CN103344064A - 即热式废热回收加热机组及其出水恒温控制方法 - Google Patents

Abstract

即热式废热回收加热机组及其出水恒温控制方法，涉及一种利用热泵的流体加热器及其控制方法，尤其涉及用于废热综合利用系统的即热式废热回收加热机组及其出水恒温控制方法，包括第一压缩机，第二压缩机，第一节流阀，第二节流阀，蒸发器，第一气液分离器，第二气液分离器和冷凝器组成的双系统热泵，进水电磁阀，恒温控制阀和用于初级热回收的水/水换热器；采用带热回收汽分，在保证节流前制冷剂过冷的同时，提高产品吸气温度，提高产品的制热量，防止因为液击而损坏压缩机；根据水箱水温、废水温度、设定水温之间的关系，通过恒温控制阀执行PID算法，控制恒温控制阀的开度，调节水流量，从而在废水温度波动时保证水箱水温保持恒定。

Description

即热式废热回收加热机组及其出水恒温控制方法

技术领域

本发明涉及一种利用热泵的流体加热器及其控制方法，尤其涉及一种用于废热综合利用系统的即热式废热回收加热机组及其出水恒温控制方法。

背景技术

印染、电子、食品加工、化工、冶金等企业在生产过程中都需要供应大量的热水，同时又产生更多的废热水(30～70℃)，大中型集体浴室也有大量的洗浴废热水(30℃左右)产生，这些现代工业生产和生活中排放的废热水，产生后通常不能再次使用，而是直接排放到环境中，或者经过相应要求的净化处理后排放到环境中。这些废热不但得不到利用，反而对环境产生热污染。中国发明专利“一种废热循环的节能印染水利用方法及系统”（中国发明专利号ZL200610027350.2，授权公告号CN100586868C）公开了一种废热循环的节能印染水利用方法及系统，系统包括冷冰箱，工艺生产设备，废水混合池，废水源热泵机组、热水池和生化处理池，特点是：由于工艺生产设备把生产过程中产生的各种余热洁净水排入废水混合池内，再经废水泵泵入废水源热泵机组回收沸热对废热池中的冷水进行加热成热水，再经热水供应泵把热水泵入工艺生产设备供生产之用，形成废热循环节能型印染水利用系统，其方法包括：把工艺生产设备排除不洁净余热水收入到废水混合池内；使用废水源热泵机组回收废热加热冷水，热水储于热水池；热水池内的热水供给工艺生产设备使用。该发明能明显节省能耗，并改善进入工艺生产设备的冷水一蒸汽的温差，使加热管道口不因膨胀而损坏。中国发明专利“居住建筑废水水源热泵热水机”（中国发明专利号ZL201010144858.7，授权公告号CN101818938B）公开了一种居住建筑废水水源热泵热水机，它包括制冷剂循环回路、废水集中管、废水排出管、自来水管、供热水管、废水热回收换热器、热水过渡管和废水过渡管，废水集中管与废水热回收换热器连通，废水热回收换热器与废水过渡管连通，废水过渡管与废水换热器连通；自来水管与废水热回收换热器连通，废水热回收换热器与热水过渡管连通，热水过渡管与热水换热器连通。该热泵热水机能效比高且能避免压缩机因超负荷运行而损坏。

但是，由于工业行业废水日排放量比较大，废水不可能较长时间的存储，同时还存在废水水温不稳定的问题，尤其是在热泵系统损坏或者废水温度变化过大等影响因素下，上述现有系统存在很难充分回收利用废水的热量，系统难以实现长期安全、稳定、高效运行。

发明内容

本发明的目的是要提供一种用于出水恒温控制方法的即热式废热回收加热机组，用于解决工业企业废热水日排放量比较大、废水水温不稳定、废水不可能较长时间的存储，废水的热量不能充分回收利用的技术问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种即热式废热回收加热机组，用于废热综合利用系统，包括第一压缩机，第二压缩机，第一节流阀，第二节流阀，蒸发器，第一气液分离器，第二气液分离器和冷凝器组成的双系统热泵，其特征在于：

