CN109405348B - 一种浴室用多级热利用热泵*** - Google Patents

一种浴室用多级热利用热泵*** Download PDF

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Abstract

本发明的一种浴室用多级热利用热泵***，以制备供浴室用热水的基础制热单元为基准，于基础制热单元的热回收端内设置冷热水热交换单元、冷水加热单元、废水热量回收单元，并通过相应的热交换形式设置，构成基于浴室用热水的一级预热、浴室用热水的二级预热、一级废水热回收及二级废水热回收的浴室用多级热利用热泵***。其次，于热回收端内加设制冷单元，根据实际场地需要提供制冷或除湿；再次，通过设置热水恒温调节单元，建立基于冷水进水温度、出水设定温度及废水温度三者而建立的恒温式等级适配调节，完成对冷水的预热作业。其中，还通过设置热水循环加热单元，用以与热水恒温调节单元协作，构成送水和使用热水使用过程中的全程恒温控制。

Description

一种浴室用多级热利用热泵***
技术领域
本发明属于浴室用热泵领域，具体涉及一种浴室用多级热利用热泵***。
背景技术
通过对多家大中型集体浴室进行了实地考察研究，我们发现有很多浴室在生产过程中需要供应大量的热水，同时又产生更多的废热水(30～40℃)，这些废热水产生后通常不能再次使用，需要冷却后才能排放(作了相应要求的净化处理)到环境中，造成了热量的大量浪费。
申请号为2014103129917的发明申请，公开了“一种全热回收***”，包括压缩机、中压罐、热回收换热器、翅片式盘管、水侧换热器、经济器板换、三通阀、四通换向阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀。
申请号为2017104060768的发明申请，公开了一种“热回收***”，在从压缩机进行热回收来加热冷却液(例如水)的热回收***中，能够以简易的结构来切换热回收的有无。具备：利用压缩机的压缩热对冷却液进行加热的热回收用热交换器、使冷却液向热回收用热交换器流入的冷却液的入口路、使冷却液从热回收用热交换器流出的冷却液的出口路、连接出口路与入口路的冷却液的返回路、切换冷却液的通液路径与循环路径的切换单元、以及对循环路径的循环冷却进行冷却的散热器。
申请号为2017113880179的发明申请，公开了“一种冷凝水余热回收***”，包括防污，包括防污处理***和热回收***，防污处理***的进水端连接到冷凝水管，防污处理***的出水端连通热回收***，所述的热回收***包括与防污处理***单独连通的热风流装置和复蒸气由于流装置。
发明内容
为解决以上问题，本发明提供了一种浴室用多级热利用热泵***，其技术方案具体如下：
一种浴室用多级热利用热泵***，其特征在于包括有：
基础制热单元，所述基础制热单元由依次管路连接的压缩机组、冷凝端、热回收端、汽液分离端构成的闭式制热回路构成，用于制备热水供浴室使用；
在所述热回收端内设有冷热水热交换单元、冷水加热单元、废水热量回收单元；
在冷热水热交换单元内设有用于热交换的第一冷水供水管路段与第一废水流通管路段；
在冷水加热单元内设有用于热交换的第一冷媒管路段与第二冷水供水管路段；
在废水热量回收单元内设有用于热交换的第二废水流通管路段与第二冷媒管路段；
所述第一冷媒管路段与第二冷媒管路段依次串联，形成热回收端内的冷媒循环段；
所述第一冷水供水管路段与所述第二冷水供水管路段依次串联，形成热回收端内的冷水流通管路段；通过热交换、于第一冷水供水管路段完成浴室用热水的一级预热、于第二冷水供水管路段完成浴室用热水的二级预热；
所述第一废水流通管路段与第二废水流通管路段依次串联，形成热回收端内的废水流通管路段；通过热交换、于第一废水流通流通管路段完成一级废水热回收、于第二废水流通管路段完成二级废水热回收；
