一種應(yīng)用于工業(yè)廢水熱回收的毛細(xì)管網(wǎng)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種應(yīng)用于工業(yè)廢水熱回收的毛細(xì)管網(wǎng)熱泵空調(diào)系統(tǒng)其特征在于，包括直接從工業(yè)廢水中取熱的毛細(xì)管網(wǎng)系統(tǒng)、水源熱泵系統(tǒng)、用戶末端系統(tǒng)；其中毛細(xì)管網(wǎng)系統(tǒng)包括毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器及循環(huán)水泵A；水源熱泵系統(tǒng)包括壓縮機(jī)，包含接口a、b、c、d的冷凝器，節(jié)流閥和包含接口e、f、g、h、i、j的蒸發(fā)器；用戶末端系統(tǒng)包括毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)及循環(huán)水泵B；本發(fā)明把傳統(tǒng)的開式取水系統(tǒng)變?yōu)殚]式循環(huán)系統(tǒng)，可直接從任何水質(zhì)的工業(yè)廢水中提取能量，具有結(jié)構(gòu)合理，充分利用可再生的工業(yè)廢水資源，節(jié)能環(huán)保、舒適安全、經(jīng)濟(jì)高效的特點。
【專利說明】—種應(yīng)用于工業(yè)廢水熱回收的毛細(xì)管網(wǎng)熱泵空調(diào)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于制冷空調(diào)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種毛細(xì)管網(wǎng)熱泵空調(diào)系統(tǒng)，特別涉及一種應(yīng)用于工業(yè)廢水熱回收的毛細(xì)管網(wǎng)熱泵空調(diào)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]能源是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著能源的日益緊張，節(jié)能問題成為全世界關(guān)注的焦點。在積極開發(fā)新能源的同時，也越來越重視回收和利用廢熱資源，工業(yè)廢水就是一種廢熱能源，2010年國內(nèi)排放的工業(yè)廢水大約有300億噸左右，而其中能夠回收利用的熱量占排放熱量的60%，回收利用這些廢熱不但可以減少廢水處理費用，還可以節(jié)約能源消耗、提高能源利用率、減少環(huán)境污染，具有很高的節(jié)能效益、環(huán)保效益、經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]與其他熱源相比，常規(guī)的污水源熱泵系統(tǒng)中防堵塞、防腐蝕、防污染等技術(shù)問題才是真正影響系統(tǒng)是否能夠正常運行的關(guān)鍵，由于原生污水中含有大量的(塑料袋、樹葉等)雜物的存在，很容易造成設(shè)備與管路的堵塞與污染，利用傳統(tǒng)的過濾手段與機(jī)械格柵盡管能夠處理這些雜物，但涉及到占地，清理、雜物運輸及周邊的環(huán)境污染問題，造成實際無法操作。并且其處理成本也要遠(yuǎn)高于熱泵從水中取熱與取冷的價值，這無疑給城市原生工業(yè)廢水水源熱泵系統(tǒng)在規(guī)模的運用上加大了困難。
[0004]因此采用新的熱泵系統(tǒng)回收污水中的熱能，此系統(tǒng)具有常規(guī)污水源熱泵的所有優(yōu)點，同時能夠克服以上的缺點并能減少熱泵系統(tǒng)的初投資和運行費用，用以滿足人民生活或工藝用能的需求，是用一種節(jié)能技術(shù)開發(fā)了一種可再生的清潔能源，降低了城市廢熱的排放，提高了能源的利用效率，減少溫室氣體的排放，因此采用新的熱泵技術(shù)回收污水熱能具有節(jié)能、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益。
[0005]采用毛細(xì)管網(wǎng)直接從工業(yè)廢水中取熱的污水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)就是一種在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都具有較大優(yōu)勢的解決供熱和空調(diào)的替代方式。因此，如何尋找到能夠適應(yīng)各種水質(zhì)的工業(yè)廢水且換熱效率高、造價低廉的取熱系統(tǒng)成為解決污水源熱泵的一個重要問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種應(yīng)用于工業(yè)廢水熱回收的毛細(xì)管網(wǎng)熱泵空調(diào)系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)合理，充分利用可再生的工業(yè)廢水資源，節(jié)能環(huán)保、舒適安全、經(jīng)濟(jì)高效的特點。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為:
[0008]一種應(yīng)用于工業(yè)廢水熱回收的毛細(xì)管網(wǎng)熱泵空調(diào)系統(tǒng)包括直接從工業(yè)廢水中取熱的毛細(xì)管網(wǎng)系統(tǒng)、水源熱泵系統(tǒng)、用戶末端系統(tǒng)。
[0009]其中毛細(xì)管網(wǎng)系統(tǒng)包括毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5及循環(huán)水泵A ;水源熱泵系統(tǒng)包括壓縮機(jī)2,包含接口 a、b、C、d的冷凝器I,節(jié)流閥4和包含接口 e、f、g、h、1、j的蒸發(fā)器3 ；用戶末端系統(tǒng)包括毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6及循環(huán)水泵B ；[0010]整個系統(tǒng)通過管路和閥門連接，冷凝器I的下端出口 d經(jīng)閥門D與毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5 —端連接，毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5的另一端通過循環(huán)水泵A及閥門C與冷凝器I的上端入口 a相連，冷凝器I的b端通過壓縮機(jī)2與蒸發(fā)器3的e端連接，冷凝器I的c端通過節(jié)流閥4與蒸發(fā)器3的j端連接，蒸發(fā)器3的i端經(jīng)閥門J連接毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6 —端，毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6另一端經(jīng)循環(huán)水泵B及閥門I連接蒸發(fā)器3的f端，閥門E —端連接蒸發(fā)器3的g端另一端連接循環(huán)水泵A和閥門C之間管路，閥門F —端連接閥門C和冷凝器I的a端之間管路，另一端連接循環(huán)水泵B及閥門I之間管路，閥門H—端連接蒸發(fā)器3的h端，另一端連接毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5和閥門D之間管路，閥門G —端連接閥門D和冷凝器I的c端之間管路，另一端連接閥門J和毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6之間管路。