所述的即热式废热回收加热机组还包括进水电磁阀，恒温控制阀和用于初级热回收的水/水换热器；

冷水进水管路通过进水电磁阀连接到水/水换热器的冷水入口，水/水换热器的出水口通过恒温控制阀，连接到冷凝器的进水口；冷凝器的热水出口通过热水出水管路连接到所述废热综合利用系统的热水循环回路；

所述即热式废热回收加热机组的废水进水口连接到水/水换热器的废水入口，水/水换热器的废水出口连接到蒸发器的废水入口，蒸发器的废水出水口通过废水出水管路连接到所述废热综合利用系统的废水循环回路；

所述即热式废热回收加热机组的第一气液分离器和第二气液分离器，采用带热回收结构的气液分离器，所述的带热回收结构的气液分离器包括液态制冷剂入口、液态制冷剂出口、气态制冷剂入口、气态制冷剂出口、热回收换热腔和气液分离腔；

所述即热式废热回收加热机组的两路制冷剂循环流程如下：

第一压缩机的排气口-冷凝器-第一气液分离器的液态制冷剂入口-第一气液分离器的热回收换热腔-第一气液分离器的液态制冷剂出口-第一节流阀-蒸发器-第一气液分离器的气态制冷剂入口-第一气液分离器的气液分离腔-第一气液分离器的气态制冷剂出口-第一压缩机的吸气口；

第二压缩机的排气口-冷凝器-第二气液分离器的液态制冷剂入口-第二气液分离器的热回收换热腔-第二气液分离器的液态制冷剂出口-第二节流阀-蒸发器-第二气液分离器的气态制冷剂入口-第二气液分离器的气液分离腔-第二气液分离器的气态制冷剂出口-第二压缩机的吸气口。

本发明的即热式废热回收加热机组的一种较佳的技术方案，其特征在于所述的蒸发器和冷凝器均包括双路制冷剂通道，所述的第一压缩机和第二压缩机分别通过其中一路制冷剂通道，连接成独立的两路制冷剂循环回路，构成压缩机双机互备结构；废热综合利用系统的单片机控制单元实时监测两台压缩机的运行状态，若双机互备结构中的一台压缩机因故障停运，则使用另一台压缩机维持热泵制热水功能。

本发明的另一个目的是要提供一种用于上述即热式废热回收加热机组的出水恒温控制方法，解决使用计算机程序实现废热综合利用系统的恒温流量调节的技术问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种用于上述即热式废热回收加热机组的出水恒温控制方法，所述的即热式废热回收加热机组用于废热综合利用系统；所述的废热综合利用系统还包括保温水箱，单片机控制单元，热源循环泵，空调末端和废水池，其特征在于包括以下步骤：

S100：获取设定水温、水温回差设定值；

S200：实时检测废水池的废水温度、保温水箱的水箱水温和水箱水位；

S300：当水箱水位低于水位下限时，启动即热式废热回收加热机组，打开进水电磁阀，启动第一压缩机，第二压缩机和热源循环泵；当水箱水位达到水位上限时，即热式废热回收加热机组停止运行；

S400：即热式废热回收加热机组的废水进水和冷水进水首先进入水/水换热器160，进行初级热回收；

S500：水/水换热器流出的废水，再进入蒸发器进行二级热回收；

S600：经过水/水换热器换热升温的冷水，再经过恒温控制阀，进入冷凝器进行二次加热，制成热水送入保温水箱；

S700：根据水箱水温与设定水温的差值，单片机控制单元计算出恒温控制阀的开度，通过恒温控制阀执行PID算法控制水流量，从而保证水箱水温达到设定值；

所述的出水恒温控制方法还包括以下制冷剂循环流程：

S810：压缩机排出的高温高压气态制冷剂进入冷凝器，释放热量到被加热的冷水中，气态制冷剂冷凝为液态；

S820：冷凝为液态的制冷剂通过液态制冷剂入口，进入带热回收气分的热回收换热腔回收液态制冷剂中的热量；

S830：热回收换热腔中的过冷液态制冷剂，经由液态制冷剂出口流出，通过节流阀节流降压后，进入蒸发器中吸收废水中的热量，汽化变为低压气态制冷剂；

S840：低压气态制冷剂通过气态制冷剂入口，进入气液分离腔，回收热回收换热腔中液态制冷剂的热量，充分汽化后经由气态制冷剂出口吸入压缩机，形成闭式制冷剂循环流程，不断将废水中的热量转移到被加热的水中。

