CN103209928A - 水处理系统和水处理方法 - Google Patents

Abstract

为了改善水处理系统的能量效率和进行稳定的温度控制，该水处理系统包括：多个装置(1，2，3，4)；多个管段(11，12)，水流过所述多个管段，并且所述多个管段将所述多个装置彼此连接；和热泵(21)，所述热泵从热量吸收管段(11)吸收热量和将从热量吸收管段(11)吸收的热量排出到热量排出管段(12)，至少一个管段(11)为所述热量吸收管段(11)，至少另一个管段(12)为所述热量排出管段。

Description

水处理系统和水处理方法

技术领域

本发明涉及水处理系统和水处理方法，并且更具体地，涉及降低能量消耗的水处理系统。

背景技术

诸如纯水生产系统之类的水处理系统由用于水处理的各种装置和连接所述各种装置的管线构成。这样的装置的示例是离子交换装置、反渗透膜(RO膜)和过滤装置。为了最大限度地提高性能(去除杂质或类似的特性)，每个装置都有最佳的水温度范围。另一方面，在使用位置处可能需要诸如25℃、60℃和80℃的不同的温度。由于伴随着循环操作，来自泵的热量的进入，在进行循环操作的部位处，循环水的温度倾向于容易地增加。因此，在水处理系统中，由于各种因素的影响，如装置的温度要求、系统要求和系统配置，需要在系统内的不同位置处调整温度。

专利文献1公开了超纯水生产装置。从原水槽供给的原水由脱气槽或反渗透膜装置处理，并且被供给到随后的步骤中。在反渗透膜装置中的反渗透膜的标准设计温度是25℃。因此，为了将被处理的水的温度调整到RO膜装置的入口处的这个温度处或附近，在原水槽和脱气槽之间设置几个热交换器。

专利文献2公开了用在水处理系统中用于热交换的热泵的示例。热泵已知为高效节能的热交换系统。热泵捕捉来自外部热源的热量，并且供给捕获的热量到待加热的部分，或者从待冷却的部分捕获热量并且将被捕获的热量排放到外部。

专利文献1：JP2009-183800A

专利文献2：JP2002-16036A

专利文献3：JP2006-095479A。

发明内容

要解决的技术问题

以往，为了调节在水处理系统中通过的待处理的水的温度，一般都提供诸如冷却塔或锅炉的装置。然而，这样的系统的配置在能源效率和诸如二氧化碳的排放量的环境负担方面具有以下的问题。

具体而言，用于加热或冷却的能量被单独地提供给需要加热或冷却的每个部分。例如，当锅炉用于加热时，通过输入到锅炉的热能量，产生具有比要被加热部分的温度高的温度的热水或蒸汽，并且热水或蒸汽的热量被提供给要被加热部分。在冷却塔用于冷却时，产生具有比要待冷却的部分的温度低的温度的冷却水，并且从要待冷却的部分捕获热量。温度控制所需要的总能量是要被加热或冷却的每部分所需要的能量的总和。

对于水处理系统，使用捕获自待冷却的部分的热量作为提供给要被加热部分的热量通常是困难的。这样的过程可以通过热交换器实现，但是要求要待冷却的部分的温度高于要被加热的部分的温度。另外，如果在高温侧和低温侧之间不存在大的温差，有效的热传递是不可能的。在水处理系统中，许多部分被控制在大约室温处，并且不存在大的温差。此外，待冷却的部分的温度不是总高于要被加热的部分的温度。其结果是，仅在有限的部分处可以有效地使用热交换器。

不同于热交换器，热泵可以从低温热源传递热量到高温热源。然而，使用诸如空气热量之类的外部热源的热泵取决于外部的温度条件在性能上波动较大。例如，在从低温度空气中吸收热量时，热吸收效率在很大程度上下降。因此，使用诸如空气热量之类的外部热源的热泵很容易受到由外部温度的影响，并且在水处理系统中的水温度的稳定控制是困难的。提供具有过多容量的热泵可能会降低外部温度条件的波动的影响，但对成本有很大的影响。

鉴于上述问题做出本发明，并且本发明旨在提供高效节能的和能够进行稳定的温度控制的水处理系统和水处理方法。

技术方案

根据本发明的水处理系统包括：多个装置；多个管段，水在所述多个管段中流动并且所述多个管段将所述多个装置彼此连接，所述装置彼此相邻；以及热泵，所述热泵从热量吸收管段吸收热量，并且将从热量吸收管段吸收的热量排出到热量排出管段，其中所述管段中的至少一个被限定为所述热量吸收管段，并且所述管段中的至少另一个被限定为所述热量排出管段。

热泵可以从将从中吸收热量的部分捕捉热量，并把热量传递到将从中排出热量的部分。因此，当水处理系统包括需要热吸收(冷却)的部分(热量吸收管段)和需要热量排出(加热)的部分(热量排出管段)时，可以借助热泵装置将热量从热量吸收管段传递到热量排出管段。由于为了冷却被去除的热量可以用于加热另一部分，因此可以大大提高能源效率。

此外，每个热量吸收管段和每个热量排出管段，不仅是用于温度控制的部分，也是稳定的热源。具体而言，如上所述，当外部的热量被用于热量吸收或热量排出时，热泵性能容易受外部热源的温度波动的影响。当使用外部空气为热源时，外界的低空气温度使热量吸收困难，并且降低热泵性能。在地下水或海水作为热源使用时，会发生类似的问题，尽管它们不表现出如空气的大的温度波动。另一方面，在根据本发明的热源中，几乎没有温度波动发生，因为在水处理系统中的经受水温度控制的管段用作热源(热量吸收管段或热量排出管段)。作为结果，热泵的性能较小受到诸如外部空气温度或海水温度的外部环境的影响，并且可以稳定地保持令人满意的热泵性能。此外，在使用空气作为热源的热泵的情况下，当外部空气温度下降到约0℃时，需要除霜。另外，在使用地下水或海水作为热源的热泵的情况下，需要废水处理或防腐蚀保护。在本发明中不存在这样的问题。

根据本发明的另一个方面，提供使用水处理系统的水处理方法，水处理系统包括多个装置和水在其中流动的多个管段，所述多个管段将所述多个装置彼此连接，所述多个装置彼此相邻。该方法包括下述步骤：通过热泵从热量吸收管段吸收热量，并且将从热量吸收管段吸收的热量排出到热量排出管段，其中至少一个管段被限定为热量吸收管段，并且至少另一个管段被限定为热量排出管段。

有益效果

因此，本发明可以提供高效节能的和能够进行稳定的温度控制的水处理系统和水处理方法。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一和第二实施例的水处理系统的概念图；

图2是示出其中中间回路被设置在示于图1中的水处理系统中的实施例的概念图；

图3是示出其中多个热量吸收管段被设置在示于图1中的水处理系统中的实施例的概念图；

图4是示出其中多个热量吸收管段和多个热量排出管段被设置在示于图1中的水处理系统中的实施例的概念图；

图5是示出其中辅助加热装置被设置在示于图1中的水处理系统中的实施例的概念图；

图6是示出其中第二热泵被设置在示于图1中的水处理系统中的实施例的概念图；

图7是示出在示于图1中的水处理系统中使用珀尔帖型热泵的实施例的概念图；

图8A是显示处理系统的结构的示例的示意图；

图8B是显示处理系统的结构的示例的示意图；

图8C是显示处理系统的结构的示例的示意图；

图8D是显示处理系统的结构的示例的示意图；

图8E是显示处理系统的结构的示例的示意图；

图9是显示水处理系统的结构的另一个示例的示意图；

图10A是示出在水处理系统中热水杀菌过程中的管路配置的示意图；

图10B是示出在水处理系统中热水杀菌过程中的管路配置的示意图；

图11A是示出参考实施例的配置的示意图；

图11B是示出一实施例的配置的示意图；

图11C是示出一实施例的配置的示意图；

图12是示出本发明的第二实施例的效果的说明图(莫里尔图)；

图13是示出根据本发明的水处理系统的示例的概念图；

图14A是示出根据本发明的第三实施例的水处理系统的概念图；

图14B是是显示根据本发明的第三实施例的水处理系统的概念图；

图15A是概念性地显示在图14A和14B中示出的水处理系统的操作的示意图；

图15B是概念性地显示在图14A和14B中示出的水处理系统的操作的示意图；

图16A是示出图14A和14B中所示的水处理系统和另一个水处理系统的能量效率的示意图；

图16B是示出图14A和14B中所示的水处理系统和另一个水处理系统的能量效率的示意图；

图16C是示出图14A和14B中所示的水处理系统和另一个水处理系统的能量效率的示意图；

图16D是示出图14A和14B中所示的水处理系统和另一个水处理系统的能量效率的示意图；

图16E是示出图14A和14B中所示的水处理系统和另一个水处理系统的能量效率的示意图；

图16F是示出图14A和14B中所示的水处理系统和另一个水处理系统的能量效率的示意图；

图17是示出根据本发明的第四实施例的水处理系统的概念图；

图18是示出根据本发明的第五实施例的水处理系统的概念图；

图19是示出根据本发明的第六实施例的水处理系统的概念图；

图20是示出根据一示例的水处理系统的结构的示意图；

图21A是示出根据一示例的热量盈余/短缺随时间的变化的曲线图；

图21B是示出根据比较例的热量盈余/短缺随时间的变化的曲线图；

图21C是示出根据比较例的必需的热量随时间的变化的曲线图。

具体实施方式

(第一实施例)

