專利名稱：城市污水集中供熱(冷)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于供熱工程領(lǐng)域中的一種新式節(jié)能環(huán)保型供熱、空調(diào)裝置。
背景技術(shù)：
在我國，建筑物冬季供熱和夏季供冷的燃料消耗量占總?cè)剂舷牧康?5％以上，這些燃料燃燒所產(chǎn)生的煙塵嚴重污染著空氣，使人類生存的環(huán)境不斷地惡化。近年來，隨著人們環(huán)境意識的逐步增強，自然界燃料總量的日益減少以及燃料價格的不斷上漲，促使業(yè)內(nèi)人士不斷地探索新的清潔能源和節(jié)能環(huán)保型供熱、供冷新技術(shù)，并且取得了一定的成效。如九十年代末我國成功地引進并應(yīng)用的“水源熱泵”、“地源熱泵”技術(shù)，對減少污染、緩解能源危機起到了積極的作用。但經(jīng)過幾年的應(yīng)用實踐發(fā)現(xiàn)，該項技術(shù)至少存在如下三方面的問題，而無法大面積的推廣應(yīng)用。
1、受地域限制而無法在全國范圍內(nèi)推廣。
因水源熱泵供熱(冷)系統(tǒng)是以地下水為低溫?zé)嵩?，所以必須是在地下水資源豐富的地區(qū)應(yīng)用，而我國又是水資源相對貧乏的國家，因此只能在少數(shù)地區(qū)應(yīng)用，無法大面積推廣。
2、受水資源保護的限制而難以實施。
由于水資源的貧乏，各個城市對地下水的開采均有嚴格的限制，而水源熱泵供熱(冷)系統(tǒng)由于水循環(huán)回灌技術(shù)的不完善以及地質(zhì)構(gòu)造的原因，地下水難以全部回灌，跑、冒現(xiàn)象嚴重。據(jù)了解，目前正在運行的水源熱泵系統(tǒng)有90％以上回灌率不足70％。另外，有的系統(tǒng)由于設(shè)計不合理，造成地下水污染，因此該項技術(shù)在許多地區(qū)難以實施。
3、受國情現(xiàn)狀限制而無法大面積推廣應(yīng)用地源熱泵技術(shù)是通過在土壤里埋設(shè)水循環(huán)管取得土壤中的低品位熱能，雖然不用地下水，但由于土壤埋管傳熱效率極低(每平方米采暖面積需3~4平方米的土壤埋管面積來提供熱量)，需有大量的土地面積用以埋管。而我國的建筑密度大，單體建筑物面積大，建筑物周邊空地較小，無法滿足埋管要求。同時，地源熱泵系統(tǒng)造價是傳統(tǒng)采暖方式的2~3倍，因此，無法大面積推廣，只能在單體別墅等較小面積的高檔建筑上應(yīng)用。
對于綜上所述各種問題，故而研制一種新型的城市污水集中供熱(冷)裝置已克服現(xiàn)存問題是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有新技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于研制一種能夠利用城市污水替代地下水和土壤取熱的，滿足集中供熱(冷)需要的，高效節(jié)能、無污染的新型裝置。利用城市污水處理廠排放的廢水和少量的用于驅(qū)動壓縮機用的電能作熱源，不僅可取代燃煤、燃油和燃氣鍋爐，達到節(jié)能、無污染，不受地域和國情現(xiàn)狀限制、可大范圍推廣應(yīng)用的目的，而且還可充分體現(xiàn)“發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟”的理念，實現(xiàn)資源循環(huán)利用，變廢為寶，減少初投資，保護地下水資源。
一種城市污水集中供熱(冷)裝置；其結(jié)構(gòu)由旋轉(zhuǎn)式連續(xù)過濾除污器、污水提升泵、可自動連續(xù)清淤，無堵塞、耐腐蝕的污水源熱泵專用蒸發(fā)器、半封閉螺桿壓縮機、可自動連續(xù)清淤，無堵塞、耐腐蝕的污水源熱泵專用冷凝器及制冷元件等組成；經(jīng)廢水調(diào)節(jié)池、污水管、吸氣管、排氣管、供熱(冷)水管相連構(gòu)成裝置；本發(fā)明所述的旋轉(zhuǎn)式連續(xù)過濾除污器由過濾箱體、滾桶篩、除污板所組成；滾桶篩的兩端同安裝在過濾箱體上的空心軸相固連；除污板活動懸掛在吊桿上，在過濾箱體底端開有定時排污口，在空心軸的外伸出端裝有主動軸皮帶輪，出水口分別設(shè)于空心軸內(nèi)；本發(fā)明所述的污水源熱泵專用蒸發(fā)器由供液分配器、污水過流管束、防腐處理封頭所組成；供液分配器和污水過流管束通過聯(lián)結(jié)體相固定形成中間體，在聯(lián)結(jié)體的左、右兩端裝有同污水過流管束相連通的防腐處理封頭；本發(fā)明所述的污水源熱泵專用冷凝器由兩級液、油分離裝置、污水過流管束和防腐處理封頭所組成；兩級液、油分離裝置和污水過流管束通過聯(lián)接體相固定形成中間體；在聯(lián)接體的左、右兩端裝有同污水過流管束相連通的防腐處理封頭。
