专利名称：废水余热回收热泵机组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种属于能源技术领域的废水余热回收热泵机组，尤其是对洗浴场所
及其它工业和民用废水中的余热进行回收的热泵机组。
背景技术：
我们知道，目前国内洗浴场所制取洗浴热水主要采用燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅 炉、电锅炉和太阳能热水器。燃煤锅炉存在环境污染的问题和占地面积大的缺点；燃油锅炉 受燃料供应及价格波动的影响较大；燃气锅炉存在安全要求高和气源供应问题；电锅炉使 用高品位电能来制取热水，在能源品质上是一种浪费，而且使用成本高，耗电量太大；太阳 能热水器虽然使用成本低廉，但初期投入成本高，占用场地面积大，受天气影响较大，制热 时间长的缺点。另外，洗浴场所用热水量较大，而洗澡废水直接排走，废水中的大量热量流 失，能源浪费严重；而且热水排放也对生态环境造成了影响，是又一种环境污染源。为解决 这些问题，可以采用热泵机组回收废水中余热来制取洗澡热水。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理，能 充分回收废水的热量，具有很高制热效率的废水余热回收热泵机组。 本发明废水余热回收热泵机组的技术方案是废水余热回收热泵机组，包括热水 箱、热泵、废水集水井、废水储存箱、预热换热器、热水循环泵、废水预热潜水泵、废水循环 泵、电磁阀、止回阀、过滤器、水位控制器、温度控制器。所述热泵设有风冷蒸发器、水冷蒸 发器、冷凝器，在风冷蒸发器和冷凝器之间的一条制冷剂流通管路上设有压縮机，在水冷蒸 发器和冷凝器之间的另一条制冷剂流通管路上设有节流阀，风冷蒸发器和水冷蒸发器放热 管路两端相连接；所述预热换热器的放热管路一端与废水集水井的废水预热潜水泵出水管 连接，另端与废水储存箱的废水循环泵出水管一起和热泵水冷蒸发器放热管路一端连接， 然后分两路， 一路由电磁阀控制连到废水储存箱内， 一路由电磁阀控制连到污水井内；预热 换热器的吸热管路一端与自来水连接，由电磁阀根据热水箱水位高低控制水箱补水，预热 换热器的吸热管路另一端与热泵的冷凝器吸热管路进水管连接，冷凝器吸热管路进、出水 管分别与热水箱连接。 所述废水余热回收热泵机组的热水箱内设有温度控制器控制热泵的启停，还设有 水位控制器控制自来水的补水和热水循环泵的启停。 所述废水余热回收热泵机组的废水储存箱内设有水位控制器控制废水循环泵的 启停和风冷蒸发器启停。 所述废水余热回收热泵机组的废水集水井内设有水位控制器控制废水预热潜水 泵的启停。 所述废水余热回收热泵机组的热泵水冷蒸发器放热管路废水排水端分两路，一路 由电磁阀控制连到废水储存池内，一路由电磁阀控制连到污水井内；在废水排水管路上设
3有温度控制器根据设定温度控制两个电磁阀的开关。 所述废水余热回收热泵机组的热水箱的出水管连接到浴场，洗浴废水通过浴场地 面地漏并经过滤器连接到废水集水井，废水集水井上端溢流管和污水井相连，废水储存池 上端溢流管和污水井相连。 本发明废水余热回收热泵机组的工作原理是开始运行时，废水储存箱里的洗浴 废水水位低于低水位时，关闭废水循环泵，同时启动风冷蒸发器，废水储存箱里的洗浴废水 达到高水位时，开启废水循环泵，同时关闭风冷蒸发器。废水集水井里的废水(35t:左右) 达到设定水位启动潜水泵送入预热换热器，预热自来水(15t:左右)，预热后的冷水(20°C
左右)进入热泵的冷凝器，经热泵机组加热进入热水箱内，所述热泵的冷凝器的加热进出
水管和热水箱相连，循环加热热水箱内热水到设定温度(45 55°C)。打入预热换热器的 洗浴废水然后进入热泵的水冷蒸发器(3(TC左右)，再回到废水储存箱里(25t:左右)，废水 储存箱里废水经废水循环泵将废水循环打入热泵的水冷蒸发器至自废水温度降到设定温
度(最低5t:)关掉回水管上的电磁阀，同时打开排水管上的电磁阀排入污水井。 本发明技术特点包括 1、自来水在进入热泵之前先与废水进行一次换热提高了机组的效率。以lm315t: 自来水经预热换热器预热升到2(TC所需制热量为5. 8KW，废水预热潜水泵功率为200W， 1小 时耗电0. 2度；若采用电加热，1小时耗电5. 8度；与电加热比较，此项措施能效比为29倍。
