本實(shí)用新型屬于節(jié)能環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種自供式污水源熱泵系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前行業(yè)中的污水源熱泵系統(tǒng)，都是從市政污水干渠取水，施工難度大，取水和退(排)水設(shè)施都是在項(xiàng)目用地紅線外施工，審批手續(xù)復(fù)雜，影響工期。如圖1所示，是傳統(tǒng)的污水源熱泵系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)及布置示意圖，07是項(xiàng)目用地紅線，其他設(shè)施中，提水井01、退水井02、污水供水管03、污水退(排)水管04均需要布置在項(xiàng)目用地紅線07以外，審批手續(xù)復(fù)雜周期長(zhǎng)，另外用地紅線外涉及其他專業(yè)工程多，協(xié)調(diào)量大，施工復(fù)雜，所需成本高；所述污水干渠05的位置是固定的(屬于市政工程)，有些項(xiàng)目距離污水干渠較遠(yuǎn)或干渠與項(xiàng)目之間有障礙物，將無(wú)法采用污水源熱泵；熱泵機(jī)房06基本是在紅線內(nèi)，施工、協(xié)調(diào)等各方面比較方便；此外，傳統(tǒng)的污水源熱泵系統(tǒng)中污水換熱器占用熱泵機(jī)房面積大，影響整體建筑布局或增加投資。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是為了克服在項(xiàng)目用地紅線外施工的各種困難，同時(shí)使工期得到保證，提供了一種自供式污水源熱泵系統(tǒng)；采用本實(shí)用新型系統(tǒng)，完全在項(xiàng)目用地紅線內(nèi)部施工，實(shí)施方便、無(wú)需審批，工期可以保證；其次，本系統(tǒng)減小熱泵機(jī)房占地面積，降低投資，增加了污水源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，另外，本系統(tǒng)增加了輔助熱源，保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

本實(shí)用新型提出的一種自供式污水源熱泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括熱泵機(jī)組、熱水循環(huán)泵、中介水循環(huán)泵、熱泵機(jī)組熱水側(cè)進(jìn)出口閥門組、熱水回水管、熱水供水管、中介水回水管、中介水供水管，其特征在于，還包括管道式污水換熱器、蓄能水罐、輔助熱源、輔助熱源回水管、輔助熱源供水管、輔助熱源進(jìn)出口閥門組，所述輔助熱源進(jìn)出口閥門組和熱泵機(jī)組熱水側(cè)進(jìn)出口閥門組各包括一個(gè)出口閥和一個(gè)進(jìn)口閥；所述各部件的連接關(guān)系為：

熱水回水管的一端通過(guò)熱水循環(huán)泵、熱泵機(jī)組熱水側(cè)進(jìn)出口閥門組的進(jìn)口閥與熱泵機(jī)組的熱水進(jìn)口相連接，熱水回水管的另一端與用戶端的回水主管道連接；熱泵機(jī)組的熱水出口通過(guò)熱泵機(jī)組熱水側(cè)進(jìn)出口閥門組的出口閥與熱水供水管的一端相連接，熱水供水管的另一端與用戶端的用水器具連接；

中介水回水管的一端通過(guò)中介水循環(huán)泵與熱泵機(jī)組的冷水進(jìn)口相連接，熱泵機(jī)組的冷水出口通過(guò)中介水供水管與管道式污水換熱器的進(jìn)水口相連接，管道式污水換熱器的出水口通過(guò)蓄能水罐與中介水回水管的另一端相連接；

輔助熱源的進(jìn)水口通過(guò)輔助熱源回水管、輔助熱源進(jìn)出口閥門組的進(jìn)口閥與熱水回水管相連接，輔助熱源的出水口通過(guò)輔助熱源供水管、輔助熱源進(jìn)出口閥門組的出口閥與熱水供水管相連接。

