一种双源热泵供热系统的制作方法

本实用新型涉及供热技术领域，特别是涉及一种双源热泵供热系统。

背景技术：

目前，我国北方地区冬季主要依靠煤、石油以及天然气等矿物燃料的燃烧来进行供暖。我国北方城镇建筑总面积约为120亿平方米，其中80％采用不同规模的集中供热方式。北方城镇采暖能耗巨大约为1.81亿吨标准煤，为全国建筑能耗总量的四分之一，单位建筑供暖能耗达到15kgce/m²。煤炭的大量燃烧势必造成二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物以及烟尘等污染物的增加，对空气环境极为不利，容易造成北方城镇的雾霾天气。

污水源热泵是一种高效节能的供热空调技术，采用热泵从城市污水中提取热能以服务于建筑物，系统60％以上的能量来自于无需“付费”的污水，40％以下的能量来自耗电，不但可以将废弃于污水中的低品位热能再回收利用，年运行费用可节省40％～60％，而且一套系统可同时实现供暖、制冷以及提供生活热水的三项功能，用这种新型的供能方式代替传统的锅炉燃烧供热和电制冷环节，可以大大地减少初投资的费用，实现建筑物附近温室气体零排放、零污染。此外，城镇污水处理厂具有充足的污水资源，其二级出水水质较好，是北方地区不可多得的热泵冷热源，它的温度一年四季相对稳定，冬季比环境温度高，夏季比环境温度低，这种温度特性使得污水源热泵比传统空调系统运行效率要高，节能和节省运行费用效果显著。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种双源热泵供热系统，以解决现有技术中的北方供热方式往往采用煤炭进行供热，从而导致环境的污染，浪费资源和成本，并且，对于城市污水处理厂中排放的污水中的热能也没有得到充分的利用，造成了能量的浪费。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种双源热泵供热系统，包括：污水处理系统；空气源热泵热水机组，所述空气源热泵热水机组的污水侧进水口与所述污水处理系统的二级出水口相连通，其中，所述空气源热泵热水机组用于加热从所述污水处理系统的二级出水口输送出的二级出水；污水源热泵机组，所述污水源热泵机组的污水进水口与所述空气源热泵热水机组的污水侧出水口相连通；以及末端散热设备，所述末端散热设备的进水口与所述污水源热泵机组的供热热水出水口相连通，所述末端散热设备的出水口与所述污水源热泵机组的供热热水进水口相连通，其中，所述污水源热泵机组能够吸收被加热后的所述二级出水的热能，并将所述热能输送给所述末端散热设备。

其中，所述污水处理系统的所述二级出水口通过第一输送管路与所述空气源热泵热水机组的所述污水侧进水口相连通。

其中，所述空气源热泵热水机组的所述污水侧出水口通过第二输送管路与所述污水源热泵机组的所述污水进水口相连通。

其中，所述污水源热泵机组的所述供热热水出水口通过第三输送管路与所述末端散热设备的所述进水口相连通，所述末端散热设备的所述出水口通过第四输送管路与所述污水源热泵机组的所述供热热水进水口相连通。

其中，所述双源热泵供热系统还包括排水管网，其中，所述排水管网通过第五输送管路与所述污水源热泵机组的所述污水出水口相连通。

其中，所述双源热泵供热系统还包括分支输送管网，所述分支输送管网包括多条呈并列式排布的分支输送管路，各所述分支输送管路的入水口均与所述第二输送管路相连通，各所述分支输送管路的出水口均通过相应的所述污水源热泵机组与所述末端散热设备相连通。

其中，所述空气源热泵热水机组包括依次连通并构成循环回路的压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器。

其中，在所述第一输送管路上设有第一阀门。

其中，在所述第二输送管路上设有第二阀门。

其中，在所述第三输送管路和所述第四输送管路上分别设有第三阀门。

(三)有益效果

本实用新型提供的双源热泵供热系统，与现有技术相比，具有如下优点：

本申请通过空气源热泵热水机组回收空气中的热能，并将该热能用以对从污水处理系统中排放出的二级出水进行加热，从而提升二级出水的温度，将升温后的二级出水输送到污水源热泵机组中，通过该污水源热泵机组回收升温后的二级出水的热能，并将该热能用以对供热自来水进行加热，使其形成供热热水，并将制得的供热热水输送给末端散热设备，以达到给末端散热设备供热以及提供生活用水的目的。由此可见，本申请的双源热泵供热系统通过空气源热泵热水机组和污水源热泵机组分别回收空气和二级出水中的热能，并将该热能用以对供热自来水进行加热，从而输送给末端散热设备，进一步地，大大地减少了煤炭和煤气等能源的消耗、节约经济成本、节能环保，同时，还使得城市污水中的二级出水的热能得到了有效的利用。

此外，还需要说明的是，本申请的双源热泵供热系统充分地利用了空气和污水中的热能资源，通过回收其热能以用于满足末端散热设备的热需求，同时，还有效地解决了污水源热泵机组供热距离受限的问题，能够将污水处理厂中的污水处理系统排放出的二级出水的热能输送给较远的末端散热设备。

