一种污水源热泵辅助太阳能热水系统

本实用新型涉及一种污水源热泵辅助太阳能热水系统，属于能源技术领域。

背景技术：

浴室用水的温度一般在40～45℃，其产生的废水的温度一般可达30～35℃，直接排放容易造成热污染以及热能的浪费，尤其是专业的浴室、温泉以及高校类，浴室污水排放集中且量较大，浴室能耗不容忽视。如果能够对其废水进行处理并将其热量进行回收，则能够大大降低能耗，并实现资源的充分利用。但如果采用单一的污水源热泵进行制热，就会出现在污水量不足的情况下，热水供应得不到满足。同时目前采用的污水源热泵中，污水进入热泵后进行一次换热就直接排出，不能很好的利用污水里边的热量。

技术实现要素：

[技术问题]

采用单一的污水源热泵进行制热，会出现在污水量不足的情况下，热水供应得不到满足，同时采用污水源热泵中，污水进入热泵后进行一次换热就直接排出，不能很好的利用污水里边的热量。

[技术方案]

本实用新型的目的是提供一种污水源热泵辅助太阳能热水系统，通过对污水进行循环换热，充分利用污水中的热量，降低污水的温度，同时采用太阳能进行补热，对太阳能进行充分利用。

为实现上述实用新型目的，本实用新型的技术方案具体如下：

一种污水源热泵辅助太阳能热水系统，包括太阳能集热器、集热水箱、供热水箱、污水源热泵机组、污水处理设备、板式换热器、用水末端、补水管路；所述污水源热泵机组包括蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀；所述蒸发器、冷凝器内部均有两个通路；所述蒸发器的第一通路、压缩机、冷凝器的第一通路和节流阀依次连接成环路，蒸发器的第二通路通过管路与板式换热器一侧相连，冷凝器的第二通路与供热水箱相连形成闭合回路；污水池、污水处理设备、板式换热器另一侧通过管道连接成回路；集热水箱一侧与太阳能集热器通过管路相连成闭合回路，集热水箱另一侧为三通管路，集热水箱与供热水箱通过一条管道通路相连成回路，集热水箱与污水池通过另一条通路相连；用水末端一侧与供热水箱相连，用水末端另一侧与污水池通过管路相连。

进一步的，所述集热水箱与供热水箱均为分层水箱，分层数均为3层。

进一步的，所述补水管路与供热水箱相连。

进一步的，所述板式换热器与蒸发器连接的管路上安装有冷冻水泵。

进一步的，所述供热水箱与冷凝器连接的管路上安装有冷却水泵。

进一步的，所述集热水箱与污水池连接的管路上安装有水泵a、电动调节阀a与温度计a。

进一步的，所述太阳能集热器与供热水箱之间的管路上安装有集热循环泵；所述供热水箱与集热水箱之间的管路上安装有热水循环泵；所述污水处理设备与板式换热器连接的管道上安装有污水泵。

进一步的，所述板式换热器与污水池相连的管道上安装有电动调节阀b，在靠近板式换热器处安装有温度计b。

进一步的，所述补水管路上安装有液位调节阀，通过供热水箱的液位高度控制补水进入的量。

进一步的，所述供热水箱与用水末端连接的管路上安装有供热水泵。

[有益效果]

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：

(1)本实用新型对污水进行循环换热，可充分利用污水中的热量，同时降低了污水的温度，可避免高温污水对环境的二次污染。

(2)采用太阳能进行补热，不仅可利用太阳能制备的高温热水，也可利用其低温热水，对太阳能这一清洁能源进行了充分的利用。

(3)采用污水处理设备对污水进行处理以及通过板式换热器进行换热能够预防污水的更好的预防污水的污垢堵塞污水源热泵机组。

(4)相比于单一空气源热泵、天然气供热相比，本实用新型运行效率更高，运行费用更为节省，达到了节能环保的效果。

附图说明

图1本实用新型的一种污水源热泵辅助太阳能热水系统的结构示意图；

图1中，1—污水处理设备，2—污水池，3—板式换热器，4—污水源热泵机组，5—节流阀，6—蒸发器，7—压缩机，8—冷凝器，9—供热水箱，10—补水管路，11—用水末端，12—集热水箱，13—太阳能集热器，14—污水泵，15—液位调节阀，16—供热水泵，17—冷冻水泵，18—冷却水泵，19—热水循环泵，20—集热循环泵，21—电动调节阀b，22—电动调节阀a，23—温度计b，24—水泵a，25—温度计a。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1

一种污水源热泵辅助太阳能热水系统，其特征在于，包括太阳能集热器13、集热水箱12、供热水箱9、污水源热泵机组4、污水处理设备1、板式换热器3、用水末端11、补水管路10；所述污水源热泵机组4包括蒸发器6、压缩机7、冷凝器8和节流阀5；所述蒸发器6、冷凝器8内部均有两个通路；所述蒸发器6的第一通路、压缩机7、冷凝器8的第一通路和节流阀5依次连接成环路，蒸发器6的第二通路通过管路与板式换热器3一侧相连，冷凝器8的第二通路与供热水箱9相连形成闭合回路；污水池2、污水处理设备1、板式换热器3另一侧通过管道连接成回路。

