申请日2017.08.30
公开(公告)日2017.11.10
IPC分类号F24H4/02; F24H9/20; F25B30/06
摘要
一种地源热泵式废水余热利用系统，属于利用地能锅炉对地下水加热利用并回收余热的设备或系统领域。其特征在于地下水抽水泵设置在地下水源中;污水抽水泵设置在污水池中;所述地下水循环管路顺序连接地下水抽水泵、板式换热器、地能锅炉和污水池;所述污水循环管路顺序连接污水抽水泵、板式换热器、地能锅炉和污水池。本装置结合地能锅炉对地下水进行循环加热、回收利用，令地下水及其使用后的余热得到最大效率的使用，能源利用率极高。本装置能够充分回收利用地下水及其在地能锅炉中的热交换所得热量，将其直接用于生活用热水的供热，便捷节能，环保科学。本装置将沐浴后污水重新收集利用，多次循环换热，能源利用率大为提升。
权利要求书
1.一种地源热泵式废水余热利用系统，其特征在于包括地下水抽水泵、地下水循环管路、污水池、污水抽水泵、污水循环管路、板式换热器和地能锅炉，所述地下水抽水泵设置在地下水源中;污水抽水泵设置在污水池中;所述地下水循环管路顺序连接地下水抽水泵、板式换热器、地能锅炉和污水池;所述污水循环管路顺序连接污水抽水泵、板式换热器、地能锅炉和污水池;所述板式换热器包括地下水换热管路和污水换热管路，地下水循环管路中的地下水和污水循环管路中的污水 ，能够分别通过地下水换热管路和污水换热管路进行交互换热。
2.根据权利要求1所述的地源热泵式废水余热利用系统，其特征在于当地能锅炉将地下水加热到40-60摄氏度时，污水从污水池出发经由板式换热器、地能锅炉后重新返回污水池为一个污水循环周期，所述污水循环周期的数量为一次或一次以上;每个污水循环周期污水降温9±2摄氏度。
3.根据权利要求2所述的地源热泵式废水余热利用系统，其特征在于还包括地下水补水支路和污水池液面高度检测传感器，所述地下水补水支路的一端连通地下水抽水泵和板式换热器之间的地下水循环管路，地下水补水支路的另一端连接污水池;在地下水补水支路上安装补水阀;当污水池液面高度检测传感器检测到污水池内的液面高度低于预设值时，污水池液面高度检测传感器能够通过无线连接控制补水阀开启，令地下水顺由地下水补水支路进入污水池;当污水池液面高度检测传感器检测到污水池内的液面高度高于预设值时，污水池液面高度检测传感器能够无线控制补水阀关闭，地下水无法顺由地下水补水支路直接进入污水池。
4.根据权利要求3所述的地源热泵式废水余热利用系统，其特征在于所述污水循环管路还包括污水温度感应装置、排污管、第一排污阀和第二排污阀，所述第一排污阀安装在污水循环管路插入污水池一端的管道上;所述第二排污阀安装在排污管上;所述排污管的一端连通污水循环管路插入污水池一端的管道，排污管的另一端连接下水道;污水温度感应装置通过无线连接控制第一和第二排污阀的启闭;所述污水温度感应装置设置在地能锅炉和污水池之间的污水循环管路的管道内壁上，污水温度感应装置能够感应管道内的污水温度;当污水温度感应装置检测到地能锅炉和污水池之间的地下水循环管路的管道内水温低于预设值时，第一排污阀关闭，第二排污阀开启，污水通过排污管进入下水道排出系统外;当污水温度感应装置检测到地能锅炉和污水池之间的地下水循环管路的管道内水温高于预设值时，第一排污阀开启，第二排污阀关闭，污水顺由污水循环管路回流到污水池。
5.根据权利要求4所述的地源热泵式废水余热利用系统，其特征在于在地下水抽水泵和板式换热器之间的地下水循环管路上安装旋流除砂器和硅磷晶除垢装置。
6.根据权利要求5所述的地源热泵式废水余热利用系统，其特征在于在污水抽水泵和板式换热器之间的污水循环管路上安装毛发过滤器和砂缸过滤器。
