專利名稱：一種特種污水源熱泵機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水源熱泵機(jī)組，具體的說涉及一種以污水為熱源的特種污水源熱 泵機(jī)組，屬于地源熱泵技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為貫徹國務(wù)院關(guān)于節(jié)能減排戰(zhàn)略部署，深入做好建筑節(jié)能工作，加快可再生能源 在城市建筑領(lǐng)域應(yīng)用，開發(fā)淺層地?zé)崮苜Y源，采用原生污水源熱泵技術(shù)解決供暖和制冷問 題的熱潮正在我國大規(guī)模興起。為推進(jìn)可再生能源建筑中的應(yīng)用，原生污水源熱泵已邁進(jìn) 新的節(jié)能領(lǐng)域。
原生污水源熱泵的減排效果主要體現(xiàn)在以下兩個方面。我國以火電為主，煤炭在 我國總的能源消費結(jié)構(gòu)中約占67%。因此，原生污水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在節(jié)能的同時，首先減 少了 C02、S02、N0x、粉塵等污染物的排放量。原生污水源熱泵較空氣源熱泵可以減少68% 的C02排放量和75%的NOx排放量；原生污水源熱泵較空氣源熱泵減少了 40%的S02排 放量和37%的NOx排放量；哈爾濱地區(qū)原生污水源熱泵的C02排放量約是燃煤鍋爐加電制 冷的49. 9% ；可見，原生污水源熱泵具有顯著的減少大氣污染、減少溫室氣體排放的環(huán)境效■、Λfrff. ο
其次，原生污水源熱泵在夏季具有較大的建筑物廢熱減排效果。夏季，大量的建筑 內(nèi)部廢熱通過不同的形式排向建筑室外環(huán)境，加劇了城市熱島效應(yīng)。
研究表明，城市內(nèi)部環(huán)境溫度比城市周圍環(huán)境溫度高1 5°C、甚至10°C以上，城 市熱島效應(yīng)加劇了城市高溫出現(xiàn)的頻率和高溫災(zāi)害，不僅惡化了城市環(huán)境，而且又反過來 增大了建筑空調(diào)負(fù)荷和空調(diào)耗電，造成民眾生活、城市建筑和城市環(huán)境的惡性循環(huán)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是提供一種能夠利用城市廢水作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的 高效節(jié)能、運行費用低的特種污水源熱泵機(jī)組。
為了解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種特種污水源熱泵機(jī)組，包括依次通過管路連接的壓縮機(jī)、污水源換熱器、儲液 器和用戶端換熱器以及氣液分離器，所述氣液分離器的出口與壓縮機(jī)的進(jìn)口連通形成回路。
所述壓縮機(jī)與污水源換熱器的連接管路上依次安裝有蝶閥、蝶閥和止回閥，所述 蝶閥并聯(lián)有熱量調(diào)節(jié)器。
所述壓縮機(jī)與污水源換熱器的連接管路上設(shè)有與蝶閥和止回閥并聯(lián)的管路。
所述污水源換熱器與儲液器之間的管路上安裝有膨脹閥，所述膨脹閥并聯(lián)有止回 閥。
所述儲液器與用戶端換熱器之間的管路上安裝有膨脹閥，所述膨脹閥并聯(lián)有止回 閥。
所述用戶端換熱器的出口與止回閥和蝶閥之間的連接管路連通。
所述氣液分離器的進(jìn)口與止回閥和止回閥之間的連接管路連通。
本發(fā)明以污水為熱源，冬季采集來自污水的低品位熱能，借助熱泵系統(tǒng)，通過消耗 部分電能，將所取得的能量供給室內(nèi)取暖；在夏季把室內(nèi)的熱量取出，釋放到水中，以達(dá)到 夏季空調(diào)的目的。它有以下特點
1、環(huán)保效益顯著。污水源熱泵系統(tǒng)是利用了城市廢水作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換 的供暖空調(diào)系統(tǒng)，污水經(jīng)過換熱設(shè)備后留下冷量或熱量返回污水干渠，污水與其他設(shè)備或 系統(tǒng)不接觸，密閉循環(huán)，不污染環(huán)境與其他設(shè)備或水系統(tǒng)。供熱時省去了燃煤、燃?xì)?、然油?鍋爐房系統(tǒng)，沒有燃燒過程，避免了排煙污染；不產(chǎn)生任何廢渣、廢水、廢氣和煙塵，環(huán)境效 益顯著。城市污水熱泵供暖系統(tǒng)，僅使用少量電能驅(qū)動便可達(dá)到冬季采暖，是一種新型的 綠色環(huán)保的供暖方式。城市污水熱泵系統(tǒng)，不僅具有改變大氣環(huán)境的實際功效，還可作為體 現(xiàn)“綠色工程”的形象代表。我國年污水排放量達(dá)464億立方米，如完全利用可節(jié)省用煤量 0. 33億噸，以全國年總能耗30億噸標(biāo)煤計算，達(dá)到了 1. 1%，若按暖通空調(diào)的一次能源消耗 量10億噸標(biāo)煤計算，達(dá)3. 3%。同時每年可減少C02排放量達(dá)26. 2億噸。