本實(shí)用新型的特點(diǎn)及有益效果：

本實(shí)用新型通過(guò)熱泵機(jī)組、管道式污水換熱器等裝置回收建筑物自身排放污水中的低品位熱能，在為建筑制取生活熱水，用于洗浴等生活用途的同時(shí)，降低了對(duì)其他能源的消耗。對(duì)于規(guī)模大的住宅小區(qū)，污水排放量大，回收余熱也可以為局部單體建筑供暖、制冷；采用本實(shí)用新型系統(tǒng)，完全在項(xiàng)目?jī)?nèi)部完成，無(wú)需審批，實(shí)施非常方便。另外，本系統(tǒng)裝置增加了輔助熱源，保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1是傳統(tǒng)的污水源熱泵系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)及布置示意圖。

圖2是本實(shí)用新型系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3(a)是本實(shí)用新型管道式污水換熱器位于非節(jié)點(diǎn)處的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3(b)是本實(shí)用新型管道式污水換熱器位于節(jié)點(diǎn)處的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型提出的一種自供式污水源熱泵系統(tǒng)，結(jié)合附圖及實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如下：

本實(shí)用新型自供式污水源熱泵系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)如圖2所示，該系統(tǒng)主要包括：熱泵機(jī)組1、熱水循環(huán)泵2、中介水循環(huán)泵3、管道式污水換熱器4、蓄能水罐5、輔助熱源6、輔助熱源進(jìn)出口閥門組7(進(jìn)口閥、出口閥各一個(gè)，同時(shí)開或關(guān))、熱泵機(jī)組熱水側(cè)進(jìn)出口閥門組8(進(jìn)口閥、出口閥各一個(gè)，同時(shí)開或關(guān))、熱水回水管10、熱水供水管11、中介水回水管16、中介水供水管17、輔助熱源回水管20、輔助熱源供水管21；分別從熱水側(cè)、中介水側(cè)和輔助熱源側(cè)描述上述部件的連接關(guān)系：

熱水側(cè)：熱水回水管10的一端通過(guò)熱水循環(huán)泵2、熱泵機(jī)組熱水側(cè)進(jìn)出口閥門組8的進(jìn)口閥與熱泵機(jī)組1的熱水進(jìn)口12相連接；熱泵機(jī)組1的熱水出口13通過(guò)熱泵機(jī)組熱水側(cè)進(jìn)出口閥門組8的出口閥與熱水供水管11的一端相連接；熱水供水管11的另一端與用戶端的用水器具連接，熱水回水管10的另一端與用戶端的回水主管道連接；

中介水側(cè)：中介水回水管16的一端通過(guò)中介水循環(huán)泵3與熱泵機(jī)組1的冷水進(jìn)口14相連接；熱泵機(jī)組1的冷水出口15通過(guò)中介水供水管17與管道式污水換熱器4的進(jìn)水口18相連接；管道式污水換熱器4的出水口19通過(guò)蓄能水罐5與中介水回水管16的另一端相連接；

輔助熱源側(cè)：輔助熱源6的進(jìn)水口22通過(guò)輔助熱源回水管20、輔助熱源進(jìn)出口閥門組7的進(jìn)口閥與熱水回水管10相連接；輔助熱源6的出水口23通過(guò)輔助熱源供水管21、輔助熱源進(jìn)出口閥門組7的出口閥與熱水供水管11相連接。

