直接式污水源热泵装置制造方法及图纸

本发明专利技术给出一种直接式污水源热泵装置，它包括：几个热泵主机、一个在线污水/氟利昂换热器、节流阀、单向阀和污水池；供热运行时，污水是热源，置于污水池中的在线污水/氟利昂换热器是蒸发器，从热泵主机流出的液态氟利昂，经过单向阀和节流阀，进入蒸发器，从蒸发器获得热量，蒸发成蒸汽，再进入热泵主机，将热量传递给循环水，循环水向用户供热；制冷运行时，污水是冷源，在线污水/氟利昂换热器是冷凝器，从热泵主机流出的氟利昂蒸汽，进入冷凝器凝结，将热量传递给污水，液态氟利昂流出冷凝器，经过单向阀，再进入热泵主机，将冷量传递给循环水，循环水向用户供冷；一个在线污水/氟利昂换热器，同时作为几个热泵主机的蒸发器或冷凝器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热泵技术，特别是涉及直接式污水源热泵装置。
技术介绍
污水源热泵是依靠热泵机组内部制冷剂的物态循环变化，冬季从污水中吸收热量，经热泵机组升温后对建筑供热；夏季通过热泵机组，把建筑物中的热量传递给污水，从而实现供冷，污水替代了冷却塔。利用城市污水作为冷热源对建筑进行采暖空调，可以减少能源的消耗。污水源热泵实现了城市废热的回收利用，变废为宝，是资源再生利用、发展循环经济、建设节约型社会、友好环境的重要措施。它是新型的可再生清洁能源利用技术，符合可持续发展、建设资源节约型、环境友好型社会的要求。将水源热泵系统技术与城市污水结合，在扩大城市污水利用范围、拓展城市污水治理效益方面具有深远意义。污水源热泵优势:1，污水源热泵机组一机两用，冬季利用污水源热泵采暖，夏季进行制冷；2，生活采暖需要消耗能源，采用污水源热泵供热和加温，能更有效的利用电能；3，使用污水源热泵技术供热采暖，对大气及环境无任何污染；4，热泵装置不需要燃料；5，污水源热泵只有两个部件运动，磨损少；6，管理人员与劳动强度均可减少；7，运行电费比燃煤锅炉少。目前，污水源热泵系统已在我国的大部分城市得到了推广与应用。随着整个社会节约能源、环保意识的提高，污水源热泵的应用领域也在不断的扩展。除了在城市供暖制冷、制取生活热水应用外，还在食品、生化、制药工业、种植养殖及农副产品加工储藏领域均得到应用。污水源热泵可分为直接式污水源热泵与间接式污水源热泵两类。直接式系统与污水换热的介质为制冷剂，间接式系统与污水换热的介质为中介水或防冻液。前者污水与制冷剂之间，经换热器壁面直接换热；后者则存在中介媒质，从而传热热阻增加，导致热泵系统效率随之下降。直接式系统是目前污水源热泵研究的前沿领域和发展方向。直接式系统与间接式系统相比有很大的优点，主要是:1，在同样的水源条件下供出同样多的热量，蒸发温度可提高5°C左右，热泵机组效率得以很大提高，系统总的耗电量可降低15%以上。2，省去了污水换热器及相应的中介水循环水泵，机房占地面积减少，不仅大大降低了土建和设备初投资，而且也减少水泵能耗。3，获取同样多的热量，所需的污水量可减小一半左右。间接式系统需要考虑中间换热的温差损失，这就限制了污水的降温幅度。当采用原生污水为热源时，在直接式污水源热泵的污水泵前，一般都采用滤网、格栅等过滤装置，对污水进行处理，但过滤网或污水泵还是经常堵塞，直接式污水源热泵一般都不能长时间稳定运行，所以，当前我国以原生污水作热源的直接式污水源热泵还不多见，文献所报道的几乎均为间接式污水源热泵。间接式污水源热泵由于污水换热器等中间系统的影响，污水资源利用成本比直接式污水源热泵的大，初投资及运行费用也较大。虽然直接式污水源热泵简单，节省了污水换热器，制热系数与运行费用均优于间接式污水源热泵，但当前直接式污水源热泵的发展不充分，原因在于:1，直接污水源热泵系统要求热泵机组的蒸发器/冷凝器能够“一器两用”，对蒸发器/冷凝器提出了特殊要求。2，直接式污水源热泵机组需经过特殊处理，技术难度较大。虽然人们有很多设想和试验，但都存在不足。3，直接式系统要求对热泵机组的蒸发器/冷凝器做较大的改造，而相应的机组厂家较少。