申请日2015.07.03
公开(公告)日2017.07.18
IPC分类号F25B30/06; F25B41/00
摘要
本发明适用于能源回收利用技术领域，提供了一种热回收型污水源热泵系统，包括：生化池、一级套管换热器、热泵机组和加热管盘;生化池对污水进行处理;一级套管换热器的外套管的进水口连接外部的污水来水管道，出水口连接生化池的进水口;内管的进水口连接生化池的污水排水口，出水口连接热泵机组;热泵机组与位于生化池内部的加热盘管相连，提取一级套管换热器的内管的出水口排出的污水的热能给加热盘管提供热源;加热盘管对生化池内的污水进行加热。生化池排放的污水通过一级套管换热器与进入生化池的污水来水进行热交换，一级套管换热器排放的换热后的尚有余温的污水再次作为生化池的加热热源，实现了废热的两级回收利用。
权利要求书
1.一种热回收型污水源热泵系统，其特征在于，所述系统包括：生化池(1)、一级套管换热器(31)、热泵机组(5)和加热盘管(10);
所述生化池(1)对污水进行处理;
所述一级套管换热器(31)的外套管的进水口连接外部的污水来水管道，出水口连接所述生化池(1)的进水口;内管的进水口连接所述生化池(1)的污水排水口，出水口连接所述热泵机组(5);
所述热泵机组(5)与位于所述生化池(1)内部的所述加热盘管(10)相连，提取所述一级套管换热器(31)的所述内管的出水口排出的污水的热能给所述加热盘管(10)提供热源;
所述加热盘管(10)对所述生化池(1)内的污水进行加热。
2.如权利要求1所述的热回收型污水源热泵系统，其特征在于，所述一级套管换热器(31)的内管的进水口与所述生化池(1)的污水排水口之间设置有第一污水泵(21);
所述一级套管换热器(31)的外套管的出水口与所述生化池(1)的进水口之间设置有第二污水泵(22)。
3.如权利要求1所述的热回收型污水源热泵系统，其特征在于，所述加热盘管(10)为制冷剂加热盘管;所述热泵机组(5)替换为蒸发器(6)、节流元件(7)和压缩机(8);
所述一级套管换热器(31)的内管的出水口与所述蒸发器(6)的水源侧入水口连接，所述蒸发器(6)的水源侧出水口将吸收热能后的污水排放出去;
所述蒸发器(6)的制冷剂侧内的液态制冷剂吸收水源侧的热能后，蒸发成低温低压的气态制冷剂;
所述蒸发器(6)的制冷剂侧出口连接所述压缩机(8)，所述气态制冷剂被所述压缩机(8)压缩成高温高压的气态制冷剂后送入所述制冷剂加热盘管;
所述高温高压的气态制冷剂经过换热将热量传给所述制冷剂加热盘管，所述气态制冷剂冷凝成液态制冷剂后经过所述节流元件(7)通过所述蒸发器(6)的制冷剂侧入口回到所述蒸发器(6)内。
4.如权利要求1所述的热回收型污水源热泵系统，其特征在于，所述加热盘管(10)为热水加热盘管;
所述热泵机组(5)包括蒸发器(6)、节流元件(7)、压缩机(8)和冷凝器(9);
所述一级套管换热器(31)的内管的出水口连接所述蒸发器(6)的水源侧入水口，所述蒸发器(6)的水源侧出水口将吸收热能后的污水排放出去;
所述蒸发器(6)的制冷剂侧内的液态制冷剂吸收水源侧的热能后，蒸发成低温低压的气态制冷剂，所述蒸发器(6)的制冷剂侧出口连接所述压缩机(8)，所述气态制冷剂被所述压缩机(8)压缩成高温高压的气态制冷剂后送入所述冷凝器(9)，所述冷凝器(9)与热水加热盘管连通，所述冷凝器(9)中的所述高温高压的气态制冷剂经过换热将热量传给所述热水加热盘管的循环水，加热后的所述循环水对所述生化池(1)内的污水进行加热，冷却后的所述循环水经过第二循环水泵(42)重新回到所述冷凝器(9)中，所述冷凝器(9)中的所述液态制冷剂经过所述节流元件(7)通过所述蒸发器(6)的制冷剂侧入口回到所述蒸发器(6)内。
5.如权利要求1所述的热回收型污水源热泵系统，其特征在于，所述一级套管换热器(31)与蒸发器(6)之间设置有二级套管换热器(32)，所述一级套管换热器(31)的内管的出水口连接所述二级套管换热器(32)的内管入水口，所述二级套管换热器(32)的内管出水口将吸收热能后的污水排放出去;
所述二级套管换热器(32)的外套管出水口连接所述蒸发器(6)的水源侧入水口，所述蒸发器(6)的水源侧出水口经过第一循环水泵(41)后连接所述二级套管换热器(32)的外套管入水口;污水与所述蒸发器(6)水源侧中介水在所述二级套管换热器(32)中进行热交换，提升所述蒸发器(6)水源侧中介水温度。
说明书
一种热回收型污水源热泵系统
技术领域
本发明属于能源回收利用技术领域，尤其涉及一种热回收型污水源热泵系统。
背景技术
通常畜禽养殖场养殖过程中会产生大量污水，污水主要来源于畜禽排泄物及饲养场地冲洗水，污水中富含氮磷有机物，是一种高浓度有机污水，需对污水进行处理后才能排放。通常将产生的低温污水收集于生化池，在生化池内用加热设备将污水加热至50℃，在该温度条件下生化池内发生相应生化反应，最后经过处理的污水从生化池内排放出去。由于生化反应条件要求，生化池内温度需一直保持在50℃左右，而将低温污水来水加热至50℃需要消耗大量的热量。
现有技术中污水处理的热源来源包括多个方面：
