專利名稱：鋁塑管間接換熱的污水熱能回收與利用方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開(kāi)一種鋁塑管間接換熱的污水熱能回收與利用方法，同時(shí)還提供了相應(yīng)的裝置，用于節(jié)能環(huán)保型供熱空調(diào)工程，屬于供熱空調(diào)裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著人們環(huán)保意識(shí)的逐步增強(qiáng)，自然界燃料總量的日益減少以及燃料價(jià)格的不斷上漲，促使人們不斷的探索新的清潔能源和節(jié)能環(huán)保型供熱、供冷新技術(shù)，并且取得了一定的成效。污水熱能作為一種可再生清潔能源越來(lái)越受到人們的關(guān)注，用熱泵系統(tǒng)回收城市污水中的熱能，既開(kāi)發(fā)了一種清潔能源，同時(shí)又降低了城市廢熱的排放，保護(hù)了環(huán)境。
在水源熱泵機(jī)組和污水換熱設(shè)備的污水熱能回收和利用系統(tǒng)中，其關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題是污水對(duì)換熱設(shè)備及管道腐蝕問(wèn)題。污水熱能回收與利用系統(tǒng)中的主要設(shè)備是換熱設(shè)備，它的制造工藝要求高、金屬消耗量大，且被污水腐蝕后傳熱性能受到影響。據(jù)國(guó)外有關(guān)污水熱能利用系統(tǒng)的資料介紹，在污水環(huán)境下不銹鋼換熱器的使用壽命只有一年，銅合金換熱器的壽命只有五年?？紤]到污水熱能利用系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，經(jīng)常更換一次不銹鋼換熱器，或一次銅合金換熱器是難以實(shí)行的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開(kāi)一種鋁塑管間接換熱的污水熱能回收與利用方法，目的旨在解決現(xiàn)有污水熱能回收與利用系統(tǒng)中金屬設(shè)備腐蝕的問(wèn)題。
本發(fā)明還公開(kāi)了應(yīng)用上述方法裝置，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下以水源熱泵機(jī)組為中心設(shè)備，以污水換熱盤管、風(fēng)機(jī)盤管和循環(huán)水泵為附屬設(shè)備的污水熱能利用系統(tǒng)，設(shè)置在污水池中的污水換熱盤管、水源側(cè)循環(huán)水泵、管路控制閥、水源熱泵機(jī)組、管路控制閥、污水換熱盤管構(gòu)成水源側(cè)循環(huán)回路；水源熱泵機(jī)組、管路控制閥、用戶循環(huán)水泵、風(fēng)機(jī)盤管、管路控制閥、水源熱泵機(jī)組構(gòu)成用戶側(cè)循環(huán)回路；污水換熱盤管內(nèi)的工質(zhì)通過(guò)管路及水源側(cè)循環(huán)水泵、管路控制閥被送至水源熱泵機(jī)組，獲得熱量后通過(guò)連接管路及管路控制閥回到污水池中污水換熱盤管中再次循環(huán)；在水源熱泵機(jī)組中獲得熱量的工質(zhì)通過(guò)用戶側(cè)循環(huán)回路送至風(fēng)機(jī)盤管達(dá)到制熱目的，換熱后的冷卻工質(zhì)通過(guò)連接管路送至水源熱泵機(jī)組再次循環(huán)；在制冷操作中，工質(zhì)在水源熱泵機(jī)組中獲得冷量的通過(guò)用戶側(cè)循環(huán)回路被送至風(fēng)機(jī)盤管換熱制冷，換熱后的工質(zhì)通過(guò)連接管路送至水源熱泵機(jī)組再次循環(huán)；具體裝置由水源熱泵機(jī)組、水源循環(huán)水泵、用戶循環(huán)水泵、污水換熱盤管、風(fēng)機(jī)盤管、膨脹水箱、管路控制閥及相應(yīng)的管道構(gòu)成，其中，污水換熱盤管設(shè)置在污水池中，通過(guò)管路與水源側(cè)循環(huán)水泵、管路控制閥、水源熱泵機(jī)組連接，再通過(guò)連接管路及管路控制閥被送回污水池中的污水換熱盤管構(gòu)成水源側(cè)循環(huán)回路；水源熱泵機(jī)組通過(guò)管路與管路控制閥、用戶循環(huán)水泵、風(fēng)機(jī)盤管連接，風(fēng)機(jī)盤管通過(guò)管路與管路控制閥與水源熱泵機(jī)組構(gòu)成用戶側(cè)循環(huán)回路，膨脹水箱與用戶側(cè)循環(huán)回路連接為回路補(bǔ)水。
工作時(shí)，污水換熱盤管內(nèi)的工質(zhì)通過(guò)水源側(cè)循環(huán)水泵將熱量經(jīng)由管路控制閥輸送至水源熱泵機(jī)組，再流經(jīng)水源熱泵機(jī)組釋放熱量后，工質(zhì)通過(guò)連接管路及管路控制閥被送回污水池內(nèi)的換熱盤管中再次循環(huán)。而在水源熱泵機(jī)組中獲得熱量的工質(zhì)通過(guò)管路控制閥、用戶側(cè)循環(huán)水泵被送至風(fēng)機(jī)盤管，達(dá)到制熱目的，換熱后的冷卻工質(zhì)通過(guò)連接管路及管路控制閥被輸送至水源熱泵機(jī)組再次循環(huán)。與此相反，制冷操作中，在水源熱泵機(jī)組中獲得冷量的工質(zhì)通過(guò)管路及管路控制閥經(jīng)由用戶側(cè)循環(huán)水泵被送至風(fēng)機(jī)盤管換熱，達(dá)到制冷目的，換熱后的工質(zhì)通過(guò)連接管路及管路控制閥輸送至水源熱泵機(jī)組再次循環(huán)。污水換熱盤管內(nèi)的工質(zhì)通過(guò)管路及水源側(cè)循環(huán)水泵，經(jīng)由管路控制閥被送至水源熱泵機(jī)組，工質(zhì)獲得熱量后通過(guò)連接管路及管路控制閥回到污水池內(nèi)的污水換熱盤管中再次循環(huán)。
所述的污水換熱盤管選用鋁塑管為換熱管材，在塑料管壁的中間夾入一金屬鋁層。
污水換熱盤管在池中的布置可以采用以下幾種方式1.水平蛇形布置；2.垂直串聯(lián)、并聯(lián)布置；3.簡(jiǎn)單螺旋管布置；4.螺旋管串聯(lián)、并聯(lián)布置等立體幾何分布。
由于鋁塑管機(jī)械理化性能都比塑料管更強(qiáng)，傳熱系數(shù)較金屬小，采用非金屬材料替代金屬材料作為制作換熱設(shè)備的主要材料，通過(guò)間接換熱的方法將一定長(zhǎng)度的鋁塑盤管換熱器布置于污水池中，管內(nèi)通入載冷劑工質(zhì)，以強(qiáng)迫對(duì)流的方式將污水中的熱能置換出來(lái)，通過(guò)強(qiáng)迫對(duì)流、超薄管壁、加強(qiáng)換熱面積等增強(qiáng)傳熱的措施，獲得足夠的換熱量以達(dá)到充分換熱的目的。
本發(fā)明采用的鋁塑管與PE-X、PP-R塑料管的性能對(duì)比，鋁塑管的傳熱性能、機(jī)械性能均優(yōu)于PE-X、PP-R塑料管；見(jiàn)表1-2。
表1-2鋁塑管與PE-X、PP-R塑料管的性能對(duì)比

從表中可以看出，因鋁塑管的內(nèi)、外壁是交聯(lián)聚乙烯塑料材料，其耐酸堿和其它化學(xué)品腐蝕性強(qiáng)，而且管壁光滑水力工況好，因此回收城市污水中的熱能應(yīng)采用鋁塑管。采用鋁塑管間接換熱的方式回收污水的熱能，一方面解決了管道和設(shè)備的腐蝕問(wèn)題；另一方面由于鋁塑管內(nèi)、外壁光滑，也緩解了結(jié)垢問(wèn)題。