参照图1至7，将说明根据本发明的第一实施例的水处理系统。这些附图仅显示从构成水处理系统的各种装置中选择的与实施例有关的装置。实际的水处理系统的示例将在后面描述。

图1示出了彼此邻近的第一和第二装置1，2和连接这些装置的第一管段(热量吸收管段)11。流体(待处理的水)在装置1，2和管段11中流动，在附图中从第一装置1向右流动到第二装置2。同样，图1示出彼此相邻的第三和第四装置3，4和连接这些装置的第二管段(热量排出管段)12。流体(待处理的水)在装置3，4和管段12中流动，在图中从第三装置3向右流动到第四装置4。任何类型的装置可以用于第一至第四装置1至4。

在该实施例中，从第一管段11吸收热量(由Q_C1指示)，并且排出热量(由Q_H1指示)到第二管段12。例如，在因为在第一装置1的出口处的水的温度高于在第二装置2的入口处所需的水的温度而必须冷却待处理的水时，和在因为第三装置3的出口处的水的温度低于在第四装置4的入口处所需的水的温度而必须加热待处理的水时，出现这种情况。例如，当在RO膜装置的入口处的水的温度低于反渗透膜的标准设计温度时，该标准设计温度如上所述是25℃，待处理的水在进入RO膜装置之前必须被加热。

为了这个目的，水处理系统包括热泵21，热泵21从第一管段11(热量吸收管段)吸收热量，并排出热量到第二管段12(热量排出管段)。热泵21热连接到第一管段11和第二管段12。热泵21在本实施例中是蒸汽压缩型。具体而言，热泵21包括蒸发器22、压缩机23、冷凝器24和膨胀阀25，蒸发器22蒸发诸如氨、二氧化碳、含氯氟烃和由R410A表示的氢氯氟烃/氢氟烃(hydrochlorofluorocarbon/hydrofluorocarbon)之类的制冷剂，压缩机23压缩制冷剂，冷凝器24冷凝制冷剂，膨胀阀25膨胀制冷剂。这些部件22至25以此顺序布置在闭合回路26中。因此，制冷剂在闭合回路26中循环时，经历由蒸发、压缩、冷凝、膨胀组成的热循环。第一管段11定位成邻近蒸发器22，以便通过由制冷剂的蒸发产生的蒸发热(在每个图中的波浪线表示其中发生热交换的部分)从在第一管段11中流动的流体捕获热量。蒸发的制冷剂通过压缩机23被压缩成高温和高压气相。制冷剂然后被供给到冷凝器24，在冷凝器24中制冷剂排出热量到周围环境并且被冷凝。第二管段12定位成邻近冷凝器24，在冷凝器24在冷凝过程中被排出的冷凝热被提供给在第二管段12中流动的流体。被冷凝的制冷剂被输送通过膨胀阀25，在膨胀阀25制冷剂被减压并且被冷却。以这种方式，在热泵21的一个循环操作期间，发生来自第一管段11的热量吸收和到第二管段12的热量排放。

通过热泵21，将从第一管段11捕获的热的至少一部分供给到第二管段12是可能。因此，既不需要废弃捕获的热量，也不需要使用另一台装置(锅炉等)以产生待被供给到第二管段12的热量。此外，热泵21通常具有约3到5的性能系数(由Q/L定义，其中Q是热容量或制冷量，L是得到Q所消耗的功率)，并且所需的电能远小于待产生的热能。因此，由于从第一管段11捕获的热量被传递到第二管段12，在根据本实施例水处理系统中造成热能浪费是不太可能的。另外，使用有效热传递的热泵21实现较少的能量消耗。

此外，在锅炉或冷却塔被分别地设置用于冷却或加热时，这样的设施远离需要温度调节的部分定位。对于锅炉，更可能发生需要诸如燃料储存设施的许多补充设施。结果，在冷水、热水或蒸汽通过管道供给时，引起大的热传递损失。提供额外的加热或冷却装置将不利地降低能源效率和增加成本。锅炉或冷却塔通常需要大量的能量，并且这也导致主要的环境问题。通过在第一管段11和第二管段12之间安装热泵21可以最小化热传递损失。

此外，热泵21可以传递热量，而不论在热吸收侧上的温度和在热量排出侧上的温度。换句话说，即使当在热吸收侧上的水的温度和热排出侧上的水的温度几乎相同时，或者当在热吸收侧上的水的温度高于热排出侧上的水的温度时，也可以传递热量。如上所述，在一个水处理系统中很少见到非常大的温度差，例如不同于动力产生系统，并且已经很难有效地利用通用热交换器。因此，已经普遍地使用其中冷水等被单独地供给用于冷却并且蒸汽等被单独地供给用于加热的系统。根据本发明，由于使用热泵21，可以在第一管段11和第二管段12之间传递必要量的热量，而与管段的温度无关。

可以通过使用空气或外部的水作为热源来利用热泵。当空气作为热源时，第二管段12可以通过吸收来自空气的热量被加热，并且排出从空气捕获到热量到第二管段12。然而，热泵的热吸收效率，以及热泵的性能(性能系数)，在空气温度下降时减少。因此，在考虑在低的空气温度处操作时，热泵的容量必须增加。因此，在空气温度高时，需要部分载荷操作。这同样适用于热泵的制冷操作。在这种情况下，在外部温度高时，热排出效率下降并且热泵性能(性能系数)减小。因此，热泵的容量必须以相同的方式增加。另外，当外部温度是大约0℃时，其热量被捕获的空气将被冷却至0℃或低于0℃，并且与空气热交换的部分可能会冻结。在成本和操作上，这是不利的，因为需要定期关闭以除霜或安装额外的除霜装置。

在外部水(海水、地下水或污水)被用作热源时，产生同样的问题。外部水的温度的波动不像空气那么大，并且特别地，地下水的温度是相对稳定的，但是尽管如此，外部水受到温度波动的影响。当使用外部水时，为了处理大量的水浪费的产生，可能需要大规模设施和成本。作为污水排出水需要费用。当需要大量的外部水时，位置被限制。利用海水要求采取措施以克服水锈、盐的破坏和腐蚀。

使用其中外部热源被用于吸收热量或用于排出热量的热泵，在广泛的意义上，与常规的锅炉或冷却塔没有什么不同。相比于锅炉或冷却塔，虽然由于热泵本身的高效率，操作成本(诸如电力成本)是低的，发生如下问题：为了处理一年中的载荷波动，需要匹配峰值载荷的超额容量。因此，以这种方式在水处理系统中使用热泵是不现实的。

在另一方面，根据本实施例，热传递较小受到外界环境的影响，因为热传递在热源的温度是稳定的水处理系统的内部进行。如下面所述，当热源是在室温范围内并且温度波动被限制时，使用空气作为热源也是有效的。因为所需的热量吸收匹配所需的热量排出实际上是罕见的，外部热源被用于补偿热量的盈余/短缺。然而，外部热源的使用被最小化，并且尽可能多的热量在系统内传递，由此实现比现有技术更经济和稳定的温度控制。

图2示出了类似于图1所示的系统。在该实施例中，第一中间回路15被设置在第一管段11和热泵21之间。第一中间回路15把从第一管段11吸收的热量传递到热泵21。同样地，第二中间回路16设置在第二管段12和热泵21之间。第二中间回路16将从热泵21吸收的热量传递到第二管段12。通过提供中间回路15，16，可以减轻对热泵21的位置的限制。具体而言，当热泵21远离第一管段11和第二管段12时，第一和第二管段11，12必须途径热泵21的所有道路。对于水处理系统，限制压力损失是非常重要的，因为水处理系统一般包括具有大的压力损失的许多装置，如隔膜装置和离子交换装置。在图2所示的示例中，可以通过如下方式限制水处理系统的压力损失：借助于第一管段11以最短管路长度连接第一装置1和第二装置2、借助于第二管段12以最短管路长度的连接第三装置3和第四装置4、借助于具有小的压力损失的中间回路15连接第一管段11和热泵21、借助于具有小的压力损失的中间回路16连接第二管段12和热泵21。在热泵21远离第一管段11和第二管段12时，这样的好处是特别大的。尽管未显示，可以仅设置第一中间回路15或第二中间回路16，或必要时，每一个中间回路15，16可以配置在双重或三重回路中。对用于中间回路的介质并没有任何限制，并且没有必要使用高腐蚀性流体或容易引起水锈的流体。充满二氧化碳的中间回路15，16可以比装满水的中间回路15，16更有效地传递热量。

图3和4显示水处理系统的实施例，在该系统中，从多个部分吸收热量或排出热量到多个部分。参照图3，水处理系统包括彼此相邻的第五和第六装置5，6和连接这些装置的第三管段13(热量吸收管段)。流体流动通过这些装置和管段。水处理系统包括从第一和第三管段11，13吸收热量的第一中间回路15。参照图4，除了以上所述外，水处理系统包括彼此邻近的第七和第八装置7，8和连接这些装置的第四管段14(热量排出管段)。流体通过这些装置和管段。水处理系统包括排出热量到第二和第四管段12，14的第二中间回路16。

如在这些实施例中所示，用于热传递的管段并不限定于在热吸收侧和排出侧两者上的单个部分，而是可以设置多个部分。也就是说，可行的是：一个热量吸收管段和一个热量排出管段的组合、一个热量吸收管段和多个热量排出管段的组合、多个热量吸收管段和一个热量排出管段的组合，和多个热量吸收管段和多个热量排出管段的组合。因为多个管段经由中间回路被连接到一个热泵21，热泵的数目可以减少。取决于每个热量吸收管段和排出管段的位置关系或传递的热量，多个中间回路和多个热泵可以设置在水处理系统中。

