[发明专利]铝塑管间接换热的污水热能回收与利用方法及装置

说明书

技术领域

本发明公开一种铝塑管间接换热的污水热能回收与利用方法，同时还提供了相应的装置，用于节能环保型供热空调工程，属于供热空调装置技术领域。

背景技术

近年来，随着人们环保意识的逐步增强，自然界燃料总量的日益减少以及燃料价格的不断上涨，促使人们不断的探索新的清洁能源和节能环保型供热、供冷新技术，并且取得了一定的成效。污水热能作为一种可再生清洁能源越来越受到人们的关注，用热泵系统回收城市污水中的热能，既开发了一种清洁能源，同时又降低了城市废热的排放，保护了环境。

在水源热泵机组和污水换热设备的污水热能回收和利用系统中，其关键的技术问题是污水对换热设备及管道腐蚀问题。污水热能回收与利用系统中的主要设备是换热设备，它的制造工艺要求高、金属消耗量大，且被污水腐蚀后传热性能受到影响。据国外有关污水热能利用系统的资料介绍，在污水环境下不锈钢换热器的使用寿命只有一年，铜合金换热器的寿命只有五年。考虑到污水热能利用系统的经济性，经常更换一次不锈钢换热器，或一次铜合金换热器是难以实行的。

发明内容

本发明公开一种铝塑管间接换热的污水热能回收与利用方法，目的旨在解决现有污水热能回收与利用系统中金属设备腐蚀的问题。

本发明还公开了应用上述方法装置，适用于工业化生产。

本发明的技术解决方案如下：以水源热泵机组为中心设备，以污水换热盘管、风机盘管和循环水泵为附属设备的污水热能利用系统，设置在污水池中的污水换热盘管、水源侧循环水泵、管路控制阀、水源热泵机组、管路控制阀、污水换热盘管构成水源侧循环回路；水源热泵机组、管路控制阀、用户循环水泵、风机盘管、管路控制阀、水源热泵机组构成用户侧循环回路；污水换热盘管内的工质通过管路及水源侧循环水泵、管路控制阀被送至水源热泵机组，获得热量后通过连接管路及管路控制阀回到污水池中污水换热盘管中再次循环；在水源热泵机组中获得热量的工质通过用户侧循环回路送至风机盘管达到制热目的，换热后的冷却工质通过连接管路送至水源热泵机组再次循环；

在制冷操作中，工质在水源热泵机组中获得冷量的通过用户侧循环回路被送至风机盘管换热制冷，换热后的工质通过连接管路送至水源热泵机组再次循环；

具体装置由水源热泵机组、水源循环水泵、用户循环水泵、污水换热盘管、风机盘管、膨胀水箱、管路控制阀及相应的管道构成，其中，污水换热盘管设置在污水池中，通过管路与水源侧循环水泵、管路控制阀、水源热泵机组连接，再通过连接管路及管路控制阀被送回污水池中的污水换热盘管构成水源侧循环回路；水源热泵机组通过管路与管路控制阀、用户循环水泵、风机盘管连接，风机盘管通过管路与管路控制阀与水源热泵机组构成用户侧循环回路，膨胀水箱与用户侧循环回路连接为回路补水。

工作时，污水换热盘管内的工质通过水源侧循环水泵将热量经由管路控制阀输送至水源热泵机组，再流经水源热泵机组释放热量后，工质通过连接管路及管路控制阀被送回污水池内的换热盘管中再次循环。而在水源热泵机组中获得热量的工质通过管路控制阀、用户侧循环水泵被送至风机盘管，达到制热目的，换热后的冷却工质通过连接管路及管路控制阀被输送至水源热泵机组再次循环。与此相反，制冷操作中，在水源热泵机组中获得冷量的工质通过管路及管路控制阀经由用户侧循环水泵被送至风机盘管换热，达到制冷目的，换热后的工质通过连接管路及管路控制阀输送至水源热泵机组再次循环。污水换热盘管内的工质通过管路及水源侧循环水泵，经由管路控制阀被送至水源热泵机组，工质获得热量后通过连接管路及管路控制阀回到污水池内的污水换热盘管中再次循环。

所述的污水换热盘管选用铝塑管为换热管材，在塑料管壁的中间夹入一金属铝层。

污水换热盘管在池中的布置可以采用以下几种方式：1.水平蛇形布置；2.垂直串联、并联布置；3.简单螺旋管布置；4.螺旋管串联、并联布置等立体几何分布。

由于铝塑管机械理化性能都比塑料管更强，传热系数较金属小，采用非金属材料替代金属材料作为制作换热设备的主要材料，通过间接换热的方法将一定长度的铝塑盘管换热器布置于污水池中，管内通入载冷剂工质，以强迫对流的方式将污水中的热能置换出来，通过强迫对流、超薄管壁、加强换热面积等增强传热的措施，获得足够的换热量以达到充分换热的目的。

本发明采用的铝塑管与PE-X、PP-R塑料管的性能对比，铝塑管的传热性能、机械性能均优于PE-X、PP-R塑料管；见表1-2。