CN102563894B - 一种生活废水余热利用*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了属于能源利用技术领域的一种生活废水余热利用***。该***由节能型给排水装置、水源热泵、太阳能集热***、高温热水器、储水罐、连接管路、阀门及其它附件组成。该***利用节能型给排水装置中的水水换热器对自来水完成低温加热、利用水源热泵完成中温加热、高温热水器进行高温加热，在太阳辐射较好的时候，可由太阳能集热***辅助生活热水的中温段和高温段加热。本发明的生活废水余热利用***通过梯级回收利用生活废水余热和梯级加热自来水，并增加可再生清洁能源太阳能的利用率，可大幅的降低一次能源的消耗。

Description

一种生活废水余热利用***
技术领域
本发明属于能源利用技术领域，具体涉及一种生活废水余热利用***。
背景技术
随着经济的快速发展及生活水平的提高，生活热水能耗急剧增大。目前生活热水大多数是由电热水器来制取的，电耗消耗较大。尤其是理发店，洗发热水温度一般在38～42℃之间，属于低品位热，而洗发废水温度一般在35℃左右，由此可见理发店洗发的热利用率约17％，相当大的热量直接排放至环境中。作为理发店的主流热水器是电热水器和燃气热水器，消耗的是高品位能源，而其产品是低品位热。由此可见，理发店、洗浴中心等场所不仅存在极大的低温余热浪费，而且能源品位不匹配，利用不合理。对于大型浴池，其末端能源产品也是低品位热水，其热水是依靠锅炉提供，同样存在着能源品位不匹配，大量低温废水余热浪费现象。
由此可见，如何解决理发店、洗浴中心等能源品位匹配不合理，废水余热浪费是提高其***能源利用率的关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生活废水余热利用***，高效、深度利用理发店、洗浴中心等排放的生活废水余热及太阳能，大幅减少一次矿物质能源的消耗，降低运行成本。
一种生活废水余热利用***，自来水进口通过阀门与节能给排水装置1的水水换热器7相连通，水水换热器7与储水罐5相连，储水罐5的一端通过阀门连接废水排放口，另一端连接水源热泵2的蒸发器12，蒸发器12通过阀门连接废水排放口，水源热泵2的冷凝器11通过阀门分别与高温热水器4和太阳能集热***3相连，太阳能集热***3外设置排气阀10，高温热水器4的一端通过阀门与太阳能集热***3相连，另一端与节能给排水装置1的清洗器皿6相连，清洗器皿6的一端设置混水阀9与温水出口相连通，另一端通过过滤器8连接水水换热器7，水水换热器7通过管道和两个阀门分别连接水源热泵2的冷凝器11和节能给排水装置1的清洗器皿6。
自来水进口的出水在水水换热器7内与生活废水进行逆流换热。
所述水源热泵2为水源压缩式热泵、水源吸收式热泵或水源喷射式热泵。
所述高温热水器4为电热水器和燃气热水器。
清洗器皿6的废水依次流经水水换热器7、水源热泵的蒸发器12被梯级回收利用。
自来水依次流经水水换热器7、水源热泵的冷凝器11、高温热水器4被梯级加热升温。
自来水依次流经水水换热器7、水源热泵的冷凝器11、太阳能集热***3、高温热水器4被梯级加热升温。
本发明的有益效果：本发明的生活废水余热利用***通过梯级回收利用生活废水余热和梯级加热自来水，并增加可再生清洁能源太阳能的利用率，可大幅的降低一次能源的消耗。
附图说明
图1为本发明的生活废水余热利用***示意图；
图2为本发明的生活废水余热利用***在第一种运行模式下运行的示意图；
图3为本发明的生活废水余热利用***在第二种运行模式下运行的示意图；
图4为本发明的生活废水余热利用***在第三种运行模式下运行的示意图；
