一种污水或地表水用热泵供热系统的制作方法

本实用新型涉及一种利用污水或地表水供热的热泵供热系统，属于能源技术领域。

背景技术：

采用热泵技术开发污水或地表水等低品位可再生清洁能源中的冷热量为建筑物供热与空调，是建筑节能减排的有效途径之一，其节能幅度可达45％以上。利用污水或地表水作为热泵冷热源时，一方面需要因地制宜地加以利用，另一方面需要有效解决一些共性与关键技术问题，对于污水或地表水热泵供热系统来说，首先需要解决的关键是污垢积聚和杂物堵塞导致换热壁面工况恶化的难题，如不妥善处理，则运行时换热设备的换热效率大幅度降低，导致换热量减少，造成换热设备严重达不到使用要求。

为解决污垢及堵塞问题，有两种技术方案可以实现：第一种技术方案是在换热设备前加设防堵除垢装置，将污水先处理再换热，但该方案不仅增大了初投资而且占地面积大、系统工艺复杂，实际运行中效果并不理想；第二种技术方案是加大换热设备的过流断面，使含杂质的污水或地表水直接进入换热设备，杂质顺利地通过，称之为“疏导式换热”，该方案虽然解决了防堵问题，但是除垢问题依然存在，系统运行一段时间后(几天到十几天)，污垢仍然产生明显的积聚现象，恶化了换热效率，并且由于换热管径相对较小，依然存在着清洗困难的难题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种污水或地表水用热泵供热系统，能够有效清除热泵供热系统中滞留的悬浮物和污垢问题，并且能实现连续在线防除垢或间歇性在线和不在线防除垢，解决现有污水及地表水热泵供热系统污垢积聚的难题。

本实用新型为解决以上技术问题，所采取的技术方案是：

本实用新型提出的一种污水或地表水热泵供热系统，它由热泵机组、换热设备、旋流除砂器、调砂阀、引射器、中介水泵、水源水泵、末端供水管、末端回水管、中介水供水管、中介水回水管、换热器供水管、换热器回水管、旋流除砂器排水管、引射器进水管组成，所述的旋流除砂器上分别设置有旋流除砂器进水口、旋流除砂器排水口、旋流除砂器排砂口；所述的引射器上设置有引射器进砂口、引射器进水口、引射器排水口；所述的引射器进水口与引射器进水管相连通；所述的水源水泵设置在引射器进水管上；所述的换热设备与引射器排水口通过换热器供水管相连通；所述的换热设备与旋流除砂器进水口通过换热器回水管相连通；所述的旋流除砂器排水口与旋流除砂器排水管相连通；所述的旋流除砂器排砂口与引射器进砂口相连通，两者之间设置有调砂阀；所述的热泵机组与换热设备之间通过中介水供水管、中介水回水管组成闭合循环；所述的中介水泵设置在中介水回水管上；所述的末端供水管、末端回水管分别与热泵机组相连接。

所述的一种污水或地表水用热泵供热系统，它还包括污水或地表水进水管、污水或地表水排水管、切换阀一、切换阀二、切换阀三、切换阀四，污水或地表水进水管设置在引射器进水管与换热器供水管之间，在污水或地表水进水管上设置切换阀三；污水或地表水排水管设置在换热器回水管与旋流除砂器排水管之间，在污水或地表水排水管上设置切换阀四；切换阀一设置在引射器进水管上，切换阀二设置在旋流除砂器排水管上。

本实用新型的运行原理为：

污水或地表水经水泵提升后进入引射器，与引射器引射出的固体颗粒混合后进入换热设备换热，在换热过程中固体颗粒不断冲刷碰撞换热器的换热壁面，从而清除换热器壁面上积聚的污垢。固体颗粒和污水及地表水经换热后返回旋流除砂器，旋流除砂器将污水或地表水与固体颗粒分离，分离后的固体颗粒进入引射器并被再次引射，同时污水或地表水经旋流除砂器排水口排出，如此不断循环。中介水在换热设备中吸取污水或地表水中的热量后进入热泵机组，热泵机组通过制冷剂循环吸收中介水的热量加热末端水，被加热的末端水经水泵输送至用户供热。

本实用新型相对于现有技术具有如下特点及其有益效果：

(1)本实用新型采用固体颗粒进行防除垢，与现有污水或地表水热泵系统采用的人工水力冲洗相比，可不拆卸换热器的封门，可在线自动清洗，能保证清洗效果，可随时调整清洗时间，可根据实际污垢情况随时清洗；

