基于园区水系与能源耦合治理的设施布局方法

文档序号:1899846 发布日期:2021-11-30 浏览:9次 >En<

阅读说明:本技术 基于园区水系与能源耦合治理的设施布局方法 (Facility layout method based on park water system and energy coupling treatment ) 是由 张俊 袁建伟 杨洋 卢聪 于 2021-08-24 设计创作,主要内容包括:一种基于园区水系与能源耦合治理的设施布局方法,通过在环形结构的循环水系内布局环形结构的排水管,循环水系内布局不同深度的深潭和不同深度、不同质地的河床,排水管连接的喷泉头以引水端为基点相互反向喷射,在靠近进水端两侧的喷泉头数量逐渐减少,进水端的进水口与进水调节装置连接,进水口随升降杆升降,水生植物布局于循环水系内底层,有利于水系和能源耦合设备充分发挥能效,节省土地占用面积和空间,有利于水系环境健康。(A facility layout method based on park water system and energy coupling management comprises the steps that a water discharging pipe of an annular structure is arranged in a circulating water system of the annular structure, deep ponds with different depths and riverbeds with different textures are arranged in the circulating water system, fountain heads connected with the water discharging pipe are reversely sprayed with water leading ends serving as base points, the number of the fountain heads close to two sides of water inlet ends is gradually reduced, water inlets of the water inlet ends are connected with a water inlet adjusting device, the water inlets are lifted along with lifting rods, aquatic plants are arranged on the inner bottom layer of the circulating water system, the water system and energy coupling equipment can be fully utilized, land occupation areas and spaces are saved, and the water system environment health is facilitated.)

基于园区水系与能源耦合治理的设施布局方法

技术领域

本发明专利属于环保能源工程技术领域,涉及一种基于园区水系与能源耦合治理的设施布局方法。

背景技术

园区水生态系统对环境的影响因素起着至关重要的作用,针对死水生态系统,在长时间静止过程中,水质变差影响环境健康,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用于空调系统,即是通过输入少量高品位能源,如电能,实现低温位热能向高温位转移。

水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源,即在夏季将建筑物中的热量"取"出来,释放到水体中去,由于水源温度低,所以可以高效地带走热量,以达到夏季给建筑物室内制冷的目的;而冬季,则是通过水源热泵机组,从水源中"提取"热能,送到建筑物中采暖。但提取后的水源因为失温,再利用时,对水系造成不利,需与原水系耦合,以便降低对环境造成的影响,存在的问题是,如何布局水系和能源耦合设备,使其充分发挥能效的同时,节省空间又不对水系环境造成影响是目前面临的关键问题。

发明内容

本发明专利所要解决的技术问题是提供一种基于园区水系与能源耦合治理的设施布局方法,采用在环形结构的循环水系内布局环形结构的排水管,循环水系内布局不同深度的深潭和不同深度、不同质地的河床,排水管连接的喷泉头以引水端为基点相互反向喷射,在靠近进水端两侧的喷泉头数量逐渐减少,进水端的进水口与进水调节装置连接,进水口随升降杆升降,水生植物布局于循环水系内底层,有利于水系和能源耦合设备充分发挥能效,节省土地占用面积和空间,有利于水系环境健康。

为解决上述技术问题,本发明专利所采用的技术方案是:一种基于园区水系与能源耦合治理的设施布局方法,它包括如下步骤:

步骤1,水系布局,布局循环水系;循环水系位于园区地面表层呈环形结构,与大气连通;

步骤2,水系管网布设,将排水管布设于循环水系内;排水管为环形结构;

步骤3,喷泉头布设,喷泉头与排水管连接;多个喷泉头以排水管连接的引水端为基点向排水管两侧延伸;

步骤4,进水调节装置布设,将进水调节装置布设于循环水系的深潭中;

步骤5,能源耦合设备布局,将能源耦合设备布局于循环水系外;水源热泵连接的进水端与进水调节装置连接;水处理模块与排水管的引水端连接;

