CN113716799A - 园区水系与能源耦合治理的*** - Google Patents
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Abstract
一种园区水系与能源耦合治理的***，它包括水净化模块、能源模块、水处理模块和河湖模块，通过能源模块与水净化模块连通，水处理模块与能源模块连通，河湖模块与水处理模块连通，通过抽吸水泵从河湖模块中抽取水源进入水质净化装置处理后形成净化的工作水流，工作水流经过水源热泵转变为失温水流，再经水处理模块处理后与河湖模块耦合，避免污染环境，有利于提高园区自然水系的水环境质量。
Description
技术领域
本发明专利属于环保能源工程技术领域，涉及一种园区水系与能源耦合治理的***。
背景技术
水源热泵作为绿色能源技术之一，已为各类集中性园区、居住社区所广泛采用，其主要是从水源中提取能量作为空调***的能量之源，但提取后的水源因为失温，当其排向环境水体时会造成环境污染，进而会降低园区自然水系的水环境质量。
发明内容
本发明专利所要解决的技术问题是提供一种园区水系与能源耦合治理的***，采用能源模块与水净化模块连通，水处理模块与能源模块连通，河湖模块与水处理模块连通，抽吸水泵从河湖模块中抽取水源进入水质净化装置处理后形成净化的工作水流，工作水流经过水源热泵转变为失温水流，再经水处理模块处理后与河湖模块耦合，避免污染环境，有利于提高园区自然水系的水环境质量。
为解决上述技术问题，本发明专利所采用的技术方案是：一种园区水系与能源耦合治理的***，它包括水净化模块、能源模块、水处理模块和河湖模块；所述能源模块的水源热泵与水净化模块的水质净化装置连接，水处理模块的调蓄装置与水源热泵的排水端连接，水处理模块的排放管位于河湖模块内；能源模块向水净化模块和水处理模块提供电能。
所述水净化模块包括抽吸水泵连接的水质净化装置，抽吸水泵的进水端位于河湖模块内。
所述能源模块包括水源热泵连接的空调***及光伏发电装置电性连接的储能装置，储能装置与水净化模块和水处理模块电性连接。
所述水处理模块包括调蓄装置连接的排放水泵，以及与排放水泵连接的排放管，喷泉头与排放管连接。
所述河湖模块包括位于河湖水体中的水生植物，以及位于河床下的深潭。
所述水源热泵排出的失温水经水处理模块处理后与河湖模块耦合。
本发明专利的有益效果主要体现于：
通过改变河湖水体中抽吸水泵的进水端离水面的高度改变温差，达到改变水源热泵的能效。
水质净化装置净化去除工作水流中的污染物，降低工作水流中悬浮物及钙、镁的含量，减少水源热泵后续管路中的水垢。
水质净化装置净化去除工作水流中的污染物，减少园区河湖水体含量较高的氮、磷等污染物的分量。
经水质净化装置净化的工作水流污染物含量远低于园区河湖水体污染物含量，避免二次污染。
通过光伏发电装置提供可再生的绿色电力储存于储能装置内，供水源热泵提取工作水流中的能量，经空调***转换成冷源或热源供用户端使用，有效提高了可再生能源转化率。
储能装置接受并储存光伏发电装置所发的电能，通过配电线接入电网***或直接向本***中的用电装置供电，用电装置主要指的是抽吸水泵、水质净化装置、水源热泵、排放水泵，使电能得到合理分配和利用。
经喷泉头喷出的失温水流，降落至河湖水体的水面时，失温水流的水温与河湖水面温度基本无差异，氧气含量高于河湖水体，推动河湖水体运动，不仅降低失温水流因失温对河湖水体的影响，还因过程中的曝氧并推动河湖水体运动，提升了河湖水体的水环境质量，使得失温水与河湖模块中的河湖水体耦合。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明专利作进一步说明：
图1为本发明的***简图。
图2为本发明水净化模块的示意图。
图3为本发明能源模块的示意图。
图4为本发明水处理模块的示意图。
图5为本发明河湖模块的示意图。