所述热回收端内的冷媒循环段、冷水流通管路段与废水流通管路段，通过以上设置形成的热交换形式，构成基于浴室用热水的一级预热、浴室用热水的二级预热、一级废水热回收及二级废水热回收的浴室用多级热利用热泵***；
在所述热回收端内还设有制冷单元；
在制冷单元内设有用于热交换的第三冷媒管路段与制冷管路段；
所述第三冷媒管路段串联在第一冷媒关路段与第二冷媒管路段之间；
通过热交换、于制冷管路段形成制冷或除湿，用以提供所需的适配场合。
根据本发明的一种浴室用多级热利用热泵***，其特征在于：
于所述基础制热单元内形成有呈并联设置的第一闭式制热回路与第二闭式制热回路；
所述第一闭式制热回路由依次连接的第一压缩机(1-1)、第一冷凝器(2-1)、热回收端(3)、第一汽液分离器(4-1)构成；
所述第二闭式制热回路由依次连接的第二压缩机(1-2)、第二冷凝器(2-2)、热回收端(3)、第二汽液分离器(4-2)构成。
根据本发明的一种浴室用多级热利用热泵***，其特征在于：
在所述冷凝端内设有用于热交换的第四冷媒段与热水管路段；
所述第四冷媒段串联在压缩机组的冷媒出口与第一冷媒管路段之间；
所述热水管路段与热回收端内的冷水流通管路段通过水路输送管路段形成串联连接，
在水路输送管路上形成由进水电磁阀(5)及恒温水阀(6)构成的热水恒温调节单元。
根据本发明的一种浴室用多级热利用热泵***，其特征在于：
在设置恒温水阀(6)与冷凝端的进水口之间的水路输送管路段上，还并联进第二供水管路(7)；
所述第二供水管路通过依次连接的水泵、恒温水箱(8)及储热水水箱(9)连至冷凝端的出水口，构成热水循环加热单元。
根据本发明的一种浴室用多级热利用热泵***，其特征在于：
在恒温水阀(6)的侧端，设置一设有旁通电磁阀(10)的旁通管路，
所述的设有旁通电磁阀(10)的旁通管路与恒温水阀(6)所在的水路输送管路段、于进水电磁阀(5)至冷凝端的进水口之间的水路输送管路段上呈并联设置。
本发明的一种浴室用多级热利用热泵***，首先以制备供浴室用热水的基础制热单元为基准，于基础制热单元的热回收端内设置冷热水热交换单元、冷水加热单元、废水热量回收单元，并通过相应的热交换形式设置，构成基于浴室用热水的一级预热、浴室用热水的二级预热、一级废水热回收及二级废水热回收的浴室用多级热利用热泵***。
其次，根据实际场地是否需要制冷或除湿，于热回收端内加设制冷单元；
于制冷单元内设置用于热交换的相应冷媒管路段与制冷管路段，通过热交换、于制冷管路段形成制冷或除湿，用以提供所需的适配场合。
再次，通过设置热水恒温调节单元，建立基于冷水进水温度、出水设定温度及废水温度三者而建立的恒温式等级适配调节，完成对冷水的预热作业。
其中，还通过设置热水循环加热单元，用以与热水恒温调节单元协作，构成送水和使用热水使用过程中的全程恒温控制。
本发明的一种浴室用多级热利用热泵***，
创新出多级热回收技术，实现大温差回收废热，解决了在工业行业日排放废水量比较大、废水水温不稳定、废水不可能较长时间的存储的问题，废水的热量大部分进行回收利用，使排出来的水不会造成环境热污染，省去是冷却塔的投资和后期的运行费用。
创新出加热的热水出水恒温调节装置，通过出水温度、废水温度、出水设定温度之间的关系，控制恒温水阀的开度，调节水流量，保证在废水温度波动时，出水温度保持恒定。
创新出在热回收利用***，进行制冷除湿综合利用，夏季时，对浴室内需要除湿的场所加装制冷单元，通过制冷管路段对制冷单元内的水进行吸热降湿，从机组出去到制冷单元的水温度可达到7℃左右，通过制冷单元，对浴室进行制冷和除湿。