集热水箱12一侧与太阳能集热器13通过管路相连成闭合回路，集热水箱12另一侧为三通管路，集热水箱12与供热水箱9通过一条管道通路相连成回路，集热水箱12与污水池2通过另一条通路相连。集热水箱12与供热水箱9均为分层水箱，分层数均为3层，目的在于更好的防止水箱中的热交换，保证供热质量。补水管路10与供热水箱9相连。用水末端11一侧与供热水箱9相连，用水末端10另一侧与污水池2通过管路相连。

污水源热泵机组4的工作介质为r22。板式换热器3与蒸发器6连接的管路上安装有冷冻水泵17。供热水箱9与冷凝器8连接的管路上安装有冷却水泵18。集热水箱12与污水池2连接的管路上有水泵a24、电动调节阀a22与温度计a25，在污水池出现污水量不足以满足制备热水时的换热需求时，同时满足集热水箱的水温通过温度计测出超过10℃时，水泵a24和电动调节阀a22开启。

太阳能集热器13与供热水箱9之间的管路上安装有集热循环泵20。在太阳能集热器13的出水温度与太阳能集热器13进水温度的温差在2℃时，同时集热水箱12的顶层温度小于80℃时，集热循环泵才开启。供热水箱9与集热水箱12之间的管路上安装有热水循环泵19，在供热水箱9的顶层水温与集热水箱12的顶层水温的温差小于2.5℃，同时供热水箱9顶层温度小于45℃时，热水循环泵才开启。

污水处理设备1与板式换热器3连接的管道上安装有污水泵14。板式换热器3与污水池2相连的管道上安装有电动调节阀b21，在靠近板式换热器处安装有温度计b23。在从板式换热器3中换热后出来的污水温度通过温度计b23测出超过10℃时，电动调节阀b21开启，反之则关闭，污水排出。补水管路10上安装有液位调节阀15，可以通过供热水箱9的液位高度控制补水进入的量。供热水箱9与用水末端11连接的管路上安装有供热水泵16。

当太阳辐射强度很强时,全天的洗浴用水热量全部由太阳能系统承担，此时污水源热泵系统关闭。太阳能系统中的集热循环泵20、热水循环泵19开启，对供热水箱9与集热水箱12进行循环加热，供热水泵开启满足用水末端11的热水需求，其余水泵均处于关闭状态。

当太阳辐射强度较强时,太阳能集热器13蓄存的热量不能完全满足当天洗浴用水所需的全部热量,需要污水源热泵系统与太阳能系统同时启动，用水末端11的洗浴废水流入污水池2后，启动污水源热泵系统，洗浴废水依次流过污水处理设备1与板式换热器3，在板式换热器3中与中介水进行热交换，洗浴废水温度下降，如果温度大于10℃，洗浴废水回到污水池2，反之则排出，中介水则与污水源热泵机组4中的工作介质再次进行热交换，工作介质从污水中继续获取热能，使得工作介质蒸发气化，气化后的工作介质进入压缩机7进一步压缩成为高温高压蒸汽，后续高温高压蒸汽进入冷凝器8进行冷凝，释放出潜热来加热供热水箱9中的水，工作介质冷凝水进入节流阀5进行节流降温，再进入蒸发器6进行循环使用。污水源热泵系统中的冷却水泵18、冷冻水泵17、污水泵14均需开启，太阳能系统中水泵全部开启来满足另一部分洗浴通水需求。

当太阳能辐射强度较弱时,太阳能集热器13蓄存的热量不能对用户进行供热,当天洗浴用水所需的全部热量需要全部由污水源热泵系统承担，污水源热泵系统中的冷却水泵18、冷冻水泵17、污水泵14开启，太阳能系统中的集热循环泵20开启制备低温热水，在污水源热泵系统中污水不足时，利用太阳能系统所制备低温热水补充污水的不足，以满足污水源热泵对于洗浴用水供应的要求。

实施例2

对江苏某高校的宿舍安装本实用新型专利一种污水源热泵辅助太阳能热水系统，该学生宿舍共有1116人，每日平均用水量为54m³，选用太阳能集热器面积859㎡，污水源热泵机组选用263kw，采用本实用新型后，污水的收集温度为30—32℃，排放时为10—12℃，利用污水中的热量约为4525.2mj,利用本实用新型生产1吨热水约花费2.28元，采用单一空气源热泵生产1吨热水约花费8.56元，系统运行一天可节约煤量约为780kg，充分说明该实用新型专利具有很好节能和环保。

本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡是在本实用新型构思的精神和原则之内，本领域的专业人员能够做出的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本实用新型的保护范围之内。