在一般情况下，对应于从热量吸收管段吸收(冷却)的热量的必需压缩机容量C_C，与对应于从热量排出管段排出(加热)的热量的必需压缩机容量C_H是不一样的，并且热泵21的压缩机容量被确定使得其对应于它们中的任一个。具体而言，考虑以下四种模式。

(模式1)C_H＞C_C：根据热量排出(加热)，将压缩机容量设定在C_H处。在这种情况下，因为热量被从热量吸收管段过度地吸收(冷却)，热量吸收管段被加热。可替换地，从热量吸收管段捕获部分热量，并且从系统的外部捕获其余热量(例如，从周围空气捕获热量并且空气被冷却)，从而防止从热量吸收管段吸收(冷却)过多的热量。换言之，过度冷却能量被释放到系统的外部。

(模式2)C_H＞C_C：根据热量吸收(冷却)，将压缩机容量设定在C_C处。在这种情况下，热量排出管段被额外地加热，因为热量不充分地排出(加热)到热量排出管段。

(模式3)C_H＜C_C：根据热量排出(加热)，将压缩机容量设定在C_H处。在这种情况下，因为没有从热量吸收管段充分地吸收(冷却)热量，从热量吸收管段额外地吸收热量。

(模式4)C_H＜C_C：根据热量吸收(冷却)，将压缩机容量被设置在C_C处。在这种情况下，因为热量被过度地排出(加热)到热量排出管段，因此从热量排出管段吸收热量。可替换地，部分热量被排出到热量排出管段，其余的热量被排出到系统的外部(例如，热量被提供到周围空气，并且空气被加热)，从而防止过度热量排出(加热)到热量排出管段。换言之，过度的加热能量被释放到系统的外部。

正如上面提到的，不论选择哪一种模式，从热量吸收管段或热量排出管段吸收热量或排出热量到热量吸收管段或热量排出管段，或从水处理系统的外部传递热量或传递热量到水处理系统的外部是必要的。在这些模式中，将通过实施例的方式参考图5和6说明其中热量不充分排出(加热)到热量排出管段的模式2和其中从热量吸收管段过度地吸收热量(冷却)的模式1。

在图5所示的示例中，为了补偿从热泵21到第二管段12的热量排出(加热)的短缺，设置用于加热第二管段12的第二热泵27。第二热泵27具有与热泵21相同的基本结构，但是压缩机容量取决于热量排出被适当地确定。在这个示例中，第二热泵27用作加热器。热泵21从第一管段11捕获热量Q_C1并且排出热量Q_H1到第二管段12。热量Q_C1是压缩机容量C_C和用于热量吸收的性能系数COP_C的乘积。热量Q_H1是压缩机的压缩功W和热量Q_C1的总和。因此，Q_C1＝C_C×COP_C，Q_H1＝Q_C1+W，并且用于热量排出的性能系数COP_H＝Q_H1/W＝Q_C1/W+1＝COP_C+1。这意味着热量Q_H1在原则上比热量Q_C1大压缩机的压缩功W，并且COP_H比COP_C大1。第二热泵27提供热量Q2到第二管段12，其中热量Q2是提供到第二管段12的热量Q_H1和热量Q_C1之间的差。因为热泵27没有在热量吸收侧连接到水处理系统，因此从大气中捕获热量Q2(大气被冷却)。

在图6中所示的示例中，为了补偿热泵21从第一管段11的过多的热量吸收，热泵21包括水热交换部21a和空气热交换部21b。热泵21在水热交换部21a处从第一管段11(在内部通过的水)捕获热量Q_C1和排放热量Q_H1到第二管段12。供给到第二管段12的热量Q_H1与所需的热量相等。空气热交换部21b从周围的空气捕捉热量Q2并且供给该热量到第二管段12，热量Q2是热量Q_C1和从第一管段11捕获的热量之间的差异。换言之，热泵21从第一管段11和大气两者中捕获热量。考虑到成本，这个实施例通常比在图5中显示的实施例更有利，因为不需要第二热泵27。

除了蒸汽式压缩类型以外，热泵21也可以是珀耳帖式的。图7示出使用珀尔帖型热泵21’的示例。图7与图1相同，除了图1中显示的蒸汽压缩型热泵21被替换为珀尔帖型热泵21’。因此，参照热泵21’以外的部件的前述描述。珀尔帖型热泵21’是使用所谓珀尔帖元件原理的热泵。p-型半导体29和n-型半导体30被布置在基板34和35上，并且通过电极33串联连接。当电流被供给到pn结时，在其中在电流方向看到时p型跟随n型的结31处发生热量吸收现象，在其中n型跟随p型的结32处发生热量排出现象。p-型半导体29和n-型半导体30被布置成使得其中p型跟随n型的结31面对第一管段11，并且其中n型跟随p型的结32面对第二管段12。尽管图7显示了3个p-型半导体29和3个n-型半导体30，可以交替地布置多个p-型和n-型半导体。珀尔帖型热泵21’具有简单结构，没有机械操作部件，这导致令人满意的安静。珀尔帖型热泵21’优选地用作紧凑热泵。

另外，虽然未显示，也可以使用化学类型、吸收类型或吸附型热泵。例如，化学类型热泵包括填充有诸如氯化钙或氧化钙的水合物的反应室，和经由连通管连接到反应室的冷凝室。第一管段11邻近反应室定位，并且第二管段12邻近冷凝室定位。填充在反应室中的诸如氯化钙的水合物从第一管段11中吸收热量。水合物的水分子然后从水合物分离成蒸汽，并移动到冷凝室。移动到冷凝室的蒸汽被冷凝成液体和排出热量到相邻的第二管段12。

接着，将描述设置上述热泵21的水处理的具体示例。应用本发明的水处理系统可以包括各种装置(单元)，如纯水生产装置、废水处理装置和废水收集装置。应该指出的是，这些装置的配置取决于纯水所需要的水质量和原水或废水的水质，并且下面的描述仅仅是示例。在图8A至图10B所示的实施例可以与本发明的所有的实施例的水处理系统结合。

图8A示出在水处理系统中的超纯水生产装置的概略结构的示例。原水的温度假设为15℃，尽管它取决于位置和季节。通过供给原水通过净化膜108以去除悬浮物，然后供给原水通过活性炭塔109，然后在加热点101处加热它，然后供给原水到RO膜装置110，生产纯水。因为用于反渗透膜装置110的反渗透膜的标准设计温度为25℃，因此执行加热过程。标准设计温度25℃被设定为用于确保流量、防止污垢粘附等目的。在RO膜装置110的出口处的水温度优选在约25℃和稍低于25℃的大约23℃之间。取决于原水的温度，加热步骤不是必需的。从RO膜装置110离开的原水被供送到在其中去除离子组分的离子交换装置111，并且然后被储存在初级纯水槽112中。离子交换装置111设置有化学品供应线，以再生在离子交换装置111中使用的树脂。碱性化学溶液在加热点127处被加热，并且供给到离子交换装置111。碱性化学溶液的废液在冷却点128处被冷却，并且然后与在中和槽113中的酸性废液中和。如果必要的话，废液在中和以后在中和槽113中被进一步冷却。

储存在初级纯水槽112中的纯水被输送通过紫外线氧化装置114、混合床式离子交换装置(填充有混合床式离子交换树脂的非再生离子交换装置)115和超滤膜(UF膜)装置116，并且在每个使用点117处被使用。还没有使用的纯净水通过循环回路118被收集在初级纯水槽112中，以使得水进一步循环。在这个过程中，由于来处泵等(图中未显示)的热量的进入，循环的纯净水的温度增加，并且因而，纯水根据在使用点117处的温度要求被冷却。在该实施例中，冷却点119被设置在紫外线氧化装置114的入口处。优选地将在紫外线氧化装置114的入口处的水温度调整到约20至30℃。另一方面，根据使用的目的可能还需要约60至80℃的高温超纯水。在该实施例中，高温超纯水供应线120从纯水槽112分支。水在加热点121处被加热到更高的温度，然后通过紫外线氧化装置122、混合床式离子交换装置123和超滤膜装置124传递到使用点125。在返回到初级纯水槽112之前，还没有使用的高温超纯水在冷却点126处被冷却。在混合床式离子交换装置123和超滤膜装置124之间优选可以设置加热点121’，而不是加热点121，因为在混合床式离子交换装置123中的离子交换树脂不耐高温。

图8B至8E显示各种废水处理装置的示例。废水可以产生在水处理系统中或外部。处理后的废水可以直接地排放到水处理系统的外部，或可以重新使用在图8A中显示的超纯水生产装置中(图中的星号*)。

图8B示出废水的厌氧处理和需氧处理过程。厌氧处理和需氧处理分别地使用厌氧微生物和需氧微生物。在本示例中需要预热，因为厌氧处理(甲烷发酵)的最佳温度是比较高的，即36至38℃(用于介质温度发酵)和53至55℃(用于高温发酵)。30至35℃的温度范围内也可以用于介质温度发酵。在另一方面，已经经历厌氧处理的废水必须被冷却，因为用于需氧处理的适当的温度是约30℃。图8C示出其中仅进行需氧处理的示例。废水被加热到约20至30℃，这是用于需氧处理的最佳温度。

图8D示出废水的汽提(stripping)处理的过程。汽提处理将蒸汽或空气喷射到游离氨中，以从废水中汽提游离氨。因为在该过程中优选地在相对高的温度处提供废水，因此加热点设置在汽提装置的入口处。由于pH值变得较高并且最适温度是约20至35℃，氨汽提过程变得更加高效。

