公布日：2023.08.29
申请日：2023.04.20
分类号：D06B23/20(2006.01)I;D06B23/22(2006.01)I
摘要
本发明的目的是提供一种基于高效集热太阳能热泵的印染废水循环利用系统，包括：设有热水进口和废水出口的印染工艺装置，与废水出口连接的印染废水净化处理装置，具有一个入口和两个出口的分水阀门，高集热性能的纳米流体配置装置，基于太阳能热泵的余热品位提升装置，循环水加热装置，高温热水储存装置，流量动态调控分配装置；分水阀门的入口与印染废水循环利用装置连接；分水阀门的两个出口分别与纳米流体配置装置和循环水加热系统装置连接。
权利要求书
1.一种基于高效集热太阳能热泵的印染废水循环利用系统，包括：设有热水进口和废水出口的印染工艺装置，其特征是，所述的基于高效集热太阳能热泵的印染废水循环利用系统还包括：与废水出口连接的印染废水净化处理装置，具有一个入口和两个出口的分水阀门，高集热性能的纳米流体配置装置，基于太阳能热泵的余热品位提升装置，循环水加热装置，高温热水储存装置，流量动态调控分配装置；分水阀门的入口与印染废水循环利用装置连接；分水阀门的两个出口分别与纳米流体配置装置和循环水加热系统装置连接。
2.根据权利要求1的基于高效集热太阳能热泵的印染废水循环利用系统，其特征是，所述高集热性能的纳米流体配置装置包括：设有与分水阀门的一个出口连接的第一入口的纳米流体稀释容器，入口与纳米流体稀释容器设有的出口连接的第一流量调节阀，入口与纳米流体稀释容器设有的第二入口连接的第二流量调节阀，与第二流量调节阀的出口连接的纳米流体存储罐。
3.根据权利要求2所述的基于高效集热太阳能热泵的印染废水循环利用系统，其特征是，所述纳米流体稀释容器包括：罐体，装于罐体中的上防回流隔板和下防回流隔板，设于下防回流隔板下侧的均匀稀释空间；第一入口位于罐体上端，第二入口位于罐体侧围且位于上防回流隔板和下防回流隔板之间，出口位于罐体下端且与均匀稀释空间连通。
4.根据权利要求3所述的基于高效集热太阳能热泵的印染废水循环利用系统，其特征是，所述的基于太阳能热泵的余热品位提升装置包括：太阳能集热器，压缩机，换热装置，节流装置；太阳能集热器的入口分别与第一流量调节阀的出口和节流装置的出口连接，换热装置设有的热源入口与压缩机的出口连接，换热装置设有的热源出口与节流装置的入口连接。
5.根据权利要求3所述的基于高效集热太阳能热泵的印染废水循环利用系统，其特征是，所述循环水加热装置包括：入口与分水阀门的另一个出口连接的加热系统阀门，加热系统储水罐，换热装置；加热系统阀门的出口与换热装置设有的冷源入口连接，换热装置设有的冷源出口与加热系统储水罐的入口连接。
6.根据权利要求5所述的基于高效集热太阳能热泵的印染废水循环利用系统，其特征是，所述的太阳能集热器包括：保温底衬，装于保温衬底上端的集热管路。
7.根据权利要求6所述的基于高效集热太阳能热泵的印染废水循环利用系统，其特征是，所述的高温热水储存装置包括：一端与加热系统储水罐出口连接的流量调节阀门，入口与流量调节阀门另一端连接的高温热水储存罐，一端与高温热水储存罐出口通过连接管连接的高温水配送管路；高温水配送管路另一端与热水进口连接；高温水配送管路用于将净化、加热处理后的水重新应用于印染工艺环节。
8.根据权利要求7所述的基于高效集热太阳能热泵的印染废水循环利用系统，其特征是，所述流量动态调控分配装置包括：加热系统储水罐，串接于净化处理储水罐和分水阀门的入口之间的电子流量阀，分别与电子流量阀和加热系统储水罐设有的温控仪电性连接的调节控制器。
9.根据权利要求1至8任一所述的基于高效集热太阳能热泵的印染废水循环利用系统，其特征是，所述的印染废水净化处理装置包括：依次连接的酸碱性平衡装置，废水沉淀装置，过滤装置，水质监测装置和净化处理储水罐；酸碱性平衡装置的入口与废水出口连接，净化处理储水罐的出口与分水阀门的入口连接。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种减少废水排放，实现废水的再利用，可有效减少能源浪费，降低废热排放对生态环境造成的负面影响，将排放的废水进行有效处理，并依据不同工况和需求进行净化水体的循环利用，可在控制污染排放的同时有效减少水资源浪费的基于高效集热太阳能热泵的印染废水循环利用系统。
本发明的具体技术方案是：一种基于高效集热太阳能热泵的印染废水循环利用系统，包括：设有热水进口和废水出口的印染工艺装置，与废水出口连接的印染废水净化处理装置，具有一个入口和两个出口的分水阀门，高集热性能的纳米流体配置装置，基于太阳能热泵的余热品位提升装置，循环水加热装置，高温热水储存装置，流量动态调控分配装置；分水阀门的入口与印染废水循环利用装置连接；分水阀门的两个出口分别与纳米流体配置装置和循环水加热系统装置连接；分水阀门为分水电磁阀。