图中，1-节能给排水装置、2-水源热泵、3-太阳能集热***、4-高温热水器、5-储水罐、6-清洗器皿、7-水水换热器、8-过滤器、9-混水阀、10-排气阀、11-冷凝器、12-蒸发器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
如图1所示，本发明的一种生活废水余热利用***由节能型给排水装置1、水源热泵2、太阳能集热***3、高温热水器4、储水罐5、连接管道、阀门V1-V10及其它附件组成，***中的连接管路为水路***，分为净水管路、废水管路，其中，净水管路又细分为冷水管路、热水管路和中温水管路。节能型给排水***由清洗器皿6、水水换热器7、过滤器8、混水阀9、连接管路及其它附件组成，自来水在水水换热器7中与生活废水进行逆流换热；太阳能集热***3由太阳能集热器、混水阀、排气阀10、连接管路、阀门及其它附件组成；水源热泵有三种，蒸气压缩式热泵、吸收式热泵、喷射式热泵；高温热水器4有两种：电热水器和燃气热水器；各部分的连接关系如下：自来水进口通过阀门与节能给排水装置1的水水换热器7相连通，水水换热器7与储水罐5相连，储水罐5的一端通过阀门连接废水排放口，另一端连接水源热泵2的蒸发器12，蒸发器12通过阀门连接废水排放口，水源热泵2的冷凝器11通过阀门分别与高温热水器4和太阳能集热***3相连，太阳能集热***3外设置排气阀10，高温热水器4的一端通过阀门与太阳能集热***3相连，另一端与节能给排水装置1的清洗器皿6相连，清洗器皿6的一端设置混水阀9与温水出口相连通，另一端通过过滤器8连接水水换热器7，水水换热器7通过管道和两个阀门分别连接水源热泵2的冷凝器11和节能给排水装置1的清洗器皿6。
自来水依次进入水水换热器7、水源热泵2的冷凝器11、高温热水器4被梯级加热升温，其中自来水加热热源组合方式分为四种：第一种是水水换热器7和高温热水器4；第二种是水水换热器7、水源热泵2的冷凝器11和高温热水器4；第三种是水水换热器7、太阳能集热***3的集热器和高温热水器4；第四种是水水换热器7和太阳能集热***3的集热器；生活废水余热回收可通过水水换热器7和水源热泵2的蒸发器12进行梯级回收利用，其中余热回收由两种组合方式：第一种是水水换热器7和水源热泵2的蒸发器12；第二种是水水换热器7。
本实施例的生活废水余热利用***根据生活需求量变化、太阳辐射强度和气候条件的差异，其运行模式主要四种：①加热***主要由水水换热器7、水源热泵2及高温热水器4组成；②加热***主要由水水换热器7和太阳能集***3的集热器组成，高温热水器4仅用作储存热水；③加热***主要由水水换热器7、太阳能集***3的集热器和高温热水器4组成；④加热***主要由水水换热器7和高温热水器4组成。
太阳辐射较差的情况下，采用第一种运行模式，其***组成及管路连接，如图2所示。该运行模式下的***由水水换热器7、水源热泵2、高温热水器4、储水罐5、连接管路、阀门及其它附件组成。若储水罐5有足够废水，则开启水源热泵2、高温热水器4，关闭太阳能集热***3；开启水源热泵2、高温热水器4，自来水经阀门V1，进入水水换热器7被废水加热升温后，分两路：一路经阀门V2进入用水末端装置的冷水管，另一路先在水源热泵2的冷凝器11中被加热升温后，再进入高温热水器4被进一步加热升温至***所设定的水温；生活废水先进入水水换热器7被自来水冷却而降温后，进入储水罐5，然后进入水源热泵2的蒸发器12继续放热降温，最后经阀门V9排放至废水管。
太阳辐射强度较大，且生活热水需求较小时，采用第二种运行模式，其***组成及管路连接，如图3所示。该运行模式下的***由水水换热器7、太阳能集热***3、高温热水器4、储水罐5、连接管路、阀门及其它附件组成，其中高温热水器4仅被用作热水储存。在该运行模式下，自来水经阀门V1，进入水水换热器7被废水加热升温后，分两路：一路经阀门V2进入用水末端装置的冷水管，另一路在太阳能集热***3的集热器中被加热升温，最后进入高温热水器4，此时的高温热水器4没有工作；生活废水先进入水水换热器7被自来水冷却而降温后，进入储水罐5，然后流经阀门V9直接排放至废水管。
