基于低位余熱回收的污水源熱泵生活熱水梯級供給系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種基于低位余熱回收的污水源熱泵生活熱水梯級供給系統，包括污水蓄水池、預熱裝置、污水側熱泵、使用側熱泵、污水源熱泵、電加熱裝置、三通閥和城市供水水管等。其中預熱裝置包括分流裝置、多支路換熱器和集流裝置，污水源熱泵包括壓縮機、污水側換熱器、膨脹閥和使用側換熱器。城市供水管路流程為，城市供水經多支路換熱器預熱后一部分作為熱水供給用戶使用，另一部分進入污水源熱泵，經污水源熱泵加熱后一部分作為熱水供給用戶使用，另一部分進入電加熱裝置，加熱為沸水供給用戶使用。本實用新型專利技術充分利用污水中的低位余熱，減少了供熱中的電能消耗；充分考慮到用戶生活熱水需求，梯級供應熱水。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及ー種污水源熱泵生活熱水梯級供給系統，具體的說是ー種基于低位余熱回收的污水源熱泵生活熱水梯級供給系統。
技術介紹
目前，生活熱水供給多采用電加熱方式，其缺點是加熱能耗比較高，且所供熱水溫度単一，難以滿足日常生活多種需求。另ー方面，在家庭生活中，高溫生活廢水，如淋浴廢水，在較高溫度下直接排放，不但造成了水資源的浪費，還對環境造成了熱污染。于是，針對現有情況提出了很多新觀念。中國專利CN 201476188 U公開了ー種以高溫生活廢水做熱源直接蒸發式全新風空氣處理系統，此系統有效利用了污水源的余熱， 但是多次利用水泵來輸送水源，而忽視了城市供水自身的壓力水頭，這種水泵的不合理利用造成了資源的浪費，使設備運行能耗增加。
技術實現思路
針對現有生活熱水供給系統的不足，本技術提出一種基于低位余熱回收的污水源熱泵生活熱水梯級供給系統，該系統可有效利用污水中的低位余熱，實現生活熱水的梯級供給。本技術采用的技術方案如下基于低位余熱回收的污水源熱泵生活熱水梯級供給系統，包括污水蓄水池、預熱裝置、污水源熱泵、污水側水泵、電加熱裝置、使用側水泵、第一三通閥、第二三通閥、高溫污水水管和城市供水水管，所述預熱裝置包括依次連接的分流裝置、多支路換熱器和集流裝置；所述污水源熱泵包括依次連接的壓縮機、污水側換熱器、膨脹閥和使用側換熱器；所述預熱裝置設在污水蓄水池內，所述集流裝置與使用側水泵、第一三通閥、使用側換熱器、城市供水水管、第二三通閥和電加熱裝置依次連接；所述污水側換熱器通過高溫污水水管和污水側水泵連接到污水蓄水池。當該系統運行吋，城市供水經過分流裝置進入多支路換熱器；在多支路換熱器中完成與污水進行充分換熱后，經集流裝置的集流后通過使用側水泵輸運進入城市供水水管；此時，預熱后的城市供水經三通閥流出，一部分可供生活洗漱等之用；另一部分則進入污水源熱泵，經污水源熱泵的加熱后流出；此時，加熱后的城市供水經三通閥流出，供生活沐浴等之用；另一部分則進入電加熱裝置，加熱到沸水飲用。這樣，該系統的城市供水路運行過程完成。該系統利用的低位熱能由高溫污水提供。沐浴等高溫生活沸水經下水管道進入污水蓄水池，在污水蓄水池中保溫和儲存，并在其中與多支路換熱器充分換熱；污水蓄水池中的污水通過污水側水泵輸運經高溫污水水管進入污水源熱泵，并作為其熱源，經熱泵作用將低位熱能傳遞給城市供水，其后流出排入城市污水管路。這樣，該系統的污水運行過程完成。所述污水源熱泵運行時，低溫制冷劑液體在污水側換熱器與污水進行充分換熱，制冷劑氣體吸收低位余熱后氣化，進入壓縮機；經壓縮機的壓縮作用后，制冷劑氣體被壓縮為高溫高壓的氣體，進入使用側換熱器；高溫制冷劑氣體與城市供水進行充分換熱，自身被冷卻，城市供水吸收熱量后溫度上升；其后制冷劑經過膨脹閥的作用，溫度進ー步降低，進入污水側換熱器。這樣，污水源熱泵的內循環完成。本技術，所述高溫污水水管以及城市供水水管的外表面均采用保溫材料，以減少系統運行中不必要的熱量損耗。本技術一種基于低位余熱回收的污水源熱泵生活熱水梯級供給系統，其核心在于多支路預熱裝置和污水源熱泵，能夠有效利用污水中的低位余熱。與現有生活熱水供給系統相比，具有以下明顯優勢( I)與電加熱熱水供給系統相比，本技術增設了預熱裝置和污水源熱泵，充分利用了污水中的低位余熱，既做到了對高溫生活污水的利用，減少了環境中的熱污染，又減少了系統的運行功耗，具有明顯的節能效果。(2)與単一供水的生活熱水供給系統相比，本技術設置了多梯級熱水供應裝置，可實現生活熱水的按需梯級供應，實用性更大，使用范圍更廣，特別適用于大型住宅、浴室、賓館等。(3)本技術充分利用城市供水自身的壓力水頭，合理選擇水泵，進一歩降低了系統運行的功耗。