[发明专利]太阳能和多联式热泵联合的污泥干化系统

说明书

技术领域

本发明属于污泥干化技术领域，涉及一种太阳能和多联式热泵联合的污泥干化系统。

背景技术

污泥干化是市政污水处理的重要环节，也是一个能耗较大的工艺过程。通过干化处理来降低污泥的含水率可以达到资源化、稳定化、减量化和无害化的目的。目前有利用太阳能来干化污泥的技术思路，由于可以无偿地使用丰富的太阳能资源，因此能够节约大量的常规能源，具有较大的经济与环境效益。

其中，太阳能利用的主要特点包括：

(1)普遍性：太阳光普照大地，无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且无须开采和运输；

(2)无污染性：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的；

(3)能源巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨的标煤，其总量是现今世界上可以开发的最大能源；

(4)长久性：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。

但同时，在目前的现有技术条件下，应用太阳能也同样存在如下几点缺陷：

(1)分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向1平方米的面积上接收到的太阳能平均有1000W左右；若按全年日夜平均，则只有200W左右。而在冬季大致只有一半，阴天一般只有1/5左右，这样的能流密度是很低的；

(2)不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。

基于上述原因，正是由于太阳能存在能流密度低、非连续性以及受天气影响大等各项缺点，所以仅使用太阳能则无法保证在一段时间内完成所需的污泥处理量。由此，如何更加合理并有效地利用太阳能进行污泥干化处理，是目前市政污水处理系统中一个非常有价值的课题与待完善的技术。

与此同时，目前存在一些利用热泵作为太阳能辅助能源的技术思考，其中，热泵是一种消耗少量电能或燃料能来制取大量热能的装置。主要部件为压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。然而在与太阳能系统结合应用的过程中，传统的热泵都通过控制定频压缩机的启停来维持暖房内温度的恒定。在启停机时，系统存在很大的能量损失，这完全没有充分发挥热泵的技术优势，使得能量利用率方面仍存在相当大的缺陷。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何提高太阳能污泥干化技术的能量利用率。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种太阳能和多联式热泵联合的污泥干化系统，包括：

太阳能暖房子系统，其包括暖房围护模块、底板模块及气体导流模块；所述暖房围护模块构成所述太阳能暖房子系统的外部框架，所述底板模块用于承载待干化的污泥，所述气体导流模块用于从外部向太阳能暖房子系统内部导入热空气并将太阳能暖房子系统内部的湿空气排出；

热泵子系统，其热源包括外部环境大气以及中水，其与所述气体导流模块相连接，内设有由蒸发器组、膨胀阀组、冷凝器、变频压缩机及相应的管道构成的封闭循环系统，用于通过所述气体导流模块向所述太阳能暖房子系统内导入热空气并对从太阳能暖房子系统排出的湿空气进行除湿；

其中，所述热泵子系统中还设有阀门调节器，用于控制膨胀阀组中一个以上的膨胀阀同时开启时各个膨胀阀的开启量。

其中，所述暖房围护模块包括由对太阳光具有选择透过性的保温材料组成的围护结构。

其中，所述底板模块包括两层，下层为保温层，上层为污泥承载层。

其中，所述太阳能暖房子系统还包括保温膜层，所述保温膜层设置于所述暖房围护模块上方，所述保温膜层连接有用于将其摊开或收起的驱动装置。

其中，所述太阳能暖房子系统还包括翻泥模块，所述翻泥模块设置于污泥层上方，其中心部位设置有转筒，所述转筒上固定安装有螺纹梳刀，并连接驱动电机以在电机驱动下进行自转及直线方向上的移动。

其中，所述气体导流模块包括轴流风机、暖房排风口及暖房进风口。