本發(fā)明屬于城市污水與城市地源配合式換熱系統(tǒng),特別涉及快速連接高耐腐蝕性高壽命管道污水換熱裝置。
背景技術(shù):
隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,我國乃至全世界總耗能逐年增加,大量的消耗化石燃料帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染問題,能源缺乏和環(huán)境污染問題已成為當(dāng)今世界的一重要課題。因此,清潔可再生能源的利用及大力開發(fā)成為發(fā)展的趨勢,也是實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的重要途徑。熱泵技術(shù),特別是將城市污水熱能作為低品位熱源/冷源進(jìn)行供熱/供冷的污水源熱泵技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的有效途徑之一,并且越來越受到世界各國的關(guān)注。
現(xiàn)有的污水源熱泵技術(shù)使用壽命短,氣密性差,安轉(zhuǎn)固定復(fù)雜,缺少靈活性,抗化學(xué)腐蝕能力較弱,對污水水質(zhì)要求較高。在以往的研究中有一些熱泵系統(tǒng)加入污水過濾裝置并利用過濾后的污水直接與制冷劑換熱的方法,但是該方法中的過濾裝置往往要消耗大量的電能等能源,同時(shí)過濾效果也不甚理想,很難達(dá)到直接式污水換熱器對污水的水質(zhì)要求,因此開發(fā)一種可直接與原生污水換熱的換熱裝置是減少能耗,提高熱泵熱效率的有效途徑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種城市污水與城市地源配合式換熱系統(tǒng),使城市污水與地源熱能的同步利用,實(shí)現(xiàn)一種可持續(xù)性新能源供應(yīng)方式。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)目的的技術(shù)方案如下:
一種城市污水與城市地源配合式換熱系統(tǒng),包括熱交換管道、供熱系統(tǒng)、熱泵、污水提供用戶,熱用戶、污水管道以及排污池,其中熱交換管道包括污水輸送管和污水輸送管外緣纏繞的換熱管,換熱管內(nèi)為清水,污水提供用戶提供的具有10-20℃溫度的污水通過交換管道中的污水輸送管匯集,匯集后的污水至排污池,,清水通過換熱管連接至供熱系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置的熱泵,熱泵將清水輸送到供熱系統(tǒng)進(jìn)行加熱,加熱至60-90℃,通過管道,將60-90℃的清水輸送中熱用戶。
而且,所述的供熱系統(tǒng)包含了熱泵、鍋爐、熱電廠,并將熱能儲(chǔ)存與儲(chǔ)熱罐中,利用熱電廠將清水加熱。
而且,所述熱交換管道的結(jié)構(gòu)為:包括污水輸送管和循環(huán)換熱管,所述循環(huán)換熱管同軸間隔螺旋纏繞固裝于污水輸送管外緣,其中污水輸送管的兩端分別制有連接口,污水輸送管為金屬制導(dǎo)熱管,污水輸送管內(nèi)壁同軸制有保溫層,保溫層內(nèi)壁同軸制有污水輸送層,在循環(huán)換熱管的兩端分別制有清水輸出管和輸入管。
而且,所述的輸送管和輸出管的材料為耐熱型交聯(lián)聚烯烴。
而且,所述輸送層的主要材料是高密度聚乙烯。
而且,所述保溫層的主要材料是硬泡沫。
而且,所述污水輸送管和循環(huán)換熱管的主要材料是不銹鋼。
而且,在所述輸出管和輸入管上制有連接閥。
本發(fā)明的有益效果如下:
1、本申請供的一種城市污水與城市地源配合式換熱系統(tǒng)壽命可達(dá)50年,換熱系統(tǒng)中克拉管的應(yīng)用帶入了最尖端的焊接方式減少了壓力的損失,實(shí)現(xiàn)了無滲透是水循環(huán)系統(tǒng)。污水的循環(huán)性實(shí)現(xiàn)了不間斷能源供應(yīng)(如風(fēng)能和水能),實(shí)現(xiàn)了城市污水熱能和地源熱能的升級利用。
2、本發(fā)明節(jié)省高達(dá)50%城市一次能源(如電能,熱能),減少25%-50%的二氧化碳排放,減少熱水供熱所產(chǎn)生的負(fù)荷。