图中：水净化模块1，抽吸水泵11，水质净化装置12，能源模块2，水源热泵21，空调***22，光伏发电装置23，储能装置24，水处理模块3，调蓄装置31，排放水泵32，排放管33，喷泉头34，河湖模块4，河湖水体41，水生植物42，河床43，深潭44。
具体实施方式
如图1~图5中，一种园区水系与能源耦合治理的***，它包括水净化模块1、能源模块2、水处理模块3和河湖模块4；所述能源模块2的水源热泵21与水净化模块1的水质净化装置12连接，水处理模块3的调蓄装置31与水源热泵21的排水端连接，水处理模块3的排放管33位于河湖模块4内；能源模块2向水净化模块1和水处理模块3提供电能。使用时，抽吸水泵11从河湖模块4中抽取水源进入水质净化装置12处理后形成净化的工作水流，工作水流经过水源热泵21转变为失温水流，再经水处理模块3处理后与河湖模块4耦合，避免污染环境，有利于提高园区自然水系的水环境质量。
优选的方案中，所述水净化模块1包括抽吸水泵11连接的水质净化装置12，抽吸水泵11的进水端位于河湖模块4内。使用时，抽吸水泵11从河湖模块4中抽取水源，再进入水质净化装置12。
优选地，抽吸水泵11的进水端位于河湖模块4的水体中，其进水端位于水体中的深度决定水温和自然室温之间的温差，水源热泵21的能效由温差值决定，水源热泵21的能效决定空调***22的出功效率。
优选地，通过改变抽吸水泵11的进水端的深度改变温差。
优选地，水质净化装置12净化去除工作水流中的污染物，降低工作水流中悬浮物及钙、镁的含量，减少水源热泵21后续管路中的水垢，还在于减少园区河湖水体41含量较高的氮、磷等污染物的分量；经水质净化装置12净化的工作水流污染物含量远低于园区河湖水体41污染物含量，通过管道送至能源模块2的水源热泵21。
优选的方案中，所述能源模块2包括水源热泵21连接的空调***22及光伏发电装置23电性连接的储能装置24，储能装置24与水净化模块1和水处理模块3电性连接。使用时，水源热泵21提取工作水流中的能量经空调***22转换成冷源或热源，通过光伏发电装置23提供可再生的绿色电力，储能装置24储存电能。
优选地，水源热泵21接受水净化模块1输送的工作水流，提取其水温中的能量输送给空调***22，工作水流的流量根据工作水流的水温、被提取的能量、向空调***22输送的能量变化。
优选地，被水源热泵21提取能量后的工作水流将失去原有温度，形成失温水流，通过管道被送至水处理模块3的调蓄装置31。
优选地，失温水流除温度外，其氮磷等有机物的含量基本无变化，其有机物含量仍远低于园区河湖水体41有机物的含量。
优选地，空调***22接受水源热泵21输送的能量，以供冷或供暖的形成输出。
优选地，光伏发电装置23是本发明***内可再生电力提供的装置，将太阳能转化为电能的消纳。
优选地，光伏发电装置23提供的电能通过输电线全部或部分接入电网***，或者全部或部分送至储能装置24，将电能存储起来，再由储能装置24向外供电。
优选地，储能装置24接受并储存光伏发电装置23所发的电能，通过配电线接入电网***或直接向本***中的用电装置供电，用电装置主要指的是抽吸水泵11、水质净化装置12、水源热泵21、排放水泵32。
优选的方案中，所述水处理模块3包括调蓄装置31连接的排放水泵32，以及与排放水泵32连接的排放管33，喷泉头34与排放管33连接。使用时，失温水流由调蓄装置31经排放水泵32进入排放管33，再经喷泉头34排出，与空气交换热量后落至河湖模块4内，推动河湖水体41循环运动。
优选地，调蓄装置31为失温水流的暂存装置，按照排放水泵32工作效率设置规模。
优选地，排放水泵32从调蓄装置31抽取失温水流进入排放管33。
优选地，排放管33为承受水压的防腐管道，所承受压力至少满足喷泉头34释放所需的压力，其布设于水生植物42丛中，水生植物42有利于减小排放管33与河湖水体41温度交换时，对河湖水体41健康产生的影响。