所述管道式污水換熱器4的結(jié)構(gòu)如圖3(a)所示，該換熱器由多個(gè)管道式換熱器單元依次拼接而成，每個(gè)管道式換熱器單元的長(zhǎng)度不小于2m，每個(gè)管道式換熱器單元均由給排水內(nèi)管41和套在該給排水內(nèi)管41外側(cè)的中介水外套管42組成，該給排水內(nèi)管41的長(zhǎng)度大于其外側(cè)中介水外套管42的長(zhǎng)度，該給排水內(nèi)管兩端敞開且設(shè)有法蘭連接件44，該中介水外套管42的兩端均封閉且與給排水內(nèi)管41的側(cè)壁外固定連接，該中介水外套管42側(cè)壁上下端部?jī)蓚?cè)分別設(shè)有進(jìn)水口、出水口；中介水外套管42管壁與給排水內(nèi)管41管壁之間設(shè)有間距，該間距不小于5mm；相鄰管道式換熱器單元的兩個(gè)給排水內(nèi)管41上下端口通過(guò)法蘭連接件44相連；相鄰管道式換熱器單元的兩個(gè)中介水外套管42的進(jìn)水口與出水口通過(guò)設(shè)有法蘭連接件44的中介水外套管連接管43連通；位于兩個(gè)終端的管道式換熱器單元內(nèi)中介水外套管42的進(jìn)水口18、出水口19分別與中介水供水管17、蓄能水罐5相連。

當(dāng)所述管道式換熱器單元位于需要連接衛(wèi)生器具、三通或彎頭等節(jié)點(diǎn)處時(shí)(如圖3(b)所示)，該管道式污水換熱器還包括一個(gè)或多個(gè)給排水管45，該給排水管45兩端敞開且設(shè)有法蘭連接件44，通過(guò)法蘭連接件44連接在所述相鄰管道式換熱器單元的兩個(gè)給排水內(nèi)管41之間，該給排水管45側(cè)壁設(shè)有連接管接口，用于連接所需的衛(wèi)生器具、三通或彎頭節(jié)點(diǎn)；位于該給排水管45兩端的管道式換熱器單元中的中介水外套管42仍然通過(guò)設(shè)有法蘭連接件44的中介水外套管連接管43連接，即利用該中介水中間連接管43跨過(guò)所述各節(jié)點(diǎn)，保證該管道式污水換熱器內(nèi)中介水的循環(huán)暢通。

管道式污水換熱器4的安裝方式可以根據(jù)實(shí)際情況確定，用于排水立管時(shí)可以垂直安裝，用于水平管道時(shí)可以水平安裝；安裝位置可以是建筑管井內(nèi)或吊頂內(nèi)。所述各個(gè)管道式換熱器單元的長(zhǎng)度、給排水管45的長(zhǎng)度、中介水外套管42管壁與給排水內(nèi)管41管壁的間距根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況計(jì)算確定；管道式污水換熱器4的規(guī)格取決于給排水內(nèi)管41，根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)設(shè)計(jì)給排水內(nèi)管41的尺寸及中介水外套管42管壁與給排水內(nèi)管41管壁之間的間距，計(jì)算確定中介水外套管42及中介水外套管連接管43的直徑；具備安裝管道式污水換熱器條件的管段，其給排水內(nèi)管41最小直徑不小于DN50(管徑如果太小，生產(chǎn)加工沒(méi)有問(wèn)題，但是余熱資源有限，沒(méi)有回收價(jià)值，且多為支管，安裝空間有限)。

本實(shí)用新型的工作原理：

熱泵機(jī)組2通過(guò)中介水和管道式污水換熱器4來(lái)吸收污水中的低品位熱能，用于加熱生活熱水。

本實(shí)用新型的具體工作流程為：

用戶端回水主管道內(nèi)的生活熱水回水通過(guò)回水管10、熱水循環(huán)泵2、熱泵機(jī)組熱水側(cè)進(jìn)出口閥門組8的進(jìn)口閥從熱泵機(jī)組1的熱水進(jìn)口12進(jìn)入熱泵機(jī)組1，該生活熱水回水在熱泵機(jī)組1中升溫后，從熱泵機(jī)組1的熱水出口13流出，通過(guò)熱泵機(jī)組熱水側(cè)進(jìn)出口閥門組8的出口閥、熱水供水管11供給用戶端，與其用水器具連接；利用熱水循環(huán)泵2的動(dòng)力，通過(guò)熱水回水管10、熱泵機(jī)組熱水側(cè)進(jìn)出口閥門組8、熱水供水管11，實(shí)現(xiàn)熱水在用戶端與熱泵機(jī)組1之間的循環(huán)加熱；中介水從管道式污水換熱器4的出水口19流出，通過(guò)蓄能水罐5、中介水回水管16、中介水循環(huán)泵3進(jìn)入熱泵機(jī)組1的冷水進(jìn)口14，中介水中的熱量被熱泵機(jī)組1吸收后溫度降低，然后從熱泵機(jī)組1的冷水出口15流出，降溫后的中介水通過(guò)中介水供水管17從管道式污水換熱器4的進(jìn)水口18流入管道式污水換熱器4，在管道式污水換熱器4中，中介水與污水進(jìn)行換熱，污水的熱量傳遞給中介水，中介水升溫后從管道式污水換熱器4的出水口19流出，完成下一次循環(huán)；中介水的循環(huán)動(dòng)力來(lái)自于中介水循環(huán)泵3。