3、本申請的連接裝置為便捷安裝,降低了安裝難度,更換部件靈活,整個(gè)系統(tǒng)具有優(yōu)良的抗化學(xué)腐蝕性,該系統(tǒng)是一種輕量化綠色環(huán)保產(chǎn)品。
4、本申請的熱交換管道的污水管具有多層結(jié)構(gòu),所述的管道換熱管道的輸送層的主要材料是高密度聚乙烯,承壓層的主要材料是聚丙烯,加熱層的主要材料是不銹鋼,保溫層的主要材料是硬泡沫,能夠達(dá)到承重、保溫和傳熱的目的,解決了現(xiàn)有的管道的諸多問題。
附圖說明
圖1為配合式換熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為熱交換管道的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述,以下實(shí)施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
一種城市污水與城市地源配合式換熱系統(tǒng),如圖1所示,包括熱交換管道5、供熱系統(tǒng)4、熱泵6、熱電廠7、污水提供用戶1,熱用戶2、3、污水管道9、排污池8,清水管道10,其中熱交換管道包括污水輸送管和污水輸送管外緣纏繞的換熱管10,換熱管內(nèi)為可使用的水(下稱清水),污水提供用戶提供的具有10-20℃溫度的污水通過交換管道中的污水輸送管匯集,匯集后的污水至排污池,后續(xù)處理合格,直接排放至外部環(huán)境中。清水通過換熱管連接至供熱系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置的熱泵,熱泵將清水輸送到供熱系統(tǒng)進(jìn)行加熱,加熱至80℃左右,通過管道,將80℃左右的清水輸送中熱用戶。
所述的供熱系統(tǒng)包含了熱泵、鍋爐、熱電廠,并將熱能儲(chǔ)存與儲(chǔ)熱罐中,可以利用熱電廠將清水加熱。
所述的供熱回路連接供熱系統(tǒng)和熱用戶,最高耐熱溫度為90度,供熱回路所采用管材材料為:耐熱型交聯(lián)聚烯烴。
所述的熱用戶(暖氣和洗澡用水)將熱能直接用于用戶不同方式的使用,并將使用完的生活污水排放至污水管道中。所述的排污管道端口處設(shè)有過濾裝置,將過濾出的雜質(zhì)排放至排污池中。
所述熱交換管道的結(jié)構(gòu)為:包括污水輸送管(1-8、1-6)和循環(huán)換熱管1-7(也是圖1中10),所述循環(huán)換熱管同軸間隔螺旋纏繞固裝于污水輸送管外緣,可以通過焊接等方式固定,其中污水輸送管的兩端分別制有連接口1-1和1-9,用于污水輸送管端部同軸密封連接,污水輸送管為金屬制導(dǎo)熱管,污水輸送管內(nèi)壁同軸制有保溫層1-5,保溫層內(nèi)壁同軸制有污水輸送層1-4,在循環(huán)換熱管的兩端分別制有清水輸出管1-10和輸入管1-2。
所述的輸送管和輸出管的材料為耐熱型交聯(lián)聚烯烴。所述輸送層的主要材料是高密度聚乙烯,保溫層的主要材料是硬泡沫,污水輸送管和循環(huán)換熱管的主要材料是不銹鋼。
在輸出管和輸入管上制有連接閥,用于連接熱泵。熱泵在運(yùn)行狀態(tài)時(shí),污水輸送管的污水對循環(huán)換熱管內(nèi)的清水1-3進(jìn)行直接加熱,并對土壤進(jìn)行間接加熱。當(dāng)熱泵在停止?fàn)顟B(tài)時(shí),主管內(nèi)的污水間接的將能量儲(chǔ)存于土壤中。
焊接方式為熱循環(huán)回路。
連接閥為家用連接快速連接,其材料為不銹鋼。所述的熱交換管道可以定制長度,交換器設(shè)有子母口,其連接方式為熱熔快速連接。
換熱器原理:Q總=Q土壤+Q空氣+Q污水
本申請?zhí)峁┑呐浜鲜綋Q熱系統(tǒng)的換熱過程如下:
1、污水與鋪設(shè)周圍的土壤中的不間斷的將熱量交換到生活用水中,將熱量輸送到供熱系統(tǒng)中的熱泵。
2、鍋爐中的熱和熱電廠產(chǎn)生的熱能加上通過城市污水熱交換產(chǎn)生的熱能儲(chǔ)存于儲(chǔ)熱罐中。熱能由儲(chǔ)熱罐進(jìn)行輸送,整個(gè)鍋爐、熱泵、熱電廠、儲(chǔ)熱罐組成供熱系統(tǒng)。
3、儲(chǔ)熱罐中的熱能流經(jīng)供熱回路(水溫80度)進(jìn)入熱用戶,使用方式大多如取暖,生活熱水及生活用水。
4、熱用戶使用完的生活污水排入污水管道(溫度10-20度),污水再次進(jìn)入熱交換裝置。
5、污水管道段末設(shè)置排污池,用于排除污水中的雜質(zhì)。