本发明的出水恒温控制方法的一种更好的技术方案，其特征在于还包括以下进入和退出恒温循环运行状态的步骤：

S350：当水箱水位达到水位上限，即热式废热回收加热机组停止运行后，若水箱温度降低并且超过水温回差设定值，则根据预设运行模式启动即热式废热回收加热机组，开启恒温水泵，并且关闭进水电磁阀，系统进入恒温循环运行状态；当水箱温度达到设定水温后，系统退出恒温循环运行状态。

本发明的出水恒温控制方法的一种改进的技术方案，其特征在于所述的热源循环泵包括第一热源循环泵和第二热源循环泵；若废水温度高于50℃，则开启第一热源循环泵或第二热源循环泵；若废水温度低于50℃，则同时开启第一热源循环泵和第二热源循环泵，从而增加废水的循环量。

本发明的出水恒温控制方法的一种进一步改进的技术方案，其特征在于第一热源循环泵和第二热源循环泵构成双机互备结构；单片机控制单元实时监测两台热源循环泵的运行状态，当双机互备结构中的一台热源循环泵故障停运时，可以使用另一台热源循环泵维持废水循环功能。

本发明的出水恒温控制方法的一种优选的技术方案，其特征在于第一压缩机和第二压缩机构成双机互备结构；单片机控制单元实时监测两台压缩机的运行状态，当双机互备结构中的一台压缩机因故障停运时，可以使用另一台压缩机维持热泵制热水功能。

本发明的有益效果是：

1、本发明的即热式废热回收加热机组采用带热回收结构的气液分离器，能保证节流前制冷剂过冷的同时，提高产品吸气温度，提高产品的制热量，防止因为液击而损坏压缩机；利用特殊防腐和强化换热设计的换热器，实现双级热回收和能量转移综合利用，产品能效可以达到13，并且保证在废水温度变化的情况下能够安全、稳定、高效运行。

2、本发明采用多级热回收技术，实现大温差回收废热，解决了工业行业日废水排放量比较大、废水水温不稳定、废水不可能较长时间的存储的问题，可以使废水的热量大部分得以回收利用，排出来的水不再造成环境热污染，从而可以节省冷却塔的建设投资和后期的运行费用。

3、本发明采用单片机程序控制的方法，根据水箱水温、废水温度、设定水温之间的关系，通过恒温控制阀执行PID算法，控制恒温控制阀的开度，调节水流量，从而在废水温度波动时保证水箱水温保持恒定，并且可以在40℃-65℃自由设定。

4、本发明采用双路出水控制和双机互备结构，保证产品在单个压缩机和单个热源循环泵状态也能正常制取符合要求的热水，可以防止一个压缩机损环影响另一个压缩机正常运行，在双机互备结构中的一台设备出现故障停止运行时，可以保证热泵机组的另一个没有故障的系统能安全、稳定、高效运行。

附图说明

图1是废热综合利用系统的系统原理图；

图2是即热式废热回收加热机组的结构示意图；

图3是本发明的使用带热回收气分的即热式废热回收加热机组的结构示意图；

图4是本发明的出水恒温控制方法流程图；

图5是带热回收结构的气液分离器的结构示意图。

以上图中的各部件的标号：100-即热式废热回收加热机组，111-第一压缩机，112-第二压缩机，121-第一节流阀，122-第二节流阀，130-蒸发器，141-第一气液分离器，142-第二气液分离器，150-冷凝器，160-水/水换热器，200-保温水箱，210-传感元件，211-废水温度传感元件，220-冷水增压泵，230-恒温循环泵，240-泄水阀，300-单片机控制单元，310-第一三通阀，320-第二三通阀，330-第三三通阀，340-单向阀，350-进水电磁阀，360-恒温控制阀，400-废水池，411-第一热源循环泵，412-第二热源循环泵，500-空调末端，A-液态制冷剂入口，B-液态制冷剂出口，C-气态制冷剂入口，D-气态制冷剂出口,E-热回收换热腔，F-气液分离腔。

