申请日2009.03.31
公开(公告)日2009.09.02
IPC分类号F25B30/06; F25B30/02; F25B49/02; F24H4/04
摘要
本发明涉及一种高低温废水双路热回收热泵系统。该系统的高温废水热回收设计为废热水单路输入、热能双路输出。通过运行调节，其中，热能双路输出路径的一路为，自来水从热交换器与废热水进行热交换，升温后自来水，将回收的热能输出至储热水箱;同时，另一路通过系统自动控制，加入部分自来水进入热水源热泵的冷凝器，与制冷剂气体进行热交换，将回收的热能输出至储热水箱。本发明从根本上解决了高温废热水热不能充分回收利用的难题，仅一套系统装备对排放的高、低温废水均可进行热能回收，热泵不会发生过热保护，保持系统正常运行，适用范围广;且热回收后的废水温度大幅降低，本发明其热能回收量、回收率比其它热回收方式高出40%以上;具有高效节能，投入产出比高，运行费用低，经济效益明显等优点。
权利要求书
1、高低温废水双路热回收热泵系统，包括由热交换器、热水源热泵组成的 低温废水热回收热泵系统和系统的自动控制装置，其特征在于;它还包括高温 废水热回收热泵系统，所述高温废热水的热能回收设置为单路输入、双路输出， 单路输入的路径为高温废水进入热交换器与常温下的自来水进行热交换，降温 后的废热水再至热水源热泵的蒸发器与低温制冷剂进行热交换，再降温后排出; 其双路输出路径的一路为，常温自来水与废热水进行热交换，升温后的自来水 将热能输出至储热水箱或送至供热水管道;双路输出路径另一路为进入热水源 热泵冷凝器的常温自来水，与制冷剂气体进行热交换，升温的自来水将热能输 出至储热水箱或送至供热水管道。
2、根据权利要求1所述的高低温废水双路热回收热泵系统，其特征在于： 所述的高温废水热回收热泵系统是在与热交换器热能输出口连接的第一热水管 道上设置有第一调节阀和第二温度传感器;在与储热水箱连接的第二热水管道 上设置有第二调节阀;在与热泵冷凝器连接的第三低温热水管道上设置有第三 调节阀;调节阀之间由自动控制装置调节控制相通流量。
3、根据权利要求1或2所述的高低温废水双路热回收热泵系统，其特征在 于：所述热能回收双路输出路径的一路是：常温自来水通过总冷水管道及三通 接头从第一冷水管进入热交换器，升温后的自来水经过流量第一调节阀和电磁 阀进入自来水第一热水管道，当自来水温度达到或者超过某设定温度时，第二 调节阀开启左位阀芯通道，进入第二热水管道，同时第二调节阀关闭通往第三 调节阀的阀门，升温后的自来水由第二热水管道输出至储热水箱;另一路是常 温自来水通过管道及三通接头进入换热器1，吸热升温后的自来水经过流量第一 调节阀和电磁阀52进入自来水第一热水管道，其中当第一热水管道的水温度低 于某设定温度时，则经第二调节阀开启右位阀芯通道和第三调节阀开启的左位 阀芯通道进入通向冷凝器的管道，进入冷凝器进行二次加温，温度升高的热水 从热水源热泵冷凝器出口输出至储热水箱;当第一热水管道的水温度到达或者 大于设定温度时，则第一热水管道的水经过第二调节阀至第二热水管道直接输 出至储水箱;而与此同步，冷态自来水从总冷水管道及三通接头，通过开启第 三调节阀的左位阀芯通道，自来水由第二冷水管道经第三低温热水管道，进入 热水源热泵冷凝器进水加热，温度升高的热水从冷凝器出口由第四热水管道输 出至储水箱。
4、根据权利要求2所述的高低温废水双路热回收热泵系统，其特征在于： 所述的第一热水管道上还设置有第二温度传感器。
5、根据权利要求1所述的高低温废水双路热回收热泵系统，其特征在于： 所述高温废水进入热交换器的管道上设置有第一温度传感器。
6、根据权利要求5所述的高低温废水双路热回收热泵系统，其特征在于： 所述高温废水流出热交换器的管道上设置有第三温度传感器。
7、根据权利要求1、所述的高低温废热水双路热回收热泵系统，其特征在 于：所述的储热水箱，除有两个热水进水口外，还有一个以上热水出水口。
8、根据权利要求7所述的高低温废热水双路热回收热泵系统，其特征在于： 所述的储热水箱内，还设有水位传感器和水温传感器。
说明书
高低温废水双路热回收热泵系统
技术领域
本发明涉及废水热回收技术，特别涉及废水热回收的热泵运行系统，具体地 说是一种高低温废水双路热回收热泵系统。
背景技术
