技术领域
[0001] 本实用新型涉及
煤矿污
水处理技术领域，具体涉及清洁节能污
水源热泵系统。
背景技术
[0002] 伴随我国经济的快速发展，加快了
地下水资源、石油资源以及煤炭资源的大量开采，致使我国人均
能源贫乏，从而导致能源短缺的形式越来越严峻。而在我国供暖系统或制冷系统(
空调系统)，通常还是采用燃煤直接进行供暖或者通过燃煤进行发电，然后利用
电能进行供暖/制冷，该方法需要消耗大量的煤炭能源，同时造成严重的环境污染。
[0003] 然而，城市地下污水或矿区矿井中的污水具有较高的
温度，蕴含的大量的
能量，如何能够利用污水中的能量为建筑进行供暖/制冷是亟待解决的问题。实用新型内容
[0004] 本实用新型提出了一种清洁节能污水源热泵系统，该系统通过设置中介水模
块、热泵模块以及动
力输配模块，可以实现将矿井污水的能量用于为矿区建筑进行供暖和制冷。
[0005] 本实用新型采用的技术手段如下：
[0006] 一种清洁节能污水源热泵系统，包括，中介水模块、热泵模块以及动力输配模块；所述中介水模块包括换热器组、中介
水循环泵以及补水系统；所述热泵模块包括热泵机组、第一主水管、第二主水管、第三主水管以及第四主水管；所述动力输配模块包括系统
循环泵、分水器以及集水器；所述换热器组包括供水侧管路和换热侧管路，所述供水侧管路与矿井水
沉淀池连通，所述换热侧管路包括换热侧进水管路和换热侧出水管路，所述中介水循环泵的进水端通过管路与所述换热侧出水管路连接，所述补水系统通过管路与所述中介水循环泵的进水端连通；所述第一主水管和第二主水管并联连接，所述中介水循环泵的出水端通过管路分别于所述第一主水管和第二主水管的一端连接，所述第一主水管和第二主水管的另一端分别通过管路与所述系统循环泵的出水端连接，所述第一主水管与所述中介水循环泵连接的一端设有第一蝶
阀，所述第一主水管与所述系统循环泵连接的一端设有第五蝶阀，所述第二主水管与所述中介水循环泵连接的一端设有第二蝶阀，所述第二主水管与所述系统循环泵连接的一端设有第六蝶阀；所述第三主水管和第四主水管并联连接，所述换热侧进水管路通过管路分别于第三主水管和第四主水管的一端连接，第三主水管和第四主水管的另一端通过管路与所述分水器的进水端连接，所述第三主水管与所述换热侧进水管路连接的一端设有第三蝶阀，所述第三主水管与所述分水器连接的一端设有第七蝶阀，所述第四主水管与所述换热侧进水管路连接的一端设有第四蝶阀，所述第四主水管与所述分水器连接的一端设有第八蝶阀；所述热泵机组包括
蒸发器和
冷凝器，所述
蒸发器的进水口通过管路与射随跟随器第二主水管连通，所述蒸发器的出水口通过管路与所述第三主水管连通，所述冷凝器的进水口通过管路与所述第一主水管连通，所述冷凝器的出水口通过管路与所述第四主水管连通；所述系统循环泵的进水端与所述集水器的出水端连接。
[0007] 进一步地，所述补水系统包括水箱、补水水泵、自动控制箱以及稳压罐；所述补水水泵通过管路与水箱连接并可将水箱中的水输入至所述中介水循环泵的进水端，所述稳压罐安装于所述补水水泵与中介水循环泵之间的管路上。
[0008] 进一步地，还包括洗浴热水模块，所述洗浴热水模块包括洗浴换热器组、洗浴中介水循环泵、洗浴热泵机组以及热水加热循环泵；所述洗浴换热器组包括供水侧管路和换热侧管路，所述供水侧管路与矿井水沉淀池连通，所述洗浴热泵机组包括洗浴热泵蒸发器和洗浴热泵冷凝器；所述洗浴中介水循环泵的进水端通过管路与所述换热侧管路的出水管路连接，所述洗浴中介水循环泵的出水端通过管路与所述洗浴热泵蒸发器的进水口连接，所述洗浴热泵蒸发器的出水口通过管路与所述换热侧管路的进水管路连接，所述洗浴热泵冷凝器的出水口通过管路与所述分水器的出水端连通，所述热水加热循环泵的进水端通过管路与所述集水器的进水端连接，所述热水加热循环泵的出水端通过管路与所述洗浴热泵冷凝器的进水口连接。
