[发明专利]负压闪蒸污水源热泵耦合太阳能分布式供热系统及方法

说明书

本发明公开了一种负压闪蒸污水源热泵耦合太阳能分布式供热系统及方法，包括，压缩式热泵，太阳能集热器和闪蒸罐；压缩式热泵包括冷凝器和蒸发器，冷凝器工质侧与太阳能集热器并联连接；冷凝器的工质侧与太阳能集热器的进口并联母管上设置有压缩机；冷凝器的工质侧与太阳能集热器的出口并联母管与蒸发器的工质侧连接；蒸发器入口通过管道与闪蒸罐的蒸汽侧相连接，以太阳能集热器作为热源补充，降低系统运行成本与污染物排放量，利用闪蒸罐制取负压蒸汽，在蒸发器中作低温热源，间接回收生活污水余热的同时提取一部分凝结水，提高压缩式热泵制热性能系数，提高了整个系统能源利用率，降低供暖成本，提高供热质量，达到节能减排的目的。

技术领域

本发明属于供热技术领域，尤其涉及一种负压闪蒸污水源热泵耦合太阳能分布式供热系统及方法。

背景技术

目前采暖热源主要依赖火电厂与燃煤锅炉，随着供暖需求逐步上升，煤炭燃烧对环境造成的诸多压力也随之日益加剧，污染物排放导致气候条件恶劣，集中供热手段管网发展滞后导致一次能源利用率较低。相对而言，电能与太阳能等清洁能源是目前工业生产、取暖，家庭用热的一种清洁环保的供热方式，其作为现有采暖热源的替代或补充具备节能、高效、安全性好的应用特性，是未来清洁能源应用发展方向。随着城市规模的扩大及居民生活条件改善，城市污水量大量增加，在城市污水中蕴含着大量的低品位热能，如不能加以利用会造成较大能源浪费。随着大力推行清洁能源采暖及煤改电的倡导，现有光、电等清洁能源采暖方式都受到不同的技术条件制约，电制热方式逐渐普及，但电采暖成本过高制约了其发展，部分地区存在峰谷电价区别，合理利用峰谷电价可较大程度降低采暖成本。太阳能供热作为一种清洁供热方式，其光照时段的集中和不同地区气候条件对其影响较大，波动性及不稳定性较为明显。综上所述，现有技术中存在清洁能源供热稳定性差、城市生活污水低品位热能浪费、电采暖成本过高等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明一种负压闪蒸污水源热泵耦合太阳能分布式供热系统及方法，解决了现有技术中清洁能源供热稳定性差、城市生活污水低品位热能浪费以及电采暖成本过高的问题。

以一种新型方式提取污水中低品位热能的同时还可在污水中提取一部分凝结水。以压缩式热泵作为低品位热能提升手段，相较于传统污水源热泵进一步提高COP，降低热泵耗电量。以太阳能集热器作为热源补充，降低系统运行成本与污染物排放量，进一步提高经济性与环保性。由于是利用闪蒸手段使生活污水蒸发出部分水蒸气作低温热源，因此在工回收生活污水余热的同时还可回收一部分凝结水，该部分水量品质较高，可用作系统中热网循环水补水。整套系统相较于集中供热系统具有更高的灵活性、供热经济性、节能性与环保性。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种负压闪蒸污水源热泵耦合太阳能分布式供热系统，包括，包括，压缩式热泵，太阳能集热器和闪蒸罐；

所述压缩式热泵包括冷凝器，压缩机和蒸发器，

所述冷凝器工质侧与太阳能集热器并联连接；所述压缩机设置在冷凝器的工质侧与太阳能集热器的进口并联母管上；所述冷凝器的工质侧与太阳能集热器的出口并联母管与蒸发器的工质侧连接；所述蒸发器入口通过管道与闪蒸罐的蒸汽侧相连接，蒸发器的出口通过管道与闪蒸罐的污水侧连接；所述闪蒸罐的上设置有真空泵。

优选的，所述蒸发器的出口与闪蒸罐的污水侧之间的管道上设置有凝结水泵。

优选的，所述压缩式热泵还包括膨胀阀，所述膨胀阀设置在冷凝器的工质侧与太阳能集热器的出口的并联母管上。

优选的，所述冷凝器的水侧入口处设有热网增压泵；所述冷凝器的水侧出口与用户地热管或散热器系统母管相连。

优选的，所述闪蒸罐的上部为汽侧空间，所述闪蒸罐的底部为污水侧空间。

优选的，还包括污水喷淋泵，所述污水喷淋泵的一侧通过管道与污水源相连，所述污水喷淋泵的另一侧通过管道与闪蒸罐的内喷淋层相连。