我国人口众多，工业发展速度迅猛，民用洗浴废热水和工业生产废热水的 排放量相当可观。据不完全统计，仅大专院校每年在校大学生洗浴排放的废热 水就高达9443万吨;工厂排放的废热水量就更大，一些大型工厂，例如：印染、 化工、塑料、食品等行业排放的废水温度一般都在70℃以上，高温废热水的排 放量日均可超过万吨，可见我国的废热水资源是极其丰富的。面临国内外高度 强调节能、充分利用资源的能源政策的大环境下，近些年来，废热水回收技术 也备受人们的关注。目前，废热水的回收设施主要有热交换器、热水源热泵等。 实践证明，热交换器的热回收率较低、热能回收不完全，而且回收的热能是随 着自来水温的变化时高时低地不稳定。而热水源热泵也只适用于低温废热水的 热能回收，适用范围较窄。现在还有一种尚处于实验阶段的、带有热交换器的 热水源热泵设施，从实验情况来看，这种热能单路输入，单路输出的设施具有 低温废热水的热回收率高、运行费用低、投入产出比高、对低温废热水回收运 行系统稳定等优点。但存在的明显缺陷是不能对高温废热水(70℃以上)进行 热能回收。原因是进入这种设施的高温废热水在流量正常状态下，经热交换器 换热后，自来水的温度可升至60℃，而60℃热水再进入热水源热泵冷凝器后， 热泵将因过热保护而停机;而若要避免过热保护，只有人为调节，减少废热水 进入热交换器的流量。如要交换等量高温70℃废热水，则势必需要将热交换器 的交换面积增加一倍左右，换热后的水温才能降至可以进入热泵冷凝器最大允 许温度45℃上下，而热泵的功率也要相应增加，设备投入和运行费用都将大幅 度增加，故上述技术至今未能推向市场。导致目前高温废热水仅作粗放式回收， 回收未尽的热能大量被排放，造成热资源的浪费。另外，企业生产过程中，间 断性地排放高温或低温废热水是常有的事，如印染染色排放热废水温度可高达 70℃以上、而漂洗排放废水温度却不足40℃。现有技术不能采用一套热泵系统 兼顾回收高温低温废热水的热能。
发明内容
本发明提出了一种高低温废水双路热回收热泵系统，该系统设置高低温废 水单路输入，热能双路输出的热回收路径，目的在于解决当前热能的单路输入 系统不能对高温废水进行热能回收的问题，以实现一套系统对所排放的高、低 温废水均可进行有效的热回收。
本发明的技术解决方案：
本发明所述的高低温废水双路热回收热泵系统，包括由热交换器、热水源 热泵组成的、温度低于55℃的低温废水热回收热泵系统和系统的自动控制装置， 它还包括温度高于70℃的高温废水热回收热泵系统。所述的高温废热水的热能 回收设置为废热水单路输入、热能双路输出。废热水单路输入的路径为高温废 水进入热交换器的换热管的内壁，与进入热交换器外壁的常温下的自来水进行 热交换，降温后的废热水再至热水源热泵的蒸发器，在蒸发器换热铜管内与低 温制冷剂进行热交换，废热水释放热量，再次降温后被排放。其热能双路输出 路径，一路为从热交换器换热铜管内所回收的、以自来水为载体的热能输出至 储热水箱;另一路为从自热水源热泵的冷凝器的换热铜内管所回收的、以自来 水为载体的热能输出至储热水箱。
本发明的进一步技术解决方案是：
所述的高温废水热回收热泵系统，在进入热交换器前的废水热管道上设置 第一温度传感器;在与热交换器热能输出口连接的第一热水管道上，设置有第 一调节阀、第二温度传感器;在与储热水箱连接的第二热水管道上设置有第二 调节阀;在与热泵冷凝器连接的低温热水管道上设置有第三调节阀。在废热水 池内设有水位传感器，在废热水池至热交换器的废热水管道上，设置有过滤装 置、副压罐、自吸泵。在储热水箱内设有水位及温度传感装置。系统的自动控 制装置由上述水位传感器、温度传感器发出的信号对各调节阀进行调节控制。
本发明的有益效果：
(一)本发明系统的废热水单路输入、热能双路输出的高温废热水的热能回 收从根本上解决了现有技术所没有解决的高温废热水热能充分回收利用的难 题，且仅用一套装备系统，便可对排放温度低于100度以下的高、低温废水进 行热能回收，系统均可正常运行;
(二)本发明的废热水单路输入、热能双路输出的热回收系统，在进行高温 废热水回收时、比现有废热水单路输入、热能单路输出的其它热回收技术的回 收率、热回收效率均高出40%以上。
(三)本发明新建废热水单路输入，热能双路输出的热回收系统，在回收等 量高温废热水，获得等量热能时，其设备投入仅是热能单路输出设备的60%左右; 系统运行费用却下降40%左右，具有结构合理，高效节能，投入产出比高，运行 费用低，经济效益明显的优点。
(四)本发明对现有的单路输入、单路输出的热回收设施，几乎不需要另 增加多少投入，稍加简单改造即可用于高温废热水热能回收，达到单路输入、 双路输出，有益于推广应用，可获得良好环境效益。