申请日2008.12.26
公开(公告)日2009.07.08
IPC分类号B01D36/00; F04D29/70; F28F19/01
摘要
本发明提供一种开式地表水源热泵取水水处理系统，包括取水系统和与之串联的过滤系统;所述取水部系统由取水头部A、取水头部B、取水泵a、取水泵b、以及管路和阀门组成，取水头部A的管路和取水头部B的管路并联而设;过滤系统由至少两条并列的过滤管路构成;过滤系统的输出端与热泵机组Z相连。它不仅能够有效避免漂浮物堵塞取水头部，还能够起到有效除沙除藻的作用，从而防止漂浮物和泥沙等杂质对热泵系统通道的堵塞和冲蚀;以及防止藻类等物质在热泵系统管壁形成生物粘泥。该系统取水头部的反冲洗通过连接取水头部和取水水泵的管路上的阀门来控制，不需另设反冲洗系统;过滤器反冲洗不需另设反冲洗系统，通过过滤器进出水阀门控制，实现过滤器的反冲洗过程。它不仅能节约排沙排泥用水所耗电能，节约基建和运行费用;而且还能大大地减轻热泵系统管道的堵塞、冲蚀和结垢现象，提高开式地表水源热泵系统的热交换效率。
权利要求书
1、一种开式地表水源热泵取水水处理系统，包括取水系统和与之串联的过滤系统; 其特征在于，所述取水系统由第一取水头部A、第二取水头部B、第一取水泵a、第二取水 泵b、以及管路和阀门组成，第一取水头部A的管路和第二取水头部B的管路并联而设;其 中，第一取水头部A的管路由依次串联的第一取水头部A、阀门103、第一取水泵a和阀门104 构成，第二取水头部B的管路由依次串联的第二取水头部B、阀门106、第二取水泵b和阀门 107构成;第一取水头部A和第二取水头部B的输出端之间还设有串联的阀门101和阀门102; 阀门101和阀门102之间与取水系统的输出端还连有阀门105;
所述过滤系统由至少两条并列的过滤管路构成;所述第一过滤管路由依次串联的阀门 108、过滤器C、阀门109组成，过滤器C上还连接排污阀110;第二过滤管路由依次串联的 阀门111、过滤器D、阀门112组成，过滤器D上还连接排污阀113;第三过滤管路由依次串 联的阀门114、过滤器E、阀门115组成，过滤器D上还连接排污阀116;
过滤系统的输出端与热泵机组Z相连;
所述第一取水头部A和第二取水头部B为带防堵除沙功能的取水头部;
所述过滤器C、D、E为带反冲功能的除藻型过滤器。
2、根据权利要求1所述的开式地表水源热泵取水水处理系统，其特征在于，所述取 水头部，包括圆筒形格网21、集水筒23和连接于集水筒23底部的出水管24，所述圆筒 形格网21的上部设有锥型上盖26;锥型上盖26与圆筒形格网21、集水筒23同轴而设， 集水筒23设于锥型上盖内，集水筒23的上端与锥型上盖26的内壁相连;集水筒23的外 侧轴向套设有相互平行并大小相同的多层环形斜板22，所述环形斜板22的上端与集水筒23 外壁相连;所述环形斜板22两两之间的板间距与集水筒23侧壁上的进水口相对应;所述 圆筒形格网21底部设有排沙口25。
3、根据权利要求2所述的开式地表水源热泵取水水处理系统，其特征在于，所述环 形斜板22的下端与圆筒形格网21之间留有5～10cm的间隙。
4、根据权利要求2所述的开式地表水源热泵取水水处理系统，其特征在于所述环形 斜板22两两之间的板间距为1～3cm，环形斜板22与水平面的夹角为50°～70°。
5、根据权利要求1所述的开式地表水源热泵取水水处理系统，其特征在于，所述除藻 型过滤器，包括顶部封闭的筒体状壳体5，壳体5上部侧壁设有由出水阀门3控制的出水管4， 壳体5底部设有沉砂斗16，沉砂斗16底部设有排泥阀7;所述壳体5和沉砂斗16组成的内腔 为集水室9，集水室9内设有并行的微滤管6;各微滤管6的底部分别连接穿过壳体5的进水 管8，进水管8与进水总管1连通并由进水总阀2控制;各微滤管6的顶部分别连接穿过壳体5 并与微滤管6连通的废水管11，废水管11与废水总管13连通并由废水管总阀12控制;
所述集水室9上部的中央还设有由防水材料隔绝的超声波换能器15。
6、根据权利要求5所述的开式地表水源热泵取水水处理系统，其特征在于，所述并 行的微滤管6为四根并排而成;所述进水管8为五通管;所述废水管11也为五通管。
7、根据权利要求5所述的开式地表水源热泵取水水处理系统，其特征在于，所述微 滤管6为不锈钢材料，微滤管6的孔径为30～50μm。
说明书
一种开式地表水源热泵取水水处理系统
技术领域
本发明涉及给水工程领域，尤其涉及一种防止泥沙堵塞和具有高效除藻功能的开式地 表水源热泵取水水处理系统。
背景技术
水源热泵系统因其利用可再生能源，具有高效节能、环保的优点，在工程技术领域得 到了广泛的研究和应用。水源热泵系统中的开式地表水源热泵系统直接把水源引入机组或 中间换热器进行热交换，这对水源水质必须有严格的要求。因此，开式地表水源热泵必须 对原水水质进行处理。目前，开式地表水源热泵取水水处理工艺主要有三种类型：
