基于低位余热回收的污水源热泵生活热水梯级供给系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于低位余热回收的污水源热泵生活热水梯级供给系统，包括污水蓄水池、预热装置、污水侧热泵、使用侧热泵、污水源热泵、电加热装置、三通阀和城市供水水管等。其中预热装置包括分流装置、多支路换热器和集流装置，污水源热泵包括压缩机、污水侧换热器、膨胀阀和使用侧换热器。城市供水管路流程为，城市供水经多支路换热器预热后一部分作为热水供给用户使用，另一部分进入污水源热泵，经污水源热泵加热后一部分作为热水供给用户使用，另一部分进入电加热装置，加热为沸水供给用户使用。本实用新型专利技术充分利用污水中的低位余热，减少了供热中的电能消耗；充分考虑到用户生活热水需求，梯级供应热水。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种污水源热泵生活热水梯级供给系统，具体的说是ー种基于低位余热回收的污水源热泵生活热水梯级供给系统。
技术介绍
目前，生活热水供给多采用电加热方式，其缺点是加热能耗比较高，且所供热水温度単一，难以满足日常生活多种需求。另ー方面，在家庭生活中，高温生活废水，如淋浴废水，在较高温度下直接排放，不但造成了水资源的浪费，还对环境造成了热污染。于是，针对现有情况提出了很多新观念。中国专利CN 201476188 U公开了ー种以高温生活废水做热源直接蒸发式全新风空气处理系统，此系统有效利用了污水源的余热， 但是多次利用水泵来输送水源，而忽视了城市供水自身的压力水头，这种水泵的不合理利用造成了资源的浪费，使设备运行能耗增加。
技术实现思路
针对现有生活热水供给系统的不足，本技术提出一种基于低位余热回收的污水源热泵生活热水梯级供给系统，该系统可有效利用污水中的低位余热，实现生活热水的梯级供给。本技术采用的技术方案如下基于低位余热回收的污水源热泵生活热水梯级供给系统，包括污水蓄水池、预热装置、污水源热泵、污水侧水泵、电加热装置、使用侧水泵、第一三通阀、第二三通阀、高温污水水管和城市供水水管，所述预热装置包括依次连接的分流装置、多支路换热器和集流装置；所述污水源热泵包括依次连接的压缩机、污水侧换热器、膨胀阀和使用侧换热器；所述预热装置设在污水蓄水池内，所述集流装置与使用侧水泵、第一三通阀、使用侧换热器、城市供水水管、第二三通阀和电加热装置依次连接；所述污水侧换热器通过高温污水水管和污水侧水泵连接到污水蓄水池。当该系统运行吋，城市供水经过分流装置进入多支路换热器；在多支路换热器中完成与污水进行充分换热后，经集流装置的集流后通过使用侧水泵输运进入城市供水水管；此时，预热后的城市供水经三通阀流出，一部分可供生活洗漱等之用；另一部分则进入污水源热泵，经污水源热泵的加热后流出；此时，加热后的城市供水经三通阀流出，供生活沐浴等之用；另一部分则进入电加热装置，加热到沸水饮用。这样，该系统的城市供水路运行过程完成。该系统利用的低位热能由高温污水提供。沐浴等高温生活沸水经下水管道进入污水蓄水池，在污水蓄水池中保温和储存，并在其中与多支路换热器充分换热；污水蓄水池中的污水通过污水侧水泵输运经高温污水水管进入污水源热泵，并作为其热源，经热泵作用将低位热能传递给城市供水，其后流出排入城市污水管路。这样，该系统的污水运行过程完成。所述污水源热泵运行时，低温制冷剂液体在污水侧换热器与污水进行充分换热，制冷剂气体吸收低位余热后气化，进入压缩机；经压缩机的压缩作用后，制冷剂气体被压缩为高温高压的气体，进入使用侧换热器；高温制冷剂气体与城市供水进行充分换热，自身被冷却，城市供水吸收热量后温度上升；其后制冷剂经过膨胀阀的作用，温度进ー步降低，进入污水侧换热器。这样，污水源热泵的内循环完成。本技术，所述高温污水水管以及城市供水水管的外表面均采用保温材料，以減少系统运行中不必要的热量损耗。本技术一种基于低位余热回收的污水源热泵生活热水梯级供给系统，其核心在于多支路预热装置和污水源热泵，能够有效利用污水中的低位余热。与现有生活热水供给系统相比，具有以下明显优势( I)与电加热热水供给系统相比，本技术增设了预热装置和污水源热泵，充分利用了污水中的低位余热，既做到了对高温生活污水的利用，減少了环境中的热污染，又减少了系统的运行功耗，具有明显的节能效果。(2)与単一供水的生活热水供给系统相比，本技术设置了多梯级热水供应装置，可实现生活热水的按需梯级供应，实用性更大，使用范围更广，特别适用于大型住宅、浴室、宾馆等。(3)本技术充分利用城市供水自身的压力水头，合理选择水泵，进一歩降低了系统运行的功耗。(4)本技术，高温污水水管以及城市供水水管的外表面均采用保温材料，減少系统运行中不必要的热量损耗。