[0009] 进一步地，所述蒸发器与第二主水管连接的管路上设有蝶阀、压力表以及Y型除污器，所述蒸发器与第三主水管连接的管路上设有蝶阀和压力表；所述冷凝器与第一主水管连接的管路上设有蝶阀、压力表以及Y型除污器，所述冷凝器与第四主水管连接的管路上设有蝶阀和压力表；所述洗浴热泵蒸发器的进水口的管路上设有蝶阀、压力表以及Y型除污器，所述洗浴热泵蒸发器的出水口的管路上设有蝶阀和压力表；所述洗浴热泵冷凝器进水口的管路上设有蝶阀、压力表以及Y型除污器，所述洗浴热泵冷凝器的出水口的管路上设有蝶阀和压力表。
[0010] 进一步地，所述循环泵的进水端的管路上设有蝶阀、压力表、Y型除污器以及
铜球阀，所述循环泵的出水端的管路上设有止回阀、压力表以及蝶阀；所述补水水泵的进水端的管路上设有蝶阀、压力表和Y型除污器，所述补水水泵的出水端的管路上设有止回阀、压力表以及蝶阀。
[0011] 与
现有技术比较，本实用新型所述的清洁节能污水源热泵系统具有以下有益效果：1、该污水源热泵系统充分利用了矿井水中的热量，可以实现在夏季为矿区建筑制冷，在冬季为矿区建筑供暖的功能，极大的减少了能源的消耗，同时，热源来自于矿井中的污水，可以避免对地下水的破坏，造成水资源的浪费。
附图说明
[0012] 图1为本实用新型公开的清洁节能污水源热泵系统的结构图；
[0013] 图2为补水系统的结构图；
[0014] 图3为中介水循环泵的结构图；
[0015] 图4为热泵模块的结构图。
[0016] 图中：10、换热器组，11、中介水循环泵，12、补水系统，121、补水水泵，122、自动控制箱，123、稳压罐；
[0017] 2、热泵模块，20、热泵机组，21、第一主水管，22、第二主水管，23、第三主水管,24、第四主水管，200、蒸发器，201、冷凝器，210、第一蝶阀，211、第五蝶阀，220、第二蝶阀，221、第六蝶阀，230、第三蝶阀，231、第七蝶阀，240、第四蝶阀，241、第八蝶阀；
[0018] 30、系统循环泵，31、分水器，32、集水器；
[0019] 40、洗浴换热器组，41、洗浴中介水循环泵，42、洗浴热泵机组，420、洗浴热泵蒸发器，421、洗浴热泵冷凝器，43、热水加热循环泵；
[0020] 50、蝶阀，51、压力表，52、Y型除污器,53、止回阀。
具体实施方式
[0021] 如图1所示为本实用新型公开的清洁节能污水源热泵系统，包括，中介水模块、热泵模块2以及动力输配模块；
[0022] 所述中介水模块包括换热器组10、中介水循环泵11以及补水系统12；
[0023] 所述热泵模块2包括热泵机组20、第一主水管21、第二主水管22、第三主水管23以及第四主水管24；
[0024] 所述动力输配模块包括系统循环泵30、分水器31以及集水器32；
[0025] 所述换热器组10包括供水侧管路和换热侧管路，所述供水侧管路与矿井水沉淀池连通，所述换热侧管路包括换热侧进水管路和换热侧出水管路，所述中介水循环泵11的进水端通过管路与所述换热侧出水管路连接，所述补水系统12通过管路与所述中介水循环泵11的进水端连通，具体地，如图2所示，所述补水系统12包括水箱(图中未示出)、补水水泵
121、自动控制箱122以及稳压罐123，所述补水水泵121通过管路与水箱连接并可将水箱中的水输入至所述中介水循环泵11的进水端，所述稳压罐123安装于所述补水水泵121与中介水循环泵11之间的管路上，所述补水水泵的进水端的管路上设有蝶阀50、压力表51和Y型除污器52，所述补水水泵的出水端的管路上设有止回阀53、压力表51以及蝶阀50，自动控制箱可以根据补水水泵管路上的压力值自动控制补水水泵的工作状态，稳压罐安装于补水水泵与中介水循环泵之间的管路上用于稳定中介水循环泵的进水端的压力值，该补水系统可以用于保证中介水循环泵正常工作。
