CN217357630U - 一种采用换热器压差报警装置的污水源热泵系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种采用换热器压差报警装置的污水源热泵系统，包括：污水池、退水井、管壳式换热器、水源热泵机组和换热器压差报警装置；管壳式换热器与水源热泵机组之间设置有中间水循环回路，管壳式换热器、污水池和退水井之间连通成污水流动通道；换热器压差报警装置包括：流量计、第一压力传感器、PLC控制器和第二压力传感器，污水流动通道包括：位于管壳式换热器和污水池之间的第一污水管道和位于退水井和污水池之间的第二污水管道；流量计和第一压力传感器设置于第一污水管道，第二压力传感器设置于第二污水管道。本公开采用换热器压差式报警装置实时监测管式换热器堵塞情况，提高污水源热泵系统工作效率和使用寿命。

Description

一种采用换热器压差报警装置的污水源热泵系统

技术领域

本公开涉及空调系统领域，尤其涉及一种采用换热器压差报警装置的污水源热泵系统。

背景技术

污水源热泵是水源热泵的一种，水源热泵是利用地球表面浅层的水源，采用热泵原理实现低位热能向高位热能转移的一种技术。

基于污水源热泵的系统主要采用管壳式换热器提取污水中的能量，管壳式换热器是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器，这种换热器结构简单、造价低、流通截面较宽。但是污水中的杂质和微生物容易在管壳式换热器的管束表面贴附堆积，长时间运行后，就会出现污水的流动堵塞和传热过程恶化，使污水源热泵系统的运行性能降低，增加污水源热泵系统的运行管理和维修工作量。

现有技术中，没有对管壳式换热器的污水进出水口进行压差监测，不能够有效反映出管壳式换热器内部的堵塞情况，从而不能够及时对管壳式换热器进行清洗和保养，这也将会降低污水源热泵系统的运行性能。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种采用换热器压差报警装置的污水源热泵系统，采用换热器压差式报警装置实时监测管式换热器堵塞情况，提高污水源热泵系统工作效率和使用寿命。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种采用换热器压差报警装置的污水源热泵系统，包括：污水池、退水井、管壳式换热器、水源热泵机组和换热器压差报警装置；

所述管壳式换热器与所述水源热泵机组之间设置有中间水循环回路，所述管壳式换热器、所述污水池和所述退水井之间连通成污水流动通道；

所述换热器压差报警装置包括：流量计、第一压力传感器、PLC控制器和第二压力传感器，所述污水流动通道包括：用于连通所述污水池和所述管壳式换热器的第一污水管道、用于连通所述管壳式换热器和所述退水井的第二污水管道；

所述流量计和所述第一压力传感器设置于所述第一污水管道，所述第二压力传感器设置于所述第二污水管道，所述PLC控制器与所述第一压力传感器和所述第二压力传感器电连接。

在一些实施例中，所述第一污水管道上安装有第一温度计，所述第二污水管道上安装有第二温度计。

在一些实施例中，所述管壳式换热器包括换热器壳体、设置在换热器壳体内的换热管和多个折流板，折流板固设于换热管的外周壁，多个折流板之间形成供污水流动的曲折通道，换热管内流动有所述中间水循环回路的中间水，中间水和污水在所述管壳式换热器交换热量。

在一些实施例中，所述第一污水管道设置有水泵和格栅过滤器，水泵设置在所述管壳式换热器和所述污水池之间，水泵将所述污水池中污水抽至所述管壳式换热器；

格栅过滤器设置在所述管壳式换热器和所述污水池之间，所述污水池中污水经过格栅过滤器过滤后进入所述管壳式换热器。

在一些实施例中，水泵与所述PLC控制器电连接。

在一些实施例中，所述水源热泵机组包括蒸发器、压缩机、节流阀和冷凝器，蒸发器连接压缩机，压缩机连接着冷凝器的制冷剂侧进口，冷凝器的制冷剂侧出口再连接着节流阀，节流阀连接蒸发器；

