申请日2004.11.09
公开(公告)日2005.06.29
IPC分类号F25B30/06; F24F5/00; C02F1/00; F24D3/18
摘要
本发明涉及一种采暖供热及制冷空调的系统和方法，主要由四个工作系统和工作过程组成：一、城市污水抽取、过滤处理及换热工作系统和过程;二、中介水换热循环工作系统和过程;三、热泵机组制热或制冷循环工作系统和过程;四、采暖供热及制冷空调循环水工作系统和过程;采用同一整套热泵机组及其相关设备，通过工艺管道及其控制阀门相互切换，可以实现热泵机组提取城市污水中含有的低温热能，为用户采暖供热，也可以实现热泵机组向城市污水释放热量，为用户制冷空调。不用建设锅炉房及冷却水塔，不消耗煤炭、石油、天然气、节约能源，环保无污染，可减少建设投资，降低采暖供热及制冷空调成本费用，运行及管理安全可靠。
権利要求書
1、一种采暖供热及制冷空调的系统和方法，其特征是：应用城市污水作 为采暖供热的低温热源，也可以作为制冷空调的冷却水源，采用压缩式热泵 机组的工质循环工作过程，通过工艺管道上的控制阀门相互切换，可以为用 户采暖供热或者是制冷空调，这种采暖供热及制冷空调的系统和方法，是由 四个工作系统和工作过程所组成：第一，是城市污水的抽取、过滤处理及换热 工作系统和工作过程;第二，是中介水循环换热工作系统和工作过程;第三， 是热泵工质循环制热或制冷工作系统和工作过程;第四，是采暖供热及制冷 空调循环水工作系统和工作过程。
2、一种鼠笼式吸入口过滤装置，其特征是：鼠笼式集水管具有较大的容 积，可以贮存一定数量的经初步过滤的污水，由于污水泵的抽取作用，在鼠 笼式集水管的内部产生负压，产生真空，污水穿透鼠笼式集水管的过滤结构 层，渗流进入装置的容积内部，过滤结构层应有一定数量要求的面积，能使 污水渗流进入过滤结构层的流速应小于城市污水在管渠中的流速，污水中的 悬浮状杂物不容易被吸附在过滤结构层表面上，可以被城市污水冲刷带走。
3、一种集水坑式吸入口过滤装置，其特征是：集水坑和集水槽具有较大 的容积，由于污水泵的抽吸作用，集水坑和集水槽内部产生负压，形成真空， 可使污水穿透过滤结构层，渗流进入装置的集水坑容积内部，过滤结构层必 须有一定数量要求的面积，能保证污水渗流进入过滤结构层的流速应小于城 市污水在管渠中的流速，污水中的大颗粒悬浮状杂物不容易被吸附在过滤结 构层表面上，可以被城市污水冲刷带走。
4、一种管道式压力反冲洗过滤器，其特征是：过滤器的主体结构外形如 同管道状，截面可以是圆形、椭圆形、方形、矩形、多边形;过滤结构层的 过滤材料为不锈钢丝网、尼龙网等网状材料;过滤层的总面积数量大，短时 间不易被堵塞，过滤与反冲洗的间隔时间较长，反冲洗时，反冲洗水在过滤 器中流动的状态和规律与在管道中流动相同，悬浮状杂物容易被冲洗出过滤 器，反冲洗效果好。
说明书
应用城市污水的采暖供热及制冷空调的系统和方法
所属技术领域
本发明涉及一种应用城市污水进行采暖供热及制冷空调的系统和方法，涉 及到城市污水的提取及过滤处理的系统和方法，热泵工质的制热和制冷循环工 作系统及工作方法，城市污水、中介水、热泵工质及采暖供热或制冷空调循环 水之间的换热系统和方法，只有把这些系统和方法综合统一成一个整体的系统 和方法，才能实现应用城市污水进行采暖供热和制冷空调的目的。
背景技术
城市污水的成份主要是：生活污水、生产废水、雨水等，数量非常巨大，城市 污水中含有非常多的低温热能，是不应白白丢弃掉的，随着热泵技术的不断发 展，热泵机组设备的不断开发和应用，这些低温热能是完全可以被提取回收及 充分再利用的，同时，还可以把城市污水作为热泵机组的冷却水源，用于制冷 空调的目的。这也是热泵机组应用技术开发的进步和提高。
