CN106958941A - 一种基于物联网技术的集成式热回收污水源热泵机组 - Google Patents
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Abstract
一种基于物联网技术的集成式热回收污水源热泵机组，属于环保技术，它包括污水源热泵机组、污水水处理及换热***、热水循环泵、网络智能控制箱；所述污水源热泵机组，包括有压缩机、油分离器、冷凝器、干燥过滤器、电磁阀、膨胀阀、蒸发器和气液分离器，所述污水水处理及换热***，包括有污水箱、污水循环泵、毛发收集器、砂滤罐、板式换热器。本发明通过温度、液位传感器、压力传感器检测到数据，通过通讯传输模块传输至网络控制器，网络控制器对采集的各项数据进行分析处理，可以实现在手机、PC、PDA等终端对集成式热回收污水源热泵机组进行远程监控、操作、维护与软件自动升级。所述通讯传输模块通过以太网将信号传输至网络控制器。
Description
技术领域
本发明涉及污水源热泵技术领域，具体涉及一种基于物联网技术的集成式热回收污水源热泵机组。
背景技术
现有的污水源热泵***均采用冷水或自来水直接进入污水源热泵机组加热后制取热水的方式进行工作，部分污水源热泵***设置了换热装置，用于将利用污水对自来水进行初次提温。同时因为污水的水质问题，需要对污水进行多次处理，比如需要增加污水池、沉淀池、毛发收集器、过滤器等，造成污水源热泵***复杂，特别是需要采用土建的污水池，占地面积大，更适用于新建设的污水源热泵***。
另外常规的污水源热泵机组的综合效率较低，出水量较低。而目前，大量的生活污水或洗浴废水都采用直接排放的形式排入市政污水管网，这些废水不仅温度较高（通常可以达到28~32度），而且所含热能较大，在没有任何回收利用的情况下就直接排出，造成大量能源浪费，显然不符合节能环保的要求。
目前国内污水源热泵***在安装以后使用过程中，需要对热泵机组、污水的温度和液位，过滤器的脏堵等情况进行监测控制，如发生故障不及时排除，会造成热泵机组的故障停机，无法保证客户的正常热水供应。同时污水源热泵***需要定期对设备进行维护，但污水源热泵遍布全国各地，需要设备制造商或节能服务商投入大量的人力、物力，增加了企业的运营成本，降低了企业的市场竞争力。
发明内容
针对现有污水源热泵技术中存在的不足，本发明提供一种基于物联网技术的集成式热回收污水源热泵机组，它可以实现生活废水或洗浴废水的污水处理、直接换热与污水源热泵加热相结合，充分利用生活废水或洗浴废水中的热能，提高污水源热泵整体加热效率，减少土建投资，随装随用，节能环保。同时，通过应用物联网技术，实现在手机、PC、PDA等终端对集成式热回收污水源热泵机组进行远程监控、操作、维护与软件自动升级，方便了客户的运营管理，节省了人力物力。
本发明的技术方案：
一种基于物联网技术的集成式热回收污水源热泵机组，包括网络智能控制箱（14）、污水源热泵机组（1），其特征在于：所述污水源热泵机组包括压缩机（3）、油分离器（4）、冷凝器（5）、干燥过滤器（6）、电磁阀（7）、膨胀阀（8）、蒸发器（2）和气液分离器（9），压缩机（3）与油分离器（4）、油分离器（4）与冷凝器（5）、冷凝器（5）与干燥过滤器（6）、干燥过滤器（6）与蒸发器（2）、蒸发器（2）与气液分离器（9）、气液分离器（9）与压缩机均通过制冷剂管路相连；在干燥过滤器（6）与蒸发器（2）相连个管路上安装有电磁阀（7）、膨胀阀（8）；所述网络智能控制箱（14）包括网络控制器，与网络智能控制箱（14）配置的温度传感器、液位传感器、压力传感器将检测到的数据传输给通讯传输模块，通讯传输模块通过以太网将信号传输至网络控制器，网络控制器对采集的各项数据进行分析处理，并实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程的信息，与互联网结合形成网络，实现互联网终端对污水源热泵机组进行远程控制。
温度传感器、液位传感器、压力传感器均与网络控制器连接；
一种基于物联网技术的集成式热回收污水源热泵机组，还包括污水水处理及换热***，所述污水水处理及换热***包括污水箱（11）、污水循环泵（13）、毛发收集器（16）、砂滤罐（17）及板式换热器（20）；所述污水箱（11）分别设有污水进水口（10）和排污口（12），污水箱中的污水通过污水管路在污水循环泵（13）工作的作用下，经过毛发收集器（16）初步过滤毛发的较大的杂质，再进入砂滤罐（17），进一步进行过滤去油脂及较细的杂质，经过两次过滤后的污水进入板式换热器（20），与来自热水循环泵（22）的自来水进行换热，污水将热量传递给自来水后，温度降低再进入污水源热泵机组的蒸发器（2），然后分为两路，一路经污水管路通过污水调节阀（13）再次接入污水循环泵入口，另一路通过污水排放口直接排放。