创新出可折、可清洗式废水回收设备(即：冷热水热交换单元与废水热量回收单元)，方便进行拆开和清洗。同时热交换器件采用特殊防腐设计、强化换热技术，保证产品在废水温度变化的情况下，产品还能安全、稳定、高效运行。
创新出冷水预热技术，因为机组为直热运行，节流前的制冷剂温度还是有30多度，现在将此制冷剂和自来水经过冷热水热交换单元再一次进行热回收，将节流前的温度合理转移到补加热的水中，得到免费的热水。
附图说明
图1为本发明的结构示意框图；
图2为本发明中热回收端的内部结构示意图；
图3为本发明实施例中的基础制热单元结构示意图；
图4为本发明实施例中的***结构示意图。
图中，
1-1为第一压缩机；
1-2为第二压缩机；
2-1为第一冷凝器；
2-2为第二冷凝器；
3为热回收端；
4-1为第一汽液分离器；
4-2为第二汽液分离器；
5为进水电磁阀；
6为恒温水阀；
7为第二供水管路；
8为恒温水箱；
9为储热水水箱；
10为旁通电磁阀。
具体实施方式
下面，根据说明书附图和具体实施方式对本发明的一种浴室用多级热利用热泵***作进一步具体说明。
如图1、2所示的一种浴室用多级热利用热泵***，包括有：
基础制热单元，所述基础制热单元由依次管路连接的压缩机组、冷凝端、热回收端、汽液分离端构成的闭式制热回路构成，用于制备热水供浴室使用；
在所述热回收端内设有冷热水热交换单元、冷水加热单元、废水热量回收单元；
在冷热水热交换单元内设有用于热交换的第一冷水供水管路段与第一废水流通管路段；
在冷水加热单元内设有用于热交换的第一冷媒管路段与第二冷水供水管路段；
在废水热量回收单元内设有用于热交换的第二废水流通管路段与第二冷媒管路段；
所述第一冷媒管路段与第二冷媒管路段依次串联，形成热回收端内的冷媒循环段；
所述第一冷水供水管路段与所述第二冷水供水管路段依次串联，形成热回收端内的冷水流通管路段；通过热交换、于第一冷水供水管路段完成浴室用热水的一级预热、于第二冷水供水管路段完成浴室用热水的二级预热；
所述第一废水流通管路段与第二废水流通管路段依次串联，形成热回收端内的废水流通管路段；通过热交换、于第一废水流通流通管路段完成一级废水热回收、于第二废水流通管路段完成二级废水热回收；
所述热回收端内的冷媒循环段、冷水流通管路段与废水流通管路段，通过以上设置形成的热交换形式，构成基于浴室用热水的一级预热、浴室用热水的二级预热、一级废水热回收及二级废水热回收的浴室用多级热利用热泵***。
其中，
在所述热回收端内还设有制冷单元；
在制冷单元内设有用于热交换的第三冷媒管路段与制冷管路段；
所述第三冷媒管路段串联在第一冷媒关路段与第二冷媒管路段之间；
通过热交换、于制冷管路段形成制冷或除湿，用以提供所需的适配场合。
其中，如图3所示，
于所述基础制热单元内形成有呈并联设置的第一闭式制热回路与第二闭式制热回路；
所述第一闭式制热回路由依次连接的第一压缩机(1-1)、第一冷凝器(2-1)、热回收端(3)、第一汽液分离器(4-1)构成；
所述第二闭式制热回路由依次连接的第二压缩机(1-2)、第二冷凝器(2-2)、热回收端(3)、第二汽液分离器(4-2)构成。
其中，
在所述冷凝端内设有用于热交换的第四冷媒段与热水管路段；
所述第四冷媒段串联在压缩机组的冷媒出口与第一冷媒管路段之间；
所述热水管路段与热回收端内的冷水流通管路段通过水路输送管路段形成串联连接，
在水路输送管路上形成由进水电磁阀(5)及恒温水阀(6)构成的热水恒温调节单元。
其中，
在设置恒温水阀(6)与冷凝端的进水口之间的水路输送管路段上，还并联进第二供水管路(7)；
所述第二供水管路通过依次连接的水泵、恒温水箱(8)及储热水水箱(9)连至冷凝端的出水口，构成热水循环加热单元。
其中，
在恒温水阀(6)的侧端，设置一设有旁通电磁阀(10)的旁通管路，
所述的设有旁通电磁阀(10)的旁通管路与恒温水阀(6)所在的水路输送管路段、于进水电磁阀(5)至冷凝端的进水口之间的水路输送管路段上呈并联设置。