间接式污水源热泵，污水不直接进机组，所需机组前的污水换热器已研制成功，并投入生产。到目前为止，还没有广泛地普及直接式污水源热泵系统；污水源热泵技术诞生以来，基本采用间接式系统，这是从可靠性角度考虑而采取的保守措施。实现无堵塞连续换热，是利用污水作为热泵冷热源的技术关键，尤其是对于直接式污水源热泵。解决恶劣水质对换热设备及管路的堵塞与污染，实现防腐与无污染换热，是一个世界性技术难题。城市污水水质对热泵的影响主要有腐蚀、结垢及堵塞。通常的做法是在城市污水和热泵之间，设置污水过滤装置和污水换热器，热泵从污水中吸收热量，或向污水中释放热量。交换能量后的污水，从回水管，返回到城市污水的排放系统中。由于污水粘度大、换热系数低，污水换热器必须做得很庞大；当用污水作为热泵的冷热源，污水必须净化，并经过一个在机组前的额外增设的污水/水换热器，将污水的热量或冷量传递到热泵中介水，这一过程将导致能量损失，降低热泵的能效比。如果污水不经过严格净化，不经过污水/水换热器，直接进入热泵，污水与制冷剂直接进行热交换，热泵中的污水流通管路，通常很快就被堵塞，以至于热泵完全不能工作。上述有关污水源热泵的
技术介绍
，在以下专著中有详细描述:1、赵军，戴传山，地源热泵技术与建筑节能应用，北京:中国建筑工业出版社，2009。2、张旭，热泵技术，北京:化学工业出版社，2007。3、陈东，谢继红，热泵热水装置，北京:化学工业出版社，2009。
技术实现思路
本专利技术的目的是给出一种直接式污水源热泵装置，它的结构包括:几个热泵主机、一个在线污水/氟利昂换热器、节流阀、单向阀和污水池。当按着供热方式运行时，污水是热源，置于污水池中的在线污水/氟利昂换热器是蒸发器，从热泵主机流出的液态氟利昂，经过单向阀和节流阀，进入蒸发器，从蒸发器获得热量，蒸发成蒸汽，再进入热泵主机，将热量传递给循环水，循环水向用户供热。当按着制冷方式运行时，污水是冷源，置于污水池中的在线污水/氟利昂换热器是冷凝器，从热泵主机流出的氟利昂蒸汽，进入冷凝器凝结，将热量传递给污水，液态氟利昂流出冷凝器，经过单向阀，再进入热泵主机，将冷量传递给循环水，循环水向用户供冷。所述置于污水池中的一个在线污水/氟利昂换热器，同时作为几个热泵主机的蒸发器或冷凝器。所述几个热泵主机，它们的结构相同，都包括:四通阀、压缩机、氟利昂/水换热器、节流阀和单向阀。热泵主机可以用于供热，也可以用于制冷。当用于供热时，氟利昂蒸汽进入热泵主机，经过四通阀和压缩机，进入氟利昂/水换热器，氟利昂向循环水传热，循环水向外供热，氟利昂蒸汽凝结后流出，通过单向阀，从热泵主机流出。当用于制冷时，液态的氟利昂进入主机，通过节流阀，进入氟利昂/水换热器，循环水向氟利昂传热，循环水向外供冷，氟利昂蒸发成蒸汽，再经过四通阀和压缩机，流出热泵主机。所述在线污水/氟利昂换热器，它包括:用于氟利昂进出的两个氟利昂接口管、多个氟利昂传热管、一接二联箱管，二接三联箱管，汇合管和垫脚。在线污水/氟利昂换热器是浸没在污水池内的排管换热器，呈长条状，横截面为多根传热管，顺排成矩形，可用作蒸发器，也可用作冷凝器。当用作蒸发器时，液态氟利昂通过氟利昂接口管，进入换热器最下边一排的各个氟利昂传热管，再经过一接二联箱管，进入上面两排各个氟利昂传热管，再经过二接三联箱管，进入最上面三排的各个氟利昂传热管，氟利昂液体全部变成蒸汽，进入汇合管，通过氟利昂接口管输出。垫脚支撑传热管排，保持管间距离。所述四通阀，它是含有四个截止阀、四个接出管的环形的流通氟利昂的管路结构，它包括:左上截止阀、右上截止阀、右下截止阀、左下截止阀、上接出管、右接出管、下接出管和左接出管。四个截止阀的进出口，用管路依次首尾相连，在每一个连接点上，再接出一个短管，作为接出管。在上接出管和右接出管之间，是右上截止阀，在右接出管和下接出管之间，是右下截止阀，在下接出管和左接出管之间，是左下截止阀，在左接出管和上接出管之间，是左上截止阀。