CN219934085U - 一种基于区域供能的热水梯级利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于区域供能的热水梯级利用系统，其包括污水取水井，污水取水井在出水管路上通过第一三通连接水路分配机构以及缓冲容器；所述水路分配机构包括第二三通，并在第二三通中设置有通过温度传感器控制的转换阀门；所述第二三通的两个支路分别连接第一水源热泵机组以及第三三通，所述第一水源热泵机组的出水端连接第三三通，并在第三三通的另一支路上连接有第二水源热泵机组；第一水源热泵机组以及第二水源热泵机组分别连接用户端采暖管路；所述第一水源热泵机组以及所述第二水源热泵机组均为污水源热泵机组。本实用新型能对区域内不同温度的污水进行高效利用，其能在保证设备运行稳定性的同时有效提高热能利用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及供热技术设备领域中水源热泵技术，具体涉及一种基于区域供能的热水梯级利用系统。
背景技术
随着经济的快速发展及生活水平的提高，生产生活用水的能耗急剧增大；而在一些如学校、工厂等集中生活区域，其生产、生活用水的水温多种多样，其中，用于烹饪、生产用途的高温水以及用于日常洗漱、洗菜用的中温水中都含有一部分能量，存在余热浪费，如果能将这一部分外排废水中的余热进行利用将能有效降低区域能耗，有利于实现节能减排。
水源热泵技术可用于实现上述余热利用，但现有的水源热泵在实现上述余热利用过程中存在以下阻碍：
一)在上述区域供水领域，其用水存在明显的时间特征，即某一段或者某几段时间内污水产出量较大，而其他时间段内污水产出量少；且不同时间段内不同温度污水的产出也存在差异；而对水源热泵来说，水源的水量、水温和供水稳定性直接影响到水源热泵系统运行的稳定性。
二)单次水源热泵处理，并不能完全回收温度较高水源的热能，会导致经过水源热泵处理后的排出水依然具有较高的水温，含有可利用的热能。
基于上述原因，需要对传统水源热泵进行系统性改进来解决现有水源热泵技术应用于区域功能时能源品位匹配不合理、废水余热利用率低的缺陷。
实用新型内容
本实用新型所解决的技术问题在于提供一种基于区域供能的热水梯级利用系统，可用于解决上述技术背景中的缺陷。
本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种基于区域供能的热水梯级利用系统，包括污水取水井，所述污水取水井在下部一侧设置有出水管路；所述出水管路上设置有第一三通，出水管路通过第一三通的支路之一连接水路分配机构，第一三通的另一支路则连接有缓冲容器；
所述水路分配机构包括第二三通，所述第二三通中内置有转换阀门，所述转换阀门通过设置于第二三通内的温度传感器控制；
所述第二三通的两个支路分别连接第一水源热泵机组以及第三三通，所述第一水源热泵机组的出水端连接第三三通，并在第三三通的另一支路上连接有第二水源热泵机组；第一水源热泵机组以及第二水源热泵机组分别连接用户端采暖管路；
所述第一水源热泵机组以及所述第二水源热泵机组均为污水源热泵机组；所述第一水源热泵机组的入水温度为60～90℃，所述第二水源热泵机组的入水温度为30～60℃。
作为进一步限定，所述污水取水井前端还设置有用于对进入污水中的杂物进行滤除的过滤装置。
作为进一步限定，所述缓冲容器优选为带保温层的玻璃钢储罐。
作为进一步限定，所述缓冲容器上设置有用于对缓冲容器中水体进行加热的太阳能加热装置。
作为进一步限定，所述缓冲容器上设置有补水管路。
作为进一步限定，所述缓冲容器通过泵送管路接入第一三通与水路分配机构之间的连接管路。
作为进一步限定，所述第一水源热泵机组以及所述第二水源热泵机组上均连接有储/换热装置。
作为进一步限定，系统还设置有燃气锅炉作为补充热源，燃气锅炉与第一水源热泵机组以及第二水源热泵机组以并联管路方式接入用户端。
作为进一步限定，所述第一三通与所述缓冲容器之间的连接管路上有电磁阀，所述电磁阀通过设置于出水管路上的流量控制器进行反馈控制。
作为进一步限定，所述第二水源热泵机组的出水端通过退水管路连接污水取水井或者直接接入市政污水管网。