所述污水水处理及换热***、热水循环泵、网络智能控制箱均设置在外壳箱体（1）的下层箱体里；所述污水源热泵机组设置在外壳箱体（1）的上层箱体里。
所述外壳箱体从上到下依次为上层箱体、下层箱体、设备底座，上层箱体与下层箱体采用同一框架，在内部用钢板隔成上下两层箱体，下层箱体采用焊接或紧固件连接在底座之上。
与所述网络智能控制箱（14）配置的所有温度传感器、液位传感器、压力传感器将检测到数据通过通讯传输模块传输至网络控制器（在网络智能控制箱14内），网络控制器对采集的各项数据进行分析处理，可以实现在手机、PC、PDA等终端对集成式热回收污水源热泵机组进行远程监控、操作、维护与软件自动升级。所述通讯传输模块通过以太网将信号传输至网络控制器。
有益效果：与现有污水源热泵技术相比，本发明将污水池、污水处理与预热、污水源热泵***的集成在一起，充分高效利用废水的余热，提高污水源热泵热水***的整体加热效率，节能环保，同时可以对原有的***快速改造，实现随装随用，具有很好的实用性，能产生较好的经济效益和社会效应。
本发明可以充分利用生活污水中的余热，整个机组可以直接接入经过初步过滤后的污水，利用板式换热器和污水源热泵机组提取污水中的热量，直接加热自来水，将自来水经过预热后，直接加热到不高于55度的任意设定温度。
本发明充分高效利用生活污水或洗浴污水中的热能，大幅度降低了生活热水的加热成本，降低于污水源热泵工程的施工成本，节能环保，同时，通过应用物联网技术，实现在手机、PC、PDA等终端对集成式热回收污水源热泵机组进行远程监控、操作、维护与软件自动升级，方便了客户的运营管理，节省了人力物力。本发明具有很好的经济性与实用性。
附图说明
图1是一种基于物联网技术的集成式热回收污水源热泵机组结构示意图。
图2是一种基于物联网技术的集成式热回收污水源热泵机组的上层箱体内部布置图。
图3是一种基于物联网技术的集成式热回收污水源热泵机组的下层箱体内部布置图。
图中，1、污水源热泵机组，2、蒸发器，3、压缩机，4、油分离器，5、冷凝器，6、干燥过滤器，7、电磁阀，8、膨胀阀，9、气液分离器，10、进水口，11、污水箱，12、排污口，13、污水循环泵，14、网络智能控制箱，15、调节阀，
16、毛发收集器，17、砂滤罐，18、砂滤罐排污管，19、砂滤罐出水管，20、板式换热器，21、污水排放口，22、热水循环泵，23、热水进口，24、热水出口，25、热水进口温度传感器，26、热水出口温度传感器，27、温度传感器，28、污水箱温度传感器，29、液位传感器，30、第一压力传感器，31、第二压力传感器，33、第三压力传感器。
具体实施方法
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
如图1、图2、图3所示，一种基于物联网技术的集成式热回收污水源热泵机组，包括外壳箱体，所述外壳箱体分为上层箱体、下层箱体、设备底座，在上层箱体内布置有污水源热泵机组；下层箱体里布置有污水水处理及换热***、热水循环泵、网络智能控制箱（14），上层箱体置于下层箱体之上，下层箱体置于底座之上。
所述污水源热泵机组包括蒸发器（2）、压缩机（3）、油分离器（4）、冷凝器（5）、干燥过滤器（6）、电磁阀（7）、膨胀阀（8）和气液分离器（9），蒸发器（2）与干燥过滤器（6）、压缩机（3）与油分离器（4）、油分离器（4）与冷凝器（5）、冷凝器（5）与干燥过滤器（6）、蒸发器（2）与气液分离器（9）、气液分离器（9）与压缩机均通过制冷剂管路相连；在蒸发器（2）与干燥过滤器（6）相连个管路上安装有电磁阀（7）、膨胀阀（8）。
压缩机（3）排出的高温高压制冷剂气体经排气管路与油分离器（4）相连，经过油分离器（4）过滤去所含润滑油后，进入冷凝器（5），在冷凝器（5）中，高温高压的制冷剂气体与来自热水循环泵（22）中的热水进行换热，制冷剂被冷凝后，通过冷凝器出液管路经过干燥过滤器（6）过滤再经过电磁阀（7）及膨胀阀（8）进行节流降压后成为低压气液两相混合液进入蒸发器（2），在蒸发器（2）中吸收来自污水循环泵（13）的污水中的热量，变成气体的制冷剂气体后，进入气液分离器（9）进一步分离出制冷剂液体后再经过压缩机吸气管路进入压缩机（3），完成整个制冷剂循环。