7.根据权利要求6所述的地源热泵式废水余热利用系统，其特征在于所述的地能锅炉包括压缩机和锅炉管道，在锅炉管道中设置制冷剂;压缩机依次通过锅炉管道连接冷凝器、膨胀机构、蒸发器和气液分离器，气液分离器通过锅炉管道连接压缩机，从而通过锅炉管道将压缩机、冷凝器、膨胀机构、蒸发器和气液分离器串联起来构成一个封闭环路;在管道中设置制冷剂，污水循环管路穿过冷凝器与冷凝器管道中的制冷剂进行换热;地下水循环管路穿过蒸发器与蒸发器管道中的制冷剂进行换热。
8.根据权利要求7所述的地源热泵式废水余热利用系统，其特征在于还包括第一和第二管路清洗装置，所述第一管路清洗装置包括第一清洗管路、第一清洗泵、第一清洁液箱、第一前清洗阀和第一后清洗阀，第一清洗泵和第一清洁液箱串联在第一清洗管路中，所述第一清洗管路的一端通过第一前清洗阀连接污水换热管路的进水端，第一清洁管路的另一端通过第一后清洗阀连接污水换热管路的出水端;所述第二管路清洗装置包括第二清洗管路、第二清洗泵、第二清洁液箱、第二前清洗阀和第二后清洗阀，第二清洗泵和第二清洁液箱串联在第二清洗管路中，所述第二清洗管路的一端通过第二前清洗阀连接冷凝器的进水管，第二清洗管路的另一端通过第二后清洗阀连接冷凝器的出水管。
9.根据权利要求8所述的地源热泵式废水余热利用系统，其特征在于所述砂缸过滤器包括固定底座和旋转机架，所述旋转机架安装在固定底座上，在固定底座内设置储液池，所述储液池的底部设置液流排管;在固定底座上设置旋转动力装置，所述旋转动力装置能够带动旋转机架转动;在旋转机架上设置过滤腔体，所述过滤腔体包括外腔体和内腔体，所述外腔体包裹在内腔体的外部，在内、外腔体的侧壁上开设对应的若干个支路进水口，在内、外腔体的底面上开设对应的若干个底部出水口;在过滤腔体的上部设置总进污水管，所述总进污水管连通若干个分进污水管的一端;所述密封装置包括固定密封圈和转动密封圈;所述固定密封圈套装在转动密封圈外，转动密封圈套装在外腔体的外壁上，固定密封圈和转动密封圈之间密封连接，二者能够相对转动，但不会发生液体泄漏;在固定密封圈和转动密封圈上分别开设外插口和内插口，各个分进污水管的另一端通过密封插入外插口中，所述内插口外腔体上的支路进水口相对应;所述过滤腔体铰接在总进污水管的下部;旋转机架旋转时能够带动过滤腔体旋转，总进污水管和分进污水管固定不动，外腔体旋转时，转动密封圈同步转动，固定密封圈固定不动，分进污水管间歇性接通外腔体上的支路进水口;在内腔体中设置滤水颗粒物料;所述滤水颗粒物料为交换树脂或活性炭颗粒。
10.根据权利要求9所述的地源热泵式废水余热利用系统，其特征在于在内、外腔体之间设置控流装置，所述控流装置包括上、下端敞口的环形筒体，所述环形筒体的侧壁上开设若干个通流孔;在环形筒体的下端设置连杆，在连杆上安装若干个阻流塞;所述控流装装置还包括控流升降动力装置，所述控流升降控制装置能够带动环形筒体在内、外腔体之间上下移动;当控流升降装置带动环形筒体位于下限位时，各阻流塞能够对应塞入外腔体的底部出水口中，将出水口阻塞，同时环形筒体的通流孔对应处于内、外腔体的支路进水口之间，令污水能够顺由内腔体的支路进水口、通流孔和外腔体的支路进水口进入内腔体中;当控流升降装置带动环形筒体位于上限位时，各阻流塞从外腔体的底部出水口中拔出，令内腔体内的液流能够顺由内、外腔体的底部出水口流出，同时环形筒体的通流孔上移，环形筒体的筒壁同时遮挡住内、外腔体的支路进水口，阻止分进污水管中的污水继续进入内腔体中。
说明书
地源热泵式废水余热利用系统
技术领域
本发明属于利用地能锅炉对地下水加热利用并回收余热的设备或系统领域，具体涉及一种地源热泵式废水余热利用系统。
背景技术
传统的沐浴设施一般依赖于电加热设备，对水源进行加热后使用，这种设备存在严重的能源浪费，十分不适宜现在节能环保的发展趋势。
发明人张行刚于2014年5月26日申请过专利号为201420268938.7的名称为“一种新型热水机”的热交换设备专利，能够利用热泵原理，通过冷凝器的换热作用加热地下水到35-40摄氏度左右，将其用于沐浴或其他盥洗作业。然而这种换热设备加热过的地下水在使用后，废水余温尚在25摄氏度左右，排走的水流及其残余热量得不到充分使用，也不够节能环保，存在改进空间。此外，如果盲目将使用过的沐浴污水回收再利用，存在交叉污染的危险;尤其是沐浴后的污水中含有较多的毛发和脂类，极易阻塞管路，影响设备的整体使用寿命，再利用难度大。