具体实施方式

为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进行进一步地详细描述。

图1是单片机控制的废热综合利用系统的一个实施例，所述的废热综合利用系统包括即热式废热回收加热机组100，保温水箱200，单片机控制单元300，热源循环泵，废水池400和空调末端500。

图2展示了本发明的废热综合利用系统的即热式废热回收加热机组100的一个实施例，所述的即热式废热回收加热机组100包括第一压缩机111，第二压缩机112，第一节流阀121，第二节流阀122，蒸发器130，第一气液分离器141，第二气液分离器142和冷凝器150组成的双系统热泵，以及进水电磁阀35，恒温控制阀360和用于初级热回收的水/水换热器160；图2中使用虚线表示即热式废热回收加热机组100与单片机控制单元300和各传感元件之间的控制连接。

冷水进水管路通过进水电磁阀350连接到水/水换热器160的冷水入口，水/水换热器160的出水口通过恒温控制阀360，连接到冷凝器150的进水口；冷凝器150的热水出口通过热水出水管路连接到所述废热综合利用系统的热水循环回路；

所述即热式废热回收加热机组100的废水进水口连接到水/水换热器160的废水入口，水/水换热器160的废水出口连接到蒸发器130的废水入口，蒸发器130的废水出水口通过废水出水管路连接到所述废热综合利用系统的废水循环回路；

根据图3所示的带热回收气分的即热式废热回收加热机组的实施例，所述即热式废热回收加热机组100的第一气液分离器141和第二气液分离器142，采用带热回收结构的气液分离器（简称带热回收气分），所述的带热回收结构的气液分离器如图5所示，包括液态制冷剂入口A、液态制冷剂出口B、气态制冷剂入口C、气态制冷剂出口D、热回收换热腔E和气液分离腔F；所述即热式废热回收加热机组100的两路制冷剂循环流程如下：

第一压缩机111的排气口-冷凝器150-第一气液分离器141的液态制冷剂入口A-第一气液分离器141的热回收换热腔E-第一气液分离器141的液态制冷剂出口B-第一节流阀121-蒸发器130-第一气液分离器141的气态制冷剂入口C-第一气液分离器141的气液分离腔F-第一气液分离器141的气态制冷剂出口D-第一压缩机111的吸气口；

第二压缩机112的排气口-冷凝器150-第二气液分离器142的液态制冷剂入口A-第二气液分离器142的热回收换热腔E-第二气液分离器142的液态制冷剂出口B-第二节流阀122-蒸发器130-第二气液分离器142的气态制冷剂入口C-第二气液分离器142的气液分离腔F-第二气液分离器142的气态制冷剂出口D-第二压缩机112的吸气口。

来自冷水增压泵220的冷水进水管路，通过进水电磁阀350连接到水/水换热器160的冷水入口，水/水换热器160的出水口通过恒温控制阀360，连接到冷凝器150的进水口；保温水箱200通过恒温循环泵230，连接到即热式废热回收加热机组100的恒温进水口，将保温水箱200的热水回送到冷凝器150的进水口，冷凝器150的热水出口连接到所述的保温水箱200，构成所述废热综合利用系统的热水循环回路，参见图1和图2。

根据图1和图2所示的实施例，废水池400连接到第一三通阀310的A端口31A，第一三通阀310的B端口31B通过至少一台热源循环泵，连接到即热式废热回收加热机组100的废水进水口，将废热水输送到水/水换热器160的废水入口，水/水换热器160的废水出口连接到蒸发器130的废水入口，蒸发器130的废水出水口连接到第三三通阀330的A端口33A，再通过第三三通阀330的C端口33C连接到排水口，构成所述废热综合利用系统的废热回收加热回路；