作为优选，所述高集热性能的纳米流体配置装置包括：设有与分水阀门的一个出口连接的第一入口的纳米流体稀释容器，入口与纳米流体稀释容器设有的出口连接的第一流量调节阀，入口与纳米流体稀释容器设有的第二入口连接的第二流量调节阀，与第二流量调节阀的出口连接的纳米流体存储罐；纳米流体存储罐为纳米流体储液罐；第一流量调节阀和第二流量调节阀为电动流量调节阀。
作为优选，所述纳米流体稀释容器包括：罐体，装于罐体中的上防回流隔板和下防回流隔板，设于下防回流隔板下侧的均匀稀释空间；第一入口位于罐体上端，第二入口位于罐体侧围且位于上防回流隔板和下防回流隔板之间，出口位于罐体下端且与均匀稀释空间连通；上防回流隔板和下防回流隔板采用现有技术防回流隔板的成熟产品。
作为优选，所述的基于太阳能热泵的余热品位提升装置包括：太阳能集热器，压缩机，换热装置，节流装置；太阳能集热器的入口分别与第一流量调节阀的出口和节流装置的出口连接，换热装置设有的热源入口与压缩机的出口连接，换热装置设有的热源出口与节流装置的入口连接；节流装置为标准孔板节流装置，换热装置为板式换热器或管式换热器。
作为优选，所述循环水加热装置包括：入口与分水阀门的另一个出口连接的加热系统阀门，加热系统储水罐，换热装置；加热系统阀门的出口与换热装置设有的冷源入口连接，换热装置设有的冷源出口与加热系统储水罐的入口连接；加热系统阀门为电磁阀。
作为优选，所述的太阳能集热器包括：保温底衬，装于保温衬底上端的集热管路；保温衬底由保温材料制作，用于减少热量损失和承载集热管路，集热管路由透明耐高温材料制作，用于在纳米流体流经集热管路时高效吸收太阳能。
作为优选，所述的高温热水储存装置包括：一端与加热系统储水罐出口连接的流量调节阀门，入口与流量调节阀门另一端连接的高温热水储存罐，一端与高温热水储存罐出口通过连接管连接的高温水配送管路；高温水配送管路另一端与热水进口连接；高温水配送管路用于将净化、加热处理后的水重新应用于印染工艺环节；流量调节阀门为电动流量调节阀。
作为优选，所述流量动态调控分配装置包括：加热系统储水罐，串接于净化处理储水罐和分水阀门的入口之间的电子流量阀，分别与电子流量阀和加热系统储水罐设有的温控仪电性连接的调节控制器；调节控制器用于控制加热系统储水罐的温度测量和数据反馈，根据温度情况通过电子流量阀动态控制调整流量。
作为优选，所述的印染废水净化处理装置包括：依次连接的酸碱性平衡装置，废水沉淀装置，过滤装置，水质监测装置和净化处理储水罐；酸碱性平衡装置的入口与废水出口连接，净化处理储水罐的出口与分水阀门的入口连接；酸碱性平衡装置，废水沉淀装置，过滤装置，水质监测装置和净化处理储水罐均为现有技术的成熟产品。
工作原理：通过电压缩热泵技术综合热泵对热源品质提升的作用和电能的合理利用，具有重要的应用价值；以电力驱动的热泵技术，通过热泵系统中不同组件的联合运行，经过热力循环，对循环工质起到能质提升作用，并利用换热设备将高品位的热能用于高温热水生产等，可以实现余热回收、供给生产环节再利用的目标；然而，循环工质压缩的过程中需要外部电能的输入，单一以废水余热为热源时，产生的电能负荷会加大用电压力；太阳能热泵，是将太阳能集热器作为热泵的蒸发器的太阳能热泵系统，以太阳能作为热泵热源，通过耦合太阳能集热装置的高温热泵技术是提升热源品位、实现热能回收、降低电能消耗、增加清洁能源利用份额，对于印染行业废水的再利用，可以在水体净化的基础上，配合多技术环节的实际需求进行分流和处理，耦合太阳能集热和热泵循环的技术环节，将净化水一方面应用于太阳能集热，一方面作为循环用水输送至相应的生产环节，集成在余热利用系统中，配合余热回收的同时，对生产用水进行补充，实现水资源的循环利用，减少用水量的外部需求。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：所述的基于高效集热太阳能热泵的印染废水循环利用系统，利用连接管将不同废水处理工艺和装置连接起来，经过化学处理、物理过滤等环节对印染行业排放的废水进行净化处理，经分水阀门应用于不同支路，实现减少废水排放，实现废水的再利用，可有效减少能源浪费，降低废热排放对生态环境造成的负面影响，将排放的废水进行有效处理，并依据不同工况和需求进行净化水体的循环利用，可在控制污染排放的同时有效减少水资源浪费。利用部分净化水配置一定浓度的纳米流体溶液，经太阳能集热装置实现太阳能的高效吸收，利用工质的温升将获取的热能存储。在基于太阳能热泵的余热品位提升装置中，利用压缩机和换热装置，将废水中携带的余热、获取的太阳能能量和补充的电能综合利用，提升低品位余热的温度，降低污染同时减少了对传统化石能源的依赖。利用太阳能热泵得到的热量加热另一部分净化水，实现高温热水制取，将其重新应用于印染行业的对应工艺环节，同时起到减少能源浪费和水源浪费的作用，具备良好的经济和环保效益。
（发明人：杨玉锐;张宏;李文涛;顾丹虹;吴昱德;闫威;刘维亮;郑灿;沈超伦;刘县;杨竞力;黄成建;倪海斌;严志浩;陈萌;蔡以真）