在實(shí)際應(yīng)用中，污水的流量不穩(wěn)定，隨用戶端的變化而變化，熱水的用量也不穩(wěn)定，為了保證供給與需求的平衡，防止熱泵機(jī)組頻繁啟動(dòng)，利用蓄能水罐5來(lái)增加中介水的水容量；當(dāng)污水的流量大，熱水的需求量小時(shí)，多余的熱量可以儲(chǔ)存在蓄能水罐5中；當(dāng)污水流量小，熱水需求量大時(shí)，不足部分可以由蓄能水罐5提供，保證了供需的動(dòng)態(tài)平衡，使本實(shí)用新型系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

污水的熱量通過(guò)中介水傳給熱泵機(jī)組1，在排污的過(guò)程中回收熱量，用于加熱生活熱水，滿足項(xiàng)目自身熱水需求，實(shí)現(xiàn)了熱水能源消耗的自供給。根據(jù)項(xiàng)目的特點(diǎn)，為了提高熱水供應(yīng)的穩(wěn)定性，增加了輔助熱源6，通過(guò)輔助熱源進(jìn)出口閥門組7和熱泵機(jī)組熱水側(cè)進(jìn)出口閥門組8，在輔助熱源6與熱泵機(jī)組1之間轉(zhuǎn)換。具體轉(zhuǎn)換模式：當(dāng)管道式污水換熱器4出水口19的中介水溫度低于5℃時(shí)，開啟輔助熱源進(jìn)出口閥門組7、打開輔助熱源6，關(guān)閉熱泵機(jī)組1、熱泵機(jī)組熱水側(cè)進(jìn)出口閥門組8，完成由熱泵機(jī)組1運(yùn)行變?yōu)橛奢o助熱源6運(yùn)行的轉(zhuǎn)換；當(dāng)管道式污水換熱器4出水口19的中介水溫度高于10℃時(shí)，開啟熱泵機(jī)組熱水側(cè)進(jìn)出口閥門組8、熱泵機(jī)組1，關(guān)閉輔助熱源6、輔助熱源進(jìn)出口閥門組7，完成由輔助熱源6運(yùn)行變?yōu)橛蔁岜脵C(jī)組1運(yùn)行的轉(zhuǎn)換。

本實(shí)用新型主要部件的實(shí)施方式詳細(xì)說(shuō)明如下：

1、循環(huán)泵、熱泵機(jī)組為常規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，根據(jù)使用條件不同有很多型號(hào)可供選擇；

2、管道式污水換熱器中的給排水內(nèi)管，常用規(guī)格DN50、DN70、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200；

3、蓄能水罐，材質(zhì)為碳鋼或不銹鋼，容積根據(jù)項(xiàng)目工況計(jì)算確定，按壓力容器的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制造；

4、熱水管道可以采用鍍鋅鋼管、PP-R、PE-RT等材質(zhì)；中介水管道可以采用焊接鋼管、無(wú)縫鋼管、鍍鋅鋼管等材質(zhì)。管徑根據(jù)項(xiàng)目工況計(jì)算確定，各種國(guó)標(biāo)管徑均可采用。