[0011]所述的應(yīng)用于工業(yè)廢水熱回收的毛細(xì)管網(wǎng)熱泵空調(diào)系統(tǒng)為閉式循環(huán)系統(tǒng)。
[0012]所述的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5及毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6均采用4.3X0.85mm標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管，每根毛細(xì)管內(nèi)的流速為0.05?0.2m/s，毛細(xì)管內(nèi)流動狀態(tài)為層流。
[0013]所述毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5為可直接從任何水質(zhì)的工業(yè)廢水中提取能量的毛細(xì)管換熱器。
[0014]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果:
[0015]把傳統(tǒng)的開式取水系統(tǒng)變?yōu)殚]式循環(huán)系統(tǒng)，可可直接從任何水質(zhì)的工業(yè)廢水中提取能量，具有結(jié)構(gòu)合理，充分利用可再生的工業(yè)廢水資源，節(jié)能環(huán)保、舒適安全、經(jīng)濟(jì)高效的特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]其中，1-冷凝器，2-壓縮機(jī)，3-蒸發(fā)器，4-節(jié)流閥，5-毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器，6_毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)，A、B-循環(huán)水泵，C、D、E、F、H、1、J-閥門。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0019]一種應(yīng)用于工業(yè)廢水熱回收的毛細(xì)管網(wǎng)熱泵空調(diào)系統(tǒng)包括直接從工業(yè)廢水中取熱的毛細(xì)管網(wǎng)系統(tǒng)、水源熱泵系統(tǒng)、用戶末端系統(tǒng)。
[0020]其中毛細(xì)管網(wǎng)系統(tǒng)包括毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5及循環(huán)水泵A ;水源熱泵系統(tǒng)包括壓縮機(jī)2,包含接口 a、b、C、d的冷凝器I,節(jié)流閥4和包含接口 e、f、g、h、1、j的蒸發(fā)器3 ；用戶末端系統(tǒng)包括毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6及循環(huán)水泵B ；
[0021]整個系統(tǒng)通過管路和閥門連接，冷凝器I的下端出口 d經(jīng)閥門D與毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5 —端連接，毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5的另一端通過循環(huán)水泵A及閥門C與冷凝器I的上端入口 a相連，冷凝器I的b端通過壓縮機(jī)2與蒸發(fā)器3的e端連接，冷凝器I的c端通過節(jié)流閥4與蒸發(fā)器3的j端連接，蒸發(fā)器3的i端經(jīng)閥門J連接毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6 —端，毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6另一端經(jīng)循環(huán)水泵B及閥門I連接蒸發(fā)器3的f端，閥門E —端連接蒸發(fā)器3的g端另一端連接循環(huán)水泵A和閥門C之間管路，閥門F —端連接閥門C和冷凝器I的a端之間管路，另一端連接循環(huán)水泵B及閥門I之間管路，閥門H—端連接蒸發(fā)器3的h端，另一端連接毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5和閥門D之間管路，閥門G —端連接閥門D和冷凝器I的c端之間管路，另一端連接閥門J和毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6之間管路。
[0022]所述的應(yīng)用于工業(yè)廢水熱回收的毛細(xì)管網(wǎng)熱泵空調(diào)系統(tǒng)為閉式循環(huán)系統(tǒng)。
[0023]所述的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5及毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6均采用4.3X0.85mm標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管，每根毛細(xì)管內(nèi)的流速為0.05?0.2m/s，毛細(xì)管內(nèi)流動狀態(tài)為層流。
[0024]所述毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5為可直接從任何水質(zhì)的工業(yè)廢水中提取能量的毛細(xì)管換熱器。