冷凝器与所述管壳式换热器连通。

在一些实施例中，换热器壳体的两侧设置有污水进水口和污水出水口，污水进水口和污水出水口均连通污水流动通道；

换热器壳体的两端设置有中介水进水口和中介水出水口，中介水进水口和中介水出水口均连通中间水循环回路；

管壳式换热器的中介水出水口连接水源热泵机组的冷凝器，水源热泵机组的冷凝器连接中介水泵，中介水泵连接管壳式换热器的中介水进水口。

在本公开中，至少具有如下技术效果或优点：

本实用新型的实施例采用换热器压差式报警装置实时监测管式换热器堵塞情况，提高污水源热泵系统工作效率和使用寿命。

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，下面将对本实用新型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为根据本公开的一些实施例提供的一种采用换热器压差报警装置的污水源热泵系统原理图；

附图标记：1-污水厂；2-污水池；3-水位计；4-格栅过滤器；5-污水泵；6-流量计；7-第一压力传感器；8-第一温度计；9-管箱；10-管板；11-管壳式换热器；12-PLC控制器；13-蒸发器；14-压缩机；15-节流阀；16-冷凝器；17-第二压力传感器；18-退水井；19-第二温度计；20-换热管束；21-折流板；22-中介水泵。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本公开进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本公开的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本公开的保护范围之内。

本公开的实施例提供一种采用换热器压差报警装置的污水源热泵系统，如图1所示，包括：污水池2、退水井18、管壳式换热器11、水源热泵机组和换热器压差报警装置；管壳式换热器11与水源热泵机组之间设置有中间水循环回路，管壳式换热器11、污水池2和退水井18之间连通成污水流动通道；换热器压差报警装置包括：流量计6、第一压力传感器7、PLC控制器12和第二压力传感器17，污水流动通道包括：用于连通污水池2和管壳式换热器11的第一污水管道、用于连通管壳式换热器11和退水井18的第二污水管道；流量计6和第一压力传感器7设置于第一污水管道，第二压力传感器17设置于第二污水管道，PLC控制器12与第一压力传感器7和第二压力传感器17电连接。

如图1所示，优选第一污水管道上安装有第一温度计8，第二污水管道上安装有第二温度计19。

在实际应用中，优选一种采用换热器压差报警装置的污水源热泵系统，如图1所示，污水源热泵系统包括：污水池2、水位计3、格栅过滤器4、污水泵5、第一温度计8、管壳式换热器11、退水井18、第二温度计19、中介水泵22和水源热泵机组，换热器压差报警装置；水源热泵机组包括：蒸发器13，压缩机14，节流阀15，冷凝器16；管壳式换热器11包括：换热器壳体，管板10，换热管束20，折流板21；换热器压差报警装置包括：流量计6，第一压力传感器7，PLC控制器12，第二压力传感器17。污水池2连接着格栅过滤器4，格栅过滤器4连接着污水泵5，污水泵5连接着管壳式换热器11的污水进水口，管壳式换热器11的污水出水口连接着退水井18；污水厂1连接着污水池2，向污水池2输送净化处理后的污水；管壳式换热器11的中介水出水口连接着水源热泵机组的冷凝器16，水源热泵机组的冷凝器16再连接着中介水泵22，中介水泵22再连接着管壳式换热器11的中介水进水口。流量计6和第一压力传感器7安装在管壳式换热器11的污水进水口，第二压力传感器17安装在污水出水口；PLC控制器12连接着流量计6、第一压力传感器7和第二压力传感器17，采集污水的流量、管壳式换热器11的污水进水口压力、管壳式换热器11的污水出水口压力；PLC控制器12还连接着污水泵5和压缩机14，可以通过PLC控制器12实现污水泵5和压缩机14的启停。蒸发器13连接着压缩机14，压缩机14连接着冷凝器16的制冷剂侧进口，冷凝器16的制冷剂侧出口再连接着节流阀15，节流阀15再连接着蒸发器13。换热器壳体两侧设有污水进水口和污水出水口，污水进水口上设有第一温度计8，污水出水口设有第二温度计19；换热器壳体内部两端设有管板10，管板10用于固定换热管束20和封换热管束20与换热器壳体之间的空隙；换热器壳体的两端分别设有中介水进水口和中介水出水口，中介水进水口和中介水出水口中间连通着换热管束20，换热管束20上设有多个折流板21，折流板21为半圆形，折流板21与换热器壳体之间形成曲折的通道，通道两端分别连接着污水进水口和污水出水口。