(2)与现有污水或地表水热泵系统清洗工艺比较，可提高系统综合效率30％，也可减少系统初投资30％以上；

(3)本实用新型系统通过设置污水或地表水进水管、污水或地表水排水管和四个切换阀，可实现连续在线防除垢，也可不定期实现间歇性在线或不在线防除垢，避免了连续除垢时固体颗粒对换热器壁面的长时间磨损，从而影响系统寿命。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构示意图

图2是本实用新型具体实施方式二的结构示意图

图中：热泵机组1、换热设备2、旋流除砂器3、旋流除砂器进水口4、旋流除砂器排水口5、旋流除砂器出砂口6、调砂阀7、引射器8、引射器进砂口9、引射器进水口10、引射器排水口11、中介水泵12、水源水泵13、末端供水管14、末端回水管15、中介水供水管16、中介水回水管17、换热器供水管18、换热器回水管19、旋流除砂器排水管20、引射器进水管21、污水或地表水进水管22、污水或地表水排水管23、切换阀一24-1、切换阀二24-2、切换阀三24-3、切换阀四24-4。

具体实施方式

具体实施方式一，如图1所示，本实施方式的一种污水或地表水用热泵供热系统，它由所述的热泵机组1、换热设备2、旋流除砂器3、调砂阀7、引射器8、中介水泵12、水源水泵13、末端供水管14、末端回水管15、中介水供水管16、中介水回水管17、换热器供水管 18、换热器回水管19、旋流除砂器排水管20、引射器进水管21组成，所述的旋流除砂器3 上分别设置有旋流除砂器进水口4、旋流除砂器排水口5、旋流除砂器排砂口6；所述的引射器8上设置有引射器进砂口9、引射器进水口10、引射器排水口11；所述的引射器进水口10 与引射器进水管21相连通；所述的水源水泵13设置在引射器进水管21上；所述的换热设备 2与引射器排水口11通过换热器供水管18相连通；所述的换热设备2与旋流除砂器进水口4 通过换热器回水管19相连通；所述的旋流除砂器排水口5与旋流除砂器排水管20相连通；所述的旋流除砂器排砂口6与引射器进砂口9相连通，两者之间设置有调砂阀7；所述的热泵机组1与换热设备2之间通过中介水供水管16、中介水回水管17组成闭合循环；所述的中介水泵12设置在中介水回水管17上；所述的末端供水管14、末端回水管15分别与热泵机组1相连接。

具体实施方式二，如图2所示，本实施方式与具体实施方式一的不同点是：它还包括污水或地表水进水管22、污水或地表水排水管23、切换阀一24-1、切换阀二24-2、切换阀三 24-3、切换阀四24-4，污水或地表水进水管22设置在引射器进水管21与换热器供水管18 之间，在污水或地表水进水管21上设置切换阀三24-3；污水或地表水排水管23设置在换热器回水管19与旋流除砂器排水管20之间，在污水或地表水排水管23上设置切换阀四24-4；切换阀一24-1设置在引射器进水管21上，切换阀二24-2设置在旋流除砂器排水管20上。本实施方式的有益效果是：可不定期的实现间歇性在线或不在线防除垢，避免了系统连续防除垢时固体颗粒对系统内部造成长时间磨损，从而影响系统寿命。

工作原理

污水或地表水从引射器进水口进入引射器，在引射器的作用下，引射旋流除砂器分离下来的固体颗粒，固体颗粒和污水或地表水混合，然后从引射器出来，再通过换热器供水管进入换热器，固体颗粒在换热器内部随水流流动过程中不断碰触和摩擦换热器壁面，从而清除换热器内部壁面的污垢，最后从换热器出来，通过换热器回水管进入旋流除砂器。旋流除砂器再分离固体颗粒，固体颗粒通过出砂管和调砂阀再次进入引射器。如此不断循环。

与此同时，中介水在换热器中循环吸收污水或地表水中的热量，然后进入热泵机组，热泵机组通过制冷剂循环吸收中介水中的热量加热末端回水，最后被加热的末端水经水泵输送至用户供热。

由于系统长时间连续运行，固体颗粒对换热器壁面会产生磨损，因此采取加设污水或地表水进水管、污水或地表水排水管和四个切换阀，通过四个切换阀的开关实现水流旁通，采取定期对换热器进行除垢，除垢时仅开启切换阀一和切换阀二，不除垢时仅开启切换阀三和切换阀四。