附图说明图I是本技术的系统机构原理图。图中1_污水蓄水池；2-预热装置；21-分流装置；22-多支路换热器；23-集流装置；3_使用侧水泵；4_污水侧水泵；5_第一三通阀；6_第二三通阀；7_城市供水水管；8_高温污水水管；9_污水源热泵；91_压缩机；92_污水侧换热器；93_膨胀阀；94_使用侧换热器；10_电加热装置。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本技术做进ー步详细说明。本技术一种基于低位余热回收的污水源热泵生活热水梯级供给系统，包括污水蓄水池I、预热装置2、使用侧水泵3、污水侧水泵4、第一三通阀5、第二三通阀6、城市供水水管7、高温污水水管8、污水源热泵9、电加热装置10。其中预热装置2包括分流装置21、集流装置23和多支路换热器22，污水源热泵9包括压缩机91、污水侧换热器92、膨胀阀93和使用侧换热器94。当该系统运行时，城市供水经过分流装置21进入多支路换热器22 ;在多支路换热器22中完成与污水进行充分换热后，经集流装置23的集流后通过使用侧水泵3输运进入城市供水水管7 ;此时，预热后的城市供水经第一三通阀5流出，供生活洗漱等之用；另一部分则进入污水源热泵9，经污水源热泵9的加热后流出；此时，加热后的城市供水经第二三通阀6流出，供生活沐浴等之用；另一部分则进入电加热装置10，加热到沸水饮用。这样，该系统的城市供水路运行过程完成。该系统利用的低位热能由高温污水提供。沐浴等高温生活沸水进入污水蓄水池I，在污水蓄水池I中保温和储存，并在其中与多支路换热器22充分换热；污水蓄水池I中的污水通过污水侧水泵4输运经高温污水水管8进入污水源热泵9，并作为其热源，经热泵作用将低位热能传递给城市供水，其后流出排入城市污水管路。这样，该系统的污水运行过程完成。所述污水源热泵9运行时，低温制冷剂液体在污水侧换热器92与污水进行充分换热，制冷剂气体吸收低位余热后气化，进入压缩机91 ;经压缩机91的压缩作用后，制冷剂气体被压缩为高温高压的气体，进入使用侧换热器94 ;高温制冷剂气体与城市供水进行充分换热，自身被冷却，城市供水吸收热量后温度上升；其后制冷剂经过膨胀阀93的作用，温度进ー步降低，进入污水侧换热器92。这样，污水源热泵9的内循环完成。本技术的一个实施例中，以生活沐浴废水为例，假设污水温度为45 50°C。部 分沐浴废水在沐浴时流入污水蓄水池I中，在其中储存并保温。污水在多支路换热器22与城市供水进行充分换热，经预热后的城市供水由17°C升到27°C左右，经管道的输出可供生活洗漱之用。另一部分城市供水进入后续的污水源热泵9中，进ー步加热。城市供水所获得的热量为污水传入热量和压缩机输入功之和，有效减少了电能消耗。加热后的城市供水可达到60V左右，可直接用于沐浴等。其后，所剰余的城市供水进入电加热装置10中，直接加热到沸水饮用。权利要求1.基于低位余热回收的污水源热泵生活热水梯级供给系统，其特征在干，该系统包括污水蓄水池(I)、预热装置(2)、污水源热泵(9)、污水侧水泵(4)、电加热装置(10)、使用侧水泵(3)、第一三通阀(5)、第二三通阀(6)、高温污水水管(8)和城市供水水管(7)，所述预热装置(2)包括依次连接的分流装置(21)、多支路换热器(22)和集流装置(23);所述污水源热泵(9)包括依本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于低位余热回收的污水源热泵生活热水梯级供给系统，其特征在于，该系统包括污水蓄水池（1）、预热装置（2）、污水源热泵（9）、污水侧水泵（4）、电加热装置（10）、使用侧水泵（3）、第一三通阀（5）、第二三通阀（6）、高温污水水管（8）和城市供水水管（7），所述预热装置（2）包括依次连接的分流装置（21）、多支路换热器（22）和集流装置（23）；所述污水源热泵（9）包括依次连接的压缩机（91）、污水侧换热器（92）、膨胀阀（93）和使用侧换热器（94）；所述预热装置（2）设在污水蓄水池（1）内，所述集流装置（23）与使用侧水泵（3）、第一三通阀（5）、使用侧换热器（94）、城市供水水管（7）、第二三通阀（6）和电加热装置（10）依次连接；所述污水侧换热器（92）通过高温污水水管（8）和污水侧水泵（4）连接到所述污水蓄水池（1）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姜睿，龚长山，张忠斌，黄虎，刘娜，张敬坤，
申请(专利权)人：江苏枫叶能源技术有限公司，南京师范大学，
类型：实用新型
国别省市：