(4)本技術，高溫污水水管以及城市供水水管的外表面均采用保溫材料，減少系統運行中不必要的熱量損耗。附圖說明圖I是本技術的系統機構原理圖。圖中1_污水蓄水池；2-預熱裝置；21-分流裝置；22-多支路換熱器；23-集流裝置；3_使用側水泵；4_污水側水泵；5_第一三通閥；6_第二三通閥；7_城市供水水管；8_高溫污水水管；9_污水源熱泵；91_壓縮機；92_污水側換熱器；93_膨脹閥；94_使用側換熱器；10_電加熱裝置。具體實施方式以下結合附圖和實施例，對本技術做進ー步詳細說明。本技術一種基于低位余熱回收的污水源熱泵生活熱水梯級供給系統，包括污水蓄水池I、預熱裝置2、使用側水泵3、污水側水泵4、第一三通閥5、第二三通閥6、城市供水水管7、高溫污水水管8、污水源熱泵9、電加熱裝置10。其中預熱裝置2包括分流裝置21、集流裝置23和多支路換熱器22，污水源熱泵9包括壓縮機91、污水側換熱器92、膨脹閥93和使用側換熱器94。當該系統運行時，城市供水經過分流裝置21進入多支路換熱器22 ;在多支路換熱器22中完成與污水進行充分換熱后，經集流裝置23的集流后通過使用側水泵3輸運進入城市供水水管7 ;此時，預熱后的城市供水經第一三通閥5流出，供生活洗漱等之用；另一部分則進入污水源熱泵9，經污水源熱泵9的加熱后流出；此時，加熱后的城市供水經第二三通閥6流出，供生活沐浴等之用；另一部分則進入電加熱裝置10，加熱到沸水飲用。這樣，該系統的城市供水路運行過程完成。該系統利用的低位熱能由高溫污水提供。沐浴等高溫生活沸水進入污水蓄水池I，在污水蓄水池I中保溫和儲存，并在其中與多支路換熱器22充分換熱；污水蓄水池I中的污水通過污水側水泵4輸運經高溫污水水管8進入污水源熱泵9，并作為其熱源，經熱泵作用將低位熱能傳遞給城市供水，其后流出排入城市污水管路。這樣，該系統的污水運行過程完成。所述污水源熱泵9運行時，低溫制冷劑液體在污水側換熱器92與污水進行充分換熱，制冷劑氣體吸收低位余熱后氣化，進入壓縮機91 ;經壓縮機91的壓縮作用后，制冷劑氣體被壓縮為高溫高壓的氣體，進入使用側換熱器94 ;高溫制冷劑氣體與城市供水進行充分換熱，自身被冷卻，城市供水吸收熱量后溫度上升；其后制冷劑經過膨脹閥93的作用，溫度進ー步降低，進入污水側換熱器92。這樣，污水源熱泵9的內循環完成。本技術的一個實施例中，以生活沐浴廢水為例，假設污水溫度為45 50°C。部 分沐浴廢水在沐浴時流入污水蓄水池I中，在其中儲存并保溫。污水在多支路換熱器22與城市供水進行充分換熱，經預熱后的城市供水由17°C升到27°C左右，經管道的輸出可供生活洗漱之用。另一部分城市供水進入后續的污水源熱泵9中，進ー步加熱。城市供水所獲得的熱量為污水傳入熱量和壓縮機輸入功之和，有效減少了電能消耗。加熱后的城市供水可達到60V左右，可直接用于沐浴等。其后，所剰余的城市供水進入電加熱裝置10中，直接加熱到沸水飲用。權利要求1.基于低位余熱回收的污水源熱泵生活熱水梯級供給系統，其特征在干，該系統包括污水蓄水池(I)、預熱裝置(2)、污水源熱泵(9)、污水側水泵(4)、電加熱裝置(10)、使用側水泵(3)、第一三通閥(5)、第二三通閥(6)、高溫污水水管(8)和城市供水水管(7)，所述預熱裝置(2)包括依次連接的分流裝置(21)、多支路換熱器(22)和集流裝置(23);所述污水源熱泵(9)包括依本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于低位余熱回收的污水源熱泵生活熱水梯級供給系統，其特征在于，該系統包括污水蓄水池（1）、預熱裝置（2）、污水源熱泵（9）、污水側水泵（4）、電加熱裝置（10）、使用側水泵（3）、第一三通閥（5）、第二三通閥（6）、高溫污水水管（8）和城市供水水管（7），所述預熱裝置（2）包括依次連接的分流裝置（21）、多支路換熱器（22）和集流裝置（23）；所述污水源熱泵（9）包括依次連接的壓縮機（91）、污水側換熱器（92）、膨脹閥（93）和使用側換熱器（94）；所述預熱裝置（2）設在污水蓄水池（1）內，所述集流裝置（23）與使用側水泵（3）、第一三通閥（5）、使用側換熱器（94）、城市供水水管（7）、第二三通閥（6）和電加熱裝置（10）依次連接；所述污水側換熱器（92）通過高溫污水水管（8）和污水側水泵（4）連接到所述污水蓄水池（1）。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：姜睿，龔長山，張忠斌，黃虎，劉娜，張敬坤，
申請(專利權)人：江蘇楓葉能源技術有限公司，南京師范大學，
類型：實用新型
國別省市：