[實用新型]一種調(diào)控利用城市生活垃圾填埋廢熱的熱泵系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821555701.1
• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號: CN209042496U
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊文斐;吳亞彬;羅志冬;陳恕;邵偉
• 申請（專利權(quán)）人: 山東中瑞新能源科技有限公司
• 主分類號: F24D3/18
• 分類號: F24D3/18;F24D19/10;F24T10/15
• 代理公司: 濟南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

本實用新型公開了一種調(diào)控利用城市生活垃圾填埋廢熱的熱泵系統(tǒng)，包括：末端用戶側(cè)循環(huán)回路、填埋場上層水平埋管循環(huán)回路、地源側(cè)垂直埋管循環(huán)回路、填埋場中下層水平埋管循環(huán)回路和補熱循環(huán)回路。本實用新型采用技術(shù)手段調(diào)控生活垃圾中有機物的分解，對于回收和利用有機物分解產(chǎn)生的廢熱、甲烷等可利用的資源，緩解或解決傳統(tǒng)地源熱泵冬季效率衰減問題，加速填埋場的沉降穩(wěn)定，促進(jìn)場區(qū)土地的復(fù)墾再利用等方面，具有十分積極的意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于供熱設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種調(diào)控利用城市生活垃圾填埋廢熱的熱泵系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，隨著我國城市化進(jìn)程的不斷擴大，人們生活水平的提高及城市人口的增加，城市生活垃圾的數(shù)量也在逐年遞增。就目前我國的經(jīng)濟現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢來看，填埋仍然是我國處置城市生活垃圾最重要的方法。

城市生活垃圾填埋場的穩(wěn)定化是一個非常漫長的過程，一般要經(jīng)歷好氧階段、厭氧階段、產(chǎn)酸階段、產(chǎn)甲烷階段以及穩(wěn)定階段，而這一過程一般要持續(xù)十幾甚至幾十年，會占用大量的土地資源。為合理利用填埋氣、加速填埋場的穩(wěn)定化及復(fù)墾進(jìn)程，國內(nèi)外均進(jìn)行了相應(yīng)的研究，如：20世紀(jì)70年代中期美國首先開始的生物反應(yīng)器填埋場的研究，國內(nèi)同濟大學(xué)從20世紀(jì)80年代末開始進(jìn)行的滲濾液回灌技術(shù)的研究，國內(nèi)浙江大學(xué)沈東升等進(jìn)行的填埋單元+UASB反應(yīng)器的回灌研究等。生活垃圾在長期的生物降解過程中會釋放出大量的降解熱和氣體，目前對這些熱量、氣體的研究和利用，都是以生活垃圾的自然降解為前提，特別是對填埋場內(nèi)部不同深度處的溫度調(diào)節(jié)，以及對生活垃圾降解熱量的調(diào)控和利用方法的研究還相對較少。

地源熱泵是公認(rèn)的高效、節(jié)能和環(huán)保的建筑新能源供冷供熱技術(shù)，具有相對較高的運行能效，但其最常見的傳統(tǒng)應(yīng)用方式需要大量的垂直鉆孔或大面積土方開挖以敷設(shè)地下?lián)Q熱管道，初投資較高，還會面臨埋管占地過大或埋管面積不足等問題。尤其是在北方單供暖或以供暖為主的項目中，傳統(tǒng)的地埋管地源熱泵系統(tǒng)常常會造成地下深層巖土體(60～100m)的冷熱量嚴(yán)重失衡，進(jìn)而影響系統(tǒng)正常運行，而專門為此增設(shè)燃?xì)忮仩t等輔助熱源仍然會面臨初投資和/或運行費用增大等問題。這些弊端限制了傳統(tǒng)地源熱泵技術(shù)的進(jìn)一步推廣和普及。

綜上所述，亟需一種采用熱泵的新能源利用形式，既能夠充分利用生活垃圾填埋場的廢熱以及填埋場下方的土地作為埋管區(qū)域以相應(yīng)減少埋管所需的場外土地面積，還能夠因地制宜地解決或緩解傳統(tǒng)地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用于以供暖為主的項目(如全年從地下深層巖土體中的吸熱量遠(yuǎn)大于放熱量的北方住宅項目)時，冬季所面臨的系統(tǒng)制熱能效逐年降低的問題，又能調(diào)控促進(jìn)填埋場的整體穩(wěn)定化進(jìn)程。

實用新型內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種調(diào)控利用城市生活垃圾填埋廢熱的熱泵系統(tǒng)，既能夠充分利用生活垃圾填埋場的廢熱以及填埋場下方的土地作為埋管區(qū)域以相應(yīng)減少埋管所需的場外土地面積，還能夠因地制宜地解決或緩解傳統(tǒng)地源熱泵系統(tǒng)冬季能效衰減的問題，又能整體調(diào)控促進(jìn)填埋場的穩(wěn)定化進(jìn)程。

本實用新型的一種調(diào)控利用城市生活垃圾填埋廢熱的熱泵系統(tǒng)，包括：

末端用戶側(cè)循環(huán)回路，其由通過管道依次串聯(lián)連接的熱泵機組、用戶側(cè)分水器、用戶側(cè)集水器和用戶側(cè)循環(huán)水泵構(gòu)成；

填埋場上層水平埋管循環(huán)回路，其由通過管道依次串聯(lián)連接的熱泵機組、用戶側(cè)分水器、填埋場上層水平埋管換熱器、用戶側(cè)集水器和用戶側(cè)循環(huán)水泵構(gòu)成；

地源側(cè)垂直埋管循環(huán)回路，其由通過管道依次串聯(lián)連接的熱泵機組、地源側(cè)分水器、地源側(cè)垂直埋管換熱器、地源側(cè)集水器和地源側(cè)循環(huán)水泵構(gòu)成；

填埋場中下層水平埋管循環(huán)回路，其由通過管道依次串聯(lián)連接的熱泵機組、填埋場中下層水平埋管換熱器和地源側(cè)循環(huán)水泵構(gòu)成；

補熱循環(huán)回路，其由通過管道依次串聯(lián)連接的補熱循環(huán)水泵、填埋場中下層水平埋管換熱器、地源側(cè)分水器、地源側(cè)垂直埋管換熱器和地源側(cè)集水器構(gòu)成。