高低温废水双路热回收热泵系统技术方案

本发明专利技术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。本发明专利技术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，本发明专利技术其热能回收量、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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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7(TC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(7(TC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6(TC，而60'C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7(TC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。C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 7(TC以上、而漂洗排放废水温度却不足40°C。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。
技术实现思路
本专利技术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。 本专利技术的技术解决方案-本专利技术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"C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7(TC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。本专利技术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。 本专利技术的有益效果(一)本专利技术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) 本专利技术的废热水单路输入、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) 本专利技术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)本专利技术对现有的单路输入、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。附图说明附图为本专利技术系统的结构示意图。具体实施方式 如图所示本专利技术的废热水单路输入路径是，废热水从废水收集池1中经过滤装置11、负压罐12,通过自吸水泵13送 至热交换器2，废热水从热交换器废水进口 21进入，因废热水在热交换器内壁 与冷态自来水所在的换热铜管外壁存在温差，废热水放出热量，从而实现了热 能的第一次输入，降温后的废热水从热交换器出口 22出来，通过废水管道13 进入到热水源热泵3的蒸发器31废水进口，在蒸发器换热铜管内与管壁外的低 温制冷剂进行热交换，从而实现了热能第二次输入，两次降温后的废水从蒸发 器31废水出水口排出。由此废热水在热能回收系统中完成了热能单路输入全过 程。又如图所示当本专利技术所收集的废热水温度由第一测温传感器61测得高于55'C时，热能 回收双路输出路径是，所述热能回收双路输出路径，一路是常温自来水通过总冷水管道4及三通接头41从第一冷水管42进 入热交换器2，通过热交换器内废热水与冷态自来水所在的换热铜管外壁的温差 进行热交换，升温后的自来水经过流量第一调节阀51和电磁阀52进入第一热 水管道71，当第二温度传感器62测得升温后的自来水温度达到或者超过设定温 度时(通常设定45"C)，升温后的自来水从第二调节阀53开启的左位阀芯通道， 进入第二热水管道72，同时第二调节阀53关闭通往第三调节阀54的阀门，使升温后的自来水由第二热水管道72输出至储热水箱8备用。与此同时，第二路热能输出与第一路的同步进行，第二路的热能输出路径 是常温自来水通过总冷水管道4及三通接头41进入第二冷水管道43，从第三 调节阀右位阀芯片通道，进入低温热水管道74，从冷凝器32进水口进入，在冷 凝器内，常温自来水进入冷凝器的换热铜管内壁，与换热铜管外壁的高温高压 制冷剂气体进行热交换，吸热升温后的自来水，从冷凝器32的出水口，进入热 水管道73输入储热水箱8备用。当本专利技术所收集的废热水温度由第一测温传感器61测得低于55'C时，系统 此时运行状态表现为热能单路输入，单路输出。其热能单路输出路径是常温自来水通过总冷水管道4及三通接头41从第一冷水管42进入热交换 器2内，通过换热铜管内壁废热水与换热铜管外壁的自来水的温差进行热交换， 升温后的自来水经过流量第本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱延文，刘亚，朱加年，张太标，朱卉，
申请(专利权)人：淮安恒信水务科技有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]