第一出水管道7上的二通阀21关闭，经过冷凝器4吸热，在经过冷凝器4另一端的第二进水管道6回流到换热器内部继续放热，此时第一出水管道5上的二通阀关闭；与此同时外部设备26的水循环方式为，在外部设备26吸热完成后的外部水，经由第一外出水管道9进入蒸发器3内部放热，此时第二外出水管道10上的二通阀21关闭，外部水在经过第一外进水管道11以及设置在第一外进水管道11上的外水循环泵14输送到外部设备内部继续吸热完成供冷循环，此时第二外进水管道12上的二通阀21关闭。

蒸发器3与冷凝器4之间通过压缩泵与膨胀阀以及相应的连接管道形成回路，实现低位能量到高位能量之间的转换。

本实用新型具体实施提供的热泵系统还包括壳体24，污水管道1、套管2、蒸发器3、冷凝器4、第一进水管道5、第二进水管道6、第一出水管道7、第二出水管道8、外水循环泵14以及清水循环泵15均设置在壳体24内部，内部设备的布置方式为，套管换热器设置在壳体的底部，在套管换热器的上部设置蒸发器3、冷凝器4以及对应管道等部件，进污管17、排污管18、第一外出水管道9、第二外出水管道10、第一外进水管道11以及第二外进水管道12均设置在壳体24的侧壁上。此种结构实现装置的整体性，热泵系统的整体安装，当哪里需要使用时只需将整个装置搬运到对应地方，连接上外部的管路即可。

值得说明的是外部设备26可以为中央空调等用热用冷装置、壳体可以为集装箱体，便于运输以及安装。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种热泵系统，其特征在于，包括污水管道(1)、套设在所述污水管道(1)外部的套管(2)、蒸发器(3)、冷凝器(4)、第一进水管道(5)、第二进水管道(6)、第一出水管道(7)、第二出水管道(8)、第一外出水管道(9)、第二外出水管道(10)、第一外进水管道(11)、第二外进水管道(12)、潜水泵(13)、外水循环泵(14)以及清水循环泵(15)；

所述污水管道(1)为直管，所述污水管道(1)与所述套管(2)之间形成清水通道(16)，所述污水管道(1)的两端分别设置有进污管(17)与排污管(18)，所述清水通道(16)的两端分别设置有进水管(19)与出水管(20)，所述潜水泵(13)设置在所述进污管(17)上，所述清水循环泵(15)设置在所述进水管(19)或所述出水管(20)上，所述外水循环泵(14)设置在所述第一外进水管道(11)以及所述第二外进水管道(12)上；

所述蒸发器(3)的一端设置有所述第一出水管道(7)以及所述第一外出水管道(9)，所述蒸发器(3)的另一端设置有所述第一进水管道(5)与所述第一外进水管道(11)，所述冷凝器(4)的一端设置有所述第二出水管道(8)与所述第二外出水管道(10)，所述冷凝器(4)的另一端设置有所述第二进水管道(6)与所述第二外进水管道(12)，所述第一出水管道(7)以及所述第二出水管道(8)分别与所述出水管(20)连接，所述第一进水管道(5)以及所述第二进水管道(6)分别与所述进水管(19)连接。

2.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述第一进水管道(5)、所述第二进水管道(6)、所述第一出水管道(7)、所述第二出水管道(8)、所述第一外出水管道(9)，所述第二外出水管道(10)、所述第一外进水管道(11)以及所述第二外进水管道(12)上均设置有二通阀(21)。

3.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述蒸发器(3)与所述冷凝器(4)通过压缩泵、膨胀阀以及相应的管道连接形成回路。

4.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述进污管(17)和所述排污管(18)均与所述污水管道(1)同向设置。

5.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述污水管道(1)为多个且水平设置，所述套管(2)为多个且与所述污水管道(1)一一对应。

6.根据权利要求5所述的热泵系统，其特征在于，所述污水管道(1)并排设置，所述污水管道(1)与所述套管(2)位于同一平面上。

7.根据权利要求6所述的热泵系统，其特征在于，所述污水管道(1)两端设置有集管(22)，所述集管(22)与多个所述污水管道(1)连通，所述套管(2)两端设置有连接管(23)，所述连接管(23)与多个所述套管(2)连通，所述集管(22)为两个且分别设置有所述进污管(17)与所述排污管(18)，所述连接管(23)为两个且分别设置有所述进水管(19)与所述出水管(20)。

8.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，还包括壳体(24)，所述污水管道(1)、所述套管(2)、所述蒸发器(3)、所述冷凝器(4)、所述第一进水管道(5)、所述第二进水管道(6)、所述第一出水管道(7)、所述第二出水管道(8)、所述外水循环泵(14)以及所述清水循环泵(15)均设置在所述壳体(24)内部。

9.根据权利要求8所述的热泵系统，其特征在于，所述进污管(17)、所述排污管(18)、所述第一外出水管道(9)、所述第二外出水管道(10)、所述第一外进水管道(11)以及所述第二外进水管道(12)均设置在所述壳体(24)的侧壁上。

10.根据权利要求9所述的热泵系统，其特征在于，所述进污管(17)上的进污口、所述排污管(18)上的排污口、所述第一外出水管道(9)与所述第二外出水管道(10)上的外出水口、所述第一外进水管道(11)以及所述第二外进水管道(12)上的外进水口均设置在所述壳体(24)的外部。

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