有益效果：本实用新型一种基于区域供能的热水梯级利用系统针对社区区域内的用水特点设计，其能根据水温调整接入水源热泵机组，并能根据管路中的水量进行流量校准和补偿，保证水源热泵机组在正常负荷状态下运行，同时，通过高温水源热泵机组与中低温水源热泵机组的组合能极大地提高了供热系统的能效比，尽量多地获得了水中的能量，极大地利用了生产、生活中高温污水中的能量，环保程度高，且能有效保证供热安全性。
附图说明
图1为本实用新型较佳实施例的结构示意图。
其中：1、污水取水井；2、第一三通；3、第四三通；4、第二三通；5、第三三通；6、缓冲容器；7、太阳能加热装置；8、第一水源热泵机组；9、第二水源热泵机组；10、污水泵；11、第一蓄热器；12、第二蓄热器；13、用户端；14、第五三通；15、市政污水管网。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
参见图1的一种基于区域供能的热水梯级利用系统的较佳实施例，在本实施例中，该热水梯级利用系统用于中型工厂厂区，用于对工厂生产区产生的高温污水以及工厂生活区产生的中温污水进行热源回收利用。
在本实施例中，其包括不同类型的输水管路，这些输水管路的材质和管材管径可以有本领域技术人员根据本领域的技术常识、现场的实际情况结合技术人员自身的判断进行选择，并不属于本申请文件的保护范围；同时，在本实施例中的上述管路中，本领域技术人员也可以根据实际需求来设置管路阀门以及在需要泵送压力的情况下设置除污水泵10之外的其他泵送装置，而这些阀门的设置以及泵送装置的选择也不属于本申请文件的保护范围。
本实施例的热水梯级利用系统包括用于收集上述污水的污水收集管路，该污水收集管路末端设置有格栅井以及组合滤网来对污水进行过滤，以滤除污水中的杂物。滤除杂物后的污水排入污水取水井1中，该污水取水井1的下部一侧设置有出水口，并在出水口位置连接有出水管路；该出水管路上顺序设置有第一三通2、第四三通3以及第二三通4三个三通结构。
其中，第一三通2的侧支上通过管路连接有缓冲容器6，该缓冲容器6为带保温层的玻璃钢储罐，并在缓冲容器6上还设置有一套用于对缓冲容器6内储存的带温水体进行保温和加热的太阳能加热装置。
缓冲容器6的作用在于污水取水井1中提供的水量充足时，对过量的带温水体进行暂存，同时，在污水取水井1中提供的水量不足时，对出水管路进行水量补充以及保证出水管路中出水的稳定，而为了实现上述效果，该缓冲容器6上的出水管路在第一三通2之后通过带污水泵10的管路以及第四三通3接回出水管路，该污水泵10为选择开启结构。
为了提高缓冲容器6的流量补偿性能，在第一三通2与缓冲容器6之间的连接管路上还设置有电磁阀，该电磁阀以及污水泵10均通过设置于出水管路上的流量控制器进行反馈控制；即当流量控制器判断出水管路的流量过大时则开启电磁阀并控制电磁阀开度来通过缓冲容器6进行分流，而当流量控制器判断出水管路的流量小于设定值时则关闭电磁阀，并开启污水泵10来进行流量补偿。为了保证缓冲容器6的流量补偿性能，在缓冲容器6中应当具有基础水量，当特定情况下，缓冲容器6中的当前水量小于基础水量，可通过补水管路对缓冲容器6进行补水操作。
第二三通4的两个出水支路分别连接第一水源热泵机组8的热源水进水端以及第三三通5，而第一水源热泵机组8的热源水出水端则连接第三三通5的另一接口，并与第二三通4的出水支路一同接入第二水源热泵机组9的热源水进水端。在本实施例中，第一水源热泵机组8与第二水源热泵机组9均为污水源热泵机组，可用于将污水取水井1中获得的热源污水进行热量利用，第一水源热泵机组8与第二水源热泵机组9的差别在于第一水源热泵机组8的入水温度为60～90℃，而第二水源热泵机组9的入水温度为30～60℃。
而为了实现对第一水源热泵机组8以及第二水源热泵机组9的入水适配，在第二三通4中内置有转换阀门，该转换阀门通过设置于第二三通4内的温度传感器控制。
第二三通4以及设置于第二三通4内转换阀门以及温度传感器共同构成水路分配机构，当出水管路中的出水温度高于60℃时，通过转换阀门使得出水管路中的出水通过热源水进水端进入第一水源热泵机组8进行高梯级的热源回收利用，同时，第一水源热泵机组8的热源水出水端的出水温度则能直接通过第三三通5转入第二水源热泵机组9中被第二水源热泵机组9进行低梯度品位热源水的二次热源利用。而当出水管路中的出水温度低于60℃则通过转换阀门使得出水管路中的出水通过热源水进水端进入第二水源热泵机组9，直接进行低梯度品位热源水的热源利用。