在厌氧处理、需氧处理和汽提过程完成以后，废水不需要温度调整。但是，如果必要的话，为了获得在其他加热点处需要的热量，可以从处理过的废水中吸收热量。因此，冷却点设置在这些装置的出口处，冷却点意味着可以从冷却点吸收热量。然而，如有必要，这些点可以用作由热泵吸收的热量的散热器。

图8E示出从其中使用超纯水的系统收集的废水的处理系统。可以使用的废水包括比较干净的水，如在半导体制造过程用于漂洗晶片的纯水。将废水与过氧化氢混合，并且然后供给到紫外线氧化装置101，在紫外线氧化装置101中，主要去除废水中的TOC(总有机碳)成分。废水然后在冷却点102处冷却。接下来，通过活性炭塔103去除有机物或臭气成分，并且废水被传输到离子交换装置104。废水可以被保持在紫外线氧化装置101处几个小时，并且可能会发生相当多的温度升高。因此，冷却点102被设置在紫外线氧化装置101的出口处。

图9显示由在图8A中显示的超纯水生产装置和在图8E中显示的废水处理系统构造的水处理系统的示例，在上文描述了在图8A中显示的超纯水生产装置和在图8E中显示的废水处理系统二者。参照用于每个部件的前面描述。

图10A和图10B示出在水处理系统的维护期间执行的热水杀菌处理的过程。在所示的系统的示例中，处理过的水被软化(钙离子和镁离子被去除)，并且通过活性炭被处理成原水。然后，原水被输送通过RO膜装置和离子交换装置(电去离子水生产装置(EDI))。然后，该水经受过滤处理和紫外线氧化。在图10A示出的示例中，活性炭以及RO膜通过热水被灭菌。通常与管路各类的热水源被连接到该管路以便沿着由虚线指示的路线从热水源供给热水，并且RO膜装置和活性炭塔由热水灭菌。该过程完成以后，冷却并排出热水。在图10B示出的示例中，EDI、过滤器和紫外线氧化装置由热水灭菌。通常与管路隔离的热水源(用于加热的热交换器)被连接到该管路，以便沿着由虚线所指示的路线从热水源沿供给热水，EDI由热水灭菌。在该过程完成以后，冷却并排出热水。在高温度处执行的热水杀菌以后产生的吹送水(流动进入热交换器用于冷却的水)可以用作热泵的热源。

在图8A到10B中，热量排出管段和热量吸收管段由粗体线指示。然而，应当指出，如上所述，在正常的操作和维护两者中，在水处理系统中存在各种热量排出管段和各种热量吸收管段。

接下来，将通过举例的方式详细地描述根据第一实施例的水处理系统。图11A至11C是示出图9中切掉部分A的示意图。在图11A中，通过根据现有技术的不同的装置(例如，热交换器)加热和冷却热量排出管段和热量吸收管段。在下面的描述中，在热排出吸收管段中流动的流体的流量被假定为100吨/小时(吨每小时)；加热前的水的温度被假定为288K；并且加热后的温度被假定为298K。在热量吸收管段中流动的流体的流量被假定为100吨/小时(吨每小时)；在冷却之前的水的温度被假定为303K；并且在冷却以后的温度被假定为298K。水的比热被假定为4.2J/g·K。

在上述条件下，所需的能量被计算如下：在热量排出管段所需的能量大约是1.17×10³kW；在热量吸收管段中所需的能量约为5.8×10²kW；并且总的所需能量大约是1.8×10³kW。

在分别地对应于图5和6的图11B和11C中，根据该实施例，分别地，由热泵从热量吸收管段吸收热量，由所述热泵将热量排出到热量排出管段。在图11B中，基于在热量吸收侧上所需的去除热量确定热泵21(在图中指示为HP1)的压缩机的容量，并且在热量排出侧上的热量短缺由第二热泵27(在图中指示为HP2)补偿。在图11C中，基于热量排出侧必须去除的热量确定压缩机21的容量，并且从热吸收侧上的大气吸收部分热量。用于15℃至25℃的水温度范围的热泵21，27的性能系数对于加热假设为5，并且对于冷却假设为4。

在图11B(实施例1)中，需要约1.46×10²kW的压缩机容量以去除热量吸收侧上所需的5.8×10²kW的热量。这种压缩机的容量允许约7.3×10²kW的热量在热量排出侧排出。与热量排出侧上实际需要的约1.17×10³kW的热量排出的差(约4.4.×10²kW)由第二热泵27补偿。第二热泵所需的压缩机容量大约是0.88×10²kW，因而需要约2.3×10²kW的总电能。这是图11A中显示的比较实施例(现有技术示例)的电能的七分之一。

同样地，在图11C(实施例2)中，需要约1.17×10³kW的压缩机容量，以去除在热量排出侧上所需的约2.3×10²kW的热量。压缩机容量去除等于或大于在热量吸收侧上所需要的约5.8×10²kW的热量，并且盈余热量用来冷却大气。因此，需要约2.3×10²kW的电能，这与图11B中的电能是相同的。

在参考示例中，热泵在图11A的情况下被用于加热和冷却两者。加热所需的约1.17×10³kW的热量和冷却所需的约5.8×10²kW的去除热量由不同的热泵提供。热泵的所需的压缩机容量是约2.3×10²kW用于加热和约1.5×10²kW用于冷却，并且因而需要约3.8×10²kW的总电能。参考示例与比较例相比是更有利的，但是能耗比实施例中的能耗大60％。表1总结了结果。

[表1]

(第二实施例)

以往，热泵的热循环通常被设计为使得在高温阶段(冷凝)和低温阶段(蒸发)之间存在较大的温度差。这是因为常规的用于加热水的热泵替代锅炉，并且因而被设计为只是如锅炉所做的一样提供高温水。

然而，在一般情况下，在水处理系统中流动的水通常保持在室内温度附近，并且因而水不是在非常高或低的温度处。当水被加热时，水通常被控制在20℃和35℃之间。

此外，制冷剂的大的温度差有必要增加压缩机的压缩功，这直接导致操作成本增加。制冷剂的大的温度差也导致来自热泵的内侧的大的散热损失。因此，制冷剂的温度差优选地在要求内被最小化。

鉴于这样的问题，第二实施例提供高效节能和能够稳定控制温度的水处理系统和水处理方法。

在本实施例中，蒸汽压缩型热泵被用作热泵21。在该实施例中，在热泵21的出口处的第二管段12(热量排出管段)的温度，和在热泵21的入口处的第一管段11(热量吸收管段的)的温度被控制在图1至6中显示的第一实施例的每个示例中的上述范围内。也就是说，在本实施例中的第二管段12的水的温度在热泵的出口处(更一般地，第二管段12的部分131的出口处，其中在所述部分和蒸汽压缩型热泵之间发生热传递)被控制在20℃至35℃处。在这样的温度条件下操作热泵显著地提高能源效率。

图12显示蒸汽压缩型热泵的热循环的莫里尔图。如上所述，在蒸汽压缩型热泵中的制冷剂循环经受由蒸发、压缩、冷凝、膨胀组成的热循环。具体而言，制冷剂与具有比制冷剂较高的温度的流体进行热交换(制冷剂被加热同时高温流体被冷却)，并且在点A和点B之间的部分中蒸发。在点B和点C之间的部分中，制冷剂被压缩机压缩，使得温度和压力增加。在的点C和点D之间的部分中，制冷剂与具有比制冷剂较低的温度的流体进行热交换(制冷剂被冷却同时低温流体被加热)并且被冷凝。在点D和点A之间的部分中，制冷剂通过膨胀阀，使得制冷剂被膨胀和减压。制冷剂在点A和点B之间的部分中从外部流体捕获热Q_C(冷却步骤)，在B点和C点之间的部分中经受来自压缩机的压缩功W，并且点C和点D之间的部分供应热量Q_H到外部流体(加热步骤)。用于加热的性能系数是Q_H/W，并且用于冷却的性能系数是Q_C/W。因此，性能系数和相应的能源效率由于W变小而变大。

循环ABCD对应于冷凝温度T2的和蒸发温度T1。另一方面，循环ABC’D’对应于较高的冷凝温度T2’，这是以往常见的(蒸发温度T1是相同的)。Q_H增加到Q_H’，但是压缩功W也增加至W’。如从图中可知，由于Q_H/W≥QH’/W’，在冷凝温度中的增加导致用于加热的性能系数减小。同样地，由于Q_C/W≥Q_C/W’，在冷凝温度中的增加导致在用于冷却的性能系数的减小。

为了提高性能系数，如上文所述，有效的方法是尽可能地减少冷凝温度和蒸发温度之间的差异。顺便提及，在水处理系统中的水的温度并没有大的波动，其至多仅在室温附近的温度的数十度的范围内波动。因此，有可能通过控制水的温度，限制制冷剂的冷凝温度和蒸发温度之间的差异，使得水的目标温度被设定在正常温度周围。水处理系统中，在加热点(例如，RO膜装置)处的温度一般被控制在20℃至35℃的范围之内。因此，冷凝温度和蒸发温度之间的差异可以是有限的，并且可以通过在特定位置处调整水的温度在约20℃至35℃，实现高能源效率操作。

此外，热源被分为用于加热水或用于供给热水的共同的蒸汽压缩型热泵中的水和空气。在水的情况下，热源通常是冷水。在空气的情况下，热源通常是外面的空气。在外部空气中所含的水，并且不用说，水可能会在大约0℃处冻结。因此，在实际使用中，冷凝温度不能被设置高于0℃，即线AB不能在垂直轴方向上向下移动。另一方面，线CD(C’D’)的位置依赖于压缩机的压缩功。冷凝温度T2可以被降低，并且相应地，通过将第二管段12在蒸汽压缩型热泵的出口处的水温度设置为比常规值低，压缩机的压缩功可以减少。因此，性能系数可以增加并且可以实现更高效的运行。