2、在无废水供应的情况下可以先启动风冷蒸发器利用空气源热泵制热，有废水供 应的情况下再转换启动水冷蒸发器利用废水源热泵制热。此项措施保证了废水余热回收热 泵机组始终都能正常运行，而不需增加其它形式的热源来补充。 3、空气源和废水源热泵的转换还可以根据室外气温情况设定热泵水冷蒸发器出 水口废水温度T2，充分发挥了空气源和废水源热泵的高效率运行。以15°C自来水加热到 5(TC为例，当室外气温为25°C，空气源热效率为8. 43 ;当室外气温为_5°C，空气源热效率为 2.91 ;当废水温度为3(TC，废水源热泵热效率为10.61(理论)；当废水温度5t:以上；废水 源热泵平均热效率为4. 91。 这些措施，使废水余热回收热泵机组的效率及性能有所提高，节能效果显著。
图1为本发明热泵机组的结构示意图 图2为本发明热水箱的温度控制传感器和水位控制器的水位线位置图
图3为本发明废水储存箱的水位控制器的水位线位置图
图4为本发明废水集水井的水位控制器的水位线位置图 图中1、热水箱，2、热泵，3、废水集水井，4、废水储存箱，5、预热换热器，6、热水循 环泵，7 、废水预热潜水泵，8 、废水循环泵，9 、电磁阀，10 、电磁阀，11 、电磁阀，12 、止回阀，13 、 过滤器，14、风冷蒸发器，15、水冷蒸发器，16、冷凝器，17、压縮机，18、节流阀，内、洗浴场所， 20、自来水，21、下水道，22、水位控制器，23、水位控制器，24、水位控制器，25、热水箱温度控 制传感器，26 、废水排水温度控制传感器，27 、污水井。
具体实施例方式
下面结合附图及实施例对本发明的技术方案做进一步说明 如图1所示，该发明废水余热回收热泵机组由热水箱1 、热泵2 、废水集水井3 、废水 储存箱4、预热换热器5、热水循环泵6、废水预热潜水泵7、废水循环泵8、电磁阀9、电磁阀 10、电磁阀11、止回阀12、过滤器13等组成。 热泵含有风冷蒸发器14、水冷蒸发器15、冷凝器16，在风冷蒸发器14和冷凝器 16之间的一条制冷剂流通管路上设有压縮机17，在水冷蒸发器15和冷凝器16之间的另 一条制冷剂流通管路上设有节流阀18，风冷蒸发器14和水冷蒸发器15放热管路两端相连 接。图中还有洗浴场所19、自来水20、下水道21、水位控制器22、水位控制器23、水位控制 器24、热水箱温度控制传感器25、废水排水温度控制传感器26、污水井27。
废水集水井3废水通过废水预热潜水泵7输入到预热换热器5，再进入热泵机组水 冷蒸发器14 ;废水储存箱4内废水通过废水潜水泵7和预热换热器5出口的废水一起输入 热泵机组水冷蒸发器15，出口分两路， 一路由电磁阀10控制回到废水储存箱4内， 一路由电 磁阀ll控制排到污水井27内。 自来水20出口分两路， 一路自来水由电磁阀9根据热水箱水位高低控制进入预热 换热器5，然后进入热泵机组冷凝器16换热，再进入热水箱1内；一路冷水供洗浴场所19。
热水箱1的进水管连接热泵机组冷凝器16出水口 ，产生的热水进入热水箱。1出 水分两路一路热水进入热泵机组冷凝器16入水口，一路热水供洗浴场所19。
自控系统采用热水箱内的热水温度Tl、废水排水温度T2控制和热水箱、废水储存 箱和废水集水井内的水位控制，水位控制线如图2所示。其中热水箱水位控制器22包括四 条控制线V1、V2、V3和V4，废水储存箱水位控制器23包括两条控制线V5和V6，废水集水井 水位控制器24包括两条控制线V7和V8。
本发明的工作过程是
—、在无废水供应的情况下 开始运行时，废水储存箱内没有废水，此时阀门电磁阀9、电磁阀10开启，电磁阀
11关闭；热泵关闭；废水预热潜水泵、废水循环泵、热水循环泵关闭；当热水箱内的水位达
到V3，热水循环泵开启；当Tl低于设定温度5t: (40 5(TC)，热泵压縮机和风冷蒸发器风
机开启，当Tl达到设定温度(45 55°C )，热泵压縮机和风冷蒸发器风机关闭。当水位达