本發(fā)明具有以下有益效果以鋁塑管為換熱設(shè)備，采用間接換熱方式的污水熱泵系統(tǒng)，解決了金屬管道和換熱設(shè)備在污水中容易腐蝕的問(wèn)題，且通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明以此非金屬材料為換熱設(shè)備的污水熱能系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)熱能回收與利用的目的。由于鋁塑管內(nèi)、外壁光滑，也緩解了結(jié)垢問(wèn)題，且此系統(tǒng)從根本上解決了污水水質(zhì)對(duì)熱能利用系統(tǒng)的影響。鋁塑管為換熱管材的盤管換熱設(shè)備可根據(jù)污水處理過(guò)程的水況(水溫、水質(zhì)等)，及不同水處理方式的需要，可對(duì)換熱器的盤管方式進(jìn)行靈活處理，且盤管方式同時(shí)有利于對(duì)換熱設(shè)備表面進(jìn)行清理。


圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明換熱盤管的水平蛇形布置示意圖；圖3為本發(fā)明換熱盤管的垂直布置示意圖；圖4為本發(fā)明換熱盤管的螺旋布置示意圖；1、污水換熱盤管；2、水源循環(huán)水泵；3、水源熱泵機(jī)組；4、用戶循環(huán)水泵；5、風(fēng)機(jī)盤管；6、膨脹水箱；7、管路控制閥；8、管路控制閥；9、污水池。
具體實(shí)施例方式
通過(guò)以下實(shí)施案例進(jìn)一步舉例描述本發(fā)明，并不以任何方式限制本發(fā)明，在不背離本發(fā)明的技術(shù)解決方案的前提下，對(duì)本發(fā)明所作的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易實(shí)現(xiàn)的任何改動(dòng)或改變都將落入本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
實(shí)施例1根據(jù)圖1所示，由水源熱泵機(jī)組3、水源循環(huán)水泵2、用戶循環(huán)水泵4、污水換熱盤管1、風(fēng)機(jī)盤管5、膨脹水箱6、管路控制閥7、8及相應(yīng)的管道構(gòu)成，其中，污水換熱盤管1設(shè)置在污水池9中，通過(guò)管路與水源側(cè)循環(huán)水泵2、管路控制閥7、水源熱泵機(jī)組3連接，再通過(guò)連接管路及管路控制閥8被送回污水池9中的污水換熱盤管1構(gòu)成水源側(cè)循環(huán)回路；水源熱泵機(jī)組3通過(guò)管路與管路控制閥8、用戶循環(huán)水泵4、風(fēng)機(jī)盤管5連接，風(fēng)機(jī)盤管5通過(guò)管路與管路控制閥7與水源熱泵機(jī)組3構(gòu)成用戶側(cè)循環(huán)回路，膨脹水箱6與用戶側(cè)循環(huán)回路連接為回路補(bǔ)水。
污水換熱盤管1選用鋁塑管為換熱管材，在塑料管壁的中間夾入一金屬鋁層。
實(shí)施例2參照?qǐng)D2，實(shí)施例1中的換熱盤管1呈的水平蛇形布置。
實(shí)施例3參照?qǐng)D3，實(shí)施例1中的換熱盤管1呈的垂直布置。
實(shí)施例4參照?qǐng)D4，實(shí)施例1中的換熱盤管1呈的螺旋布置。
權(quán)利要求
1.一種鋁塑管間接換熱的污水熱能回收與利用方法，以水源熱泵機(jī)組為中心設(shè)備，以污水換熱盤管、風(fēng)機(jī)盤管和循環(huán)水泵為附屬設(shè)備的污水熱能利用系統(tǒng)，設(shè)置在污水池中的污水換熱盤管、水源側(cè)循環(huán)水泵、管路控制閥、水源熱泵機(jī)組、管路控制閥、污水換熱盤管構(gòu)成水源側(cè)循環(huán)回路；水源熱泵機(jī)組、管路控制閥、用戶循環(huán)水泵、風(fēng)機(jī)盤管、管路控制閥、水源熱泵機(jī)組構(gòu)成用戶側(cè)循環(huán)回路；污水換熱盤管內(nèi)的工質(zhì)通過(guò)管路及水源側(cè)循環(huán)水泵、管路控制閥被送至水源熱泵機(jī)組，獲得熱量后通過(guò)連接管路及管路控制閥回到污水池中污水換熱盤管中再次循環(huán)；在水源熱泵機(