申请人经过长期研发，能够通过使用上述热交换装置，通过除杂和自动软化水装置对地下水体进行净化，而后采用创新式的废水多次循环再利用结构，提升热交换效率的同时，将沐浴后污水重新收集利用，多次循环换热，令污水中的余热不会被浪费，能源利用率大为提升，符合现代社会节能降耗的发展需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种地源热泵式废水余热利用系统，能够充分回收利用地下水及其在地能锅炉中的热交换所得热量，将其直接用于生活用热水的供热，便捷节能，环保科学。本发明要解决的第二个技术问题是将沐浴后污水重新收集利用，多次循环换热，令污水中的余热不会被浪费，能源利用率大为提升，符合现代社会节能降耗的发展需求。本发明解决的第三个技术问题是通过科学合理的设计砂缸过滤器，较传统过滤装置提升40%的使用寿命，同时提升净水效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种地源热泵式废水余热利用系统，其特征在于包括地下水抽水泵、地下水循环管路、污水池、污水抽水泵、污水循环管路、板式换热器和地能锅炉，所述地下水抽水泵设置在地下水源中;污水抽水泵设置在污水池中;所述地下水循环管路顺序连接地下水抽水泵、板式换热器、地能锅炉和污水池;所述污水循环管路顺序连接污水抽水泵、板式换热器、地能锅炉和污水池;所述板式换热器包括地下水换热管路和污水换热管路，地下水循环管路中的地下水和污水循环管路中的污水，能够分别通过地下水换热管路和污水换热管路进行交互换热。
优选的，当地能锅炉将地下水加热到40-60摄氏度时，污水从污水池出发经由板式换热器、地能锅炉后重新返回污水池为一个污水循环周期，所述污水循环周期的数量为一次或一次以上;每个污水循环周期污水降温9±2摄氏度。
优选的，还包括地下水补水支路和污水池液面高度检测传感器，所述地下水补水支路的一端连通地下水抽水泵和板式换热器之间的地下水循环管路，地下水补水支路的另一端连接污水池;在地下水补水支路上安装补水阀;当污水池液面高度检测传感器检测到污水池内的液面高度低于预设值时，污水池液面高度检测传感器能够通过无线连接控制补水阀开启，令地下水顺由地下水补水支路进入污水池;当污水池液面高度检测传感器检测到污水池内的液面高度高于预设值时，污水池液面高度检测传感器能够无线控制补水阀关闭，地下水无法顺由地下水补水支路直接进入污水池。
优选的，所述污水循环管路还包括污水温度感应装置、排污管、第一排污阀和第二排污阀，所述第一排污阀安装在污水循环管路插入污水池一端的管道上;所述第二排污阀安装在排污管上;所述排污管的一端连通污水循环管路插入污水池一端的管道，排污管的另一端连接下水道;污水温度感应装置通过无线连接控制第一和第二排污阀的启闭;所述污水温度感应装置设置在地能锅炉和污水池之间的污水循环管路的管道内壁上，污水温度感应装置能够感应管道内的污水温度;当污水温度感应装置检测到地能锅炉和污水池之间的地下水循环管路的管道内水温低于预设值时，第一排污阀关闭，第二排污阀开启，污水通过排污管进入下水道排出系统外;当污水温度感应装置检测到地能锅炉和污水池之间的地下水循环管路的管道内水温高于预设值时，第一排污阀开启，第二排污阀关闭，污水顺由污水循环管路回流到污水池。
优选的，在地下水抽水泵和板式换热器之间的地下水循环管路上安装旋流除砂器和硅磷晶除垢装置。
优选的，在污水抽水泵和板式换热器之间的污水循环管路上安装毛发过滤器和砂缸过滤器。