到V1，电磁阀9关闭。 二、在有废水供应的情况下 使用一段时间后，废水集水井内水位高于V7，开启废水预热潜水泵，废水进入预热 换热器，然后进入热泵水冷蒸发器回到废水储存箱内，当废水储存箱内水位达到V5，开启废 水循环泵同时关闭风冷蒸发器风机。当热泵水冷蒸发器出水口废水温度T2降到设定温度 (最低5°C )关掉电磁阀10，同时打开电磁阀ll，废水排入污水井。废水集水井内水位低于 V8，关闭废水预热潜水泵。 如果在使用的过程中，废水的产量多于热泵水冷蒸发器的用水量，废水储存箱内
的水位会上升，当水位达到废水储存箱溢流管，废水通过溢流管溢流到污水井内。 如果废水的产量少于热泵水冷蒸发器的用水量，水位就会下降，达到V6关闭废水
循环泵开启风冷蒸发器风机。
使用过程中，自来水的给水量应满足洗澡用水量的要求，当自来水的给水量不能 满足洗澡用水量的要求时应配备冷水储水箱。当洗澡用水量比较少时，热水箱内的水位会 逐渐上升，当水位达到VI时，电磁阀9关闭；此后热水箱内水位会下降，当水位降至V2时， 电磁阀9开启，自来水继续补水。 热泵水冷蒸发器出水口废水温度T2应根据室外气温情况设定，当室外气温大于 25t:，废水温度T2设为20°C ;当室外气温大于15t:，废水温度T2设为l(TC ;当室外气温低 于15t:，废水温度T2设为5t:。 为了防止工作状态频繁切换，VI和V2之间，V3和V4之间，V5和V6之间及V7和
V8需设一定量的缓冲区域。区域大小视洗澡用水量的波动情况而定。 显然，该废水余热回收热泵机组也能用于其它工业和民用类似废水的余热进行回 收。
权利要求
废水余热回收热泵机组，其特征在于包括热水箱、热泵、废水集水井、废水储存箱、预热换热器、热水循环泵、废水预热潜水泵、废水循环泵、电磁阀、止回阀、过滤器、水位控制器、温度控制器。所述热泵设有风冷蒸发器、水冷蒸发器、冷凝器，在风冷蒸发器和冷凝器之间的一条制冷剂流通管路上设有压缩机，在水冷蒸发器和冷凝器之间的另一条制冷剂流通管路上设有节流阀，风冷蒸发器和水冷蒸发器放热管路两端相连接。所述预热换热器的放热管路一端与废水集水井的废水预热潜水泵出水管连接，另端与废水储存箱的废水循环泵出水管一起和热泵水冷蒸发器放热管路一端连接，然后分两路，一路由电磁阀控制连到废水储存箱内，一路由电磁阀控制连到污水井内，预热换热器的吸热管路一端与自来水连接，由电磁阀根据热水箱水位高低控制水箱补水，预热换热器的吸热管路另一端与热泵的冷凝器吸热管路进水管连接，冷凝器吸热管路进、出水管分别与热水箱连接。
2. 根据权利要求1所述废水余热回收热泵机组的热水箱内设有温度控制器控制热泵的启停，还设有水位控制器控制自来水的补水和热水循环泵的启停。
3. 根据权利要求1所述废水余热回收热泵机组的废水储存箱内设有水位控制器控制废水循环泵的启停和风冷蒸发器启停。
4. 根据权利要求1所述废水余热回收热泵机组的废水集水井内设有水位控制器控制废水预热潜水泵的启停。
5. 根据权利要求1所述废水余热回收热泵机组的热泵水冷蒸发器放热管路废水排水端分两路， 一路由电磁阀控制连到废水储存池内， 一路由电磁阀控制连到污水井内；在废水排水管路上设有温度控制器根据设定温度控制两个电磁阀的开关。
6. 根据权利要求1所述废水余热回收热泵机组的热水箱的出水管连接到浴场，洗浴废水通过浴场地面地漏并经过滤器连接到废水集水井，废水集水井上端溢流管和污水井相连，废水储存池上端溢流管和污水井相连。
全文摘要
本发明涉及一种废水余热回收热泵机组，包括热水箱、热泵、废水集水井、废水储存箱、预热换热器、热水循环泵、废水预热潜水泵、废水循环泵、电磁阀、止回阀、过滤器、水位控制器、温度控制器。所述预热换热器的放热管路两端与废水进出管路连接，然后经热泵水冷蒸发器放热管路分两路，一路连到废水储存箱内，一路连到污水井内；预热换热器的吸热管路一端与自来水连接，由电磁阀根据热水箱水位高低控制水箱补水，预热换热器的吸热管路另一端与热泵的冷凝器吸热管路进水管连接，冷凝器吸热管路进、出水管分别与热水箱连接。本发明结构合理，充分回收废水余热，有很高的制热效率。
文档编号F25B30/06GK101718480SQ20081014037
公开日2010年6月2日 申请日期2008年10月10日 优先权日2008年10月10日
发明者姜衍礼 申请人:姜衍礼