一种双源热泵机组及具有该热泵机组的供热系统的制作方法

本实用新型涉及热泵机组设备技术领域，尤其涉及一种双源热泵机组及具有该热泵机组的供热系统。

背景技术：

城市污水是一种蕴涵丰富低位热能的可再生热能资源，利用热泵系统回收污水热能节能潜力巨大。尽管城市污水是理想的低位冷热源，但其水质极不稳定，不能满足换热设备运行要求，取水换热过程是利用这些水源的关键问题。由于城市污水水质的特性，污水源热泵系统在实际工程出现相应的问题，城市污水含有各种大型污物、以及小尺度悬浮固体和溶解性化合物，前者表现在对管路与设备的阻塞，后者表现为对流动换热参数的影响以及导致换热管内结垢现象，形成相当高的热阻，严重影响了热泵系统的正常运行。

在解决管道和设备的阻塞方面，国内外学者对此进行了大量的研究，在取水方面先后开发了闭式污水自动清污过滤器、开式自动旋筛过滤器、虑面水力连续再生装置、旋转板式自动除污取水装置、旋转筒式自动除污取水装置和开式循环集成式污水取水装置等设备，虽然这些设备的开发在一定程度上解决了管道和设备阻塞问题，但在解决问题的同时大大增加了系统的能耗，增大了系统的初投资和系统的运行能耗。若是将这套设备省去又能提出新的解决设备阻塞问题，同时将土壤源作为另一个取热源，将会大大提高系统的效率。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是解决现有的污水源热泵机组，在取水时容易堵塞，由于污水自身特点换热器容易结垢造成换热效率的降低的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种双源热泵机组，包括热源换热器和热用户，所述热源换热器和热用户之间通过热泵组件连接，所述热源换热器与热泵组件之间循环流动有热源工质，所述热源换热器能使热源工质分别与污水源和土壤源之间同时进行热交换。

进一步的，所述热源换热器包括热源盘管和污水管道，所述热源盘管和污水管道均埋设在土壤内，所述热源盘管盘绕于污水管道外，且两端分别与热泵组件连通，以使所述热源工质在热泵组件和热源盘管之间循环流动。

进一步的，所述热源盘管成螺旋状盘绕于污水管外。

进一步的，所述热源工质为制冷剂。

进一步的，所述热泵组件包括热泵换热器，所述热泵换热器连接在热源换热器和热用户之间，所述热用户与热泵换热器之间循环流动有热媒，所述热泵换热器用于使所述热源工质与热媒之间进行热交换。

进一步的，所述热泵换热器的一侧分别通过热源供热管和热源回热管与所述热源换热器连通，另一侧分别通过用户供热管和用户回热管与所述热用户连通。

进一步的，所述热泵组件还包括压缩机，所述压缩机设置于热泵换热器与热源换热器之间。

进一步的，所述热泵组件还包括节流机构，所述节流机构设置于热泵换热器与热源换热器之间。

进一步的，所述节流机构为限流阀。

本实用新型还提供了一种供热系统，包括如上所述的双源热泵机组。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有以下有益效果：本实用新型的双源热泵机组包括热源换热器和热用户，热源换热器和热用户之间通过热泵组件连接，热源换热器与热泵组件之间循环流动有热源工质，热源换热器能使热源工质分别与污水源和土壤源之间同时进行热交换，通过将热源工质同时与城市污水和土壤之间作热交换，在夏季制冷时将热量传递到城市污水和土壤中，在冬季供热时从城市污水和土壤源中吸收热量。与现有技术相比，该双源热泵机组直接从结构上进行改进，不需要增加任何过滤防堵设备，就能解决污水源热泵在取水时容易堵塞，由于污水自身特点换热器容易结垢造成换热效率降低的问题；同时，由于利用土壤和污水同时作为双热源，在一定程度上解决了现有地源热泵土壤热不平衡的问题。

综上，与现有污水源热泵机组相比，本实用新型的双源热泵机组及供热系统省去了过滤防堵装置，降低了机组的运行能耗，同时增加了土壤源作为冷热源，使能源得到充分利用同时提高了机组的运行效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例的双源热泵机组的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的热源换热器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的热泵组件的结构示意图。

其中，1、污水管道；2、热源盘管；3、热泵组件；41、用户供热管；42、用户回热管；43、热源供热管；44、热源回热管；5、热用户；6、节流机构；7、热泵换热器；8、压缩机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实施例所述的双源热泵机组与现有污水源热泵机组相比，本实用新型的双源热泵机组省去了过滤防堵装置，降低了机组的运行能耗，同时增加了土壤源作为冷热源，使能源得到充分利用同时提高了机组的运行效率。