优选地，喷泉头34为排放管33的排水口，其与排放管33的角度小于90°，有利于失温水体降落时形成向河湖水体41的推力。
优选地，喷泉头34出口设置为花洒型式，花洒孔径大小根据失温水流的温度交换及排放水泵32的动力确定，较小孔径有利于失温水流的温度交换。
优选地，在排放管33上设置多组喷泉头34，每组喷泉头34设置独立控制开关。
优选地，失温水流经喷泉头34喷入空中，与空气中的温度充分交换、并吸收空气中氧气。
优选的方案中，所述河湖模块4包括位于河湖水体41中的水生植物42，以及位于河床43下的深潭44。使用时，河湖模块4为水净化模块1向能源模块2提供工作水流，也接受能源模块2排出至水处理模块3回落的失温水流。
优选地，河湖水体41为工作水流的水源，其污染物含量高于工作水流，其健康度需要通过治理措施才可得到保持。
优选地，水生植物42种植于河湖水体41中，有利于维持河湖水体41健康。
优选地，河床43至水面之间设置不同水深的常规河床和深潭44，不仅有利于水生动物***生长，还有利于河湖水体41健康；同时，不同的深度的深潭44有利于河湖水体41形成多个温度层，利于改变抽吸水泵11的进水端离水面的高度改变温差达到提升水源热泵21的能效。
优选的方案中，所述水源热泵21排出的失温水经水处理模块3处理后与河湖模块4耦合。使用时，经喷泉头34喷出的失温水流，降落至河湖水体41的水面时，失温水流的水温与河湖水面温度基本无差异，氧气含量高于河湖水体41，推动河湖水体41运动，不仅降低失温水流因失温对河湖水体41的影响，还因过程中的曝氧并推动河湖水体41运动，提升了河湖水体41的水环境质量，使得失温水与河湖模块4中的河湖水体41耦合。
上述的实施例仅为本发明专利的优选技术方案，而不应视为对于本发明专利的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明专利的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明专利的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种园区水系与能源耦合治理的***，其特征是：它包括水净化模块（1）、能源模块（2）、水处理模块（3）和河湖模块（4）；所述能源模块（2）的水源热泵（21）与水净化模块（1）的水质净化装置（12）连接，水处理模块（3）的调蓄装置（31）与水源热泵（21）的排水端连接，水处理模块（3）的排放管（33）位于河湖模块（4）内；能源模块（2）向水净化模块（1）和水处理模块（3）提供电能。
2.根据权利要求1所述的园区水系与能源耦合治理的***，其特征是：所述水净化模块（1）包括抽吸水泵（11）连接的水质净化装置（12），抽吸水泵（11）的进水端位于河湖模块（4）内。
3.根据权利要求1所述的园区水系与能源耦合治理的***，其特征是：所述能源模块（2）包括水源热泵（21）连接的空调***（22）及光伏发电装置（23）电性连接的储能装置（24），储能装置（24）与水净化模块（1）和水处理模块（3）电性连接。
4.根据权利要求1所述的园区水系与能源耦合治理的***，其特征是：所述水处理模块（3）包括调蓄装置（31）连接的排放水泵（32），以及与排放水泵（32）连接的排放管（33），喷泉头（34）与排放管（33）连接。
5.根据权利要求1所述的园区水系与能源耦合治理的***，其特征是：所述河湖模块（4）包括位于河湖水体（41）中的水生植物（42），以及位于河床（43）下的深潭（44）。
6.根据权利要求1~5任一项所述的园区水系与能源耦合治理的***，其特征是：所述水源热泵（21）排出的失温水经水处理模块（3）处理后与河湖模块（4）耦合。
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