本發(fā)明除具備一般水源熱泵的高效節(jié)能、無污染、一機多用的優(yōu)點外，還具有如下特點1、初投資省。因污水源供熱系統(tǒng)可直接利用污水處理廠排放水，無需鉆井取地下水，可節(jié)省鉆井費用，比一般地下水源熱泵機組節(jié)省10％的初投資。
2、運行費用低。因污水源水泵提升高度遠低于井水動水位(一般為地下10~50米)提升高度，消耗功率大大降低，所以運行費用比地下水源熱泵供熱系統(tǒng)低7％左右。
3、不受地域限制，可大范圍地推廣應(yīng)用。凡是有污水處理廠的地方均可采用。
4、可實現(xiàn)資源循環(huán)利用，變廢為寶，增加污水處理廠的運行收入。目前國內(nèi)的污水處理廠處理后的廢水大多數(shù)直接排放，若利用該裝置即可生產(chǎn)熱量出售。1個日處理量為10萬噸的污水處理廠，冬季可為100萬m2的建筑供熱，按現(xiàn)行城市供熱收費標準，一個冬季至少可實現(xiàn)500萬元的純利潤。同時，取熱后的廢水還可回流，不影響作為中水回用。
5、環(huán)境效益顯著。目前國內(nèi)城鎮(zhèn)日污水排放量約為8000萬~1億噸，僅需要采暖的三北地區(qū)污水排放量也有4000萬噸。若全部加以利用，可滿足4億m2建筑供熱(冷)需求，年可節(jié)省標準煤800萬噸(按每平方米采暖面積一個采暖期平均消耗20公斤標準煤計算)，可減少煙塵排放量880億m3，CO2減排量為1760萬噸。


本發(fā)明共有四張附圖，其中附圖1是城市污水集中供熱(冷)裝置的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)圖附圖2是旋轉(zhuǎn)式連續(xù)過濾除污器結(jié)構(gòu)圖附圖3是污水源熱泵專用蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)圖附圖4是污水源熱泵專用冷凝器結(jié)構(gòu)中1、旋轉(zhuǎn)式連續(xù)過濾除污器 2、污水提升泵 3、污水源熱泵專用蒸發(fā)器 4、半封閉螺桿式壓縮機 5、污水源熱泵專用冷凝器 6、排氣管 7、除污板 8、主動軸皮帶輪 9、出水口 10、定時排污口11、滾桶篩 12、出水口 13、空心軸 14、防腐處理封頭 15、供液分配器 16、污水過流管束17、防腐處理封頭 18、防腐處理封頭 19、污水過流管束 20、防腐處理封頭 21、兩級液、油分離裝置 22、吸氣管 23、污水管 24、廢水調(diào)節(jié)水池 25、污水廠排水口 26、熱用戶 27、供熱(冷)水管 28、空心軸 29、過濾箱體30、吊桿 31、聯(lián)接體 32、聯(lián)接體 33、提升泵具體實施方式
利用城市污水處理廠排放的廢水作熱泵熱源的關(guān)鍵是要解決熱泵蒸發(fā)器的淤塞問題和整個裝置的防腐問題。
因為目前國內(nèi)污水處理廠大多數(shù)采用“生物化學(xué)法”處理污水，其二沉池排放水中存有較多懸浮物，且具有一定的粘性。特別是在北方的冬季，當(dāng)水溫較低時，廢水中的生物菌活力差，菌膠團聚膠能力下降，不易沉淀，極易淤塞蒸發(fā)器。另外，污水廠排放的廢水PH值一般在8~10左右，具有一定的腐蝕性。
為解決上述問題，實現(xiàn)利用污水作熱泵熱源的目的，本發(fā)明研制了一種由旋轉(zhuǎn)式連續(xù)過濾除污器1、污水提升泵2、可自動連續(xù)清淤，無堵塞、耐腐蝕的污水源熱泵專用蒸發(fā)器3、半封閉螺桿式壓縮機4、可自動連續(xù)清淤，無堵塞、耐腐蝕的污水源熱泵專用冷凝器5及制冷元件為一體的利用城市污水集中供熱(冷)裝置。由污水廠排水口25排出的污水進入旋轉(zhuǎn)式連續(xù)過濾除污器1內(nèi)經(jīng)處理過濾后污水流入廢水調(diào)節(jié)水池24內(nèi)，而其污物排放。進入廢水調(diào)節(jié)水池24內(nèi)的污水經(jīng)污水提升泵2和污水管23送入污水源熱泵專用蒸發(fā)器3中，與低溫液態(tài)工質(zhì)進行熱交換，降溫后回放至排水口排放或做中水用。工質(zhì)氣化后經(jīng)吸氣管22進入半封閉螺桿式壓縮機4內(nèi)，加壓后通過排氣管6送入污水源熱泵專用冷凝器5內(nèi)與供熱系統(tǒng)水進行熱交換，加熱后的系統(tǒng)水經(jīng)循環(huán)泵33加壓后送至熱用戶26。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于有污水處理廠的城市集中供熱(冷)工程。