所述污水水处理及换热***包括污水箱（11）、污水循环泵（13）、毛发收集器（16）、砂滤罐17及板式换热器（20）；所述污水箱（11）分别设有污水进水口（10）和排污口（12）,
污水箱（11）与污水循环泵（13）管路连接，污水循环泵（13）管路连接毛发收集器（16），毛发收集器（16）管路连接砂滤罐17，砂滤罐17管路连接板式换热器（20）；
污水箱中的污水通过污水管路在污水循环泵（13）工作的作用下，经过毛发收集器（16）初步过滤毛发及较大的杂质，再进入砂滤罐17，进一步进行过滤去油脂及较细的杂质，经过两次过滤后的污水进入板式换热器（20），与来自热水循环泵（22）的自来水进行换热，污水将热量传递给自来水后，温度降低再进入污水源热泵机组的蒸发器（2），然后分为两路，一路经污水管路通过污水调节阀（13）再次接入污水循环泵入口，另一路通过污水排放口直接排放。
在所述的污水箱（11）内，设有温度传感器（28）和液位传感器（29），温度传感器（28）和液位传感器（29）检测到的信号均通过网络智能控制箱（14），实现污水的自动补水与自动排污。
当温度传感器（28）检测到污水箱（11）内的污水温度降低到设定温度，如10度以下时，温度传感器（28）将污水温度传送给网络智能控制箱，网络智能控制箱发送信号给污水循环泵，自动将污水箱内的污水排空；同时启动进水水泵对污水箱进行补进污水，直到补至污水箱（11）的设定液位，以便污水源热泵进行污水热能回收。
在所述的热水进口（23）和热水出口（24）上，分别设有热水进口温度传感器（25）和热水出口温度传感器（26），热水进口温度传感器（25）和热水出口温度传感器（26）检测到的信号均通过网络智能控制箱对水温进行PID调节，实现污水源热泵机组（1）的自动工作。网络智能控制箱自动将热水进口温度传感器（25）所检测的水温与设定温度相比较，如果进水温度低于设定值，则启动热泵机组运行对自来水进行加热，同时根据热水进口温度传感器（25）所检测的水温与设定温度之间的温度差值，决定压缩机的投入运行的频率或水泵的投入运行的频率。
在所述的毛发收集器（16）、砂滤罐（18）及板式换热器（20）前的污水管路上，分别设有3个压力传感器（30、31、32），3个压力传感器检测到的信号通过网络智能控制箱（14）对压差进行检测，网络智能控制箱自动分析***的正常运行压差，比如板式换热器（20）之间正常压差为80Kpa,而检测到的压差大于设定的压差160kPa，即认为板式换热器有脏堵，网络智能控制箱及时提示进行清洗作业。
所述网络智能控制箱（14）通过设置在其内的通讯模块，与网络控制器相连，网络控制器对采集的各项数据进行分析处理，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程及各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络，可以实现在手机、PC、PDA等终端对集成式热回收污水源热泵机组进行远程监控、操作、维护与软件自动升级。所述通讯传输模块通过以太网将信号传输至网络控制器，方便识别、管理和控制。。
同时可以实现多台基于物联网技术的集成式热回收污水源热泵机组进行相互联网，实现物物相连，并以互联网相通，实现人机互动。
本发明的一种基于物联网技术的集成式热回收污水源热泵机组，将污水池、污水处理与预热、污水源热泵***的集成在一起，充分高效利用废水的余热，提高污水源热泵热水***的整体加热效率，节能环保，同时可以对原有的***快速改造，实现随装随用，具有很好的实用性，能产生较好的经济效益和社会效应。
Claims (10)
1.一种基于物联网技术的集成式热回收污水源热泵机组，包括网络智能控制箱（14）、污水源热泵机组（1），其特征在于：所述污水源热泵机组包括压缩机（3）、油分离器（4）、冷凝器（5）、干燥过滤器（6）、电磁阀（7）、膨胀阀（8）、蒸发器（2）和气液分离器（9），压缩机（3）与油分离器（4）、油分离器（4）与冷凝器（5）、冷凝器（5）与干燥过滤器（6）、干燥过滤器（6）与蒸发器（2）、蒸发器（2）与气液分离器（9）、气液分离器（9）与压缩机均通过制冷剂管路相连；在干燥过滤器（6）与蒸发器（2）相连个管路上安装有电磁阀（7）、膨胀阀（8）；所述网络智能控制箱（14）包括网络控制器，与网络智能控制箱（14）配置的温度传感器、液位传感器、压力传感器将检测到的数据传输给通讯传输模块，通讯传输模块通过以太网将信号传输至网络控制器，网络控制器对采集的各项数据进行分析处理，并与互联网结合形成网络，实现互联网终端对污水源热泵机组进行远程控制。
