洗浴废水热能梯级利用的双源供水系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及洗浴废热梯级利用的双源热泵热水系统及控制方法，是双源热泵热水系统包括废热水收集系统和热水制备及供应系统，废热水收集系统包括污水收集、处理及储存装置，热水制备及供应系统包括预热换热器、污水源热泵机组、空气源热泵机组、循环加热水箱和贮热水箱，该双源热泵热水系统可结合不同的天气状况和运行条件采取最优的热水制备模式，有效地保障了当洗浴废水量不够或冬季自来水温度过低时的供水稳定。该双源热泵热水系统，对洗浴废热水进行三级热能回收，提高了热泵热水系统的工作效率、节能水平和运行稳定性，实现了资源的循环利用。循环利用。循环利用。

【技术实现步骤摘要】
洗浴废水热能梯级利用的双源供水系统及其控制方法


[0001]本专利技术属于洗浴废水余热回收领域，具体为一种洗浴废热梯级利用的双源热泵热水系统及控制方法。

技术介绍

[0002]当前社会，能源问题的影响日益凸显，从节能降耗的角度对现有能量利用系统进行节能设计或节能改造，以提高能源的梯级利用效率，是大势所趋。目前生活热水能耗在建筑能耗中仅次于暖通空调能耗，有必要探讨其节能降耗的新技术和新方法。
[0003]目前集体浴室、酒店式公寓、宾馆等场所洗浴热水用量大，且用水时间段较为集中，洗浴废水的温度通常维持在33
‑
35℃左右，温度波动幅度较小，该部分余热回收利用价值空间较大。
[0004]而现有的通常做法是将温度高于环境温度的洗浴废水直接排入污水系统，使得该部分客观的热量未被有效回收利用，造成了能源的巨大浪费，且加剧了环境的热污染。
[0005]若使用热泵技术加以余热回收利用，将其作为稳定热源向低温自来水放热，以加热洗浴用水，减少原有设备的能源消耗，也是一种节能环保的能量利用方式。
[0006]相比于使用较为广泛的单源空气源热泵，污水源热泵能够节约34％左右的电能消耗，便可达到所需的设计温度，且污水源热泵稳定性和可靠性较高，基本不受室外气象条件影响，但是污水源热泵的使用会受到实际产生废水量的制约。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题：本专利技术的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种洗浴废热梯级利用的双源热泵热水系统及控制方法，它能够充分利用洗浴废水中的热能，并实现双源热泵热水系统中不同状况下的热水供应模式的切换和控制，保证热水系统的稳定运行。
[0008]本专利技术的技术方案：本专利技术所述的洗浴废水热能梯级利用的双源供水系统，包括废热水箱、总污水源热泵机组、循环加热水箱、空气源热泵机组和贮热水箱；
[0009]所述自来水进水端分别管道连通所述循环加热水箱的进水端和总污水源热泵机组的进水端；
[0010]所述废热水箱的出水端管道连通所述总污水源热泵机组的进水端；
[0011]所述总污水源热泵机组的出水端分别管道连通所述循环加热水箱的进水端和所述贮热水箱的进水端；
[0012]所述空气源热泵机组的出水端分别管道连通所述贮热水箱的进水端和所述循环加热水箱的进水端；
[0013]所述循环加热水箱的出水端管道连通所述空气源热泵机组的进水端。
[0014]进一步的，所述废热水箱向所述总污水源热泵机组的供水管路上设有第一电磁阀；
[0015]所述自来水进水端向所述总污水源热泵机组的供水管路上设有第二电磁阀；
[0016]所述自来水进水端向所述循环加热水箱的供水管路上设有第三电磁阀；
[0017]所述总污水源热泵机组的废水排出端设有第四电磁阀；
[0018]所述循环加热水箱向所述空气源热泵机组的供水管路上设有第五电磁阀；
[0019]所述贮热水箱向所述循环加热水箱的供水管路上设有第六电磁阀。
[0020]进一步的，所述废热水箱内设有用于检测所述废热水箱内液位的第一液位传感器；
[0021]所述循环加热水箱内设有用于检测所述循环加热水箱内液位第二液位传感器；
[0022]所述总污水源热泵机组的出水端设有第一温度传感器；
[0023]所述空气源热泵机组的出水端设有第二温度传感器；
[0024]所述贮热水箱内设有用于检测所述贮热水箱内水温的第三温度传感器和用于检测所述贮热水箱内液位的第三液位传感器。
[0025]进一步的，所述总污水源热泵机组包括预热换热器、第一污水源热泵机组和第二污水源热泵机组。
[0026]进一步的，所述的预热换热器中的废热水换热通道和清水换热通道的换热温差均为13
‑
15℃左右；所述的第一污水源热泵机组和第二污水源热泵机组蒸发器的换热温差为7
‑
9℃左右、冷凝器的换热温差为7
‑
9℃左右。
[0027]当废热水箱中存在废热水时，清水依次流经预热换热器的清水换热通道、第一污水源热泵机组的冷凝器、第二污水源热泵机组的冷凝器实现被加热；
[0028]废热水流经预热换热器的废热水换热通道、第二污水源热泵机组的蒸发侧、第一污水源热泵机组的蒸发侧实现被冷却。
[0029]本专利技术还公开了一种适用于双源供水系统的控制方法，其特征在于：
[0030]包括第一热水制备模式、第二热水制备模式、第三热水制备模式、第四热水制备模式和第五热水制备模式；
[0031]所述第一热水制备模式包括自来水进水端的自来水依次经总污水源热泵机组加热后流入贮热水箱；
