CN107964775B - 一种洗衣房余热回收的供热系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种洗衣房余热回收供热系统，包括：熨烫废气回收机组、烘干废气回收机组和辅助加热设备。烘干废气热量被回收后排入大气，来自于水箱的水经过烘干废气回收机组加热后进入闪蒸器。熨烫废气通过阶梯降温后排放至室内以维持工作间的温度；来自水箱的水依次加热后送至闪蒸器。本发明提出的洗衣房余热回收的供热系统及方法能够在提供高温蒸汽和高温热水以替代现有锅炉满足用热需求的同时，改善工作环境，不仅避免余热资源浪费，提高能源利用率，同时降低运行成本。

Description

一种洗衣房余热回收的供热系统及方法

技术领域

本发明涉及家用电器，尤其涉及一种洗衣房余热回收的供热系统及方法。

背景技术

目前，除大型酒店、医院等设置洗衣房外，中小型宾馆等服务行业均将衣物及纺织物等外包给专业洗衣房。专业洗衣房有更大的洗衣量，所以具有更多的用热需求及余热排放量。洗衣房必备三类设备：洗脱机、烘干机及熨烫机，其中以熨烫为例，其需要120℃左右的蒸汽，且排放70-80℃的高温高湿的气体和90℃左右的冷凝水。现有的洗衣房大多将废热直接排放，不仅造成了能源的浪费及环境的热污染，而且也形成了不利于工作人员健康及工作效率的高温高湿工作环境。现有的洗衣房余热回收技术仅利用常规热泵技术或换热器回收部分余热用于提供热水或降低环境温度（CN102384606 A或CN 104596006 A），但其收效甚微。

除此之外，现有洗衣房的用热大多由燃柴、燃煤等锅炉提供，不仅具有较低的能源利用率，排放大量的大气污染物，同时需要专人负责运行安全，增加成本。

针对上述问题，亟需一种新的余热回收及供热系统，以解决现有技术存在的余热利用率低、能源利用率低及环境污染等问题。

发明内容

为解决现有技术中洗衣机余热利用率低、能源利用率低的问题，本发明提出一种洗衣房余热回收的供热系统及方法。

本发明采用的技术方案是，一种洗衣房余热回收供热系统，包括：

熨烫废气回收机组，包括两个热泵机组，闪蒸器和混合水箱，来自于水箱的水分梯度加热成高温蒸汽后进入闪蒸器，并通过蒸汽管道提供蒸汽，所述混合水箱通过管道与所述闪蒸器和冷凝水管道连通，所述混合水箱通过热水管道提供热水；

烘干废气回收机组，包括高温压缩机组，来自于水箱的水经过高温压缩机组后进入所述闪蒸器，烘干废气被高温压缩机组回收热量后排入大气。

所述熨烫废气回收机组包括：

常规热泵机组，由冷空气管道、压缩机、第一蒸发器和第一冷凝器组成；

高温热泵机组，由高温压缩机、第二蒸发器和第二冷凝器组成；

第二蒸发器与熨烫废气管道相连接，回收熨烫废气热量后将降温的气体通过风道输送至第一蒸发器进一步降温，而后排放至室内以维持工作间的温度；第一冷凝器和第二冷凝器水侧串联连接，依次加热来自水箱的水，最终产生的高温蒸汽送至闪蒸器。

在一实施例中，还包括一水蒸气压缩机，从所述闪蒸器引出的蒸气经过水蒸气压缩机进一步压缩后引入蒸汽管道。

所述烘干废气回收机组包括高温压缩机、冷凝器和蒸发器，所述蒸发器与烘干废气管道连接，将废气热量回收后排向室外，所述冷凝器的进水口与水箱的出口连接，所述冷凝器蒸汽出口与所述闪蒸器连接。

优选地，所述烘干废气管道内设置有过滤装置和风机。

优选地，所述洗衣房余热回收供热系统还包括辅助加热设备，该辅助加热设备包括由压缩机、冷凝器和蒸发器组成的空气源热泵机组，所述冷凝器用于水箱中的水加热，所述水箱的出水管道一路引入高温压缩机组冷凝器、一路引入熨烫废气回收机组的第一冷凝器和混合水箱。

优选地，所述辅助加热设备还包括给水箱内的水加热的太阳能集热器。

优选地，所述的辅助加热设备还包括用于给水箱中的水加热的电锅炉，电锅炉加热的水通过蒸汽管道引入所述的闪蒸器。

优选地，所述水箱内还包括一电加热器，用于给水箱内的水加热。

本发明还提出一种洗衣房余热回收供热方法，包括：

初期运行模式，洗衣房开始工作时，开启太阳能装置和空气源热泵，待水箱内温度传感器显示水温高于70℃时，直接供洗脱机使用，若不足70℃，则开启电加热器，加热水箱中的水以满足洗衣用水需求；