第三三通阀330的B端口33B，通过单向阀340连接到空调末端500，将即热式废热回收加热机组100排出的低温废水，输送到空调末端500实现空调制冷功能，空调末端500的废水出口连接到第二三通阀320的A端口32A，通过第二三通阀320的C端口32C连接到排水口，构成所述废热综合利用系统的空调制冷回路；

第一三通阀310的C端口31C连接到空调末端500，将废热水输送到空调末端500实现空调采暖功能，空调末端500的废水出口连接到第二三通阀320的A端口32A，通过第二三通阀320的C端口32C连接到排水口，构成所述废热综合利用系统的废热采暖回路；第二三通阀320的B端口32B连接到所述热源循环泵的入口，将空调末端500的废水再输送到所述的废热回收加热回路，实现废热采暖同时制热水功能；

所述的保温水箱200中设有用于检测水箱水位和水箱温度的传感元件210；所述的单片机控制单元300的输入信号端连接到所述的传感元件210，根据传感元件210检测到的水箱水位和水箱温度产生控制信号，传送到进水电磁阀350、恒温控制阀360、热源循环泵和恒温循环泵230的控制输入端；

所述的单片机控制单元300的控制信号输出端，还连接到所述第一三通阀310，第二三通阀320和第三三通阀330的控制输入端，可以根据所选择的废热综合利用系统的运行模式，控制各个三通阀的接通状态。

根据图2所示的即热式废热回收加热机组的实施例，所述的蒸发器130和冷凝器150均包括双路制冷剂通道，所述的第一压缩机111和第二压缩机112分别通过其中一路制冷剂通道，连接成独立的两路制冷剂循环回路，构成压缩机双机互备结构；单片机控制单元300实时监测两台压缩机的运行状态，若双机互备结构中的一台压缩机因故障停运，则使用另一台压缩机维持热泵制热水功能。

根据图1所示的废热综合利用系统的实施例，所述即热式废热回收加热机组100的废水进水口设有废水温度传感元件211；所述的热源循环泵包括第一热源循环泵411和第二热源循环泵412，两台热源循环泵并列连接构成双机互备结构；所述的单片机控制单元300可以根据废水温度，分别控制第一热源循环泵411和第二热源循环泵412开启状态；单片机控制单元300实时监测两台热源循环泵的运行状态，若双机互备结构中的一台热源循环泵故障停运，则使用另一台热源循环泵维持废水循环功能。

图4是本发明的出水恒温控制方法的一个实施例的流程图，本实施例的流程图仅包含了实现恒温流量调节方法的基本步骤，省略了本专业普通技术人员所熟悉的微机系统计算机软硬件上电初始化等过程所需的公知程序步骤。

图4所示的本发明的出水恒温控制方法包括以下步骤：

S100：获取设定水温、水温回差设定值和预设运行模式，通过改变第一三通阀310、第二三通阀320和第三三通阀330的加电状态，选择废热综合利用系统的运行模式；

S200：实时检测废水池400的废水温度、保温水箱200的水箱水温和水箱水位；

S300：当水箱水位低于水位下限时，启动即热式废热回收加热机组100，打开进水电磁阀350，启动第一压缩机111，第二压缩机112和热源循环泵；当水箱水位达到水位上限时，即热式废热回收加热机组100停止运行；

S400：即热式废热回收加热机组100的废水进水和冷水进水首先进入水/水换热器160，进行初级热回收；

S500：水/水换热器160流出的废水，再进入蒸发器130进行二级热回收；

S600：经过水/水换热器160换热升温的冷水，再经过恒温控制阀360，进入冷凝器150进行二次加热，制成热水送入保温水箱200；

S700：根据水箱水温与设定水温的差值，单片机控制单元300计算出恒温控制阀360的开度，通过恒温控制阀360执行PID算法控制水流量，从而保证水箱水温达到设定值；

