储能式污水源热泵系统的制作方法

1.本实用新型涉及冷热源利用技术领域，尤指一种储能式污水源热泵系统。

背景技术：

2.城市污水由生活污水和工业废水组成，经过污水处理厂的处理后，再生污水水温较稳定，变化较室外空气温度的变化要小，处理后的污水是一种优良的低温余热资源。采用热泵原理，即通过少量的电能输入，实现低位热能向高位热能转移，能够解决供热供冷的需求。用污水源热泵的运行工况比空气源热泵的运行工况要稳定、能效高。因此，对于附近有污水处理厂的项目，可以优先采用污水这种免费的天然冷热源，建造“污水源热泵系统”满足项目供暖、供冷需求。
3.但是现有的污水源热泵系统在引退源侧水环路的水时未考虑“储能”问题，由于城市污水昼夜时时产量不稳定，有较大差距，极易造成系统运行不稳定、能效偏低等问题。
4.如何设计一种可解决上述技术问题的储能式污水源热泵系统是本发明人潜心研究的课题。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种储能式污水源热泵系统，其能够将高峰时期多余的污水量储存起来并保持污水热能，在污水量低峰时补充给系统使用，从而增加系统的稳定性。
6.为了实现上述目的，本实用新型的技术解决方案为：一种储能式污水源热泵系统，包括污水环路、换热器、源侧水环路、用户侧水环路和至少一个水源热泵机组，所述换热器的第一换热管与所述污水环路连通，所述源侧水环路与所述换热器的第二换热管及所述水源热泵机组连通，所述水源热泵机组与所述用户侧水环路连通，所述污水环路包括再生污水排水池，所述换热器的第一换热管的出口通过退污水管道与所述再生污水排水池下游管道连通，其中所述污水环路上设有保温储能池，所述保温储能池通过引污水管道与所述再生污水排水池连通，所述引污水管道上设有引水泵组，通过所述引水泵组及引污水管道可以将所述再生污水排水池中的水输送至所述保温储能池中，所述保温储能池通过管道与所述第一换热管的进口连通。
7.优选地，所述保温储能池包括封闭的空腔储能池本体，所述储能池本体是由混凝土材料制成，所述引污水管道伸入所述储能池本体的内腔。
8.优选地，所述储能池本体的内壁设有保温层。
9.优选地，所述储能池本体与保温层之间设有第一防水涂层。
10.优选地，所述储能池本体与所述第一防水涂层之间设有防水砂浆平层。
11.优选地，所述保温层的内壁设有防水层。
12.优选地，所述保温层与所述防水层之间设有第二防水涂层。
13.优选地，所述保温层与所述第二防水涂层之间设有防水砂浆平层。
14.优选地，所述储能池本体的上表面设有检查人孔。
15.优选地，所述保温储能池的内腔设有两个超声波液位传感器，其中一个所述液位传感器通过信号线与控制所述动力机构工作的控制系统连接，另一个所述液位传感器通过信号线与用于分析监测所述水源热泵机组的数据、继而判断所述水源热泵机组运行情况的所述控制系统连接。
16.优选地，所述引污水管道上安装有温度传感器和流量传感器，所述温度传感器和流量传感器分别通过信号线与控制系统连接，所述引污水管道上安装有止回阀。
17.优选地，所述退污水管道上安装有温度传感器，所述温度传感器通过信号线与控制系统连接。
18.采用上述方案后，本实用新型储能式污水源热泵系统具有以下有益效果：
19.1、通过在污水环路上设置保温储能池，使用时，其能够将高峰时期多余的污水量储存起来，并保持污水的热能，而在污水量处于低峰时补充给热泵系统使用，从而增加了热泵系统的稳定性。
20.2、通过在保温储能池内安装两个超声波液位传感器，一个液位传感器用于监测保温储能池内的污水液位，从而使控制系统控制引水泵组的启闭；而另一个液位传感器用于控制系统对污水热泵系统的运行数据进行监测。
21.3、通过将保温储能池设计为封闭式，且在混凝土层的储能池本体内壁设置保温层，以实现污水的热能保存，而通过进一步在保温层内壁设置防水层，以保证该储能池不漏水。
附图说明
22.图1是本实用新型储能式污水源热泵系统的实施例结构示意图；
23.图2是本实用新型储能式污水源热泵系统的保温储能池的结构示意图；
24.图3是本实用新型储能式污水源热泵系统的水源热泵机组的结构示意图。
25.下面结合附图，通过实施例对本实用新型做进一步的说明；
具体实施方式
26.如图1所示本实用新型储能式污水源热泵系统的实施例结构示意图，包括污水环路、换热器1、源侧水环路、用户侧水环路、至少一个水源热泵机组2及控制系统3。其中污水环路包括再生污水排水池4、保温储能池5、第一水处理器6、退污水泵组7及引污水泵组9。再生污水排水池4通过引污水管道8与保温储能池5连通，该引污水管道8上设有引污水泵组9，通过引污水泵组9及引污水管道8可以将再生污水排水池4中的水输送至保温储能池5中。引污水管道8上安装有止回阀10、温度传感器11和流量传感器12，且温度传感器11和流量传感器12分别通过信号线与控制系统3连接，由控制系统3监测引污水管道8上的冷热量等信息。