通过在热泵21的入口处(更一般地，在第一管段11的部分132的入口处，其中在所述部分132和蒸汽压缩型热泵之间发生热传递)设定热量吸收管段11的温度为20℃至35℃，热泵21的冷凝温度和蒸发温度之间的差异可以减小，并因此可以进一步增加能源效率。

因此，当以图1-6中显示的任何示例控制第二管段12(或14)的温度时，在第二管段12(或14)的部分131的出口处的水的温度可以是20℃至35℃，其中热传递发在所述部分131和蒸汽压缩型热泵之间。

以往，因为在中间回路中使用的介质的温度通常是高的，即使当设置中间回路时，在中间回路也会发生大的热损失。然而，由于在本实施例中的蒸汽压缩型热泵出口处的温度是低的，即在20℃和35℃之间，介质的温度可以是也是有限的并且热损失可以被限制。

接着，将通过举例的方式更详细地描述根据第二实施例的水处理系统。如图13所示，在第二管段12中流动的水借助设有具有1.5kW输出的压缩机的蒸汽压缩型热泵被加热，使得在蒸汽压缩型热泵的出口处的温度为20℃至35℃。在这个示例中，没有设置装置3，4，并且空气是热源。在热泵的入口处的要被加热的水的温度是21℃，并且周围空气的温度是23℃。通过改变要被加热的水的流量，热泵的出口处的水的温度变化。用于每种流量的在出口处的水的温度、能量消耗和性能系数(COP)总结如下。

[表2]

在传统的热泵中，要被加热的水的温度在热泵的出口处通常被设置为高。另一方面，在要被加热的水的温度在热泵出口处为低时，COP大幅度提高。针对20-35℃的温度范围获得显著高的COP。这可能是由于冷凝温度和蒸发温度之间的小的差异。

(第三实施例)

以往，为了调整在水处理系统中流动的待处理的水的温度，通常设置诸如冷却塔或锅炉之类的装置。例如，当锅炉用于加热时，供给锅炉的热量产生具有高于要被加热的部分的温度的热水或蒸汽，作为热介质的热水或蒸汽的热量被提供给将被加热的部分。当冷却塔用于冷却时，产生具有比要待冷却的部分低的温度的冷水，热量从待冷却的部分捕获。

在水处理系统中，许多部分的温度被控制以保持在大约室温处，并且例如由锅炉产生的热水或蒸汽的温度远远高于在水处理系统中的水的温度。因此，在热水或蒸汽通过管道的传输过程中，存在大的散热损失的可能性。

因为热介质不需要被加热到非常高的温度，不同于锅炉，热泵作为在水处理系统中的温度调节装置是有利的。热泵比锅炉等更节能并且更容易限制功耗。然而，在水处理系统中的水的温度由于各种因素波动，如白天和夜晚之间的温度变化。另一方面，在水处理系统中的各种装置被配置为在最佳的水的温度范围内操作，温度条件的波动必须由热泵适当地管理。根据使用和应用，在使用点处所需的温度范围也有严格的管理。提供具有过大容量(压缩机容量)的热泵可能会降低温度条件的波动的影响，但是在成本上有很大的影响。

第三至第六实施例提供水处理系统和使用该水处理系统的水处理方法，该水处理系统能够容易地限制热泵容量的增加。

参照图14A，水处理系统201a包括将装置D1连接到彼此相邻的装置D2的第一管段202(热量吸收管段)、热连接到第一管段202的一部分的热泵203、第一储热装置204和第一旁通管路205。第一管段202可以是在水处理系统中需要冷却的任何管段。第一管段202通常被配置为允许水在其中流动，但是可以被配置为允许包括水或气体以外的液体的任何流体在其中流动。

水处理系统部201a进一步包括连接装置D3和彼此相邻的装置D4的第二管段222(热量排出管段)、第二储热装置224和第二旁通管路225。第二管段222也被配置为允许水在其中流动。热泵203在第一管段202中的连接点206处热连接到第一管段202，使得使用在第一管段202中流动的水传热是可能的。热泵203也在连接点226处被热连接到第二管段222的一部分，使得使用在第二管段222中流动的水传热是可能的。其结果是，第一管段202和第二管段222之间通过热泵203的热传递是可能的。

在本实施例中，蒸汽压缩类型用作热泵203。图14B是示于图14A的热泵203的部分的详细视图。热泵203包括：蒸发诸如氨、二氧化碳、含氯氟烃和以R410A为代表的氢氯氟烃/氢氟烃之类的制冷剂的蒸发器203a；压缩制冷剂的压缩机203b；冷凝制冷剂的冷凝器203c；膨胀制冷剂的膨胀阀203。这些部件以该顺序配置在闭合回路203E上。制冷剂进行由在闭合回路203E上循环的蒸发、压缩、冷凝、膨胀组成的热循环。蒸发器203a在连接点206上热连接到第一管段202，以便由在制冷剂蒸发时所产生的蒸发热从在第一管段202中流动的水中捕获热量QC。被蒸发的制冷剂通过压缩机203b被压缩成高温和高压气相。制冷剂然后被送入冷凝器203c。冷凝器203c在热连接点206处被热连接到第二管段222，从而在冷凝过程中被释放的冷凝热QH被提供给在第二管段222中流动的水。冷凝的制冷剂被输送通过膨胀阀203d，在膨胀阀203d中制冷剂被减压和冷却。以这种方式，在热泵203的一个循环操作的过程中，第一管段202被冷却和第二管段222被加热。

除了蒸汽压缩型，珀尔帖型、化学类型、吸收型或吸附型热泵可以用作热泵203。

第一储热装置204在与热泵203的连接点206的下游定位在第一管段202上，并且暂时存储至少部分冷却水。常见槽可以用作第一储热装置204。第一流量调节装置211设置在第一储热装置204的下游。常见的流量调整阀可以用于第一流量调节装置211。

第一旁通管路205在连接点206的上游从第一管段202分支，并且在第一储热装置204的下游与第一管段20合流。三通阀208设置在分支点处，从而可以调整在第一管段202中流动的水的流量和在第一旁通管路205中流动的水的流量之间的比率。代替第一流量调节装置211，三通阀可以设置在第一旁通管路205和第一管段202合流的位置处。

第一温度传感器209在与第一旁通管路205的合流点的下游设置在第一管段202上。

第一控制单元210基于由第一温度传感器209测得的水的温度T2调整三通阀208的开口角度，以便控制流动进入第一旁通管路205的水的流量，并且为了控制流出第一储热装置204的水的流量，调整第一流量调节装置211。

第二储热装置224在与热泵203的连接点的下游226定位在第二管段222上，并且暂时地存储至少部分被加热的水。类似于第一储热装置204，常见的槽可以用于第二储热装置224。第二流量调整装置231设置在第二储热装置224的下游。常见流量调整阀可以用于第二流量调整装置231。

第二旁通管路225在连接点226的上游从第二管段222分支，并且在第二储热装置224的下游与第二管段222合流。三通阀228设置在分支点处，从而可以调整在第二管段222中流动的水的流量和在第二旁通管路225中流动的水的流量之间的比率。代替第二流量调节装置231，三通阀可以设置在其中旁通管路225和第二管段222合流的位置处。

第二温度传感器229在与第二旁通管路225的合流点的下游设置在第二管段222上。

第二控制单元230基于由第二温度传感器229测得的水的温度T2’控制流入第二旁通管路225的水的流量和流出第二储热装置224的水的流量。第二控制单元230可以要被配置为与第一控制单元210共用的控制单元。

接着，将说明上述水处理系统201a的操作。作为简单的示例，假设温度为11’的水以恒定的流量流入第二管段222，并且然后在三通阀228处分支到第二管段222和第二旁通管路225，然后合流以被供给为温度为T2’的热水。温度T2’被控制为恒定的目标温度。另一方面，温度11’被假定为随时间波动。由热泵203提供的供给热量QH假定是恒定的。在水处理系统201a中的热交换效率和在第二储热装置224中的热耗散被忽略。

首先，三通阀208被调整为初始状态，使得水以预定的比率流入第二管段222和第二旁通管路225。为简单起见，假设没有流入第二旁通管路225。第二储热装置224的第二流量调整装置231被保持在不进行流量调整的状态，即全部数量的水通过第二储热装置224的状态。然后启动热泵203，以在温度11’处供给水，并且在出口处的水的温度T2’由第二温度传感器229连续地测量。

当温度T2’高于目标温度时，进行以下操作。首先，三通阀208被调整到允许部分的水流入第二旁通管路225。然而，没有单独通过上述的操作改变温度T2’，因为该操作增加在第二管段202中流动的水的温度，但是在水与在第二旁通管路225中流动的水合流以后，水的温度返回到温度T2’。因此，借助第二流量调整装置231减小第二储热装置224的出口处的流量，第二流量调整装置231设置在第二储热装置224的出口处。通过第二流量调整装置231的水然后与通过第二旁通管路225的水混合。此操作可提供与给予较少量的热量到合流的水相同的效果，并由此可以控制温度T2’，从而使温度T2’降低到目标温度。作为该操作的结果，热水，即，热量，被储存在第二储热装置224中。