所述的出水恒温控制方法还包括以下制冷剂循环流程：

S810：压缩机排出的高温高压气态制冷剂进入冷凝器，释放热量到被加热的冷水中，气态制冷剂冷凝为液态；

S820：冷凝为液态的制冷剂通过液态制冷剂入口A，进入带热回收气分的热回收换热腔E回收液态制冷剂中的热量；

S830：热回收换热腔E中的过冷液态制冷剂，经由液态制冷剂出口B流出，通过节流阀节流降压后，进入蒸发器中吸收废水中的热量，汽化变为低压气态制冷剂；

S840：低压气态制冷剂通过气态制冷剂入口C，进入气液分离腔F，回收热回收换热腔E中液态制冷剂的热量，充分汽化后经由气态制冷剂出口D吸入压缩机，形成闭式制冷剂循环流程，不断将废水中的热量转移到被加热的水中。

根据图1所示，采用本发明的带热回收气分的即热式废热回收加热机组构建废热综合利用系统时，所述的步骤S100包括以下可以选择的废热综合利用系统的运行模式：

S120：制热水同时制冷运行模式：第一三通阀310为得电状态，端口31A-31B接通，端口31A-31C关闭；第二三通阀320为失电状态，端口32A-32B关闭，端口32A-32C接通；第三三通阀330为得电状态，端口33A-33B接通，端口33A-33C关闭；废水池400的废水经由第一三通阀310的端口31A-31B，通过热源循环泵输送到即热式废热回收加热机组100，实现两级热回收制取热水功能；即热式废热回收加热机组100废水出水口的低温废水，再通过第三三通阀330的端口33A-33B，经由单向阀340流入到空调未端500实现制冷功能，然后通过第二三通阀320的端口32A-32C排放；

S140：只制热水运行模式：第一三通阀310为得电状态，端口31A-31B接通，端口31A-31C关闭；第三三通阀330为失电状态，端口33A-33B关闭，端口33A-33C接通；从即热式废热回收加热机组100的废水出水口流出的废水，通过第三三通阀330的端口33A-33C直接排放。

S160：采暖同时制热水工作模式：第一三通阀310为失电状态，端口31A-31B关闭，端口31A-31C接通；第二三通阀320为得电状态，端口32A-32B接通，端口32A-32C关闭；第三三通阀330为失电状态，端口33A-33B关闭，端口33A-33C接通；废水池的废水通过第一三通阀310的端口31A-31C，进入空调未端500实现采暖功能；空调未端500流出的废水，经由第二三通阀320的端口32A-32B，通过热源循环泵输送到即热式废热回收加热机组100，实现两级热回收制取热水功能；即热式废热回收加热机组100废水出水口的废水，通过第三三通阀330的端口33A-33C直接排放；

S180：只采暖工作模式：第一三通阀310为失电状态，端口31A-31B关闭，端口31A-31C接通；第二三通阀320为失电状态，端口32A-32B关闭，端口32A-32C接通；废水池的废水通过第一三通阀310的端口31A-31C，进入空调未端500实现采暖功能；空调未端500流出的废水，经由第二三通阀320的端口32A-32C直接排放。

根据图4所示的出水恒温控制方法的实施例，还包括以下进入和退出恒温循环运行状态的步骤：

S350：当水箱水位达到水位上限，即热式废热回收加热机组100停止运行后，若水箱温度降低并且超过水温回差设定值，则根据预设运行模式启动即热式废热回收加热机组100，开启恒温水泵230，并且关闭进水电磁阀350，系统进入恒温循环运行状态；当水箱温度达到设定水温后，系统退出恒温循环运行状态。

根据本发明的出水恒温控制方法的另一个实施例，所述的热源循环泵包括第一热源循环泵411和第二热源循环泵412；若废水温度高于50℃，则开启第一热源循环泵411或第二热源循环泵412；若废水温度低于50℃，则同时开启第一热源循环泵411和第二热源循环泵412，从而增加废水的循环量。

根据本发明的出水恒温控制方法的上述实施例的改进方案，所述的第一热源循环泵411和第二热源循环泵412构成双机互备结构；单片机控制单元300实时监测两台热源循环泵的运行状态，当双机互备结构中的一台热源循环泵故障停运时，可以使用另一台热源循环泵维持废水循环功能。

根据本发明的出水恒温控制方法的一个优选的实施例，所述的第一压缩机111和第二压缩机112构成双机互备结构；单片机控制单元300实时监测两台压缩机的运行状态，当双机互备结构中的一台压缩机因故障停运时，可以使用另一台压缩机维持热泵制热水功能。