名称为“污水加热装置”的中国实用新型专利(授权公开号：CN 201890810U)公开的技术方案中，对污水进行加热，加热罐左右两侧分别设有污水进口和污水出口，内部设有蒸汽管，采用蒸汽管对管路中的污水进行加热，该种设计需要配置锅炉蒸汽源，能源利用效率较低。
名称为“一种污水生化池加热装置”的中国发明专利(授权公开号：CN102701432B)公开的技术方案中，利用地热把加热装置的吸热段加热，使加热器中的工质沸腾成为汽态经绝热段进入散热段，使生化池的污水温度升高，该种设计需在地下十几米深铺设地热管路，建造复杂，且地热设计热平衡较困难。
名称为“寒区污水冷热源污水伴热处理装置”的中国发明专利(授权公开号：CN100357677C)公开的技术方案中，利用热泵机组把已经由污水处理厂处理成为洁净水的水中的热量提取出来，传递给预备由污水生化处理厂处理的城市污水，只通过热泵机组对未处理污水进行预热处理，污水实际处理过程中还需要大量其他热源，处理后污水的热能的利用率低。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种热回收型污水源热泵系统，以解决现有技术排出污水热能利用率低的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种热回收型污水源热泵系统，所述系统包括：生化池1、一级套管换热器31、热泵机组5和加热盘管10;
所述生化池1对污水进行处理;
所述一级套管换热器31的外套管的进水口连接外部的污水来水管道，出水口连接所述生化池1的进水口;内管的进水口连接所述生化池1的污水排水口，出水口连接所述热泵机组5;
所述热泵机组5与位于所述生化池1内部的所述加热盘管10相连，提取所述一级套管换热器31的所述内管的出水口排出的污水的热能给所述加热盘管10提供热源;
所述加热盘管10对所述生化池1内的污水进行加热。
进一步的，所述一级套管换热器31的内管的进水口与所述生化池1的污水排水口之间设置有第一污水泵21;
所述一级套管换热器31的外套管的出水口与所述生化池1的进水口之间设置有第二污水泵22。
进一步的，所述加热盘管10为制冷剂加热盘管;所述热泵机组5替换为蒸发器6、节流元件7和压缩机8;
所述一级套管换热器31的内管的出水口与所述蒸发器6的水源侧入水口连接，所述蒸发器6的水源侧出水口将吸收热能后的污水排放出去;
所述蒸发器6的制冷剂侧内的液态制冷剂吸收水源侧的热能后，蒸发成低温低压的气态制冷剂;
所述蒸发器6的制冷剂侧出口连接所述压缩机8，所述气态制冷剂被所述压缩机8压缩成高温高压的气态制冷剂后送入所述制冷剂加热盘管;
所述高温高压的气态制冷剂经过换热将热量传给所述制冷剂加热盘管，所述气态制冷剂冷凝成液态制冷剂后经过所述节流元件7通过所述蒸发器6的制冷剂侧入口回到所述蒸发器6内。
进一步的，所述加热盘管10为热水加热盘管;
所述热泵机组5包括蒸发器6、节流元件7、压缩机8和冷凝器9;
所述一级套管换热器31的内管的出水口连接所述蒸发器6的水源侧入水口，所述蒸发器6的水源侧出水口将吸收热能后的污水排放出去;
所述蒸发器6的制冷剂侧内的液态制冷剂吸收水源侧的热能后，蒸发成低温低压的气态制冷剂，所述蒸发器6的制冷剂侧出口连接所述压缩机8，所述气态制冷剂被所述压缩机8压缩成高温高压的气态制冷剂后送入所述冷凝器9，所述冷凝器9与热水加热盘管连通，所述冷凝器9中的所述高温高压的气态制冷剂经过换热将热量传给所述热水加热盘管的循环水，加热后的所述循环水对所述生化池1内的污水进行加热，冷却后的所述循环水经过第二循环水泵42重新回到所述冷凝器9中，所述冷凝器9中的所述液态制冷剂经过所述节流元件7通过所述蒸发器6的制冷剂侧入口回到所述蒸发器6内。
进一步的，所述一级套管换热器31与蒸发器6之间设置有二级套管换热器32，所述一级套管换热器31的内管的出水口连接所述二级套管换热器32的内管入水口，所述二级套管换热器32的内管出水口将吸收热能后的污水排放出去;
所述二级套管换热器32的外套管出水口连接所述蒸发器6的水源侧入水口，所述蒸发器6的水源侧出水口经过所述第一循环水泵41后连接所述二级套管换热器32的外套管入水口;污水与所述蒸发器6水源侧中介水在所述二级套管换热器32中进行热交换，提升所述蒸发器6水源侧中介水温度。
本发明实施例提供的一种热回收型污水源热泵系统的有益效果包括：
本发明实施例提供的一种热回收型污水源热泵系统，对于生化池排放的50℃的污水，实现了废热的两级回收利用，首先生化池排放的污水通过一级套管换热器与进入生化池的污水来水进行热交换，来水被加热后温度升高，节约了进入生化池内污水的加热热量;其次，一级套管换热器排放的换热后的尚有余温的污水再次直接或间接作为热泵机组的热源，并作为生化池的加热热源，污水中的废热被进一步回收利用，充分利用了污水排放的废热，实现了废热的高效利用，与直接采用电能或化石燃料加热相比，机组能效比高，实现了加热系统的高效、节能运行。
在一级套管换热器与蒸发器之间设置有二级套管换热器，可以防止生化池出水口排除的污水水质较差时，污水直接输入蒸发器内，蒸发器内堵塞，并且难于清理维护的现象产生。