中期运行模式，当烘干机、熨烫机等洗衣设备全开时，开启熨烫废气回收机组和烘干废气回收机组，烘干废气回收机组通过烘干废气管道将高温烘干废气抽至蒸发器，烘干废气回收热量后被排放至室外，水箱的水在冷凝器中加热成120℃的高温蒸汽，之后引入闪蒸器；熨烫废气回收机组的高温热泵机组通过熨烫废气管道将熨烫废气收集至第二蒸发器，降温的气体通过风道输送至第一蒸发器以进一步降温，而后排放至室内环境中，用于维持室内环境温度；第一冷凝器和第二冷凝器水侧串联连接，依次加热来自水箱中的水，最终产生高温蒸汽送至闪蒸器；

后期运行模式，当衣物洗涤结束后，不再有热水需求，此时冷凝水通过阀门的转化直接进入烘干废气回收机组的冷凝器的进水口，被加热产生蒸汽供熨烫机和烘干机使用。

本发明提出的洗衣房余热回收的供热系统及方法通过高温热泵技术回收余热资源，并结合太阳能及空气源热泵技术，能够在提供高温蒸汽和高温热水以替代现有锅炉满足用热需求的同时，改善工作环境，不仅避免余热资源浪费，提高能源利用率，同时降低运行成本，减少环境污染。

附图说明

图1为本发明系统的示意图。

图2是本发明高压蒸汽机组的局部示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，本发明提出的洗衣房余热回收的供热系统包括熨烫废气回收机组1、烘干废气回收机组2和辅助加热设备3。熨烫废气回收机组1用于回收熨烫废气热量产生高温蒸汽，并产生冷空气用于洗衣设备并改善工作环境。烘干废气回收机组2用于回收烘干废气热量产生高温蒸汽。辅助加热设备3利用太阳能和电能在蒸汽供热量不足时补充热量。

熨烫废气回收机组1主要由常规热泵机组11、高温热泵机组12、闪蒸器13、混合水箱14、热水管道15、蒸汽管道16及冷凝水管道17构成。常规热泵机组11包括冷空气管道111、第一蒸发器112、压缩机113和第一冷凝器114等。高温热泵机组12包括熨烫废气管道121、第二蒸发器122、高温压缩机123和第二冷凝器124等。第二蒸发器122与熨烫废气管道121相连接，回收熨烫废气热量后将降温的气体通过风道输送至低第一蒸发器112以进一步降温，而后排放至室内以维持工作间的温度。第一冷凝器114和第二冷凝器124水侧串联连接，依次加热来自辅助加热设备3的水，最终产生高温蒸汽送至闪蒸器13。

如图2所示，为满足更高蒸汽温度的应用场合用热需求，高温热泵机组12可增加一个水蒸气压缩机19，使蒸气的输出提高至6bar或更高。

混合水箱14分别连接冷凝水管道17、闪蒸器13和辅助加热设备3的水箱出口35，将混合后满足工艺温度的热水通过热水管道15供给洗衣设备。

烘干废气回收机组2包括烘干废气管道21、蒸发器22、高温压缩机23和冷凝器24等。烘干废气管道21内设置有过滤装置211和风机212，蒸发器22与烘干废气管道21连接，将废气热量回收后排向室外，冷凝器24的进水口与辅助加热设备3的水箱出口35相连接，冷凝器24的蒸汽出口连接于闪蒸器13。

辅助加热设备3包括电锅炉31、空气源热泵32、太阳能集热器33、水箱34、水箱出水口35、自来水管道36和电锅炉蒸汽管道37。太阳能装置33与水箱34相连接，与空气源热泵32一同加热水箱内的水。水箱34内还设置一电加热器341和空气源热泵32的冷凝器321。水箱出水口35分别与高温热泵机组12、烘干废气回收机组2、混合水箱14和电锅炉31相连接，电锅炉蒸汽管道37与闪蒸器13相连接。

本发明提出的余热回收供热系统的运行方法包括：

初期运行模式

洗衣房开始工作时，开启太阳能装置33和空气源热泵32，一段时间内，只有洗脱机有热水需求，如蓄热水箱内温度传感器显示水温高于70℃，则直接供洗脱机使用，若不足70℃，则开启电加热321，加热蓄热水箱34中的水以满足洗衣用水需求。

中期运行模式

当烘干机、熨烫机等洗衣设备全开时，熨烫机需要120℃的高温蒸汽熨烫衣物，同时排放出75-85℃的高温高湿废气和90℃左右的冷凝水；而烘干机需要80℃左右的热风烘干衣服，同时排放出60-70℃的夹杂棉絮的废气。此时，开启熨烫废气回收机组1和烘干废气回收机组2，烘干废气回收机组2通过烘干废气管道21的风机212将高温烘干废气抽至蒸发器22，并利用过滤装置211提前将废气中的棉絮进行处理，以防堵塞换热器。烘干废气被烘干废气回收机组2中的低压环保工质回收热量后被排放至室外，循环工质将热量通过冷凝器24传递给来自水箱34的水使其加热成120℃的高温蒸汽，并与闪蒸器13相连。