2、高效節(jié)能。冬季，污水溫度比環(huán)境空氣溫度高，所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高， 能效比也提高。
設(shè)單位污水量以100立方米計，所能利用的顯熱溫差為5°C，則可利用冷熱量為Q =2. lX106kJo供暖時相當(dāng)于71. 3kg06. 38元)燃煤。
節(jié)能率燃煤供熱效率為0. 6，發(fā)電效率為1/3，水源熱泵效率為4/3，節(jié)能率為 55%。
3、運行穩(wěn)定可靠。水體的溫度一年四季相對穩(wěn)定，其波動的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣的 變動，是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源，水體溫度較恒定的特性，使得熱泵機(jī)組運行更可靠、 穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點問題。
4、一機(jī)多用，應(yīng)用范圍廣。此熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換 原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。城市污水熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用城市污水，冬季取熱供 暖，夏季排熱制冷，全年取熱供應(yīng)生活熱水，夏季空調(diào)季節(jié)可實施部分免費生活熱水供應(yīng)。 一套系統(tǒng)冬夏兩用，實現(xiàn)三個功能。
5、初投資、運行費低。城市污水源熱泵系統(tǒng)具有初投資低，運行費低的巨大經(jīng)濟(jì)優(yōu) 勢，較其他系統(tǒng)節(jié)省投資與運行費用20%左右。實際工程運行效果良好，經(jīng)濟(jì)效益顯著。系 統(tǒng)根據(jù)室外溫度及室內(nèi)溫度要求自動調(diào)節(jié)，可做到無人看管，同時也可做到聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。污水 熱系統(tǒng)原理簡單，設(shè)備的可靠性強(qiáng)，維護(hù)量小，平時無設(shè)備的維護(hù)問題。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明


附圖為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1-壓縮機(jī)；2-熱量調(diào)節(jié)器；3-污水源換熱器；4、6_膨脹閥；5_儲液器；7_用 戶端換熱器；8-氣液分離器；9、10、11、12、13、18、19-蝶閥；14、15、16、17、20、21_止回閥。
具體實施方式
實施例，一種特種污水源熱泵機(jī)組，如圖所示，包括依次通過管路連接的壓縮機(jī)1、 污水源換熱器3、儲液器5和用戶端換熱器7以及氣液分離器8，所述氣液分離器8的出口 與壓縮機(jī)1的進(jìn)口連通形成回路。
所述壓縮機(jī)1與污水源換熱器3的連接管路上依次安裝有蝶閥10、蝶閥12和止回 閥14，所述蝶閥10并聯(lián)有熱量調(diào)節(jié)器2。
所述壓縮機(jī)1與污水源換熱器3的連接管路上設(shè)有與蝶閥12和止回閥14并聯(lián)的 管路，在該管路上依次安裝有蝶閥13和止回閥15、蝶閥18、止回閥20以及止回閥21和蝶 閥19，所述蝶閥19與水源換熱器3連通。
所述污水源換熱器3與儲液器5之間的管路上安裝有膨脹閥4，所述膨脹閥4并聯(lián) 有止回閥16。
所述儲液器5與用戶端換熱器7之間的管路上安裝有膨脹閥6，所述膨脹閥6并聯(lián) 有止回閥17。
所述用戶端換熱器7的出口與止回閥15和蝶閥18之間的連接管路連通。
所述氣液分離器8的進(jìn)口與止回閥20和止回閥21之間的連接管路連通。
制冷時，當(dāng)飽和狀態(tài)的制冷劑從汽液分離器8通過管路，被吸入壓縮機(jī)1進(jìn)行壓 縮，經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮后，制冷劑蒸汽達(dá)到超熱高溫高壓的狀態(tài)，通過管路和蝶閥10，蝶閥 12、止回閥14，到達(dá)污水源換熱器3，在污水源換熱器3中，進(jìn)行一次熱交換，超熱高溫高壓 狀態(tài)的制冷劑蒸汽將其中的熱傳遞給通過污水源換熱器3中的冷卻水，超熱高溫高壓狀態(tài) 的制冷劑蒸汽溫度將下降，此時制冷劑處在氣液相共存的狀態(tài)，制冷劑在其內(nèi)凝結(jié)并釋放 出熱量，這些熱量將由冷卻水帶走，制冷劑將凝結(jié)成液態(tài)，冷凝器中的冷凝過程是等壓過 程。散熱完成后，飽和狀態(tài)液態(tài)制冷劑經(jīng)過管路和止回閥16到達(dá)儲液器5，將多余的制冷劑 儲存起來，其余的制冷劑經(jīng)過管路到達(dá)膨脹閥6，在膨脹閥6中，會進(jìn)行等焓的膨脹過程，壓 力會降低，制冷劑溫度也會下降，此時制冷劑在低壓與飽和溫下降的情況下，進(jìn)入用戶端換 熱器7，在此，用戶端換熱器7才是真正產(chǎn)生制冷效應(yīng)的設(shè)備，制冷劑在其內(nèi)吸熱汽化，從而 達(dá)到空調(diào)冷卻房屋內(nèi)室的目的。