第二水源热泵机组9的出水端通过退水管路连接有第五三通14，该第五三通15的两个支路分别连接污水取水井1或者市政污水管网15，以根据需求将第二水源热泵机组9的热源回收水排入污水取水井或者直接排入市政污水管网。
在本实施例中，第一水源热泵机组8与第二水源热泵机组9上获得的热源有两类使用方式，其中一类是直接接入用户端13，来在用户端13直接进行使用，而另一类是接入对应的第一蓄热器11以及第二蓄热器12，将第一蓄热器11以及第二蓄热器12作为储/换热装置来将多余的热量进行暂存，以在需要时进行释放。
而为了保证用户端13的使用体验，以应对污水取水井1中出现污水量不足的情况，系统还设置有燃气锅炉作为补充热源，燃气锅炉与第一水源热泵机组8以及第二水源热泵机组9以并联管路方式接入用户端13。
本实施例的系统可根据实际需要，间断或连续地开启水源热泵，极大地提高系统的经济性；同时还可以设置多套水源热泵机组，系统可获得很大热量，大量节约了燃料，减少了二氧化碳等烟气的排放及灰渣的排放，是降低烟尘污染的有效手段，既环保又节能。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本实用新型而非意欲限制本实用新型的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本实用新型的技术内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于区域供能的热水梯级利用系统，其特征在于，包括污水取水井，所述污水取水井在下部一侧设置有出水管路；所述出水管路上设置有第一三通，出水管路通过第一三通的支路之一连接水路分配机构，第一三通的另一支路则连接有缓冲容器；
所述水路分配机构包括第二三通，所述第二三通中内置有转换阀门，所述转换阀门通过设置于第二三通内的温度传感器控制；
所述第二三通的两个支路分别连接第一水源热泵机组以及第三三通，所述第一水源热泵机组的出水端连接第三三通，并在第三三通的另一支路上连接有第二水源热泵机组；第一水源热泵机组以及第二水源热泵机组分别连接用户端采暖管路；
所述第一水源热泵机组以及所述第二水源热泵机组均为污水源热泵机组；所述第一水源热泵机组的入水温度为60～90℃，所述第二水源热泵机组的入水温度为30～60℃。
2.根据权利要求1所述的基于区域供能的热水梯级利用系统，其特征在于，所述污水取水井前端还设置有用于对进入污水中的杂物进行滤除的过滤装置。
3.根据权利要求1所述的基于区域供能的热水梯级利用系统，其特征在于，所述缓冲容器优选为带保温层的玻璃钢储罐。
4.根据权利要求1所述的基于区域供能的热水梯级利用系统，其特征在于，所述缓冲容器上设置有用于对缓冲容器中水体进行加热的太阳能加热装置。
5.根据权利要求1所述的基于区域供能的热水梯级利用系统，其特征在于，所述缓冲容器上设置有补水管路。
6.根据权利要求1所述的基于区域供能的热水梯级利用系统，其特征在于，所述缓冲容器通过泵送管路接入第一三通与水路分配机构之间的连接管路。
7.根据权利要求1所述的基于区域供能的热水梯级利用系统，其特征在于，所述第一水源热泵机组以及所述第二水源热泵机组上均连接有储/换热装置。
8.根据权利要求1所述的基于区域供能的热水梯级利用系统，其特征在于，系统还设置有燃气锅炉作为补充热源，燃气锅炉与第一水源热泵机组以及第二水源热泵机组以并联管路方式接入用户端。
9.根据权利要求1所述的基于区域供能的热水梯级利用系统，其特征在于，所述第一三通与所述缓冲容器之间的连接管路上有电磁阀，所述电磁阀通过设置于出水管路上的流量控制器进行反馈控制。
10.根据权利要求1所述的基于区域供能的热水梯级利用系统，其特征在于，所述第二水源热泵机组的出水端通过退水管路连接污水取水井或者直接接入市政污水管网。
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