27.参考图2所示，保温储能池5包括封闭的空腔储能池本体13，本实施例储能池本体13为空腔长方体结构，该储能池本体13是由混凝土材料制成。引污水管道8伸入储能池本体13的内腔。在储能池本体13的上表面设有检查人孔14。储能池本体13的内壁设有保温层15，本实施例保温层15的厚度为75mm。在储能池本体13与保温层15之间设有第一防水涂层16，本实施例第一防水涂层16的厚度为2mm。在储能池本体13与第一防水涂层16之间设有防水
砂浆平层17，本实施例防水砂浆平层17的厚度为10mm。在保温层15的内壁设有防水层18，其中防水层18是由玻璃钢材料制成，本实施例防水层18的厚度为3mm。在保温层15与防水层18之间设有第二防水涂层19，本实施例的第二防水涂层19的厚度为2mm。在保温层15与第二防水涂层19之间设有防水砂浆平层20，本实施例的防水砂浆平层20的厚度为10mm。
28.在保温储能池5的内腔设有第一超声波液位传感器21和第二超声波液位传感器22，第一超声波液位传感器21、第二超声波液位传感器22分别通过信号线与控制系统3连接。第一超声波液位传感器21用于监测储能池本体13内的液位，从而控制引污水泵9的工作，第二超声波液位传感器22用于分析监测水源热泵机组的数据、继而判断水源热泵机组运行情况。
29.换热器1包括第一换热管23和第二换热管24，保温储能池5通过第一管道25与第一换热管23的进口连通，第一管道25伸入储能池本体5的内腔，第一管道25上安装有第一水处理器6及退污水泵组7。第一换热管23的出口通过退污水管道26与再生污水排水池4的下游管道48连通，退污水管道26上安装有温度传感器49。
30.源侧水环路设置于换热器1与水源热泵机组2之间，且与换热器1及水源热泵机组2连通。源侧水环路包括第二管道27和第三管道28，第二管道27的一端与换热器1的第二换热管24的出口连通，第二管道27上安装有第二水处理器29、定压补水系统40、源侧循环泵组30、温度传感器31及流量传感器32，本实施例源侧循环泵组30由两个水泵并联组成。第三管道28的一端与第二换热管24的进口连通，第三管道28上安装有温度传感器33。且温度传感器31、流量传感器32及温度传感器33分别通过信号线与控制系统3连接，由控制系统3监测第二管道27、第三管道28上的冷热量等信息。
31.水源热泵机组2可以设置一个或多个。参考图1与图3所示，本实施例水源热泵机组2设置为两个。水源热泵机组2包括壳体34，壳体34内腔设有蒸发器35和冷凝器36，蒸发器35和冷凝器36之间设有冷媒循环管37，在冷媒循环管37上安装有压缩机38和截止阀39。第二管道27的另一端与蒸发器35的进口、冷凝器36的进口连通，第三管道28的另一端与蒸发器35的出口、冷凝器36的出口连通。
32.供热工况时，水源热泵机组2的蒸发器35的进口通过第二管道27与换热器1的第二换热管24出水端连通，蒸发器35的出口通过第三管道28与换热器1的第二换热管24进水端连通，通过换热器1实现源侧水环路与污水环路间的间接换热。制冷工况时，水源热泵机组2的冷凝器36的进口通过第二管道27与换热器1的第二换热管24的出水端连通，冷凝器36的出口通过第三管道28与换热器1的第二换热管24的进水端连通，通过换热器1实现源侧水环路与污水环路间的间接换热。
33.用户侧水环路包括用户侧循环泵组41(本实施例由两个水泵组成)、第二水处理器42、末端空调采暖设备设施及定压补水系统43。第四管道44上安装有用户侧循环泵组41、第二水处理器42及定压补水系统43。第四管道44、第五管道45上均安装有温度传感器46和电磁式流量计47。供热工况时，水源热泵机组2的冷凝器36的进口通过第四管道44与末端空调采暖设备设施的回水端连通，冷凝器36的出口通过第五管道45与末端空调采暖设备设施的供水端连通。制冷工况时，水源热泵机组2的蒸发器35的进口通过第四管道44与末端空调采暖设备设施的回水端连通，蒸发器35的出口通过第五管道45与末端空调采暖设备设施的供
水端连通。温度传感器46和电磁式流量计47均通过信号线与控制系统3连接，由控制系统3监测第四管道44、第五管道45上的冷热量等信息。
34.工作时，通过引污水管道8和引污水泵9从再生污水排水池4中取水输送至保温储能池5中，退污水泵组7通过第一管道25从保温储能池5中取污水，经过第一水处理器6的处理和过滤后，进入换热器1的一次侧通路，即进入换热器1的第一换热管23内与源侧水环路充分换热；换热后的水由源侧水环路进入热泵机组2中，经换热后进入用户侧水环路中供用户的末端空调采暖设备设施使用。通过在污水环路上设置保温储能池5、引污水管道8及引污水泵9，能够将高峰时期的多余的污水量储存在保温储能池5内，并保持污水的热能，在污水量低峰时补充给该热泵系统使用，使该热泵系统不受污水排量波动的影响，增加了系统的稳定性。工作时，各温度传感器和电磁式流量计分别将数据反馈到控制系统3，供控制系统3控制热泵系统。
35.以上所述实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：