[0026] 所述第一主水管21和第二主水管22并联连接，所述中介水循环泵11的出水端通过管路分别于所述第一主水管21和第二主水管22的一端连接，所述第一主水管21和第二主水管22的另一端分别通过管路与所述系统循环泵30的出水端连接，所述第一主水管21与所述中介水循环泵11连接的一端设有第一蝶阀210，所述第一主水管21与所述系统循环泵30连接的一端设有第五蝶阀211，所述第二主水管22与所述中介水循环泵11连接的一端设有第二蝶阀220，所述第二主水管22与所述系统循环泵30连接的一端设有第六蝶阀221；
[0027] 所述第三主水管23和第四主水管24并联连接，所述换热侧进水管路通过管路分别于第三主水管23和第四主水管24的一端连接，第三主水管23和第四主水管24的另一端通过管路与所述分水器31的进水端连接，所述第三主水管23与所述换热侧进水管路连接的一端设有第三蝶阀230，所述第三主水管23与所述分水器31连接的一端设有第七蝶阀231，所述第四主水管24与所述换热侧进水管路连接的一端设有第四蝶阀240，所述第四主水管与所述分水器连接的一端设有第八蝶阀241；
[0028] 所述热泵机组20包括蒸发器200和冷凝器201，所述蒸发器200的进水口通过管路与第二主水管22连通，所述蒸发器200的出水口通过管路与所述第三主水管23连通，所述冷凝器201的进水口通过管路与所述第一主水管21连通，所述冷凝器201的出水口通过管路与所述第四主水管22连通；
[0029] 所述系统循环泵30的进水端与所述集水器32的出水端连接。
[0030] 本实用新型公开的清洁节能污水源热泵系统具有以下两种功能：1、夏季利用矿井水向建筑制冷；2、冬季利用矿井水向建筑供暖。
[0031] 具体地工作过程如下：
[0032] 夏季：矿井中的水由水泵泵入到沉淀池(黄泥罐)中，矿井中的水经过在沉淀池中沉淀滤除泥沙后通过水泵输入到换热器组的供水侧管路中，并在换热器组中与换热器组中的换热侧管路中的水介质进行热量交换后排回至沉淀池中。
[0033] 在夏季，第一蝶阀至第八蝶阀的工作状态如下：第一蝶阀、第四蝶阀、第六蝶阀和第七蝶阀打开，第二蝶阀、第三蝶阀、第五蝶阀和第八蝶阀关闭；
[0034] 此时，换热器组的换热侧管路和热泵机组的冷凝器形成循环通路，并由中介水循环泵驱动水介质在换热侧管路和冷凝器中进行循环；
[0035] 热泵机组的蒸发器和动力输配模块形成循环通路，并由系统循环泵驱动水介质在蒸发器、分水器和集水器中进行循环；
[0036] 换热器组的换热侧管路与动力输配模块中的水在热泵机组中进行热量交换，并将降温后的水通过分水器输入至联合建筑中，用于为联合建筑进行制冷。
[0037] 在夏季各系统的供回水温度如下：系统水供/回水温度7/12℃；中介水供/回水温度27/40℃；矿井水供/回水温度26/37℃；
[0038] 冬季：矿井中的水由水泵泵入到沉淀池(黄泥罐)中，矿井中的水经过在沉淀池中沉淀滤除泥沙后通过水泵输入到换热器组的供水侧管路中，并在换热器组中进行热量交换后排回至沉淀池中。
[0039] 在冬季，第一蝶阀至第八蝶阀的工作状态如下：第一蝶阀、第四蝶阀、第六蝶阀和第七蝶阀闭合，第二蝶阀、第三蝶阀、第五蝶阀和第八蝶阀打开；
[0040] 此时，换热器组的换热侧管路和热泵机组的蒸发器形成循环通路，并由中介水循环泵驱动水介质在换热侧管路和蒸发器中进行循环；
[0041] 热泵机组的冷凝器和动力输配模块形成循环通路，并由系统循环泵驱动水介质在泠凝器、分水器和集水器中进行循环；
[0042] 换热器组的换热侧管路与动力输配模块中的水在热泵机组中进行热量交换，并将升温后的水通过分水器输入至联合建筑中，用于为联合建筑进行供暖，联合建筑中设有多条管路，分别用于将分水器中的水用于不同的用途。
[0043] 在冬季各系统的供回水温度如下：系统水供/回水温度50/40℃；中介水供/回水温度17/5℃；矿井水供/回水温度20/8℃。
[0044] 分水器除了向联合建筑供水外，还可以向排污系统、主井、工业、食堂以及副井等多种设施中进行供水，集水器还可以收集排污系统、主井、工业、食堂以及副井等设施排放的水。