优选管壳式换热器11包括换热器壳体、设置在换热器壳体内的换热管和多个折流板21，折流板21固设于换热管的外周壁，多个折流板21之间形成供污水流动的曲折通道，换热管内流动有中间水循环回路的中间水，中间水和污水在管壳式换热器11交换热量。

如图1所示，优选第一污水管道设置有水泵和格栅过滤器4，水泵设置在管壳式换热器11和污水池2之间，水泵将污水池2中污水抽至管壳式换热器11；格栅过滤器4设置在管壳式换热器11和污水池2之间，污水池2中污水经过格栅过滤器4过滤后进入管壳式换热器11。

如图1所示，优选水泵与PLC控制器12电连接。

如图1所示，优选水源热泵机组包括蒸发器13、压缩机14、节流阀15和冷凝器16，蒸发器13连接压缩机14，压缩机14连接着冷凝器16的制冷剂侧进口，冷凝器16的制冷剂侧出口再连接着节流阀15，节流阀15连接蒸发器13；冷凝器16与管壳式换热器11连通。

如图1所示，优选换热器壳体的两侧设置有污水进水口和污水出水口，污水进水口和污水出水口均连通污水流动通道；换热器壳体的两端设置有中介水进水口和中介水出水口，中介水进水口和中介水出水口均连通中间水循环回路；管壳式换热器11的中介水出水口连接水源热泵机组的冷凝器16，水源热泵机组的冷凝器16连接中介水泵22，中介水泵22连接管壳式换热器11的中介水进水口。

如图1所示，本实用新型实施例的一种采用换热器压差报警装置的污水源热泵系统，夏季时，通过污水专用换热器提取污水厂1排放污水的冷量，将这部分冷量用于冷却给水源热泵机组的冷凝器16；由于夏季时，污水厂1排放污水的温度低于环境温度，因此更低的冷凝器16放热侧温度，能够提高水源热泵机组的能效。

本实用新型提出的一种采用换热器压差报警装置的污水源热泵系统，可实现夏季供冷工况。夏季供冷工况如图1所示，污水厂1将处理后的污水排放至污水池2，污水池2内的污水再通过格栅过滤器4、污水泵5、流量计6进入管壳式换热器11内，在管壳式换热器11内吸热升温后的污水再通过管壳式换热器11的污水出水口流入退水井18内。在管壳式换热器11内被冷却降温的中介水，由管壳式换热器11的中介水出水口流出，并流入水源热泵机组的冷凝器16内，被放热升温后的中介水通过中介水泵22流入管壳式换热器11内，再次被冷却降温。水源热泵机组的压缩机14将气态的制冷剂压缩为高温高压的气态，并送至冷凝器16进行冷却，经冷却后变成中温高压的液态制冷剂经节流阀15节流降压后形成低温低压气液混合体，经过蒸发器13吸收热量而汽化，变成气态，然后再回到压缩机14继续压缩，继续循环进行制冷。换热器压差报警装置能够采集流量计6的流量、管壳式换热器11的污水进水口压力和污水出水口压力，通过污水流量和污水进出水口压差大小，可判断出污水专用换热器内部的堵塞情况，当污水进出水口的压差大于限值时，则可认为污水专用换热器内部的堵塞问题已经影响了污水源热泵系统的正常运行，此时可通过换热器压差报警装置自动关闭污水泵5和水源热泵机组的压缩机14，对管壳式换热器11进行清洗和维护。