发明内容
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：采用热泵技术原理及热泵机组 相关设备，当用户需要采暖和供热时，把城市污水当做低温热源，提取回收其 中的低温热能，并还可以转换成高品位热能，传递输送给用户充分再利用。当 用户需要制冷空调时，又可以把城市污水当做热泵机组的低温水源(冷却水源)， 向其中释放热量，为用户制冷和空调。这种系统和方法，同时可以满足用户采 暖、供热、供应热水、制冷、空调等多种需求。
本发明的系统和方法是由四个工作系统和工作过程组成：
一、城市污水提取、过滤处理及换热工作系统和工作过程：
是由污水泵、污水吸入口装置、污水排出口、压力反冲洗过滤器、换热器 及管道、阀门、控制仪表组成。
用污水泵抽取城市污水，经过吸入口装置、压力反冲洗过滤器初步过滤， 除去大颗粒、悬浮状杂物，防止堵塞管道、阀门和设备，进入换热器与中介水 进行热量交换，再进入另一台压力反冲洗过滤器，对其进行反冲洗，最后将污 水通过排出口排回城市污水管渠下游。
二、中介水循环换热工作系统和工作过程：
为防止城市污水腐蚀和堵塞热泵机组的蒸发器或者冷凝器，应设有中介水 循环工作系统和工作过程，中介水通过循环水泵、管道及阀门，在换热器与热 泵机组的蒸发器或者是冷凝器之间循环，使得城市污水与热泵工质之间进行间 接的热量交换。
城市污水的水质指标允许时，可以不设中介水循环换热工作系统和工作过 程，直接进入热泵机组的蒸发器或者冷凝器，与热泵工质之间直接进行热量交 换，这样可以提高热交换率，降低运行成本费用。
三、热泵工质制热或制冷循环工作系统和工作过程：
本发明是采用压缩式热泵机组，通过工艺管线上的控制阀门相互切换，可 以实现热泵工质的制热循环或制冷循环工作过程。
四、采暖供热及制冷空调的循环工作系统和工作过程：
通过循环水泵及管道和切换控制阀门，把热泵机组的制热量或制冷量传递 输送给用户。
当用户仅需要采暖时，其末端的采暖设备可使用散热器、风机盘管机组， 或者采用地板盘管散热方式。
当用户要求冬季采暖，夏季空调时，其末端设备应选用风机盘管机组，可 以明装，也可以暗装。
当用户要求供应热水时，应通过换热器、储备水箱、热水循环泵等设备进 行换热、储备和循环、输送热水。
当采暖供热的用户是一栋建筑或面积较小时，采暖设计给水温度可为50℃， 最高不高于55℃，回水温度为45℃左右。
当采暖供热的用户是多栋建筑或小区建筑面积较大时，采暖设计给水温度 应为60℃，最高不高于65℃，回水温度为45℃左右。
上述选用的设计采暖给水及回水的温度指标，主要取决于目前的热泵工质 的性能及热泵机组的制热效率，当有温度更高，热泵制热效率更高的热泵工质 研制开发出来，并应用于压缩式或热泵机组时，设计选用的给水及回水温度指 标也应随之进行调整。
在本发明的系统和方法中，对应用的城市污水是有条件要求的，第一，其 流量应能满足采暖供热及制冷空调设计的需要;第二，冬季最冷的时候，其温 度应在6～8℃以上;第三，其流量及温度应是相对稳定可靠的;第四，其悬浮 物、PH值等水质指标应能满足使用要求。
本发明的有益效果是，应用城市污水作为低温水源，采用热泵技术原理及其 相关设备，这样构成的系统和方法，同时可以为用户冬季采暖、供热，夏季制 冷空调，24小时供应热水的需要，这样的系统和方法，不用再建锅炉房及冷却 水塔，不用消耗煤炭、石油和天然气，节能环保，结构简单，运行安全可靠， 可减少建设投资，降低生产成本，改善生产、生活环境条件。