步骤6,水生植物布设,将水生植物布设于循环水系的河床上及深潭的浅层。

在步骤2中,排水管位于循环水系内的水体表层中。

在步骤3中,喷泉头的喷射口位于水体的水面上部,喷射流与水面的夹角为30°~60°之间。

在步骤3中,以引水端为基点,位于引水端两侧喷泉头的喷射流方向相反。

在步骤3中,位于排水管上的多个喷泉头,在靠近水源热泵的进水端两侧的数量逐渐减少。

在步骤4中,循环水系的深潭位于河床下,多个深潭的深度不同,河床为不同水深、不同底质的结构。

在步骤5中,进水调节装置的升降杆从水体中伸出水面,进水端的管口位于升降杆下部,管口随升降杆升降。

在步骤5中,升降杆下端靠近进水端的管口处设置有水温传感器,水温传感器与能源耦合设备连接。

在步骤5中,升降杆穿过深潭上部的过滤网,过滤网设置于深潭潭口上部。

引水端和进水端位于循环水系同一轴线两端相互对称;水生植物主要为沉水植物。

本发明专利的有益效果主要体现于:

采用环形结构的循环水系,循环水系布局环形结构的排水管,由喷泉头排出的射流水驱动水体流动,水体流动时顺畅,占用面积小,节省空间。

引水端和进水端位于循环水系同一轴线两端相互对称与其连通,喷泉头呈倾斜状分布于引水端两侧的排水管上,喷泉头的喷射流方向相反,分两路循环流动至进水端,使失温水能够充分与大气交换热量,并吸收大气中的氧,落入水体后趋于接近水面温度,减小对水体的影响因素,促进水体健康。

喷泉头在靠近水源热泵的进水端两侧的数量逐渐减少,喷泉头喷射的水远离进水端,相应地减小了对进水端的水体扰动,避免进水端进水口的温度波动过大,对水源热泵的效能造成影响。

能源耦合设备抽取循环水系内水体中的能量后转变为失温水,经处理后失温水进入排水管从喷泉头排出推动水体流动,净化水体,将能源耦合设备产生的不利因素转换成对循环水系的有利于因素,使两者耦合,充分发挥能效。

进水调节装置的升降杆升降过程中,调节进水端的管口离水体表面的深度,从而调节水体水温和自然室温之间的温差值,达到改变能源耦合设备的出功效率。

过滤网有效阻挡水体中的杂质,防止对进水端造成堵塞,经过初滤后的水体再进入能源耦合设备,有利于减小净化单元的净化压力。

循环水系内的水生植物布局于河床底层和深潭浅层,有利于对水质净化,保持水系健康。

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为本发明的平面布局图。

图2为本发明排水管上喷泉头的布局示意图。

图3为本发明循环水系内排水管和水生植物布局示意图。

图4为本发明进水调节装置与进水端进水口布局的示意图。

图中:循环水系1,深潭11,河床12,水体13,排水管2,引水端21,喷泉头3,能源耦合设备4,水源热泵41,进水端42,水处理模块43,进水调节装置5,升降杆51,水温传感器52,过滤网53,水生植物6。

具体实施方式

如图1~图4中,一种基于园区水系与能源耦合治理的设施布局方法,它包括如下步骤:

步骤1,水系布局,布局循环水系1;循环水系1位于园区地面表层呈环形结构,与大气连通;此步骤的目的在于建立水系基础,使水体能够在水系中循环流动。

步骤2,水系管网布设,将排水管2布设于循环水系1内;排水管2为环形结构;此步骤的目的在于,将失温水引入到排水管2内,并在排水管2内循环。

步骤3,喷泉头布设,喷泉头3与排水管2连接;多个喷泉头3以排水管2连接的引水端21为基点向排水管2两侧延伸;此步骤的目的在于,通过喷泉头3将排水管2内的失温水排出与空气交换。

步骤4,进水调节装置布设,将进水调节装置5布设于循环水系1的深潭11中;此步骤的目的在于,通过进水调节装置5调节源热泵41连接的进水端42的深度,抽取不同水层的不同温度水体,改变温差值。

步骤5,能源耦合设备布局,将能源耦合设备4布局于循环水系1外;水源热泵41连接的进水端42与进水调节装置5连接;水处理模块43与排水管2的引水端21连接;此步骤的目的在于,合理布局能源耦合设备4,水源热泵41提取循环水系1中水体13能量,再排出不利于水系健康的失温水,使失温水经水处理模块43处理后进入排水管2,转换成有利于循环水系1的健康因素并与其耦合。