实施例1

制冷制热水运行模式：废水进水50℃-70℃和冷水进水15℃经过水/水换热器160进行初级热回收后，废水水箱水温降至30℃-40℃之间，而冷水温度升至25℃-30℃，然后，废水再流入蒸发器130进行二级热回收，热回收的废水温度降至12℃左右，从蒸发器130出来的12℃废水，经由第三三通阀330，通过单向阀340流入到空调未端500进行制冷。升温至25℃-30℃的冷水经过恒温控制阀350后，流入冷凝器150进行二次加热。单片机控制单元300实时检测热水水箱水温，根据水箱水温与设定水温的差值，计算出恒温控制阀的开度，通过恒温控制阀执行PID算法控制水流量，从而保证水箱水温达到设定值。

实施例2

冬季采暖制热水工作模式：从废水池出来的50℃-70℃的废热水，经由第一三通阀310，进入空调未端500实现采暖功能，空调未端500流出的废水经由第二三通阀320，通过第一热源循环泵411和/或第二热源循环泵412，实现两级热回收制取热水功能；空调未端的水箱水温为35℃-40℃之间，进入水/水换热器160，与来自进水电磁阀350的5℃-10℃冷水进行初级热交换，废水水箱水温降至20℃-30℃之间，而冷水温度升至15℃-25℃。水/水换热器160流出的废水再流入蒸发器130进行二级热回收，二级热回收后的废水温度降至8℃左右，升温至15℃-25℃的冷水经过恒温控制阀360后，流入冷凝器150进行二次加热，单片机控制单元300检测热水水箱水温，根据水箱水温与设定水温的差值，计算出恒温控制阀的开度，通过恒温控制阀执行PID算法控制水流量，从而保证水箱水温达到设定值。从蒸发器出来的8℃左右的废水，通过第三三通阀330的端口33A-33C直接排放。如果不需要制热水时，第二三通阀320失电，空调未端500流出的废水，经由第二三通阀320的端口32A-32C直接排放。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的技术方案，而并非用作为对本发明的限定，任何基于本发明的实质精神对以上所述实施例所作的变化、变型，都将落在本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种即热式废热回收加热机组，用于废热综合利用系统，包括第一压缩机，第二压缩机，第一节流阀，第二节流阀，蒸发器，第一气液分离器，第二气液分离器和冷凝器组成的双系统热泵，其特征在于：

所述的即热式废热回收加热机组还包括进水电磁阀，恒温控制阀和用于初级热回收的水/水换热器；

冷水进水管路通过进水电磁阀连接到水/水换热器的冷水入口，水/水换热器的出水口通过恒温控制阀，连接到冷凝器的进水口；冷凝器的热水出口通过热水出水管路连接到所述废热综合利用系统的热水循环回路；

所述即热式废热回收加热机组的废水进水口连接到水/水换热器的废水入口，水/水换热器的废水出口连接到蒸发器的废水入口，蒸发器的废水出水口通过废水出水管路连接到所述废热综合利用系统的废水循环回路；

所述即热式废热回收加热机组的第一气液分离器和第二气液分离器，采用带热回收结构的气液分离器，所述的带热回收结构的气液分离器包括液态制冷剂入口、液态制冷剂出口、气态制冷剂入口、气态制冷剂出口、热回收换热腔和气液分离腔；

所述即热式废热回收加热机组的两路制冷剂循环流程如下：

第一压缩机的排气口-冷凝器-第一气液分离器的液态制冷剂入口-第一气液分离器的热回收换热腔-第一气液分离器的液态制冷剂出口-第一节流阀-蒸发器-第一气液分离器的气态制冷剂入口-第一气液分离器的气液分离腔-第一气液分离器的气态制冷剂出口-第一压缩机的吸气口；

第二压缩机的排气口-冷凝器-第二气液分离器的液态制冷剂入口-第二气液分离器的热回收换热腔-第二气液分离器的液态制冷剂出口-第二节流阀-蒸发器-第二气液分离器的气态制冷剂入口-第二气液分离器的气液分离腔-第二气液分离器的气态制冷剂出口-第二压缩机的吸气口。