往下，将提供在其中温度T2’下降到低于目标温度的情况的描述。在这种情况下，存在将温度T2’保持在目标温度处所需要的热量的短缺。因此，第二流量调整装置231被控制，使得储存在第二储热装置中的热介质224被以较大流量释放。当温度T2’在操作过程中恢复目标温度时，状态被保持。当温度T2’没有达到目标温度时，储存在第二储热装置中的热介质224仍然以较大的流量释放。第二储热装置224的储存量在操作期间可能会减少。这意味着储存在第二储热装置中的热量224被释放，以补偿热量的短缺。以这种方式，等于或超过来自热泵203的供给热量QH的热量可以被提供到水，并且相应地，可以控制温度T2’以达到目标温度。

图15A和15B示意性地示出上述操作。图15A示出时间和温度T1’之间的关系，并且图15B示出时间和储存在第二储热装置224中的热水的量之间的关系。当温度T1’高时，发生热量盈余，并且储存在第二储热装置224的热水的量增加(即，热量被储存)。换言之，第二储热装置224可以暂时储存在热泵203和第二管段222之间交换的热量的一部分。可以根据温度T1’暂时地储存可交换热量的总量。当温度T1’下降和发生热量短缺时，储存在第二储热装置224中的热水的量减小(即，热量被消耗)。

可以以类似的方式控制第一管段202的温度T2。当入口温度T1低时，被冷却到较低的温度的一部分水被储存在第一储热装置204中。当温度T1高时，储存在第一储热装置中的低温水204被释放，以便冷却水到所需的温度。第一储热装置204可以暂时储存在热泵203和第一管段222之间交换的热量的至少一部分(部分或全部)。实际上是冷水储存在第一储热装置204中，但冷水可以捕获在第一管段202中流动的水的热量。因此，可以说，第一储热装置204储存用于冷却的热量。

根据本实施例，如参照图16A至16F将要描述的，通过将用于从一个管段吸收热量并且用于加热另一管段的机制与具有储热装置的水处理系统中的热量相结合，能源效率可以明显增加。

图16A在左侧上示出待加热管段所需的热量，在右侧上示出待冷却管段所需的吸收热量。为简单起见，假设所需的热量随时间波动，并且所需的吸收热量与时间无关是恒定的。在水处理系统中所需的热量的波动可能由诸如昼夜之间的原水温度的波动引起。

在图16B中，按照所需的热量的最小值配置热泵203。热量QC从待冷却对象捕获并且通过热泵203传递，并且然后热量QH被提供到待加热对象。因此，能量效率比在其中冷却和加热分别进行的情况好。然而，由于在这个示例中被吸收的热量QC小于所需的吸收热量，如图16C所示，吸收量QC’的短缺可以由其它冷却装置补偿。同样地，必须通过其他加热方式补偿所需热量QH’的短缺。

在图16D中，根据平均所需热量配置热泵203。在这个示例中，与图16B所示的情况相比，因为通过热泵203传递的热量增大，能量效率进一步提高。然而，由于热吸收量QC也小于在这个示例中所需的吸收热量，如图16E所示，必须由其它冷却装置补偿吸收量QC”的短缺。同样地，必须由其他加热方式补偿所需的热量QH”的短缺。此外，盈余热量QH”’必须被废弃，并且这导致减小的能源效率。

在图16F的示例中，在图16D所示的示例中被废弃的盈余热量QH”’被储存，以便热量QH”的短缺由盈余热量QH”’补偿。这个示例示出了理想情况，其中盈余热量QH”’等于热量QH”的短缺，并且不需要其他加热装置用于加热。然而，即使两个值是不一样的，因为至少部分盈余热量QH”’可以用于热QH”的短缺的至少一部分，能源效率可以增加。虽然必须由其他加热装置补偿吸收热量QC”，但作为整体的能量效率是最高的，并且可以在很大程度上提高能源效率。

(第四实施例)

参照图17，根据第四实施例的水处理系统201b，除了第三实施例以外，包括第一再循环管路215，第一再循环管路215用于将水从第一储热装置204循环到在连接点206的上游和第一旁通管路205的分支点的下游的第一管段202。第一再循环管路215与第一管段202一起构成循环回路。可以总是由热泵203从循环回路吸收热量。储存在第一储热装置204中的冷水的温度可以由于与周围环境的热交换而增加。当在热泵203中有盈余冷却容量时，可以通过重新冷却储存在第一储热装置204中的水保持盈余冷却容量。

第二储热装置224可以设置有类似的再循环管路。参照图17，第二再循环管路235被设置为用于将水循环到在第二管段222的连接点206的上游和第二旁通管路225的分支点的下游的第二管段222。由于与周围环境进行热交换，储存在第二储热装置224中的热水的温度可能而降低。因此，能够通过由热泵203再加热水保持储存在第二储热装置224中的盈余加热容量，该水的温度通过第二再循环管路235降低。

在第二储热装置224中，到第二再循环管路235的出口L优选地定位低于来自第二管段222的进口H。特别是，来自第二管段222的进口H优选地定位在第二储热装置224的最上部分上，到第二再循环管路235的出口L优选地位于在第二储热装置224的底部处。当使用在第二储热装置224中储存的水开动热泵203时，通过热泵203加热的热水在定位在较高海拔处的入口H处流动进入第二储热装置224，从而向下推动储存在第二储热装置224中的具有较低温度的水。在第二储热装置224中临时产生高温水和低温水的分层，允许低温的水被有效地从第二储热装置224供给到热泵203，从而提高加热效率。

(第五实施例)

第五实施例适于从管段吸收热量并且使用该热量加热另一管段，与第三和第四实施例类似，但是与这些实施例的不同之处在于，设置中间回路。参照图18，类似于第一实施例，水处理系统部201c包括允许水在其中流动的第一管段202和热泵203。根据该实施例的水处理系统201c包括第一中间回路212。第一中间回路212分别地在连接点206和216处热连接到第一管段202的一部分和热泵203。第一中间回路212被配置为允许第一热介质流动用于在第一管段202中流动的水和热泵203之间进行热传递。对第一热介质上没有任何限制，并且没有必要使用容易引起水锈的高腐蚀性液体或流体。充满二氧化碳的第一中间回路212可以比装满水时更高效地传递热量。

水处理系统部分201c包括第一中间回路旁通管路214，第一中间回路旁通管路214在三通阀218处从第一中间回路212分支，在三通阀218的下游与第一中间回路212合流。具体而言，在第一热介质流动所沿的方向上看，第一中间回路旁通管路214在与热泵203的连接点216的下游从第一中间回路212的分支，并且在与第一管段202的连接点206的上游与第一中间回路212合流。第一中间回路旁通管路214包括第三储热装置213，第三储热装置213用于暂时储存在第一中间回路212中流动的第一热介质的至少一部分。在第一热介质流动所沿的方向上看时，第一流量调节装置211设置在第三储热装置213的下游。

第一温度传感器209在与第一中间回路212连接点206的下游设置在第一管段202上。

基于由第一温度传感器209测得的水的温度，第一控制单元210控制流入第一中间回路旁通管路214的第一热介质的流量和流出第三储热装置213的第一热介质的流量。

水处理系统201c进一步包括第二管段222、第二中间回路232、第四储热装置233和第二中间回路旁通管路234。第二中间回路232分别地在连接点226和236处热连接到第二管段222的一部分和热泵203。第二中间回路232被配置为允许第二热介质流动，用于在第二管段222中流动的水和热泵203之间进行热传递。因此，通过热泵203在第一管段202和第二管段222之间进行热传递。关于用于第二热介质的热介质，请参照对第一热介质的描述。

水处理系统部201c包括第二中间回路旁通管路234，第二中间回路旁通管路234在三通阀238处从第二中间回路232分支，并且在三通阀238的下游处与第二中间回路232合流。具体而言，在第二热介质流动所沿的方向上看，第二中间回路旁通管路234在与热泵203的连接点236的下游处从第二中间回路232分支，并且在具有第二分支管段222的连接点226的上游处与第二中间回路232合流。第二中间回路旁通管路234包括第四储热装置233，第四储热装置233用于暂时储存在第二中间回路232中流动的第二热介质的至少一部分。在第二热介质流动所沿的方向上看时，第二流量调节装置231设置在第四储热装置233的下游。

第二温度传感器229在与第二中间回路232的连接点226的上游设置在第二管段222上。

根据由第二温度传感器229测量的水温度T2’，第二控制单元230控制流入第二中间回路旁通管路234的第二热介质的流量和流出第四储热装置233的第二热介质的流量。

在实施例中设置两个中间回路212和232，但是如第一实施例中所示，也可以省略一个中间回路。

对热泵3的位置的限制可以通过设置第一中间回路212和第二中间回路232缓解。具体来说，当热泵203远离第一管段202等时，该管段必须一路铺设通过热泵203。对于水处理系统来说限制压力损失是非常重要的，因为水处理系统一般包括许多具有较大压力损失的装置，诸如膜装置和离子交换装置。在图18中所示的示例中，水处理系统的压力损失可以通过如下方式被限制：例如提供具有最短管路长度的第一管段202，并且通过具有小的压力损失的中间回路212将第一管段202连接到热泵203。当热泵3远离第一管段202等时，该优点是特别大的。虽然未显示，第一中间回路212在必要时可以被配置双重或三重回路。这同样适用于第二中间回路232。

此外，尽管未显示，第一中间回路212或第二中间回路232中的至少一个可以热连接到多个管段。例如，要被加热的其他管段可以沿第二中间回路232布置，并且可以与第二中间回路232一起被加热。由于没有严格限制中间回路的路线，可以以容易的方式通过一个热泵在加热多个管段的同时冷却多个管段。