本实用新型的实施例采用换热器压差式报警装置实时监测管式换热器堵塞情况，提高污水源热泵系统工作效率和使用寿命。

本实用新型的实施例采用了管壳式换热器11提取污水源的热量。其中，管壳式换热器11相比于现有技术方案，增加了多个折流板21。本实用新型的实施例在污水专用换热器设置多个交错排列的折流板21，能够在管壳式换热器11内部形成曲折的通道，当污水通过管壳式换热器11时，流动方向不断改变，在管壳式换热器11内部形成流体扰动和冲击，可有效减少污水中的杂质和微生物在污水专用换热器的管束表面贴附堆积，降低了管壳式换热器11内的污水流动堵塞和传热过程恶化问题。在污水源热泵系统上增加换热器压差报警装置，能够采集污水的流量、管壳式换热器11的污水进水口压力和污水出水口压力，通过污水的流量和污水进出水口压差大小，可判断出污水专用换热器内部的堵塞情况，当污水进出水口的压差大于限值时，则可认为污水专用换热器内部的堵塞问题已经影响了污水源热泵系统的正常运行，此时可通过换热器压差报警装置自动关闭污水泵5和水源热泵机组，对管壳式换热器11进行清洗和维护，避免了因为污水专用换热器内部堵塞而造成污水源热泵系统的换热效率瞬间降低，性能衰减，甚至在严重情况下会导致污水专用换热器内部压力过大而引起的设备损坏。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本公开的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本公开的保护范围，凡未脱离本公开技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本公开的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本公开不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本公开的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本公开。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本公开的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本公开内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种采用换热器压差报警装置的污水源热泵系统，其特征在于，包括：污水池、退水井、管壳式换热器、水源热泵机组和换热器压差报警装置；

所述管壳式换热器与所述水源热泵机组之间设置有中间水循环回路，所述管壳式换热器、所述污水池和所述退水井之间连通成污水流动通道；

所述换热器压差报警装置包括：流量计、第一压力传感器、PLC控制器和第二压力传感器，所述污水流动通道包括：用于连通所述污水池和所述管壳式换热器的第一污水管道、用于连通所述管壳式换热器和所述退水井的第二污水管道；

所述流量计和所述第一压力传感器设置于所述第一污水管道，所述第二压力传感器设置于所述第二污水管道，所述PLC控制器与所述第一压力传感器和所述第二压力传感器电连接。

2.根据权利要求1所述的污水源热泵系统，其特征在于，所述第一污水管道上安装有第一温度计，所述第二污水管道上安装有第二温度计。

3.根据权利要求1所述的污水源热泵系统，其特征在于，所述管壳式换热器包括换热器壳体、设置在换热器壳体内的换热管和多个折流板，折流板固设于换热管的外周壁；

多个折流板之间形成供污水流动的曲折通道，换热管内流动有所述中间水循环回路的中间水，中间水和污水在所述管壳式换热器交换热量。

4.根据权利要求3所述的污水源热泵系统，其特征在于，所述第一污水管道设置有水泵和格栅过滤器，水泵设置在所述管壳式换热器和所述污水池之间，水泵将所述污水池中污水抽至所述管壳式换热器；

格栅过滤器设置在所述管壳式换热器和所述污水池之间，所述污水池中污水经过格栅过滤器过滤后进入所述管壳式换热器。

5.根据权利要求4所述的污水源热泵系统，其特征在于，水泵与所述PLC控制器电连接。

6.根据权利要求1所述的污水源热泵系统，其特征在于，所述水源热泵机组包括蒸发器、压缩机、节流阀和冷凝器，蒸发器连接压缩机，压缩机连接冷凝器的制冷剂侧进口，冷凝器的制冷剂侧出口再连接节流阀，节流阀连接蒸发器；

冷凝器与所述管壳式换热器连通。

7.根据权利要求3所述的污水源热泵系统，其特征在于，换热器壳体的两侧设置有污水进水口和污水出水口，污水进水口和污水出水口均连通污水流动通道；

换热器壳体的两端设置有中介水进水口和中介水出水口，中介水进水口和中介水出水口均连通中间水循环回路；

管壳式换热器的中介水出水口连接水源热泵机组的冷凝器，水源热泵机组的冷凝器连接中介水泵，中介水泵连接管壳式换热器的中介水进水口。

Images