具体的，该双源热泵机组包括热源换热器和热用户5，热源换热器和热用户5之间通过热泵组件3连接，热源换热器与热泵组件3之间循环流动有热源工质，热用户5与热泵换热器7之间循环流动有热媒，热泵组件3热源工质与热媒在热泵组件3中进行热交换，其中，热源换热器能使热源工质分别与污水源和土壤源之间同时进行热交换，从而向热泵组件3中提供低品位热源，通过将热源工质同时与城市污水和土壤之间作热交换，在夏季制冷时将热量传递到城市污水和土壤中，在冬季供热时从城市污水和土壤源中吸收热量，在一定程度上解决了现有地源热泵土壤热不平衡的问题。同时，该双源热泵机组直接从结构上进行改进，不需要增加任何过滤防堵设备，就能解决污水源热泵在取水时容易堵塞，由于污水自身特点换热器容易结垢造成换热效率降低的问题。

如图2所示，本实施例的热源换热器包括热源盘管2和污水管道1，热源盘管2和污水管道1均埋设在土壤内，热源盘管2优选以螺旋状盘绕于污水管道1外，且两端分别与热泵组件3连通，以使热源工质在热泵组件3和热源盘管2之间循环流动。

优选的，污水管道1为一般城市地下污水管，其内部流动有城市原生污水；优选热源工质为制冷剂，制冷剂可选用现有技术中使用的制冷剂，利用制冷剂在污水管道1外盘绕流动，使得制冷剂能充分与污水管道1内的污水源进行换热，尽可能吸收污水管道1内的热量，同时由于热源盘管2的外壁与土壤直接接触，使得制冷剂充分吸收土壤源中的热量。

如图3所示，本实施例的热泵组件3包括热泵换热器7，热泵换热器7连接在热源换热器和热用户5之间，用于使热源工质与热媒之间进行热交换，优选热泵换热器7的一侧分别通过热源供热管43和热源回热管44与热源换热器连通，以形成热源侧的工质循环：热源盘管2的两端分别与热源供热管43和热源回热管44连通，热源工质经过热源盘管2时，同时与污水源和土壤源进行热交换，吸热后的热源工质形成低品位热源，通过热源供热管43流入热泵组件3内，通过热泵换热器7与热媒进行热交换，放热后的热源工质重新通过热源回热管44回流入热源换热器中进行再次吸热。

热泵换热器7的另一侧分别通过用户供热管41和用户回热管42与热用户5连通，以形成用户侧的热媒循环：在热泵换热器7中，热媒从作为低品位热源的热源工质中吸收热量后，通过用户供热管41流入热用户5中进行充分供热，放热后的热媒通过用户回热管42重新回到热泵换热器7中再次吸热。

为了控制热源工质的流速，优选热泵组件3还包括压缩机8，压缩机8设置于热泵换热器7与热源换热器之间，利用压缩机8控制热源工质的泵送速度，从而控制热交换的效率；进一步的，热泵组件3还包括节流机构6，节流机构6设置于热泵换热器7与热源换热器之间，本实施例的节流机构6优选为限流阀，对热源工质的流速和流量进行有效限制。

进一步优选的，本实施例的压缩机8连通在热源供热管43上，节流机构6连通在热源回热管44上，以使吸热后的热源工质停留在热泵换热器7内的时间更长，使热源工质与热媒之间的换热更加充分彻底，提高换热效率。

本实施例还提供了一种供热系统，能作为城市管网供热系统，该系统包括如上所述的双源热泵机组，省去了各个热泵组件3中的过滤防堵装置，降低了热泵机组的运行能耗，同时增加了土壤源作为冷热源，使能源得到充分利用同时提高了机组的运行效率。

综上所述，本实施例的双源热泵机组包括热源换热器和热用户5，热源换热器和热用户5之间通过热泵组件3连接，热源换热器与热泵组件3之间循环流动有热源工质，热源换热器能使热源工质分别与污水源和土壤源之间同时进行热交换，通过将热源工质同时与城市污水和土壤之间作热交换，在夏季制冷时将热量传递到城市污水和土壤中，在冬季供热时从城市污水和土壤源中吸收热量。与现有技术相比，该双源热泵机组直接从结构上进行改进，不需要增加任何过滤防堵设备，就能解决污水源热泵在取水时容易堵塞，由于污水自身特点换热器容易结垢造成换热效率降低的问题；同时，由于利用土壤和污水同时作为双热源，在一定程度上解决了现有地源热泵土壤热不平衡的问题。

综上，与现有污水源热泵机组相比，本实用新型的双源热泵机组及供热系统省去了过滤防堵装置，降低了机组的运行能耗，同时增加了土壤源作为冷热源，使能源得到充分利用同时提高了机组的运行效率。

本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。