优选的，所述的地能锅炉包括压缩机和锅炉管道，在锅炉管道中设置制冷剂;压缩机依次通过锅炉管道连接冷凝器、膨胀机构、蒸发器和气液分离器，气液分离器通过锅炉管道连接压缩机，从而通过锅炉管道将压缩机、冷凝器、膨胀机构、蒸发器和气液分离器串联起来构成一个封闭环路;在管道中设置制冷剂，污水循环管路穿过冷凝器与冷凝器管道中的制冷剂进行换热;地下水循环管路穿过蒸发器与蒸发器管道中的制冷剂进行换热。
优选的，还包括第一和第二管路清洗装置，所述第一管路清洗装置包括第一清洗管路、第一清洗泵、第一清洁液箱、第一前清洗阀和第一后清洗阀，第一清洗泵和第一清洁液箱串联在第一清洗管路中，所述第一清洗管路的一端通过第一前清洗阀连接污水换热管路的进水端，第一清洁管路的另一端通过第一后清洗阀连接污水换热管路的出水端;所述第二管路清洗装置包括第二清洗管路、第二清洗泵、第二清洁液箱、第二前清洗阀和第二后清洗阀，第二清洗泵和第二清洁液箱串联在第二清洗管路中，所述第二清洗管路的一端通过第二前清洗阀连接冷凝器的进水管，第二清洗管路的另一端通过第二后清洗阀连接冷凝器的出水管。
优选的，所述砂缸过滤器包括固定底座和旋转机架，所述旋转机架安装在固定底座上，在固定底座内设置储液池，所述储液池的底部设置液流排管;在固定底座上设置旋转动力装置，所述旋转动力装置能够带动旋转机架转动;在旋转机架上设置过滤腔体，所述过滤腔体包括外腔体和内腔体，所述外腔体包裹在内腔体的外部，在内、外腔体的侧壁上开设对应的若干个支路进水口，在内、外腔体的底面上开设对应的若干个底部出水口;在过滤腔体的上部设置总进污水管，所述总进污水管连通若干个分进污水管的一端;所述密封装置包括固定密封圈和转动密封圈;所述固定密封圈套装在转动密封圈外，转动密封圈套装在外腔体的外壁上，固定密封圈和转动密封圈之间密封连接，二者能够相对转动，但不会发生液体泄漏;在固定密封圈和转动密封圈上分别开设外插口和内插口，各个分进污水管的另一端通过密封插入外插口中，所述内插口外腔体上的支路进水口相对应;所述过滤腔体铰接在总进污水管的下部;旋转机架旋转时能够带动过滤腔体旋转，总进污水管和分进污水管固定不动，外腔体旋转时，转动密封圈同步转动，固定密封圈固定不动，分进污水管间歇性接通外腔体上的支路进水口;在内腔体中设置滤水颗粒物料;所述滤水颗粒物料为交换树脂或活性炭颗粒。
优选的，在内、外腔体之间设置控流装置，所述控流装置包括上、下端敞口的环形筒体，所述环形筒体的侧壁上开设若干个通流孔;在环形筒体的下端设置连杆，在连杆上安装若干个阻流塞;所述控流装装置还包括控流升降动力装置，所述控流升降控制装置能够带动环形筒体在内、外腔体之间上下移动;当控流升降装置带动环形筒体位于下限位时，各阻流塞能够对应塞入外腔体的底部出水口中，将出水口阻塞，同时环形筒体的通流孔对应处于内、外腔体的支路进水口之间，令污水能够顺由内腔体的支路进水口、通流孔和外腔体的支路进水口进入内腔体中;当控流升降装置带动环形筒体位于上限位时，各阻流塞从外腔体的底部出水口中拔出，令内腔体内的液流能够顺由内、外腔体的底部出水口流出，同时环形筒体的通流孔上移，环形筒体的筒壁同时遮挡住内、外腔体的支路进水口，阻止分进污水管中的污水继续进入内腔体中。
本发明的有益效果是：
1.本装置结合地能锅炉对地下水进行循环加热、回收利用，令地下水及其使用后的余热得到最大效率的使用，能源利用率极高。本装置能够充分回收利用地下水及其在地能锅炉中的热交换所得热量，将其直接用于生活用热水的供热，便捷节能，环保科学。
2.本装置将沐浴后污水重新收集利用，多次循环换热，令污水中的余热不会被浪费，能源利用率大为提升，符合现代社会节能降耗的发展需求。
3.通过科学合理的设计砂缸过滤器，令污水横向脉冲时进入内腔体中与滤水颗粒物料进行接触式净化，令滤水颗粒物料能够全方位起到过滤作用，水流在内腔体中形成旋流，提升净水效果的同时，较传统过滤装置提升40%的使用寿命。
4.本发明结构精炼，适于实用，生产和使用成本较低，适宜在业界推广普及。