1.一种储能式污水源热泵系统，包括污水环路、换热器、源侧水环路、用户侧水环路和至少一个水源热泵机组，所述换热器的第一换热管与所述污水环路连通，所述源侧水环路与所述换热器的第二换热管及所述水源热泵机组连通，所述水源热泵机组与所述用户侧水环路连通，所述污水环路包括再生污水排水池，所述换热器的第一换热管的出口通过退污水管道与所述再生污水排水池下游管道连通，其特征在于，所述污水环路上设有保温储能池，所述保温储能池通过引污水管道与所述再生污水排水池连通，所述引污水管道上设有引水泵组，通过所述引水泵组及引污水管道可以将所述再生污水排水池中的水输送至所述保温储能池中，所述保温储能池通过管道与所述第一换热管的进口连通。2.如权利要求1所述的储能式污水源热泵系统，其特征在于，所述保温储能池包括封闭的空腔储能池本体，所述储能池本体是由混凝土材料制成，所述引污水管道伸入所述储能池本体的内腔。3.如权利要求2所述的储能式污水源热泵系统，其特征在于，所述储能池本体的内壁设有保温层。4.如权利要求3所述的储能式污水源热泵系统，其特征在于，所述储能池本体与保温层之间设有第一防水涂层。5.如权利要求4所述的储能式污水源热泵系统，其特征在于，所述储能池本体与所述第一防水涂层之间设有防水砂浆平层。6.如权利要求3所述的储能式污水源热泵系统，其特征在于，所述保温层的内壁设有防水层。7.如权利要求6所述的储能式污水源热泵系统，其特征在于，所述保温层与所述防水层之间设有第二防水涂层。8.如权利要求7所述的储能式污水源热泵系统，其特征在于，所述保温层与所述第二防水涂层之间设有防水砂浆平层。9.如权利要求2所述的储能式污水源热泵系统，其特征在于，所述储能池本体的上表面设有检查人孔。10.如权利要求1所述的储能式污水源热泵系统，其特征在于，所述保温储能池的内腔设有两个超声波液位传感器，其中一个所述液位传感器通过信号线与控制所述动力机构工作的控制系统连接，另一个所述液位传感器通过信号线与用于分析监测所述水源热泵机组的数据、继而判断所述水源热泵机组运行情况的所述控制系统连接。11.如权利要求1所述的储能式污水源热泵系统，其特征在于，所述引污水管道上安装有温度传感器和流量传感器，所述温度传感器和流量传感器分别通过信号线与控制系统连接，所述引污水管道上安装有止回阀。12.如权利要求1所述的储能式污水源热泵系统，其特征在于，所述退污水管道上安装有温度传感器，所述温度传感器通过信号线与控制系统连接。

技术总结

一种储能式污水源热泵系统，包括污水环路、换热器、源侧水环路、用户侧水环路和至少一个水源热泵机组，换热器的第一换热管与污水环路连通，源侧水环路与换热器的第二换热管及水源热泵机组连通，水源热泵机组与用户侧水环路连通，污水环路包括再生污水排水池，换热器的第一换热管的出口通过退污水管道与再生污水排水池下游管道连通，污水环路上设有保温储能池，保温储能池通过引污水管道与再生污水排水池连通，引污水管道上设有引水泵组，通过引水泵组及引污水管道可将再生污水排水池中的水输送至保温储能池中，保温储能池通过管道与第一换热管进口连通。本实用新型能将高峰期多余的污水量储存起来并保持热能，在低峰时补给系统以增加系统稳定性。统以增加系统稳定性。统以增加系统稳定性。