附图说明

图1为本申请的实施例的双源热泵供热系统的第一整体结构示意图；

图2为本申请的实施例的双源热泵供热系统的第二整体结构示意图。

图中，100：双源热泵供热系统；1：污水处理系统；11：二级出水；2：空气源热泵热水机组；21：污水侧进水口；22：污水侧出水口；3：污水源热泵机组；31：污水进水口；32：污水出水口；33：供热热水出水口；34：供热热水进水口；4：末端散热设备；41：进水口；42：出水口；5：第一输送管路；51：第一阀门；6：第二输送管路；61：第二阀门；7：第三输送管路；71：第三阀门；8：第四输送管路；9：排水管网；10：第五输送管路；20：分支输送管网；30：分支输送管路。

具体实施方式

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

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

如图1所示，图中示意性地显示了该双源热泵供热系统100包括污水处理系统1、空气源热泵热水机组2、污水源热泵机组3以及末端散热设备4。

在本申请的实施例中，该污水处理系统1通常建设在污水处理厂内，主要用于处理城市污水，即，改变污水性质，使其对环境水域不产生危害。需要说明的是，城市污水处理一般分为三级：一级处理，应用物理处理法去除污水中不溶解的污染物和寄生虫卵。二级处理，应用生物处理法将污水中各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质。三级处理，应用化学沉淀法、生物化学法或物理化学法等，去除污水中的磷、氮、难降解的有机物以及无机盐等。通常城市污水处理以一级处理为预处理，二级处理为主体，并且城市污水经过二级处理后，二级出水的水质通常较好，可以达到相应的排放标准。因此，二级出水可作为热泵冷热源，其温度一年四季相对稳定，冬季，二级出水的温度比环境温度高；夏季，二级出水的温度比环境温度低，这种温度特性使得双源热泵供热系统100的运行效率比空调系统的运行效率高。

空气源热泵热水机组2的污水侧进水口21与污水处理系统1的二级出水口11相连通，其中，空气源热泵热水机组2用于加热从污水处理系统1的二级出水口11输送出的二级出水。需要说明的是，空气源热泵热水机组2是一种可以替代锅炉不受资源限制的节能环保热水供应装置，它采用绿色无污染的冷煤，吸取空气中的热能，通过其内部的压缩机的做功，生产出50度以上的生活热水。空气源热泵热水机组2适用于热用户(室内泳池、宾馆、别墅、发廊、沐浴足疗、居民家庭、工厂以及农场等)，并为热用户制热以及提供生活热水。此外，空气源热泵热水机组2还具备制冷的优点，也可为热用户进行制冷。

污水源热泵机组3的污水进水口31与空气源热泵热水机组2的污水侧出水口22相连通。需要说明的是，污水源热泵机组3是污水资源利用的一种方式，主要利用城市污水冬暖、夏凉的特点，在冬季通过热泵装置提取城市污水当中所蕴含的热能资源，连同所消耗的能量一起传递给建筑物，达到供热的目的。同样，夏季利用污水源热泵机组3也可以从高温的环境当中吸热，并把热能释放到污水当中，达到制冷的效果。

该污水源热泵机组3包括顺次连通并形成回路的压缩机、蒸发器、膨胀阀以及冷凝器(图中未出)。

该污水源热泵机组3的制冷原理和制热原理如下：

制冷原理：制冷剂在蒸发器内吸热蒸发，制取冷水进入房间使用，制冷剂在经过压缩机压缩成高温高压的过热蒸汽后进入到冷凝器，由污水带走热能并回到污水干渠当中。

制热原理：蒸发器变成冷凝器，冷凝器变成蒸发器。制冷剂在蒸发器内吸收污水热能蒸发，污水回至污水干渠中；制冷剂在经过压缩机压缩成高温高压的过热蒸汽后进入冷凝器，加热循环水，从而制取热水。

末端散热设备4的进水口41与污水源热泵机组3的供热热水出水口33相连通，该末端散热设备4的出水口42与污水源热泵机组3的供热热水进水口34相连通，其中，污水源热泵机组3能够吸收被加热后的二级出水的热能，并将所述热能输送给该末端散热设备4。具体地，本申请通过空气源热泵热水机组2回收空气中的热能，并将该热能用以对从污水处理系统1中排放出的二级出水进行加热，从而提升二级出水的温度，将升温后的二级出水输送到污水源热泵机组3中，通过该污水源热泵机组3回收升温后的二级出水的热能，并将该热能用以对供热自来水进行加热，使其形成供热热水，并将制得的供热热水输送给末端散热设备4，以达到给末端散热设备4供热以及提供生活用水的目的。由此可见，本申请的双源热泵供热系统100通过空气源热泵热水机组2和污水源热泵机组3分别回收空气和二级出水中的热能，并将该热能用以对供热自来水进行加热，从而输送给末端散热设备4，进一步地，大大地减少了煤炭和煤气等能源的消耗、节约经济成本、节能环保，同时，还使得城市污水中的二级出水的热能得到了有效的利用。