[0025]本發(fā)明的工作原理為:在夏季，關(guān)閉閥門E、F、G、H，熱泵機(jī)組中的冷凝器I的下端出口 d經(jīng)過閥門D與毛細(xì)管網(wǎng)換熱系統(tǒng)(5)的一端相連，毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5的另一端與循環(huán)水泵A的入口相連，循環(huán)水泵A的出口通過閥門C與熱泵機(jī)組冷凝器I的上端入口a相連；熱泵機(jī)組中的蒸發(fā)器3的下端出口 i通過閥門J與毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6的入口相連，毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6的出口與循環(huán)水泵B的入口相連，循環(huán)水泵B的出口通過閥門I與熱泵機(jī)組中的蒸發(fā)器3的上端入口 f相連。壓縮機(jī)2，排出的高溫高壓的制冷劑氣體通過浸入工業(yè)廢水中的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5，把熱量釋放到工業(yè)廢水水源中，制冷劑氣體冷凝為液體，然后通過節(jié)流閥4流入蒸發(fā)器3，制冷劑在蒸發(fā)器3中蒸發(fā)，吸收熱量，制取冷風(fēng)或冷水，冷風(fēng)或冷水在毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6釋放冷量，達(dá)到夏季空調(diào)的目的，蒸發(fā)器3中制冷劑氣體進(jìn)入壓縮機(jī)2完成制冷循環(huán)。
[0026]冬季工況:在冬季，關(guān)閉閥門C、D、1、J，熱泵機(jī)組中的蒸發(fā)器3的下端出口 h通過閥門H與毛細(xì)管網(wǎng)換熱系統(tǒng)(5)的一端相連，毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5的另一端與循環(huán)水泵A的入口相連，循環(huán)水泵A的出口通過閥門E與熱泵機(jī)組蒸發(fā)器3的上端入口 g相連；熱泵機(jī)組中的冷凝器I的下端出口 d通過閥門G與毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6的入口相連，毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6的出口與循環(huán)水泵B的入口相連，循環(huán)水泵B的出口通過閥門F與熱泵機(jī)組中的冷凝器I的上端入口 a相連。壓縮機(jī)2排出的高溫高壓的制冷劑氣體進(jìn)入冷凝器I中，釋放熱量，制取熱水或熱風(fēng)，熱水或熱風(fēng)到毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)6釋放熱量，為建筑供暖，同時制冷劑氣體冷凝成為液體，制冷劑液體通過節(jié)流閥4進(jìn)入蒸發(fā)器3，在蒸發(fā)器3中與浸入工業(yè)廢水中的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5換熱，吸收工業(yè)廢水水源中的熱量，變成制冷劑氣體，制冷劑氣體進(jìn)入壓縮機(jī)2完成制熱循環(huán)。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于工業(yè)廢水熱回收的毛細(xì)管網(wǎng)熱泵空調(diào)系統(tǒng)其特征在于，包括直接從工業(yè)廢水中取熱的毛細(xì)管網(wǎng)系統(tǒng)、水源熱泵系統(tǒng)、用戶末端系統(tǒng)； 其中毛細(xì)管網(wǎng)系統(tǒng)包括毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器(5)及循環(huán)水泵A ;水源熱泵系統(tǒng)包括壓縮機(jī)⑵，包含接口 a、b、C、d的冷凝器⑴，節(jié)流閥⑷和包含接口 e、f、g、h、1、j的蒸發(fā)器(3);用戶末端系統(tǒng)包括毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)(6)及循環(huán)水泵B ; 整個系統(tǒng)通過管路和閥門連接，冷凝器(I)的下端出口 d經(jīng)閥門D與毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器(5) —端連接，毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器(5)的另一端通過循環(huán)水泵A及閥門C與冷凝器(I)的上端入口 a相連，冷凝器(I)的b端通過壓縮機(jī)(2)與蒸發(fā)器(3)的e端連接，冷凝器⑴的c端通過節(jié)流閥⑷與蒸發(fā)器⑶的j端連接，蒸發(fā)器⑶的i端經(jīng)閥門J連接毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)(6) —端，毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)(6)另一端經(jīng)循環(huán)水泵B及閥門I連接蒸發(fā)器(3)的f端，閥門E—端連接蒸發(fā)器(3)的g端另一端連接循環(huán)水泵A和閥門C之間管路，閥門F—端連接閥門C和冷凝器(I)的a端之間管路，另一端連接循環(huán)水泵B及閥門I之間管路，閥門H—端連接蒸發(fā)器(3)的h端，另一端連接毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器(5)和閥門D之間管路，閥門G —端連接閥門D和冷凝器⑴的c端之間管路，另一端連接閥門J和毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)(6)之間管路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于工業(yè)廢水熱回收的毛細(xì)管網(wǎng)熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的應(yīng)用于工業(yè)廢水熱回收的毛細(xì)管網(wǎng)熱泵空調(diào)系統(tǒng)為閉式循環(huán)系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于工業(yè)廢水熱回收的毛細(xì)管網(wǎng)熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器(5)及毛細(xì)管網(wǎng)末端換熱系統(tǒng)(6)均采用4.3X0.85_標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管，每根毛細(xì)管內(nèi)的流速為0.05~0.2m/s，毛細(xì)管內(nèi)流動狀態(tài)為層流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于工業(yè)廢水熱回收的毛細(xì)管網(wǎng)熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器(5)為可直接從任何水質(zhì)的工業(yè)廢水中提取能量的毛細(xì)管換熱器。
【文檔編號】F25B30/06GK103615779SQ201310629224
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】王剛, 施志鋼, 常忠, 胡松濤, 王海英, 劉國丹, 李緒泉, 于慧俐 申請人:青島理工大學(xué)