一、传统的水厂水处理方式
地表水通过传统水厂的水处理方式，即通过混凝沉淀、过滤等一系列的水处理工艺， 达到一定水质标准再进入热泵系统。这种工艺虽适应性强，出水水质好，但修建的沉淀池 或滤池将占用大面积的土地，这使得工程的投资费用和运行费用会大增。因此，这种水处 理工艺会受到土地及投资成本的限制。
二、简单取水+水处理设备
现有的水处理设备一般有旋流除沙器、综合水处理器和粗效过滤器。工艺中一般根据 原水水质情况采用其中一种或两种水处理设备组合。旋流除沙器和粗效过滤器具备一定的 除沙效果，综合水处理器能减轻水源对管道的腐蚀和结垢影响。该工艺占地省，设备简单， 造价较低。但粗效过滤器容易堵塞，需另设反冲洗系统。对于不断变化的原水水质，该工 艺不一定能够充分发挥其处理效率;而且，该工艺对于含藻水基本没有什么去除效果。
也可以在这种工艺前加人工湖，人工湖会对水源起到一定的沉淀除沙效果，对于变化 的原水水质有一定的适应性，但该工艺的使用受到建设用地的限制，同时对于某些浅水人 工湖，这种工艺可能会面临藻类的问题。
三、渗滤取水
经渗滤取水一方面可以得到夏天温度更低、冬季温度更高的水源;而且经渗滤取水后， 水质一般都能满足热泵机组的需要，无需其他的水处理工艺。但该工艺施工复杂，初期投 资较大;且工艺的使用受到工程地质和水文地质的的严格限制;渗渠取水的后期，取水效 果常常由于管道堵塞，而容易受到影响，使用寿命难于得到保证。
发明内容
针对现有取水水处理工艺技术存在的上述不足，本发明的目的是提出一种具备除沙除 藻功效，而且占地省、结构简单和造价较低的开式地表水源热泵取水水处理系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种开式地表水源热泵取水水处理系 统，包括取水系统和与之串联的过滤系统;其特征在于，所述取水系统由第一取水头部A、 第二取水头部B、第一取水泵a、第二取水泵b、以及管路和阀门组成，第一取水头部A的管 路和第二取水头部B的管路并联而设;其中，第一取水头部A的管路由依次串联的第一取水 头部A、阀门103、第一取水泵a和阀门104构成，第二取水头部B的管路由依次串联的第二 取水头部B、阀门106、第二取水泵b和阀门107构成;第一取水头部A和第二取水头部B的 输出端之间还设有串联的阀门101和阀门102;阀门101和阀门102之间与取水系统的输出端 还连有阀门105;
所述过滤系统由至少两条并列的过滤管路构成;所述第一过滤管路由依次串联的阀门 108、过滤器C、阀门109组成，过滤器C上还连接排污阀110;第二过滤管路由依次串联的 阀门111、过滤器D、阀门112组成，过滤器D上还连接排污阀113;第三过滤管路由依次串 联的阀门114、过滤器E、阀门115组成，过滤器D上还连接排污阀116;
过滤系统的输出端与热泵机组Z相连;
所述第一取水头部A和第二取水头部B为带除沙功能的伞型取水头部;
所述过滤器C、D、E为带反冲功能的除藻型过滤器。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
(I)该系统采用取水系统和与之串联的过滤系统进行取水，取水系统中的取水头部 的反冲洗通过连接取水头部和取水水泵的管路系统上的阀门控制来实现，不需另设反冲洗 系统;过滤器反冲洗不需另设反冲洗系统，通过过滤器进出水阀门控制，就可实现过滤器 的反冲洗过程。
(II)该系统中的带防堵除沙功能的取水头部外部采用格网可以拦截较大的杂质，内 部由多层环形斜板增加进水的沉淀面积;水流在环形斜板间有较低的雷诺数和较高的弗罗 德数，水力条件好，有利于小的杂质颗粒沉淀去除，强化了除沙效果。
(III)本发明中的过滤系统中的除藻型过滤器是利用微滤管和超声波换能器的共同作 用来清除水中的藻类，微滤管对水体进行过滤除藻;超声波灭藻具有操作方便、高效、无 污染(或减少污染)等优点，利用超声波的空化作用可以抑制水体中藻类生长，达到强化 除藻的效果;超声波产生的机械震动效应可以阻止细菌、胶体颗粒等在滤管壁上的沉积， 减少微滤管的堵塞，大大提高过滤的效能;采用四个微滤管并联作用，提高了过滤面积; 其中微滤管的滤管孔径为30～50μm，过滤效果高;微滤管采用不锈钢材料，增加其强度， 能受高压，不宜损坏;
(IV)该结构不仅能节约排沙排泥用水所耗电能，节约基建和运行费用;而且还能大 大地减轻热泵系统管道的堵塞、冲蚀和结垢现象，提高开式地表水源热泵系统的热交换效 率。具有能耗较低，水处理效果较好，造价低廉，操作简便等优点。