[0032]所述第二热水制备模式包括自来水进水端的自来水经总污水源热泵机组加热后流入循环加热水箱，经所述循环加热水箱送入空气源热泵机组加热后流入贮热水箱；
[0033]所述第三热水制备模式包括：自来水进水端的自来水流经循环加热水箱，经所述自来水流经循环加热水箱送入经空气源热泵机组加热后，流入贮热水箱；
[0034]所述第四热水制备模式包括：循环加热水箱中的循环水经空气源热泵机组加热后流入贮热水箱；
[0035]所述第五热水制备模式包括：所述贮热水箱中的中温水进入循环加热水箱，循环加热水箱将中温水送入空气源热泵机组加热后，流入贮热水箱。
[0036]进一步的，设第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第一液位传感器、第二液位传感器、第三液位传感器的示数分别为T1、T2、T3、H1、H2、H3；
[0037]当废热水箱内无废热水时，
[0038]若温度T3和液位H3都在设定范围内，则可以使用贮热水箱直接提供热水；
[0039]若液位H3在设定范围内，而温度T3<T0时，采用第五热水制备模式；
[0040]若H3＝0且H2≠0时，采用第四热水制备模式；
[0041]若H3＝H2＝H1＝0时，采用第三热水制备模式；
[0042]若H3＝H2＝0且H1≠0时，采用第一热水制备模式或第二热水制备模式；
[0043]当所述废热水箱内有废热水时，
[0044]若温度T3和液位H3都在设定范围内，优先采用第一热水制备模式；
[0045]若H1≠0且T1<T0时，采用第二热水制备模式；
[0046]若H1＝0且T1<T0时，采用第三热水制备模式。
[0047]有益效果：
[0048]1.采用污水源热泵为主、空气源热泵为辅的双源热泵热水系统，够充分利用洗浴废水中的热能，并实现双源热泵热水系统中不同状况下的热水供应模式的切换和控制，保证热水系统的稳定运行；提高了热泵热水系统的工作效率、节能水平和运行稳定性，实现了资源的循环利用；
[0049]2.除贮热水箱外，另设置有循环加热水箱，将温度符合供水要求的热水及时分离开来，有效减少了补水过程中冷热混合产生的火积耗散本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种洗浴废水热能梯级利用的双源供水系统，其特征在于：包括废热水箱(5)、总污水源热泵机组(80)、循环加热水箱(14)、空气源热泵机组(16)和贮热水箱(19)；所述自来水进水端(7)分别管道连通所述循环加热水箱(14)的进水端和总污水源热泵机组(80)的进水端；所述废热水箱(5)的出水端管道连通所述总污水源热泵机组(80)的进水端；所述总污水源热泵机组(80)的出水端分别管道连通所述循环加热水箱(14)的进水端和所述贮热水箱(19)的进水端；所述空气源热泵机组(16)的出水端分别管道连通所述贮热水箱(19)的进水端和所述循环加热水箱(14)的进水端；所述循环加热水箱(14)的出水端管道连通所述空气源热泵机组(16)的进水端。2.根据权利要求1所述的双源供水系统，其特征在于：所述废热水箱(5)向所述总污水源热泵机组(80)的供水管路上设有第一电磁阀(V1)；所述自来水进水端(7)向所述总污水源热泵机组(80)的供水管路上设有第二电磁阀(V2)；所述自来水进水端(7)向所述循环加热水箱(14)的供水管路上设有第三电磁阀(V3)；所述总污水源热泵机组(80)的废水排出端设有第四电磁阀(V4)；所述循环加热水箱(14)向所述空气源热泵机组(16)的供水管路上设有第五电磁阀(V5)；所述贮热水箱(19)向所述循环加热水箱(14)的供水管路上设有第六电磁阀(V6)。3.根据权利要求2所述的双源供水系统，其特征在于：所述废热水箱(5)内设有用于检测所述废热水箱(5)内液位的第一液位传感器(51)；所述循环加热水箱(14)内设有用于检测所述循环加热水箱(14)内液位第二液位传感器(141)；所述总污水源热泵机组(80)的出水端设有第一温度传感器(12)；所述空气源热泵机组(16)的出水端设有第二温度传感器(17)；所述贮热水箱(19)内设有用于检测所述贮热水箱(19)内水温的第三温度传感器(191)和用于检测所述贮热水箱(19)内液位的第三液位传感器(192)。4.根据权利要求1
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3中任一所述的双源供水系统，其特征在于：所述总污水源热泵机组(80)包括预热换热器(8)、第一污水源热泵机组(9)和第二污水源热泵机组(10)。5.根据权利要求4所述的双源供水系统，其特征在于：所述的预热换热器(8)中的废热水换热通道(81)和清水换热通道(82)的换热温差均为13
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15℃左右；所述的第一污水源热泵机组(9)和第二污水源热泵机组(10)蒸发器的换热温差为7
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈振乾，许婉婷，王登云，雷洁，施娟，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：