2.根据权利要求1所述的即热式废热回收加热机组，其特征在于所述的蒸发器和冷凝器均包括双路制冷剂通道，所述的第一压缩机和第二压缩机分别通过其中一路制冷剂通道，连接成独立的两路制冷剂循环回路，构成压缩机双机互备结构；废热综合利用系统的单片机控制单元实时监测两台压缩机的运行状态，若双机互备结构中的一台压缩机因故障停运，则使用另一台压缩机维持热泵制热水功能。

3.一种用于权利要求1或2所述的即热式废热回收加热机组的出水恒温控制方法，所述的即热式废热回收加热机组用于废热综合利用系统；所述的废热综合利用系统还包括保温水箱，单片机控制单元，热源循环泵，空调末端和废水池，其特征在于包括以下步骤：

S100：读取设定水温和水温回差设定值；

S200：实时检测废水池的废水温度、保温水箱的水箱水温和水箱水位；

S300：当水箱水位低于水位下限时，启动即热式废热回收加热机组，打开进水电磁阀，启动第一压缩机，第二压缩机和热源循环泵；当水箱水位达到水位上限时，即热式废热回收加热机组停止运行；

S400：即热式废热回收加热机组的废水进水和冷水进水首先进入水/水换热器160，进行初级热回收；

S500：水/水换热器流出的废水，再进入蒸发器进行二级热回收；

S600：经过水/水换热器换热升温的冷水，再经过恒温控制阀，进入冷凝器进行二次加热，制成热水送入保温水箱；

S700：根据水箱水温与设定水温的差值，单片机控制单元计算出恒温控制阀的开度，通过恒温控制阀执行PID算法控制水流量，从而保证水箱水温达到设定值；

所述的出水恒温控制方法还包括以下制冷剂循环流程：

S810：压缩机排出的高温高压气态制冷剂进入冷凝器，释放热量到被加热的冷水中，气态制冷剂冷凝为液态；

S820：冷凝为液态的制冷剂通过液态制冷剂入口，进入带热回收气分的热回收换热腔回收液态制冷剂中的热量；

S830：热回收换热腔中的过冷液态制冷剂，经由液态制冷剂出口流出，通过节流阀节流降压后，进入蒸发器中吸收废水中的热量，汽化变为低压气态制冷剂；

S840：低压气态制冷剂通过气态制冷剂入口，进入气液分离腔，回收热回收换热腔中液态制冷剂的热量，充分汽化后经由气态制冷剂出口吸入压缩机，形成闭式制冷剂循环流程，不断将废水中的热量转移到被加热的水中。

4.根据权利要求3所述的出水恒温控制方法，其特征在于还包括以下进入和退出恒温循环运行状态的步骤：

S350：当水箱水位达到水位上限，即热式废热回收加热机组停止运行后，若水箱温度降低并且超过水温回差设定值，则根据预设运行模式启动即热式废热回收加热机组，开启恒温水泵，并且关闭进水电磁阀，系统进入恒温循环运行状态；当水箱温度达到设定水温后，系统退出恒温循环运行状态。

5.根据权利要求3所述的出水恒温控制方法，其特征在于所述的热源循环泵包括第一热源循环泵和第二热源循环泵；若废水温度高于50℃，则开启第一热源循环泵或第二热源循环泵；若废水温度低于50℃，则同时开启第一热源循环泵和第二热源循环泵，从而增加废水的循环量。

6.根据权利要求5所述的出水恒温控制方法，其特征在于第一热源循环泵和第二热源循环泵构成双机互备结构；单片机控制单元实时监测两台热源循环泵的运行状态，当双机互备结构中的一台热源循环泵故障停运时，可以使用另一台热源循环泵维持废水循环功能。

7.根据权利要求3至6之任一权利要求所述的出水恒温控制方法，其特征在于第一压缩机和第二压缩机构成双机互备结构；单片机控制单元实时监测两台压缩机的运行状态，当双机互备结构中的一台压缩机因故障停运时，可以使用另一台压缩机维持热泵制热水功能。

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