公布日：2022.05.03
申请日：2022.03.04
分类号：F25B30/06(2006.01)I;F25B49/02(2006.01)I;F28D7/04(2006.01)I;F28G9/00(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种利用污水中低品位热的节能低碳型污水源热泵系统，包括：自清洗式换热盘管组件设置在污水处理厂的污水出水池内；自清洗式换热盘管组件经控制管网子系统分别与热泵子系统的蒸发器与冷凝器连接，能分别与蒸发器形成蒸发换热循环回路、与冷凝器形成冷凝换热循环回路；末端换热子系统经控制管网子系统分别与热泵子系统的蒸发器与冷凝器连接，能分别与蒸发器形成蒸发换热循环回路、与冷凝器形成冷凝换热循环回路。该系统利用污水厂出水，通过自清洗式换热盘管组件在污水厂出水池中直接换热，能充分利用污水热量实现制热与制冷，取消一级污水输送泵、污水过滤设备和一级换热等设备，提高了能效。
权利要求书
1.一种利用污水中低品位热的节能低碳型污水源热泵系统，其特征在于，包括：自清洗式换热盘管组件、控制管网子系统、热泵子系统和末端换热子系统：其中，所述自清洗式换热盘管组件设置在污水处理厂的污水出水池内；所述自清洗式换热盘管组件经所述控制管网子系统分别与所述热泵子系统的蒸发器与冷凝器连接，能分别与所述蒸发器形成蒸发换热循环回路、与所述冷凝器形成冷凝换热循环回路；所述末端换热子系统经所述控制管网子系统分别与所述热泵子系统的蒸发器与冷凝器连接，能分别与所述蒸发器形成蒸发换热循环回路、与所述冷凝器形成冷凝换热循环回路。
2.根据权利要求1所述的利用污水中低品位热的节能低碳型污水源热泵系统，其特征在于，所述控制管网子系统由控制管路组件一和控制管路组件二组成；其中，所述控制管路组件一的一端为第一进水端口，该第一进水端口与所述自清洗式换热盘管组件的出水端连接；所述控制管路组件一的另一端为第二进水端口，该第一进水端口与所述末端换热子系统的出水端连接；所述控制管路组件二的一端为第三出水端口，该第三出水端口与所述自清洗式换热盘管组件的进水端连接；所述控制管路组件二的另一端为第四出水端口，该第四出水端口与所述末端换热子系统的进水端连接；所述控制管路组件一由并联设置第一控制管路和第二控制管路组成，第一、第二控制管路上的两端均各设置一个控制阀；所述控制管路组件二由并联设置第三控制管路和第四控制管路组成，第三、第四控制管路上的两端均各设置一个控制阀；所述第二控制管路上的两个控制阀之间设有蒸发器进口，该蒸发器进口经管路与所述蒸发器的进口连接；所述第三控制管路上的两个控制阀之间设有蒸发器回口，该蒸发器回口经管路与所述蒸发器的出口连接；所述第一控制管路上的两个控制阀之间设有冷凝器进口，该冷凝器进口经管路与所述冷凝器的进口连接；所述第四控制管路上的两个控制阀之间设有冷凝器回口，该冷凝器回口经管路与所述冷凝器的回口连接。
3.根据权利要求1或2所述的利用污水中低品位热的节能低碳型污水源热泵系统，其特征在于，所述自清洗式换热盘管组件包括：换热盘管、提升泵、出水管路、进水管路和自清洗组件；所述换热盘管设置在所述污水处理厂的污水出水池内；所述换热盘管的出水口经设置所述提升泵的出水管路与所述控制管网子系统的第一进水端口连接；所述换热盘管的进水口经所述进水管路与所述控制管网子系统的第一出水端口连接；所述换热盘管、出水管路和进水管路内填充液体换热介质；所述自清洗组件设置在所述换热盘管上方，清洗清洗通孔朝向所述换热盘管表面，该自清洗组件的进水端与所述污水厂出水池内连通。