步骤6,水生植物布设,将水生植物6布设于循环水系1的河床12上及深潭11的浅层。此步骤的目的在于通过水生植物6净化循环水系1内水体13的水质。

上述布局中,采用在环形结构的循环水系1内布局环形结构的排水管2,循环水系1内布局不同深度的深潭11和不同深度、不同质地的河床12,排水管2连接的喷泉头3以引水端21为基点相互反向喷射,在靠近进水端42两侧的喷泉头3数量逐渐减少,进水端42的进水口与进水调节装置5连接,管口随升降杆51升降,水生植物6布局于循环水系1内底层,有利于水系和能源耦合设备充分发挥能效,节省土地占用面积和空间,有利于水系环境健康。

优选的方案中,在步骤2中,排水管2位于循环水系1内的水体13表层中。此步骤的目的在于,将排水管2设置于水体13表层中,使得排水管2散发的热量能够充分与水体接触,又不对水体13表层以下的水体温度产生扰动。

优选的方案中,在步骤3中,喷泉头3的喷射口位于水体13的水面上部,喷射流与水面的夹角为30°~60°之间。此步骤的目的在于,喷泉头3呈倾斜状,形成倾斜的喷射流,与水体13表面形成倾斜的入射角,有利于推动水体流动;同时,以失温水形成的喷射流与空气交换热量,并充分吸收空气中的氧,将不利因素的失温水转换成对循环水系1有利因素的常温水。

优选的方案中,在步骤3中,以引水端21为基点,位于引水端21两侧喷泉头3的喷射流方向相反。此步骤的目的在于,失温水从引水端21进入排水管2后,分两路且反向从喷泉头3喷出,使得水体中的流速更均衡,两路循环水同时流向水源热泵41的进水端42,有利于整体水体13表层水温度趋于均衡。

优选的方案中,在步骤3中,位于排水管2上的多个喷泉头3,在靠近水源热泵41的进水端42两侧的数量逐渐减少。此步骤目的在于,喷泉头3喷射的水远离进水端42,相应地减小了对进水端42的水体扰动,避免进水端42进水口的温度波动过大,对水源热泵41的效能造成影响。

优选的方案中,在步骤4中,循环水系1的深潭11位于河床12下,多个深潭11的深度不同,河床12为不同水深、不同底质的结构。此步骤的目的在于,在循环水系1内形成不同层深的水,不同层深的水形成不同的温度,改变进水端42进水口的深度,水源热泵41能够获取不同温度的水,与自然室温之间的温差值更宽泛,有利于提高水源热泵41效能。

优选的方案中,在步骤5中,进水调节装置5的升降杆51从水体13中伸出水面,进水端42的管口位于升降杆51下部,管口随升降杆51升降。此步骤的目的在于,通过进水调节装置5驱动升降杆51升降,调节进水端42的管口的深度,从而使不同温度水进入管口抽取至水源热泵41,调节与自然室温之间的温差值。

优选地,进水调节装置5为提升缸,升降杆51与提升缸的伸缩端刚性连接,进水端42为软管。

优选的方案中,在步骤5中,升降杆51下端靠近进水端42的管口处设置有水温传感器52,水温传感器52与能源耦合设备4连接。此步骤的目的在于,水温传感器52将感应的水温温度传输给能源耦合设备4的控制系统,控制系统计算水温温度和自然室温温度的差值,再控制进水调节装置5驱动升降杆51的升降量,精确调整进水端42的管口进水水温。

优选地,能源耦合设备4包括控制系统连接的水净化模块、能源模块、水处理模块,循环水系1中的水依次从进水端42进入水净化模块、能源模块和水处理模块,水净化模块净化水质,减少水中含量较高的污染物的分量,能源模块中的水源热泵41提取水中的能量,并将能量供给消纳装置或储存,同时输出失温水,水处理模块对失温水进行处理和调蓄,并通过排水泵排至引水端21。

优选的方案中,在步骤5中,升降杆51穿过深潭11上部的过滤网53,过滤网53设置于深潭11潭口上部。此步骤的目的在于,通过过滤网53阻挡循环水系1中的杂物,避免堵塞进水端42。

优选的方案中,引水端21和进水端42位于循环水系1同一轴线两端相互对称;水生植物6主要为沉水植物。此步骤的目的在于,使循环水系1内的循环水路径长度趋于一致,有利于保持两路水路流速一致,同时节省能源耦合设备4连接的管路长度,也节省场地利用空间;沉水植物大部分生长周期阶段位于水体表层下部,适应性好,对水体净化效果好。

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。

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