[0045] 本实用新型公开的清洁节能污水源热泵系统实现了冬季提取矿井水中的低品位
热能，通
过热泵提升温度后供生产生活之用，夏季将生产生活的废热排放到矿井水中，再集中外排。同时，通过机房群控系统自动识别末端负荷的变化、自动匹配启动不同的热泵机组及中介说模块、动力输配模块，实现系统热泵自动切换制冷制热模式，并使工况始终处于最优效率工作模式，智能高效地满足了建筑的供热和供冷需求。
[0046] 本清洁节能污水源热泵系统巧妙地免费(无需负担
地源热泵系统的埋地盘管或提取和回灌水系统高额的建设费和运行
费用)提取了地下热能能量以用于热泵冷凝器(蒸发器)的
散热(冷源)，将原矿井水直接排放的低品位能源
回收利用，实现了一年四季对矿区
建筑物的供热和供冷，极大地节约了初投资，减少了电能、煤炭等社会公共资源的消耗。
[0047] 如图1、图2、图3和图4所示，在本
实施例中换热器组、中介水循环泵、热泵机组以及系统循环泵均具有多组，图中，换热器组的数量为5组，同时，每组换热器组又由3个换热器组成，中介水循环泵中由4个水泵组成，热泵机组具有3组，系统循环泵由4个水泵组成。在该系统工作时，可以多组结构同时工作，也可以根据需要部分进行工作，或者留有一组备用，其它组正常工作。
[0048] 进一步地，还包括洗浴热水模块，所述洗浴热水模块包括洗浴换热器40、洗浴中介水循环泵41、洗浴热泵机组42以及热水加热循环泵43；所述洗浴换热器40包括供水侧管路和换热侧管路，所述供水侧管路与矿井水沉淀池连通，所述洗浴热泵机组42包括洗浴热泵蒸发器420和洗浴热泵冷凝器421；所述洗浴中介水循环泵41的进水端通过管路与所述换热侧管路的出水管路连接，所述洗浴中介水循环泵41的出水端通过管路与所述洗浴热泵蒸发器420的进水口连接，所述洗浴热泵蒸发器420的出水口通过管路与所述换热侧管路的进水管路连接，所述洗浴热泵冷凝器421的出水口通过管路与所述分水器31的出水端连通，所述热水加热循环泵43的进水端通过管路与所述集水器32的进水端连接，所述热水加热循环泵43的出水端通过管路与所述洗浴热泵冷凝器421的进水口连接。在矿区，需要常年为洗浴设施提供适宜温度的水质，在本实用新型公开的清洁节能污水源热泵系统中还设置有洗浴热水模块，矿井水在洗浴换热器中进行热量交换后排回至沉淀池中，洗浴中介水循环泵用于将洗浴换热器的换热侧管路与洗浴热泵蒸发器组成通路水进行循环，热水加热循环泵用于将热水在洗浴热泵冷凝器和浴池中进行循环。
[0049] 洗浴热水模块的供回水温度如下：系统水供/回水温度55/50℃；中介水供/回水温度15/10℃；矿井水供/回水温度24/14℃。
[0050] 在该污水源热泵系统中单独设置了洗浴热水模块，可以有效的利用矿井水热量对洗浴模块进行热量交换，可以在消耗较少能量的
基础上，常年为浴室提供热水，即节省了能量，同时有为矿区工作人员提供了生活便利。
[0051] 进一步地，所述蒸发器200与第二主水管22连接的管路上设有蝶阀50、压力表51以及Y型除污器52，所述蒸发器200与第三主水管23连接的管路上设有蝶阀50和压力表51；所述冷凝器201与第一主水管21连接的管路上设有蝶阀50、压力表51以及Y型除污器52，所述冷凝器201与第四主水管24连接的管路上设有蝶阀50和压力表51；所述洗浴热泵蒸发器的进水口的管路上设有蝶阀、压力表以及Y型除污器，所述洗浴热泵蒸发器的出水口的管路上设有蝶阀和压力表；所述洗浴热泵冷凝器进水口的管路上设有蝶阀、压力表以及Y型除污器，所述洗浴热泵冷凝器的出水口的管路上设有蝶阀和压力表。进一步地，所述循环泵的进水端的管路上设有蝶阀、压力表、Y型除污器以及铜球阀，所述循环泵的出水端的管路上设有止回阀、压力表以及蝶阀。热泵机组与主水管和循环泵上设置有蝶阀、压力表、Y型除污器以及止回阀等多种器件，可以保证系统更安全有效的运行。
[0052] 以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