jī)組中獲得熱量的工質(zhì)通過(guò)用戶側(cè)循環(huán)回路送至風(fēng)機(jī)盤管達(dá)到制熱目的，換熱后的冷卻工質(zhì)通過(guò)連接管路送至水源熱泵機(jī)組再次循環(huán)；在制冷操作中，工質(zhì)在水源熱泵機(jī)組中獲得冷量的通過(guò)用戶側(cè)循環(huán)回路被送至風(fēng)機(jī)盤管換熱制冷，換熱后的工質(zhì)通過(guò)連接管路送至水源熱泵機(jī)組再次循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法制成的裝置，其特征在于由水源熱泵機(jī)組(3)、水源循環(huán)水泵(2)、用戶循環(huán)水泵(4)、污水換熱盤管(1)、風(fēng)機(jī)盤管(5)、膨脹水箱(6)、管路控制閥(7)、(8)及相應(yīng)的管道構(gòu)成，其中，污水換熱盤管(1)設(shè)置在污水池(9)中，通過(guò)管路與水源側(cè)循環(huán)水泵(2)、管路控制閥(7)、水源熱泵機(jī)組(3)連接，再通過(guò)連接管路及管路控制閥(8)被送回污水池(9)中的污水換熱盤管(1)構(gòu)成水源側(cè)循環(huán)回路；水源熱泵機(jī)組(3)通過(guò)管路與管路控制閥(8)、用戶循環(huán)水泵(4)、風(fēng)機(jī)盤管(5)連接，風(fēng)機(jī)盤管(5)通過(guò)管路與管路控制閥(7)與水源熱泵機(jī)組(3)構(gòu)成用戶側(cè)循環(huán)回路，膨脹水箱(6)與用戶側(cè)循環(huán)回路連接為回路補(bǔ)水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法制成的裝置，其特征在于污水換熱盤管(1)選用鋁塑管為換熱管材，在塑料管壁的中間夾入一金屬鋁層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法制成的裝置，其特征在于污水換熱盤管(1)在池中的布置可以采用水平蛇形布置或垂直串聯(lián)、并聯(lián)布置或螺旋管串聯(lián)、并聯(lián)布置等立體幾何分布。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種鋁塑管間接換熱的污水熱能回收與利用方法及裝置，污水換熱盤管、水源側(cè)循環(huán)水泵、管路控制閥、水源熱泵機(jī)組、管路控制閥、污水換熱盤管構(gòu)成水源側(cè)循環(huán)回路；水源熱泵機(jī)組、管路控制閥、用戶循環(huán)水泵、風(fēng)機(jī)盤管、管路控制閥、水源熱泵機(jī)組構(gòu)成用戶側(cè)循環(huán)回路；工質(zhì)通過(guò)水源熱泵機(jī)組，獲得熱量后經(jīng)連接管路及管路控制閥回到污水換熱盤管中再次循環(huán)，通過(guò)用戶側(cè)循環(huán)回路送至風(fēng)機(jī)盤管達(dá)到制熱目的，換熱后的冷卻工質(zhì)通過(guò)連接管路送至水源熱泵機(jī)組再次循環(huán)；本發(fā)明從根本上解決了污水水質(zhì)對(duì)熱能利用系統(tǒng)的影響。鋁塑管為換熱管材的盤管換熱設(shè)備可根據(jù)污水處理過(guò)程的水況及不同水處理方式的需要，對(duì)換熱器的盤管方式進(jìn)行靈活處理。
文檔編號(hào)F25B30/00GK101050897SQ20071005563
公開(kāi)日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2007年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月16日
發(fā)明者白莉, 尹軍, 霍明新, 張喜明, 韋新東, 白茹, 齊子姝, 楊金剛, 王春清, 遲銘書(shū), 周學(xué)志 申請(qǐng)人:白莉