接着，将说明上述水处理系统201c的操作。作为简单的示例，温度为T1’的水被假定为以固定流量流入第二管段222，并且被供给为温度为T2’的热水。温度T2’假定要被控制在目标温度处。另一方面，温度T1’被假定为随时间波动。来自热泵203的供给热量QH被假定为常数。在水处理系统201a中的热交换效率和在第四储热装置224的热耗散被忽略。第二中间回路232热连接到热泵203。因此，在第二中间回路232中流动的第二热介质由热泵203加热，并且然后与在第二管段222中流动的水进行热交换而被冷却。

首先，作为初始状态，三通阀238被调整，使得水以预定的比率流入第二中间回路旁通部234。为简单起见，假定在第二中间回路旁通部234中没有流动。设置在第四储热装置233的出口处的第二流量调整装置231保持关闭。然后，为了供给处于温度T1’的水，热泵203开启，并且通过第二温度传感器229连续地测量水的出口温度T2’。

当温度T2’比目标温度高时，执行以下操作。首先，三通阀238被调整，以允许第二热介质的一部分流入第二中间回路旁通部234。其结果是，在第二中间回路232中循环的第二热介质的流量降低，从而，每单位时间提供较小量的热水。因此，可以控制温度T2’，使其减小到目标温度。作为该操作的结果，具有较高的温度(即，热量)的第二热介质被储存在第四储热装置233中。

接下来，将描述关于温度T2下降到低于目标温度的情况。在这种情况下，存在将温度T2’保持在目标温度处所需要的热量的短缺。因此，第二流量调整装置231被控制，使得储存在第四储热装置233中的第二热介质被以预定的流量释放。释放的介质的流量取决于热量的短缺并且可以基于温度T2’的测量被确定。以这种方式，储存在第四储热装置233中的热量可以被释放，以补偿热量的短缺，并且相应地温度T2’可以被控制以达到目标温度。

同样适用于第一管段202。关于第一管段202，在入口温度T1低时，被冷却到较低温度的第一热介质的一部分被储存在第三储热装置213中。当温度T1高时，以低温度储存在第三储热装置213中的第一热介质被释放，并且将水冷却到所需的温度。

(第六实施例)

参照图19，水处理系统201d包括热连接到第一管段202和热泵203的第三中间回路217。第三中间回路217被配置为允许第一热介质在其中流动，用于在第一管段202中流动的水和热泵203之间的热传递。水处理系统201d还包括第三储热装置213，用于暂时地储存第一热介质的至少一部分。第三中间回路217分为第一循环回路217a和第二循环回路217b，第三储热装置213设置在第一循环回路217a和第二循环回路217b之间。第一循环回路217a在连接点206处热连接到第一管段202，并且被配置为允许所述第一热介质通过第三储热装置213循环。第二循环回路217b在连接点216处热连接到热泵203，并且被配置为允许第一热介质通过第三储热装置213循环。第二循环回路217b包括用于供给第一热介质的供给管路219a。

同样地，水处理系统201d包括被热连接到第二管段222和热泵203的第四中间回路237。第四中间回路237被配置为允许第二热介质流动，用于在在第二管段222中流动的水和热泵203之间的热传递。水处理系统201d包括第四储热装置233，用于暂时地储存第二热介质的至少一部分。第四中间回路237分成第三循环回路237a和第四循环回路237b，第四储热装置233设置在两者之间。第三次循环回路237a在连接点226处被热连接到第二管段222，并且被配置为允许第二热介质通过第四储热装置233循环。第四次循环回路237b在连接点236处热连接到热泵203，并且被配置为允许第二热介质通过第四储热装置233循环。第四次循环回路237b包括用于供给第二热介质的供给管路239a。

当在第二管段222的入口处的温度T1’高时，被加热到较高温度的第二热介质的热量的一部分被储存在第四储热装置233中。当温度T1’低时，第二流量调节装置231被调整，使得以高温储存在第四储热装置233中的第二热介质被释放，并且将水加热至所需温度。

当在第一管段222的入口处的温度T1低时，被冷却到较低的温度的第一热介质的热量的一部分被储存在第三储热装置213中。当温度T1高时，第一流量调节装置211被调整，使得以低温度储存在第三储热装置的第一热介质213被释放并且将水冷却到所需温度。

在第四储热装置233中，到第四循环回路239的出口L优选定位成低于来自第四循环回路的进口H。特别地，来自第四循环回路的进口H优选地定位在第四储热装置233的最上部，并且到第四循环回路的出口L优选地定位在第四储热装置233的底部处。其原因与第五实施例相同。

在第三至第六实施例中，当来自热泵203的供给热量超过加热或冷却管段所需的热量时，如上所述，盈余热量被储存在储热装置中，以便在热量短缺时使用。作为一个结果，即使当存在热量盈余时，热泵的用于容纳载荷波动的浪费待机或部分载荷操作也是没有必要的，并且在热量短缺的情况下，增加热泵的容量是没有必要的。

(示例)

使用具有示于图20中的中间回路的系统执行以下测量。具有5立方米容量的槽用作储热装置，并且具有压缩机功率为7.5kW和性能系数(用于加热)为4的热泵被使用。热泵没有进行任何载荷跟踪操作，并且供给热量给保持在30kW(＝7.5kW×性能系数4)的固定值处。在热泵的出口处(供给的热水的温度)的温度T4被设置在65℃处。在热量排出管段中被加热的水的温度T1根据白天的特定期间波动，并且出口温度T2被控制在25℃处。基于温度传感器的测量值，控制从储热装置释放的热介质的流量。

表3显示入口水温度T1和出口水温度T2。

[表3]

小时(时间)	8	10	12	14	16	18	20	22	0	2	4	6	8
														水温(℃)T1	21	22	22	23	22	22	21	20	20	19	20	20	21
水温(℃)T2	25	25	25	25	25	25	25	25	25	25	25	25	25

表4示出在水处理系统中用于每两个小时的各种参数中的变化。在该表中，“流量(L/h)”表示被供给的水的流量，其固定在6500L/h。“所需的热量(kW)”表示将水加热至25℃所需要的热量，并且随时间周期波动(即，入口温度T1)。“热量盈余/短缺(kW)”指示来自热泵的供给热量与所需的热量之间的差异，其中正值表示热量盈余，负值表示热量短缺。“储热(kWh)”表示储存在储热装置中的热量。当来自热泵的30kW的供给热量具有盈余时，盈余热量储存在储热装置中。因此，当连续地产生盈余时，所储存的热量增加。图21A是曲线图，示出了根据示例的热量盈余/短缺随时间的变化。

[表4]

表5示出在中间回路中的各种参数中的变化。假定温度T3等于水的出口温度T2。“储存到热介质储存装置(L/h)”表示每单位时间储存在储热装置中的热介质，和“自热介质储存装置(L/h)释放”表示每单位时间从储热装置释放的热介质。另一方面，在表4中的“储热(kWh)”表示储存在储热装置中的热量的总和。

[表5]

在示例中，“储存的热量(kWh)”逐渐增加，并且然后在温度T1变低时逐渐消耗并且最终变为零。因此，不需要其他热源用于补偿短缺，并且所需的总热量为720kWh。实际的能源消耗在转化为压缩机功率时是180kWh。从热泵供给的30kW热量是能够在热泵和热量排出管段之间交换的热量。从8:00至20:00，只有部分的可交换热量被用于热交换，而其余的热量被暂时地储存在储热装置中。从22:00到8:00，暂时储存在储热装置的热量被用于补偿排出到热量排出管段的热量的短缺。

(比较示例1)

针对其中在示例的配置没有设置储热装置的情况执行类似的测量。表6显示结果。图21B是曲线图，示出了在比较示例1中的热量盈余/短缺随时间的变化。“来自其他供给的热量(kW)”是在存在热量短缺时必须由其他装置(锅炉或等)补偿的热量，并且在存在热量短缺时被显示为负值。在第一个半周期中，由于来自热泵的供给热量高于所需的热量，不需要来自其他热源的热量供给。然而，盈余热量被废弃。在后半周期中，由于来自热泵的供给热量低于所需的热量，需要来自其他热源的热量供给。整个短缺必须由其他热源补偿，并且补偿需要90kWh的热量。如果热量从锅炉供给，所需的总能量变为270kWh，这是180kWh(热泵所需的能量)和90kWh的总和。

[表6]

(比较示例2)

使用其中使用诸如示例的配置中的锅炉之类的热源代替热泵的配置，进行类似的测量。表7显示结果。图21C是示出在比较示例2中的热量盈余/短缺随时间的变化的曲线图。在此示例中，类似于所述示例，总共所需要热量是720kWh，但是所需的能量也是720kWh。因此，这个示例需要4倍于在所述示例中所需要的能量的能量。

[表7]

附图标记

1-6：第一至第六装置

11，13：第一和第三管段(热量吸收管段)

12，14：第二和第四管段(热量排出管段)

21，21’，21”：热泵

202：第一管段(热量吸收管段)

203：热泵

204：第一个储热装置

222：第二管段(热量排出管段)

224：第二储热装置

Claims (28)

1.一种水处理系统，包括：

多个装置；

多个管段，水在所述多个管段中流动，并且所述多个管段将所述多个装置彼此连接，所述多个装置彼此相邻；

热泵，所述热泵从热量吸收管段吸收热量和将从热量吸收管段吸收的热量排出到热量排出管段，其中所述多个管段中的至少一个被限定为所述热量吸收管段，并且所述多个管段中的至少另一个被限定为所述热量排出管段。