太阳辐射强度较大，且生活热水需求较大，太阳能集热器热负荷不足时，采用第三种运行模式，其***组成及管路连接，如图3所示。该运行模式下的***由水水换热器7、太阳能集热***3、高温热水器4、储水罐5、连接管路、阀门及其它附件组成。在该运行模式下，自来水经阀门V1，进入水水换热器7被废水加热升温后，分两路：一路经阀门V2进入用水末端装置的冷水管，另一路在太阳能集热***3的集热器中被加热升温后，再进入高温热水器4继续被加热升温至***所设定的水温；生活废水先进入水水换热器7被自来水冷却而降温后，进入储水罐5，然后流经阀门V9直接排放至废水管。
当***初启动，储水罐水位较低，且太阳辐射强度较差时，采用第四种运行模式，其***组成及管路连接，如图4所示。该运行模式下的工作***由水水换热器7、高温热水器4、储水罐5、连接管路、阀门及其它附件组成，此时关闭水源热泵及太阳能集热***，仅开启高温热水器4。在该运行模式下，自来水经阀门V1进入水水换热器7被废水加热升温后，分为两路：一路经阀门V2进入用水末端装置的冷水管路，另一路在高温热水器4内直接被加热升温至***设定温度；生活废水先进入水水换热器7被自来水冷却而降温后，进入储水罐5，然后流经阀门V9直接排放至废水管。

Claims (1)

1.一种生活废水余热利用***，其特征在于，自来水进口通过阀门与节能给排水装置（1）的水水换热器（7）相连通，水水换热器（7）与储水罐（5）相连，储水罐（5）的一端通过阀门连接废水排放口，另一端连接水源热泵（2）的蒸发器（12），蒸发器（12）通过阀门连接废水排放口，水源热泵（2）的冷凝器（11）通过阀门分别与高温热水器（4）和太阳能集热***（3）相连，太阳能集热***（3）外设置排气阀（10），高温热水器（4）的一端通过阀门与太阳能集热***（3）相连， 另一端与节能给排水装置（1）的清洗器皿（6）相连，清洗器皿（6）的一端设置混水阀（9）与温水出口相连通，另一端通过过滤器（8）连接水水换热器（7），水水换热器（7）通过管道和两个阀门分别连接水源热泵（2）的冷凝器（11）和节能给排水装置（1）的清洗器皿（6）；
该***有以下四种加热方式：加热***由水水换热器（7）、水源热泵（2）及高温热水器（4）组成；加热***由水水换热器（7）和太阳能集热***（3）的集热器组成，高温热水器（4）仅用作储存热水；加热***由水水换热器（7）、太阳能集热***（3）的集热器和高温热水器（4）组成；加热***主要由水水换热器（7）和高温热水器（4）组成；
余热回收有两种组合方式：第一种是水水换热器（7）和水源热泵（2）的蒸发器（12）回收；第二种是仅通过水水换热器（7）回收。
2、根据权利要求1所述一种生活废水余热利用***，其特征在于，自来水进口的出水在水水换热器（7）内与生活废水进行逆流换热。
3、根据权利要求1所述一种生活废水余热利用***，其特征在于，所述水源热泵（2）为水源压缩式热泵、水源吸收式热泵或水源喷射式热泵。
4、根据权利要求1所述一种生活废水余热利用***，其特征在于，所述高温热水器（4）为电热水器和燃气热水器。
5、根据权利要求1所述一种生活废水余热利用***，其特征在于，清洗器皿（6）的废水依次流经水水换热器（7）、水源热泵的蒸发器（12）被梯级回收利用。
6、根据权利要求1所述一种生活废水余热利用***，其特征在于，自来水依次流经水水换热器（7）、水源热泵的冷凝器（11）、高温热水器（4）被梯级加热升温。
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