用戶端換熱器7內(nèi)制冷劑的汽化過程是等壓下的沸騰過程，沸騰時的溫度為該壓 力下的飽和溫度，低壓低溫的制冷劑氣體通過管路和蝶閥18、止回閥20到達(dá)汽液分離器8， 分離出去液體后的氣態(tài)制冷劑，被壓縮機(jī)1吸入，完成一整個的空調(diào)制冷循環(huán)。
制冷的同時制取高溫?zé)崴畷r，飽和狀態(tài)的制冷劑從汽液分離器8通過管路，被吸 入壓縮機(jī)1進(jìn)行壓縮，經(jīng)過壓縮機(jī)1壓縮后，制冷劑蒸汽達(dá)到超熱高溫高壓的狀態(tài)，通過管 路和蝶閥9，蝶閥11進(jìn)入熱量調(diào)節(jié)器2中，在此發(fā)明的獨特的系統(tǒng)設(shè)計時，已經(jīng)充分考慮了 超熱高溫高壓的狀態(tài)制冷劑蒸汽在該熱量調(diào)節(jié)器中的停留時間的長短對外熱交換量的大 小的影響，讓它能夠充分的起到調(diào)節(jié)器的作用。如果，要求溫度高一些，就必須讓達(dá)到超熱 高溫高壓的狀態(tài)制冷劑蒸汽在此能量調(diào)節(jié)器中的時間長一些，盡可能的讓它在高溫高壓下 所具有的蓄能蓄壓在能量調(diào)節(jié)器作用下，充分的熱交換，盡可能的將全部的蒸汽的顯熱部 分和大部分的潛熱挖掘出來，以求得到所希望的高溫水。其余部分的說明同以制冷運行狀 態(tài)的說明。
蝶閥10、蝶閥13、止回閥15、止回閥17、蝶閥19、止回閥21開啟，
蝶閥9、蝶閥11、蝶閥12、止回閥14、止回閥16、蝶閥18、止回閥20關(guān)閉。
本發(fā)明中的污水換熱器，無論是在制冷運行狀態(tài)，或者是在制熱運行狀態(tài)，其根本 上的希望是盡可能的將污水源中的能量挖掘出來，并通過我們的熱泵機(jī)組用于我們所需 要的地方，夏季用于制冷，冬季用于制熱，同時制取生活用熱水。
權(quán)利要求
1.一種特種污水源熱泵機(jī)組，包括壓縮機(jī)(1)，其特征在于所述壓縮機(jī)(1)通過管路 依次連接有污水源換熱器(3)、儲液器( 和用戶端換熱器(7)以及氣液分離器(8)，所述 氣液分離器(8)的出口與壓縮機(jī)(1)的進(jìn)口連通形成回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種特種污水源熱泵機(jī)組，其特征在于所述壓縮機(jī)(1)與 污水源換熱器C3)的連接管路上依次安裝有蝶閥(10)、蝶閥(1 和止回閥(14)，所述蝶閥 (10)并聯(lián)有熱量調(diào)節(jié)器(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種特種污水源熱泵機(jī)組，其特征在于所述壓縮機(jī)(1) 與污水源換熱器(3)的連接管路上設(shè)有與蝶閥(1 和止回閥(14)并聯(lián)的管路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種特種污水源熱泵機(jī)組，其特征在于所述污水源換熱器 (3)與儲液器(5)之間的管路上安裝有膨脹閥G)，所述膨脹閥并聯(lián)有止回閥(16)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種特種污水源熱泵機(jī)組，其特征在于所述儲液器(5)與 用戶端換熱器(7)之間的管路上安裝有膨脹閥(6)，所述膨脹閥(6)并聯(lián)有止回閥(17)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種特種污水源熱泵機(jī)組，其特征在于所述用戶端換熱器 (7)的出口與止回閥(15)和蝶閥(18)之間的連接管路連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種特種污水源熱泵機(jī)組，其特征在于所述氣液分離器(8) 的進(jìn)口與止回閥00)和止回閥之間的連接管路連通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種特種污水源熱泵機(jī)組，包括依次通過管路連接的壓縮機(jī)、污水源換熱器、儲液器和用戶端換熱器以及氣液分離器，所述氣液分離器的出口與壓縮機(jī)的進(jìn)口連通形成回路，本發(fā)明以污水為熱源，冬季采集來自污水的低品位熱能，借助熱泵系統(tǒng)，通過消耗部分電能，將所取得的能量供給室內(nèi)取暖；在夏季把室內(nèi)的熱量取出，釋放到水中，以達(dá)到夏季空調(diào)的目的。
文檔編號F25B41/06GK102032717SQ201010613649
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者任洪凱, 劉春樹, 王澤富 申請人:王澤富