工作原理及实施例(参考图4)
本案中的冷热水热交换单元、冷水加热单元、废水热量回收单元与制冷单元分别对应本实施例中的第一热回收器、第二热回收器、第四热回收器与第三热回收器；本案中的热泵闭式制热回路循环流程：
在不需要加装制冷单元时，所述循环流程通过以下实现：压缩机排出的高温高压气体制冷剂流入到冷凝器(指向第一冷凝器与第二冷凝器)冷凝，释放热量后，流入到第二热回收器进行二级热回收，经由电子膨胀阀进行一次节流，再流入第四热回收器，对废水中的热量进行热回收，低温液态制冷剂吸热后成为低温气态制冷剂，进入汽液分离器(指向第一汽液分离器与第二汽液分离器)后，被压缩机(指向第一压缩机与第二压缩机)吸气口吸入；
在需要加装制冷单元时，所述循环流程通过以下实现：压缩机排出的高温高压气体制冷剂流入到冷凝器(指向第一冷凝器与第二冷凝器)冷凝，释放热量后，流入到第二热回收器进行二级热回收，经由电子膨胀阀进行一次节流，再流入第三热回收器，对制冷单元用水通过制冷管路段完成制冷处理，再流入第四热回收器，对废水中的热量进行热回收，低温液态制冷剂吸热后成为低温气态制冷剂，进入汽分(指向第一汽液分离器与第二汽液分离器)后，被压缩机(指向第一压缩机与第二压缩机)吸气口吸入。
热泵水循***说明：
热水加热流程：冷水进水、通过第一热回器吸收废水中的免费热量后，到第二热回收器吸制冷剂节流前中温液态的热量，再流入到热水恒温调节单元(即：进水电磁阀和恒温水阀)，再进入冷凝器((指向第一冷凝器与第二冷凝器))吸收压缩机((指向第一压缩机与第二压缩机))排气的高温高压的气态制冷剂中的大量热量，排入到储热水水箱中。
废水热回收流程：排出的废水首先和冷水进水通过第一热回收器进行免费热转移，再流入第四热回收器进行二级热回收。
储热水箱恒温流程：当储热水水箱中的水温低于设定值时，开启恒温循环水泵，将水箱中的热水送入到冷凝器(指向第一冷凝器与第二冷凝器)中，通过冷凝器(指向第一冷凝器与第二冷凝器)对热水进行加热，再送入到恒温水箱中。
恒温水阀控制逻辑：根据冷水进水温度、出水设定温度、废水温度三者之间的关系，制定出电子水阀初始开度值表、最小开度值。
本发明的一种浴室用多级热利用热泵***，首先以制备供浴室用热水的基础制热单元为基准，于基础制热单元的热回收端内设置冷热水热交换单元、冷水加热单元、废水热量回收单元，并通过相应的热交换形式设置，构成基于浴室用热水的一级预热、浴室用热水的二级预热、一级废水热回收及二级废水热回收的浴室用多级热利用热泵***。
其次，根据实际场地是否需要制冷或除湿，于热回收端内加设制冷单元；
于制冷单元内设置用于热交换的相应冷媒管路段与制冷管路段，通过热交换、于制冷管路段形成制冷或除湿，用以提供所需的适配场合。
再次，通过设置热水恒温调节单元，建立基于冷水进水温度、出水设定温度及废水温度三者而建立的恒温式等级适配调节，完成对冷水的预热作业。
其中，还通过设置热水循环加热单元，用以与热水恒温调节单元协作，构成送水和使用热水使用过程中的全程恒温控制。
本发明的一种浴室用多级热利用热泵***，
创新出多级热回收技术，实现大温差回收废热，解决了在工业行业日排放废水量比较大、废水水温不稳定、废水不可能较长时间的存储的问题，废水的热量大部分进行回收利用，使排出来的水不会造成环境热污染，省去是冷却塔的投资和后期的运行费用。
创新出加热的热水出水恒温调节装置，通过出水温度、废水温度、出水设定温度之间的关系，控制恒温水阀的开度，调节水流量，保证在废水温度波动时，出水温度保持恒定。
创新出在热回收利用***，进行制冷除湿综合利用，夏季时，对浴室内需要除湿的场所加装制冷单元，通过制冷管路段对制冷单元内的水进行吸热降湿，从机组出去到制冷单元的水温度可达到7℃左右，通过制冷单元，对浴室进行制冷和除湿。
