The invention provides a high temperature heat pump system and method for waste heat recovery of industrial wastewater, which uses water as working medium, including evaporator, steam compressor, contact condenser, first heat exchanger, second heat exchanger and electric water heater, steam outlet of evaporator is connected with inlet of steam compressor, outlet of steam compressor is connected with bottom inlet of contact condenser, and industrial wastewater is along the way. Connect the heat exchanger tube in the evaporator, and preheat the recharge water by the first heat exchanger, then flow out. The second heat exchanger heats the recharge water. The heated recharge water sprays into the evaporator one way, the other way into the electric water heater, and then sprays into the contact condenser. The heat pump system for waste heat recovery of industrial wastewater provided by the invention takes water as working medium, is non-toxic, environmentally friendly and efficient, can recover waste heat of industrial wastewater above 50 degrees C, and provides high-quality hot water with temperature above 80 degrees C for domestic use.
【技术实现步骤摘要】
一种工业废水余热回收用以水为工质的高温热泵系统及其控制方法
本专利技术属于工机电、制冷及余热回收的节能减排领域，尤其涉及一种用于工业废水余热回收的热泵系统及其控制方法。
技术介绍
随着能源与环境问题的日益突出和人们对生活水平要求的提升，工业生产过程的能耗和对环境的影响也不断得到重视，节能减排的意义和重要性尤为突出。在印染和钢铁等工业领域，生产过程需要消耗大量的热能，同时排出温度高于50℃的工业废水，这些废水蕴含着大量的余热，直接排放也会对环境及河流生态造成影响，如何有效回收和利用这部分废水余热，同时满足工业生产或生活所需一直是其节能减排的技术发展需求。热泵技术是一种行业内公认的能实现余热回收的高效技术，能回收中低温余热，提升其能源品位或温度后继续用于工业生产或生活供热、供暖过程。热泵系统能与很多工业生产相结合，回收不同形式的低品位余热，但受热泵工质的限制，热泵系统所能提供的热源温度往往不超过80℃，无法满足一些工业生产的供热需求，而且非自然工质也存在着温升效应和臭氧层破坏的环境影响。有研究表明当蒸发温度高于30℃时，以水为工质的制冷系统COP高于其他工质的系统，同时水的临界温度为374.15℃，以上两点表明水作为无毒、无污染且易得的自然工质，可以作为高温热泵的使用工质，来克服常规制冷工质不高于80℃供热温度的限制。此外，在一些偏远地区的工业现场，其工业过程可以消耗湖泊水、江河水等满足工业冷却等工艺过程，同时产生一定温度的工业废水，在这些偏远地区，特别是没有自来水的地区，生活用水通常会比较匮乏，需要消化能量来制备干净的生活用水并加热使用，如果能利用热泵技术回...
【技术保护点】
1.一种工业废水余热回收用以水为工质的高温热泵系统，其特征在于，该系统包括蒸发器(1)、水蒸汽压缩机(2)、接触式冷凝器(3)、第一换热器(4)、补给水泵(5)、第二换热器(6)，电热水箱(7)和喷淋水泵(8)，所述蒸发器(1)内设换热管(1a)、喷淋管(1b)、滤网(1c)，所述接触式冷凝器(3)内设填料(3a)、喷淋管(3b)和滤网(3c)，所述蒸发器(1)内蒸汽经滤网(1c)后通过第一阀门(14)连接水蒸汽压缩机(2)的入口，水蒸汽压缩机(2)出口通过第二阀门(22)接至接触式冷凝器(3)的底部入口，50℃以上的工业废水一路通过第一调节阀(11)经换热管(1a)和第一换热器(4)后流出，另一路经第二调节阀(12)和第二换热器(6)后流出，补给水则经第一换热器(4)和第三调节阀(18)接至补给水泵(5)入口，补给水泵(5)出口接至第二换热器(6)，第二换热器(6)的补给水出口分两路，一路经第三阀门(19)接至喷淋管(1b)，另一路通过第四调节阀(20)接至电热水箱(7)，电热水箱(7)热水出口经喷淋水泵(8)和第五调节阀(21)连接喷淋管(3b)。
【技术特征摘要】
1.一种工业废水余热回收用以水为工质的高温热泵系统，其特征在于，该系统包括蒸发器(1)、水蒸汽压缩机(2)、接触式冷凝器(3)、第一换热器(4)、补给水泵(5)、第二换热器(6)，电热水箱(7)和喷淋水泵(8)，所述蒸发器(1)内设换热管(1a)、喷淋管(1b)、滤网(1c)，所述接触式冷凝器(3)内设填料(3a)、喷淋管(3b)和滤网(3c)，所述蒸发器(1)内蒸汽经滤网(1c)后通过第一阀门(14)连接水蒸汽压缩机(2)的入口，水蒸汽压缩机(2)出口通过第二阀门(22)接至接触式冷凝器(3)的底部入口，50℃以上的工业废水一路通过第一调节阀(11)经换热管(1a)和第一换热器(4)后流出，另一路经第二调节阀(12)和第二换热器(6)后流出，补给水则经第一换热器(4)和第三调节阀(18)接至补给水泵(5)入口，补给水泵(5)出口接至第二换热器(6)，第二换热器(6)的补给水出口分两路，一路经第三阀门(19)接至喷淋管(1b)，另一路通过第四调节阀(20)接至电热水箱(7)，电热水箱(7)热水出口经喷淋水泵(8)和第五调节阀(21)连接喷淋管(3b)。2.根据权利要求1所述的一种工业废水余热回收用以水为工质的高温热泵系统，其特征在于，所述蒸发器(1)和接触式冷凝器(3)顶部出口分别通过第四阀门(13)和第五阀门(15)连接真空泵(10)，用于系统的抽真空或蒸发器(1)及接触式冷凝器(3)内的真空度调节。3.根据权利要求1或2所述的一种工业废水余热回收用以水为工质的高温热泵系统，其特征在于，所述蒸发器(1)的热水出口通过第六调节阀(17)接至补给水泵(5)的入口，让蒸发器(1)内未蒸发的水继续参与系统循环；所述接触式冷凝器(3)出口通过第六阀门(23)连接供水泵(9)。4.根据权利要求1或2所述的一种工业废水余热回收用以水为工质的高温热泵系统，其特征在于，所述接触式冷凝器(3)蒸汽出口还通过第七调节阀(16)接至水蒸汽压缩机(2)的入口。5.根据权利要求1至4任一项所述的一种工业废水余热回收用以水为工质的高温热泵系统的控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一：打开第二阀门(22)、第四阀门(13)和第五阀门(15)，开启真空泵(10)对所述系统进行抽真空，真空度达到要求后关闭第二阀门(22)、第四阀门(13)、第五阀门(15)和真空泵(10)；同时开启电热水箱(7)内的电加热器，对电热水箱(7)内的水进行加热，当水温达到设定值后关闭电热水箱(7)内的电加热器；步骤二：打开第一调节阀(11)和第二调节阀(12)，使50℃以上的废水一路通过第一调节阀(11)入换热管(1a)，流出换热管(1a)的废水继续流入第一换热器(4)放热后排出，另一路通过第二调节阀(12)流入第二换热器(6)放热后排出；同时打开第三调节阀(18)、补给水泵(5)和第三阀门(19)，补给水先经第一换热器(4)预热，然后在第二换热器(6)中继续被加热，之后通过喷淋管(1b)喷入蒸发器(1)内，喷淋水流过换热管(1a)表面时，吸收换热管(1a...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈九兵，陈育平，冯慧敏，蒋庆峰，冯国增，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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