2.根据权利要求1所述的一种集成式余热回收污水源热泵机组，其特征在于：还包括污水水处理及换热***，所述污水水处理及换热***，包括有污水箱（11）、污水循环泵（13）、毛发收集器（16）、砂滤罐（17）及板式换热器（20），其中污水箱（11）分别设有污水进水口（10）和排污口（12），并通过污水管路与污水循环泵（13）相连，污水循环泵（13）出口分别串联连接了毛发收集器（16）、砂滤罐（17）及板式换热器（20），再进入污水源热泵机组的蒸发器（2），作为污水源热泵机组的热源，从蒸发器（2）出来的污水分为两路，一路经污水管路通过污水调节阀（15）旁通到污水循环泵（13）入口，另一路通过污水排放口（21）直接排放。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网技术的集成式热回收污水源热泵机组，其特征在于：污水箱中的污水通过污水管路在污水循环泵（13）工作的作用下，经过毛发收集器（16）进行第一次过滤，再进入砂滤罐17进行第二次过滤，经过两次过滤后的污水进入板式换热器（20）与来自热水循环泵（22）的自来水进行换热，污水将热量传递给自来水后，温度降低再进入污水源热泵机组的蒸发器（2），然后分为两路，一路经污水管路通过污水调节阀（13）再次接入污水循环泵入口，另一路通过污水排放口直接排放。
4.根据权利要求2所述的一种基于物联网技术的集成式热回收污水源热泵机组，其特征在于：所述污水箱（11）内设有温度传感器（28）、液位传感器，当温度传感器（28）检测到污水箱（11）内的污水温度降低到设定温度，温度传感器（28）将污水温度传送给网络智能控制箱，网络智能控制箱发送信号给污水循环泵，自动将污水箱内的污水排空；同时启动进水水泵对污水箱进行补进污水，直到补至污水箱（11）的液位传感器检测到的设定液位。
5.根据权利要求2所述的一种基于物联网技术的集成式热回收污水源热泵机组，其特征在于：在所述的毛发收集器（16）、砂滤罐（18）及板式换热器（20）前的污水管路上，分别设有3个压力传感器，3个压力传感器检测到的信号通过网络智能控制箱（14）对运行压差进行检测，网络智能控制箱自动分析判断，当运行压差大于设定压差，即认为板式换热器有脏堵，网络智能控制箱及时提示进行清洗作业。
6.根据权利要求1或2所述的一种基于物联网技术的集成式热回收污水源热泵机组，其特征在于：在热水进口（23）和热水出口（24）上，分别设有热水进口温度传感器（25）和热水出口温度传感器（26），热水进口温度传感器（25）和热水出口温度传感器（26）检测到的信号均通过网络智能控制箱对水温进行PID调节，实现污水源热泵机组（1）的自动工作；网络智能控制箱自动将热水进口温度传感器（25）所检测的进水温度与设定温度相比较，如果进水温度低于设定温度，则启动热泵机组运行对自来水进行加热，同时根据热水进口温度传感器（25）所检测的进水温度与设定温度之间的温度差值，决定压缩机的投入运行的频率或水泵的投入运行的频率。
7.根据权利要求1所述的一种集成式余热回收污水源热泵机组，其特征在于：所述污水水处理及换热***、热水循环泵、网络智能控制箱均设置在外壳箱体（1）的下层箱体里；所述污水源热泵机组设置在外壳箱体（1）的上层箱体里。
8.根据权利要求7所述的一种集成式余热回收污水源热泵机组，其特征在于：所述
外壳箱体（1）包括上层箱体、下层箱体、底座，上层箱体置于下层箱体之上，下层箱体固定在底座之上。
9.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的集成式热回收污水源热泵机组，其特征在于：所述互联网终端包括手机或PC或PDA。
10.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的集成式热回收污水源热泵机组，其特征在于：压缩机（3）排出的高压制冷剂气体经排气管路与油分离器（4）相连，经过油分离器（4）过滤去所含润滑油后，进入冷凝器（5），在冷凝器（5）中，高压制冷剂气体与来自热水循环泵（22）中的热水进行换热，制冷剂被冷凝后，通过冷凝器出液管路经过干燥过滤器（6）过滤再经过电磁阀（7）及膨胀阀（8）进行节流降压后成为低压气液两相混合液进入蒸发器（2），在蒸发器（2）中吸收来自污水循环泵（13）的污水中的热量，变成制冷剂气体后，进入气液分离器（9）进一步分离出制冷剂液体后再经过压缩机吸气管路进入压缩机（3），完成制冷剂循环。
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