4.根据权利要求3所述的利用污水中低品位热的节能低碳型污水源热泵系统，其特征在于，所述自清洗式换热盘管组件还包括：液体换热介质补充管路，与所述出水管路连接；所述自清洗组件包括：盘式冲洗穿孔管、高压冲洗泵和冲洗管路；其中，所述盘式冲洗穿孔管设置在所述换热盘管的上方，该盘式冲洗穿孔管的底部开设有多个清洗通孔，各清洗通孔均朝向所述换热盘管表面；所述盘式冲洗穿孔管与设有所述高压冲洗泵的冲洗管路连通，所述冲洗管路的另一端与所述污水厂出水池内连通。
5.根据权利要求1或2所述的利用污水中低品位热的节能低碳型污水源热泵系统，其特征在于，所述热泵子系统包括：压缩机、膨胀阀、管路、所述蒸发器和所述冷凝器；其中，所述压缩机经管路依次与所述冷凝器、膨胀阀和蒸发器连接成环路结构；所述管路内填充有制冷剂。
6.根据权利要求1或2所述的利用污水中低品位热的节能低碳型污水源热泵系统，其特征在于，所述蒸发器采用降膜式蒸发器。
7.根据权利要求1或2所述的利用污水中低品位热的节能低碳型污水源热泵系统，其特征在于，所述末端换热子系统包括：热量交换设备、循环水泵、进水管和出水管；其中，所述热量交换设备分别设有进水口和出水口，所述进水口经给水管与所述控制管网子系统的第四出水端口连接，所述出水口经出水管与所述控制管网子系统的第二进水端口连接。
8.根据权利要求7所述的利用污水中低品位热的节能低碳型污水源热泵系统，其特征在于，所述热量交换设备为散热器、风机盘管和地板辅热中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的利用污水中低品位热的节能低碳型污水源热泵系统，其特征在于，所述末端换热子系统还包括：外网集水器和外网分水器；其中，所述外网集水器连接在所述进水管与所述控制管网子系统的第二进水端口之间；所述外网分水器连接在所述控制管网子系统的第四出水端口与所述进水管之间。
10.根据权利要求7所述的利用污水中低品位热的节能低碳型污水源热泵系统，其特征在于，所述末端换热子系统还包括：中介水补水管，与所述出水管连接。
发明内容
本发明的目的是提供了一种利用污水中低品位热的节能低碳型污水源热泵系统，能充分提取污水中的低品位热能，节约制冷和制热消耗的大量电能，进而减少二氧化碳排放，进而解决现有技术中存在的上述技术问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明实施方式提供一种利用污水中低品位热的节能低碳型污水源热泵系统，包括：
自清洗式换热盘管组件、控制管网子系统、热泵子系统和末端换热子系统：其中，
所述自清洗式换热盘管组件设置在污水处理厂的污水出水池内；
所述自清洗式换热盘管组件经所述控制管网子系统分别与所述热泵子系统的蒸发器与冷凝器连接，能分别与所述蒸发器形成蒸发换热循环回路、与所述冷凝器形成冷凝换热循环回路；
所述末端换热子系统经所述控制管网子系统分别与所述热泵子系统的蒸发器与冷凝器连接，能分别与所述蒸发器形成蒸发换热循环回路、与所述冷凝器形成冷凝换热循环回路。
与现有技术相比，本发明所提供的利用污水中低品位热的节能低碳型污水源热泵系统，其有益效果包括：
利用污水厂出水，通过自清洗式换热盘管组件在污水厂的污水出水池中直接换热，取消了一级污水输送泵、污水过滤设备和一级换热等设备，提高了能效；该污水源热泵系统与传统石化能源相比，具有低碳排放及更高的能效比、更节能、更经济、清洁无污染等特点；比燃油锅炉节能50％、比空调节能30％，它既能供热又能制冷，还能够提供生活热水，一机多用，且不受天气影响，运行稳定；可为污水厂及周边小区、商业、及工农业建筑等供热制冷和热水，是一种清洁环保、绿色低碳、经济高效的能源供应模式。
（发明人：段应勇;李冬;李旭东;刘敏）