本發(fā)明的工作原理如下城市污水處理廠二沉池排水溫度隨所在地理緯度不同有所變化，一般冬季為8~20℃，夏季23~28℃。冬季供熱運行時，廢水經(jīng)旋轉(zhuǎn)式連續(xù)過濾除污器凈化后，由污水提升泵加壓流經(jīng)污水源熱泵專用蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內(nèi)，廢水中的熱焓被進入蒸發(fā)器的低溫液態(tài)工質(zhì)汽化吸收。廢水溫度降5~7℃后回放至排水口排放，或進入中水處理裝置處理后另做它用。在蒸發(fā)器內(nèi)汽化后的低溫工質(zhì)氣體經(jīng)吸氣管進入壓縮機，經(jīng)絕熱壓縮后變?yōu)楦邷馗邏汗べ|(zhì)過熱氣體，并經(jīng)排氣管進入污水源熱泵專用冷凝器，在冷凝器內(nèi)，采暖(空調(diào))系統(tǒng)的回水，吸收高溫高壓工質(zhì)氣體的汽化潛熱溫度升至55~60℃后向用戶供熱，而高溫工質(zhì)氣體則冷凝為液態(tài)，經(jīng)節(jié)流后再進入蒸發(fā)器，重復(fù)上述過程，不斷地吸收廢水中的熱量。夏季供冷時，系統(tǒng)水路進行切換，即空調(diào)系統(tǒng)水進蒸發(fā)器，降溫后供向用戶，污水進入冷凝器，升溫后將熱量帶走排放掉。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1一種城市污水集中供熱(冷)裝置；其特征在于由旋轉(zhuǎn)式連續(xù)過濾除污器(1)、污水提升泵(2)、可自動連續(xù)清淤，無堵塞、耐腐蝕的污水源熱泵專用蒸發(fā)器(3)、半封閉螺桿壓縮機(4)、可自動連續(xù)清淤，無堵塞、耐腐蝕的污水源熱泵專用冷凝器(5)及制冷元件等組成；經(jīng)廢水調(diào)節(jié)池(24)、污水管(23)、吸氣管(22)、排氣管(6)、供熱(冷)水管(27)相連構(gòu)成裝置。
權(quán)利要求2根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市污水集中供熱(冷)裝置；其特征在于旋轉(zhuǎn)式連續(xù)過濾除污器(1)由過濾箱體(29)、滾桶篩(11)、除污板(7)所組成；滾桶篩(11)的兩端同安裝在過濾箱體(29)上的空心軸(13、28)相固連；除污板(7)活動懸掛在吊桿(30)上，在過濾箱體(29)底端開有定時排污口(10)，在空心軸(28)的外伸出端裝有主動軸皮帶輪(8)，出水口(12、9)分別設(shè)于空心軸(13、28)內(nèi)。
權(quán)利要求3根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市污水集中供熱(冷)裝置；其特征在于污水源熱泵專用蒸發(fā)器(3)由供液分配器(15)、污水過流管束(16)、防腐處理封頭(14、17)所組成；供液分配器(15)和污水過流管束(16)通過聯(lián)結(jié)體(31)相固定形成中間體，在聯(lián)結(jié)體(31)的左、右兩端裝有同污水過流管束(16)相連通的防腐處理封頭(17、14)。
權(quán)利要求4根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市污水集中供熱(冷)裝置；其特征在于污水源熱泵專用冷凝器(5)由兩級液、油分離裝置(21)、污水過流管束(19)和防腐處理封頭(18、20)所組成；兩級液、油分離裝置和污水過流管束(19)通過聯(lián)接體(32)相固定形成中間體；在聯(lián)接體(32)的左、右兩端裝有同污水過流管束(19)相連通的防腐處理封頭(20、18)。
全文摘要
本發(fā)明所述的城市污水集中供熱(冷)裝置屬于供熱工程領(lǐng)域中的一種新式節(jié)能環(huán)保型供熱空調(diào)裝置。其結(jié)構(gòu)由旋轉(zhuǎn)式連續(xù)過濾除污器、污水提升泵、污水源熱泵專用蒸發(fā)器、冷凝器、半封閉螺桿壓縮機、制冷元件所組成。所解決的技術(shù)問題是背景技術(shù)存在浪費地下水資源、受地域限制、土壤換熱效率低，難以大面積推廣，而污水又易淤塞換熱器，且具有腐蝕性。所采取的技術(shù)方案是，設(shè)置施轉(zhuǎn)式連續(xù)過濾除污器，蒸發(fā)器、冷凝器設(shè)計為可自動連續(xù)清淤，無堵塞，保證系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)。具有初投資省，運行費用低，不受地域限制，可實現(xiàn)資源循環(huán)利用，變廢為寶，環(huán)境效益顯著等特點?？蓮V泛應(yīng)用于有污水處理廠的城市集中供熱(冷)工程。
文檔編號F25B30/06GK1587872SQ20041015519
公開日2005年3月2日 申請日期2004年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月2日
發(fā)明者于永輝 申請人:于永輝