2.根据权利要求1所述的水处理系统，还包括用于将热量提供给热量吸收管段或热量排出管段或将热量从热量吸收管段或热量排出管段中去除的机构，或用于与水处理系统的外部进行热传递的机构，所述两种机构补偿来自热量吸收管段的不足或过多的吸收热量或到热量排出管段的不足或过多的排出热量。

3.根据权利要求2所述的水处理系统，其中所述机构是第二热泵。

4.根据权利要求1所述的水处理系统，还包括至少一个第一中间回路或第二中间回路，其中第一中间回路设置在热量吸收管段与热泵之间，第一中间回路将从热量吸收管段吸收的热量传递到热泵，并且其中第二中间回路设置在热量排出管段和热泵之间，第二中间回路将从热泵排出的热量传递到热量排出管段。

5.根据权利要求1所述的水处理系统，其中设置多个热量吸收管段，并且进一步包括设置在所述多个热量吸收管段和所述热泵之间的第一中间回路，第一中间回路将从所述多个热量吸收管段吸收的热量传递到热泵。

6.根据权利要求1所述的水处理系统，其中设置多个热量排出管段，并且还包括设置在所述多个热量排出管段和所述热泵之间的第二中间回路，第二中间回路将从热泵排出的热量传递到所述多个热量排出管段。

7.根据权利要求1所述的水处理系统，其中热泵选自蒸汽压缩型、吸收型、吸附型、珀尔帖型和化学类型中的一种类型。

8.根据权利要求1所述的水处理系统，还包括储热装置，该储热装置用于暂时地储存能够在热泵和热量吸收管段之间交换的热量的至少一部分，或暂时地储存能够在热泵和热量排出管段之间交换的热量的至少一部分。

9.根据权利要求8所述的水处理系统，还包括：

第一储热装置，第一储热装置在与热泵连接的连接点的下游设置在热量吸收管段上；和

第一旁通管路，第一旁通管路在该连接点的上游从热量吸收管段分支，并且在储热装置的下游与热量吸收管段合流。

10.根据权利要求8所述的水处理系统，还包括：

第一储热装置，第一储热装置在与热泵连接的连接点的下游设置在热量吸收管段上；

第一旁通管路，第一旁通管路在所述连接点的上游从热量吸收管段分支，并且在第一储热装置的下游与热量吸收管段合流；和

第一再循环管路，第一再循环管路允许水在所述连接点的上游且在第一旁通管路的分支点的下游的点处从第一储热装置再循环到热量吸收管段。

11.根据权利要求8所述的水处理系统，还包括：

第二储热装置，第二储热装置在与热泵连接的连接点的下游设置在热量排出管段上；

第二旁通管路，第二旁通管路在热量排出管段的所述连接点的上游从热量排出管段分支，并且在第二储热装置的下游与热量排出管段合流。

12.根据权利要求8所述的水处理系统，还包括：

第二储热装置，第二储热装置在与热泵连接的连接点的下游设置在热量排出管段上；

第二旁通管路，第二旁通管路在热量排出管段的所述连接点的上游从热量排出管段分支，并在第二储热装置的下游与热量排出管段合流；和

第二再循环管路，第二再循环管路允许水在热量排出管段的连接点的上游并在第二旁通管路的分支点的下游的点处从第二储热装置再循环到热量排出管段。

13.根据权利要求8所述的水处理系统，还包括：

第二储热装置，第二储热装置在与热泵连接的连接点的下游设置在热量排出管段上；

第二旁通管路，第二旁通管路在热量排出管段的所述连接点的上游从热量排出管段分支，并且在第二储热装置的下游与热量排出管段合流；和

第二再循环管路，第二再循环管路允许水在热量排出管段的所述连接点的上游并在第二旁通管路的分支点的下游的点处从第二储热装置再循环到热量排出管段，

其中第二储热装置具有到第二再循环管路的出口和来自热量排出管段的入口，所述出口定位成比所述入口低。

14.根据权利要求8所述的水处理系统，还包括：

第一中间回路，第一中间回路分别地热连接到热量吸收管段和热泵，并且允许第一热介质在第一中间回路中流动，第一热介质在在热量吸收管段中流动的水和热泵之间进行热传递；

第一中间回路旁通管路，当在第一热介质流动所沿的方向上看时，第一中间回路旁通管路在与热泵连接的连接点的下游从第一中间回路分支，并且在所述连接点的上游与热量吸收管段合流；和

第三储热装置，第三储热装置设置在第一中间回路旁通管路上，第三储热装置暂时地储存在第一中间回路中流动的第一热介质的至少一部分。

15.根据权利要求8所述的水处理系统，还包括：

第三中间回路，第三中间回路分别地热连接到热量吸收管段和热泵，并且允许第一热介质在第三中间回路中流动，第一热介质在在热量吸收管段中流动的水和热泵之间进行热传递；和

第三储热装置，第三储热装置暂时地储存第一热介质的至少一部分，

其中第三中间回路包括；

第一循环回路，第一循环回路热连接到热量吸收管段，并且允许第一热介质通过第三储热装置循环；和

第二循环回路，第二循环回路热连接到热泵，并且允许第一热介质通过第三储热装置循环。

16.根据权利要求8所述的水处理系统，还包括：

第二中间回路，第二中间回路分别地热连接到热量排出管段和热泵，并且允许第二热介质在第二中间回路中流动，第二热介质在在热量排出管段中流动的水和热泵之间进行热传递；

第二中间回路旁通管路，当在第二热介质流动所的方向上看时，第二中间回路旁通管路在与热泵连接的连接点的下游从第二中间回路分支，并且在所述连接点的上游与热量排出管段合流；和

设置在第二中间回路旁通管路上的第四储热装置，第四储热装置暂时地储存在第二中间回路中流动的第二热介质的至少一部分。

17.根据权利要求8所述的水处理系统，还包括：

第四中间回路，第四中间回路分别地热连接到热量排出管段和热泵，并且允许第二热介质在第四中间回路中流动，第二热介质在在热量排出管段中流动的水和热泵之间进行热传递；和

暂时地储存第二热介质的至少一部分的第四储热装置，

其中第四中间回路包括；

第三循环回路，第三循环回路热连接到热量排出管段，并且允许第二热介质通过第四储热装置循环；和

第四循环回路，第四循环回路热连接到热泵，并且允许第二热介质通过第四储热装置循环。

18.根据权利要求8所述的水处理系统，还包括：

第四中间回路，第四中间回路分别地热连接到热量排出管段和热泵，并且允许第二热介质在第四中间回路中流动，第二热介质在在热量排出管段中流动的水和热泵之间进行热传递；和

暂时地储存第二热介质的至少一部分的第四储热装置，其中

第四中间回路包括：

第三循环回路，第三循环回路热连接到热量排出管段，并且允许第二热介质通过第四储热装置循环；和

第四循环回路，第四循环回路热连接到热泵，并且允许第二热介质通过第四储热装置循环；并且其中

第四储热装置具有到第四循环回路的出口和来自第四循环回路的入口，所述出口定位成比所述入口低。

19.根据权利要求1所述的水处理系统，其中热泵是蒸汽压缩型热泵，并且被配置为使得在热量排出管段的一部分的出口处的水的温度是从20℃至35℃，热量在所述部分和所述热泵之间传递。

20.根据权利要求19所述的水处理系统，其中在热量吸收管段中流动的水的温度在热量吸收管段的一部分的入口处是从20℃至35℃，热量在所述部分和所述热泵之间传递。

21.根据权利要求19所述的水处理系统，还包括用于加热或冷却热量排出管段或热量吸收管段的不同于热泵的装置。

22.根据权利要求19所述的水处理系统，还包括至少设置在热量排出管段与热泵之间或设置在热量吸收管段和蒸汽压缩型热泵之间的中间回路，中间回路在热量排出管段和热泵之间或在热量吸收管段和热泵之间执行热传递。

23.根据权利要求19所述的水处理系统，其中热泵加热在反渗透膜装置的入口管段中流动的水，使得该水的温度是从23℃至25℃。

24.根据权利要求19所述的水处理系统，其中热泵加热在紫外线氧化装置的入口管段中流动的水，使得该水的温度是从20℃到30℃。

25.根据权利要求19所述的水处理系统，其中热泵加热在氨汽提装置的入口管段中流动的水，使得该水的温度是从20℃到35℃。

26.根据权利要求19所述的水处理系统，其中热泵加热在需氧处理装置的入口管段中流动的水，使得该水的温度是从20℃到30℃。

27.一种使用水处理系统的水处理方法，所述水处理系统包括多个装置和多个管段，流体在所述多个管段中流动，所述多个管段将所述多个装置彼此连接，所述多个装置彼此相邻，

所述方法包括下述步骤：

通过热泵从热量吸收管段吸收热量，并且将从热量吸收管段吸收的热量排出到热量排出管段，其中所述多个管段中的至少一个被限定为所述热量吸收管段，并且所述多个管段中的至少另一个被限定为所述热量排出管段。

28.一种水处理方法，包括下述步骤：

通过热量排出管段供送水，和通过热量吸收管段供送水，热量排出管段和热量吸收管段被分别地热连接到蒸汽压缩型热泵；和

操作蒸汽压缩型热泵，使得冷凝制冷剂的步骤在热量排出管段中执行，蒸发制冷剂的步骤中在热量吸收管段中执行，

其中操作蒸汽压缩型热泵的步骤包括控制在热量排出管段中流动的水的水温度，使得在热量排出管段的一部分的出口处的水温度是从20℃至35℃，热量在所述部分和蒸汽压缩型热泵之间传递。

Images