所述压缩机，它是螺杆式压缩机，是一种回转式容积式压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直接式污水源热泵装置，它的结构包括：几个热泵主机、一个在线污水/氟利昂换热器、节流阀、单向阀和污水池；当按着供热方式运行时，污水是热源，置于污水池中的在线污水/氟利昂换热器是蒸发器，从热泵主机流出的液态氟利昂，经过单向阀和节流阀，进入蒸发器，从蒸发器获得热量，蒸发成蒸汽，再进入热泵主机，将热量传递给循环水，循环水向用户供热；当按着制冷方式运行时，污水是冷源，置于污水池中的在线污水/氟利昂换热器是冷凝器，从热泵主机流出的氟利昂蒸汽，进入冷凝器凝结，将热量传递给污水，液态氟利昂流出冷凝器，经过单向阀，再进入热泵主机，将冷量传递给循环水，循环水向用户供冷；其特征在于：所述置于污水池中的一个在线污水/氟利昂换热器，同时作为几个热泵主机的蒸发器或冷凝器。

【技术特征摘要】
1.一种直接式污水源热泵装置，它的结构包括:几个热泵主机、一个在线污水/氟利昂换热器、节流阀、单向阀和污水池； 当按着供热方式运行时，污水是热源，置于污水池中的在线污水/氟利昂换热器是蒸发器，从热泵主机流出的液态氟利昂，经过单向阀和节流阀，进入蒸发器，从蒸发器获得热量，蒸发成蒸汽，再进入热泵主机，将热量传递给循环水，循环水向用户供热； 当按着制冷方式运行时，污水是冷源，置于污水池中的在线污水/氟利昂换热器是冷凝器，从热泵主机流出的氟利昂蒸汽，进入冷凝器凝结，将热量传递给污水，液态氟利昂流出冷凝器，经过单向阀，再进入热泵主机，将冷量传递给循环水，循环水向用户供冷； 其特征在于:所述置于污水池中的一个在线污水/氟利昂换热器，同时作为几个热泵主机的蒸发器或冷凝器。2.按照权利要求1所述的一种直接式污水源热泵装置，其特征在于: 所述几个热泵主机，它们的结构相同，都包括:四通阀、压缩机、氟利昂/水换热器、节流阀和单向阀；热泵主机可以用于供热，也可以用于制冷；当用于供热时，氟利昂蒸汽进入热泵主机，经过四通阀和压缩机，进入氟利昂/水换热器，氟利昂向循环水传热，循环水向外供热，氟利昂蒸汽凝结后流出，通过单向阀，从热泵主机流出；当用于制冷时，液态的氟利昂进入主机，通过节流阀，进入氟利昂/水换热器，循环水向氟利昂传热，循环水向外供冷，氟利昂蒸发成蒸汽，再经过四通阀和压缩机，流出热泵主机。3.按照权利要求1所述的一种直接式污水源热泵装置，其特征在于: 所述在线污水/氟利昂换热器，它包括:用于氟利昂进出的两个氟利昂接口管、多个氟利昂传热管、一接二联箱 管，二接三联箱管，汇合管和垫脚；在线污水/氟利昂换热器是浸没在污水池内的排管换热器，呈长条状，横截面为多根传热管，顺排成矩形，可用作蒸发器，也可用作冷凝器；当用作蒸发器时，液态氟利昂通过氟利昂接口管，进入换热器最下边一排的各个氟利昂传热管，再经过一接二联箱管，进入上面两排各个氟利昂传热管，再经过二接三联箱管，进入最上面三排的各个氟利昂传热管，氟利昂液体全部变成蒸汽，进入汇合管，通过氟利昂接口管输出；垫脚支撑传热管排，保持管间距离。4.按照权利要求2所述的一种直接式污水源热泵装置，其特征在于: 所述四通阀，它是含有四个截止阀、四个接出管的环形的流通氟利昂的管路结构，它包括:左上截止阀、右上截止阀、右下截止阀、左下截止阀、上接出管、右接出管、下接出管和左接出管； 四个截止阀的进出口，用管路依次首尾相连，在每一个连接点上，再接出一个短管，作为接出管；在上接出管和右接出管之间，是右上截止阀，在右接出管和下接出管之间，是右下截止阀，在下接出管和左接出管之间，是左下截止阀，在左接出管和上接出管之间，是左上截止阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚德敏，李金峰，李伟，张勇，
申请(专利权)人：哈尔滨工大金涛科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：