此外，还需要说明的是，本申请的双源热泵供热系统100充分地利用了空气和污水中的热能资源，通过回收其热能以用于满足末端散热设备4的热需求，同时，还有效地解决了污水源热泵机组3供热距离受限的问题，能够将污水处理厂中的污水处理系统1排放出的二级出水的热能输送给较远的末端散热设备4。

在一个具体的实施例中，该末端散热设备4可为建筑用户。

如图1所示，在本申请的一个比较优选的技术方案中，该污水处理系统1的二级出水口11通过第一输送管路5与空气源热泵热水机组2的污水侧进水口21相连通。需要说明的是，在该第一输送管路5上设有第一动力输送装置(图中未示出)，用以将污水处理系统1排放出的二级出水输送到空气源热泵热水机组2中。具体地，该第一动力输送装置可为动力泵或水泵等。

在本申请的另一个优选的技术方案中，该空气源热泵热水机组2的污水侧出水口22通过第二输送管路6与污水源热泵机组3的污水进水口31相连通。这样，通过该第二输送管路6的设置，能够将经空气源热泵热水机组2加热后的二级出水输送到污水源热泵机组3内，通过污水源热泵机组3回收加热后的二级出水中的热能，并将该热能用以对供热自来水进行加热，以将其制成供热热水供末端散热设备4使用。

如图1所示，图1还示意性地显示了该污水源热泵机组3的供热热水出水口33通过第三输送管路7与末端散热设备4的进水口41相连通，该末端散热设备4的出水口42通过第四输送管路8与污水源热泵机组3的供热热水进水口34相连通。其中，被污水源热泵机组3加热后的供热自来水转变为供热热水后会在污水源热泵机组3与末端散热设备4之间进行往复的循环。需要说明的是，流入到末端散热设备4中的供热热水的温度高于从该末端散热设备4中流出的供热热水的温度。此外，为了起到保压的作用，可在第四输送管路8的靠近污水源热泵机组3的供热热水进水口34的部位设置第二动力输送装置(图中未示出)。容易理解，由于该第二动力输送装置的结构组成与上述第一动力输送装置的结构组成相同，为节约篇幅起见，此处不作赘述。

如图1所示，为进一步优化上述技术方案中的双源热泵供热系统100，在上述技术方案的基础上，该双源热泵供热系统100还包括排水管网9，其中，该排水管网9通过第五输送管路10与污水源热泵机组3的污水出水口32相连通。也就是说，污水源热泵机组3回收完被加热后的二级出水的热能后，低温的二级出水将通过该第五输送管路10输送到排水管网9中，然后，经该排水管网9输送回污水处理厂中的污水处理系统1内。

如图2所示，图2还示意性地显示了该双源热泵供热系统100还包括分支输送管网20，该分支输送管网20包括多条呈并列式排布的分支输送管路30，各分支输送管路30的入水口均与第二输送管路6相连通，各分支输送管路30的出水口均通过污水源热泵机组3与末端散热设备4相连通。也就是说，通过该分支输送管网20的设置，能够满足更多的末端散热设备4的供热需求，大大地提高了供热效率。

在一个实施例中，该空气源热泵热水机组2包括依次连通并构成循环回路的压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器。需要说明的是，压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器间均通过管路进行连接，从而构成独立的循环回路。其中，冷凝器用于将其回收的空气中的热能传递给从污水处理系统1排放出的二级出水，以对二级出水进行加热，从而提升二级出水的温度。

在一个实施例中，在该第一输送管路5上设有第一阀门51。

在一个实施例中，在该第二输送管路6上设有第二阀门61。

在一个实施例中，在该第三输送管路7和第四输送管路8上分别设有第三阀门71。需要说明的是，该第一阀门51、第二阀门61以及第三阀门71均为具有单向导通、反向截止功能的阀门，例如可为单向电磁阀或止回阀等。

综上所述，本申请通过空气源热泵热水机组2回收空气中的热能，并将该热能用以对从污水处理系统1中排放出的二级出水进行加热，从而提升二级出水的温度，将升温后的二级出水输送到污水源热泵机组3中，通过该污水源热泵机组3回收升温后的二级出水的热能，并将该热能用以对供热自来水进行加热，使其形成供热热水，并将制得的供热热水输送给末端散热设备4，以达到给末端散热设备4供热以及提供生活用水的目的。由此可见，本申请的双源热泵供热系统100通过空气源热泵热水机组2和污水源热泵机组3分别回收空气和二级出水中的热能，并将该热能用以对供热自来水进行加热，从而输送给末端散热设备4，进一步地，大大地减少了煤炭和煤气等能源的消耗、节约经济成本、节能环保，同时，还使得城市污水中的二级出水的热能得到了有效的利用。

此外，还需要说明的是，本申请的双源热泵供热系统100充分地利用了空气和污水中的热能资源，通过回收其热能以用于满足末端散热设备4的热需求，同时，还有效地解决了污水源热泵机组3供热距离受限的问题，能够将污水处理厂中的污水处理系统1排放出的二级出水的热能输送给较远的末端散热设备4。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。