專利名稱：一種特種污水源熱泵機組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水源熱泵機組，具體的說涉及一種以污水為熱源的特種污水源熱 泵機組，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。為推進可再生能源建筑中的應(yīng)用，原生污水源熱泵已邁進 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組，包括依次通過管路連接的壓縮機、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的進口連通形成回路。
所述壓縮機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、燃氣、然油等 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3. 3%。同時每年可減少C02排放量達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，其波動的范圍遠遠小于空氣的 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，使得熱泵機組運行更可靠、 穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟性。不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點問題。
4、一機多用，應(yīng)用范圍廣。此熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，一機多用，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，維護量小，平時無設(shè)備的維護問題。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明


附圖為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1-壓縮機；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組，如圖所示，包括依次通過管路連接的壓縮機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1的進口連通形成回路。
所述壓縮機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1進行壓 縮，經(jīng)過壓縮機壓縮后，制冷劑蒸汽達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，到達污水源換熱器3，在污水源換熱器3中，進行一次熱交換，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)過管路到達膨脹閥6，在膨脹閥6中，會進行等焓的膨脹過程，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到達汽液分離器8， 分離出去液體后的氣態(tài)制冷劑，被壓縮機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1進行壓縮，經(jīng)過壓縮機1壓縮后，制冷劑蒸汽達到超熱高溫高壓的狀態(tài)，通過管 路和蝶閥9，蝶閥11進入熱量調(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組，包括壓縮機(1)，其特征在于所述壓縮機(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(1)的進口連通形成回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種特種污水源熱泵機組，其特征在于所述壓縮機(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組，其特征在于所述壓縮機(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組，其特征在于所述氣液分離器(8) 的進口與止回閥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組，包括依次通過管路連接的壓縮機、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的進口連通形成回路，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