创新出可折、可清洗式废水回收设备(即：冷热水热交换单元与废水热量回收单元)，方便进行拆开和清洗。同时热交换器件采用特殊防腐设计、强化换热技术，保证产品在废水温度变化的情况下，产品还能安全、稳定、高效运行。
创新出冷水预热技术，因为机组为直热运行，节流前的制冷剂温度还是有30多度，现在将此制冷剂和自来水经过冷热水热交换单元再一次进行热回收，将节流前的温度合理转移到补加热的水中，得到免费的热水。

Claims (5)

1.一种浴室用多级热利用热泵***，其特征在于包括有：
基础制热单元，所述基础制热单元由依次管路连接的压缩机组、冷凝端、热回收端、汽液分离端构成的闭式制热回路构成，用于制备热水供浴室使用；
在所述热回收端内设有冷热水热交换单元、冷水加热单元、废水热量回收单元；
在冷热水热交换单元内设有用于热交换的第一冷水供水管路段与第一废水流通管路段；
在冷水加热单元内设有用于热交换的第一冷媒管路段与第二冷水供水管路段；
在废水热量回收单元内设有用于热交换的第二废水流通管路段与第二冷媒管路段；
所述第一冷媒管路段与第二冷媒管路段依次串联，形成热回收端内的冷媒循环段；
所述第一冷水供水管路段与所述第二冷水供水管路段依次串联，形成热回收端内的冷水流通管路段；通过热交换、于第一冷水供水管路段完成浴室用热水的一级预热、于第二冷水供水管路段完成浴室用热水的二级预热；
所述第一废水流通管路段与第二废水流通管路段依次串联，形成热回收端内的废水流通管路段；通过热交换、于第一废水流通流通管路段完成一级废水热回收、于第二废水流通管路段完成二级废水热回收；
所述热回收端内的冷媒循环段、冷水流通管路段与废水流通管路段，通过以上设置形成的热交换形式，构成基于浴室用热水的一级预热、浴室用热水的二级预热、一级废水热回收及二级废水热回收的浴室用多级热利用热泵***；
在所述热回收端内还设有制冷单元；
在制冷单元内设有用于热交换的第三冷媒管路段与制冷管路段；
所述第三冷媒管路段串联在第一冷媒关路段与第二冷媒管路段之间；
通过热交换、于制冷管路段形成制冷或除湿，用以提供所需的适配场合。
2.根据权利要求1所述的一种浴室用多级热利用热泵***，其特征在于：
于所述基础制热单元内形成有呈并联设置的第一闭式制热回路与第二闭式制热回路；
所述第一闭式制热回路由依次连接的第一压缩机(1-1)、第一冷凝器(2-1)、热回收端(3)、第一汽液分离器(4-1)构成；
所述第二闭式制热回路由依次连接的第二压缩机(1-2)、第二冷凝器(2-2)、热回收端(3)、第二汽液分离器(4-2)构成。
3.根据权利要求1所述的一种浴室用多级热利用热泵***，其特征在于：
在所述冷凝端内设有用于热交换的第四冷媒段与热水管路段；
所述第四冷媒段串联在压缩机组的冷媒出口与第一冷媒管路段之间；
所述热水管路段与热回收端内的冷水流通管路段通过水路输送管路段形成串联连接，
在水路输送管路上形成由进水电磁阀(5)及恒温水阀(6)构成的热水恒温调节单元。
4.根据权利要求3所述的一种浴室用多级热利用热泵***，其特征在于：
在设置恒温水阀(6)与冷凝端的进水口之间的水路输送管路段上，还并联进第二供水管路(7)；
所述第二供水管路通过依次连接的水泵、恒温水箱(8)及储热水水箱(9)连至冷凝端的出水口，构成热水循环加热单元。
5.根据权利要求4所述的一种浴室用多级热利用热泵***，其特征在于：
在恒温水阀(6)的侧端，设置一设有旁通电磁阀(10)的旁通管路，
所述的设有旁通电磁阀(10)的旁通管路与恒温水阀(6)所在的水路输送管路段、于进水电磁阀(5)至冷凝端的进水口之间的水路输送管路段上呈并联设置。
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