熨烫废气回收机组1的高温热泵机组12通过熨烫废气管道121的风机将熨烫废气收集至第二蒸发器122，降温的气体通过风道输送至第一蒸发器112以进一步降温，而后排放至室内环境中，可维持室内环境温度在25-28℃之间。第一冷凝器114和第二冷凝器124水侧串联连接，依次加热来自蓄热水箱34中的水，最终产生高温蒸汽送至闪蒸器13。熨烫废气回收机组1采用两个机组分梯度将热水加热至120℃高温蒸汽，可降低机组压缩机的压缩比，提高压缩机效率，进而提高机组的能效。闪蒸器13与蒸汽管道16相连接为熨烫机和烘干机提供蒸汽。

混合水箱14与冷凝水管道17连接将冷凝水全部回收利用。太阳能装置33在白天一直保持运行，加热蓄热水箱34内的水，以分担供热机组的供热负荷。在供热机组供热量不足时，启动电锅炉31，产生的蒸汽通过管道37与闪蒸器13连接。

后期运行模式

当衣物洗涤结束后，不再有热水需求，此时冷凝水通过阀门的转化直接进入烘干废气回收机组2的冷凝器24的进水口，被加热产生蒸汽供熨烫机和烘干机使用。

夜间时，洗衣房停止工作，但此时电价较低，可开启空气源热泵32，以室外空气为热源，加热蓄热水箱34中的水，储存于蓄热水箱34中待白天使用。

经计算，本发明提出的系统方案通过余热回收可满足洗衣房的70%-80%的热量需求，剩余的热量由太阳能装置和空气源热泵提供，该系统非高压设备，无需专人负责，运行成本低，且无污染物排放，节能减排效果显著。

上述实施例仅用于说明本发明的具体实施方式。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和变化，这些变形和变化都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种洗衣房余热回收供热系统，其特征在于，包括：

熨烫废气回收机组，包括两个热泵机组，闪蒸器（13）和混合水箱（14），来自于水箱（34）的水分梯度加热成高温蒸汽后进入闪蒸器（13），并通过蒸汽管道（16）提供蒸汽，所述混合水箱（14）通过管道与所述闪蒸器（13）和冷凝水管道（17）连通，所述混合水箱通过热水管道（15）提供热水；

烘干废气回收机组，包括高温压缩机组（18），来自于水箱（34）的水经过高温压缩机组（18）的冷凝器（24）后进入所述的闪蒸器（13），烘干废气被高温压缩机组（18）回收热量后排入大气。

2.根据权利要求1所述的洗衣房余热回收供热系统，其特征在于，所述熨烫废气回收机组（1）包括：

常规热泵机组（11），由压缩机（113）、第一冷凝器（114）、节流阀和第一蒸发器（112）组成；

高温热泵机组（12），由高温压缩机（123）、第二冷凝器（124）、节流阀和第二蒸发器（122）组成；

第二蒸发器（122）与熨烫废气管道（121）相连接，回收熨烫废气热量后将降温的气体通过风道输送至第一蒸发器（112）进一步降温，之后排放至室内以维持工作间的温度；第一冷凝器（114）和第二冷凝器（124）水侧串联连接，依次加热来自水箱（34）的水，最终产生的高温蒸汽送至闪蒸器（13）。

3.根据权利要求2所述的洗衣房余热回收供热系统，其特征在于，还包括一水蒸气压缩机（19），从所述闪蒸器（13）引出的蒸汽 经过水蒸气压缩机（19）进一步压缩后引入蒸汽管道（16）。

4.根据权利要求1所述的洗衣房余热回收供热系统，其特征在于，所述烘干废气回收机组包括高温压缩机（23）、冷凝器（24）和蒸发器（22），所述蒸发器（22）与烘干废气管道（21）连接，将废气热量回收后排向室外，所述冷凝器（24）的进水口与水箱（34）的出口连接，所述冷凝器（24）蒸汽出口与所述闪蒸器（13）连接。

5.根据权利要求4所述的洗衣房余热回收供热系统，其特征在于，所述

烘干废气管道（21）内设置有过滤装置（211）和风机（212）。

6.根据权利要求1所述的洗衣房余热回收供热系统，其特征在于，还包括辅助加热设备（3），该辅助加热设备包括由压缩机、冷凝器和蒸发器组成的空气源热泵机组（32），所述冷凝器（321）设于水箱（34）中对水加热，所述水箱的出水管道一路引入高温压缩机组冷凝器（24）、一路引入熨烫废气回收机组的第一冷凝器（114）和混合水箱（14）。

7.根据权利要求6所述的洗衣房余热回收供热系统，其特征在于，所述的辅助加热设备（3）还包括给水箱内的水加热的太阳能集热器（33）。

8.根据权利要求6所述的洗衣房余热回收供热系统，其特征在于，所述的辅助加热设备（3）还包括用于给水箱中的水加热的电锅炉（31），电锅炉加热的水通过蒸汽管道（37）引入所述的闪蒸器（13）。

9.根据权利要求6所述的洗衣房余热回收供热系统，其特征在于，还包括一电加热器（341），设于水箱（34）内，用于给水箱内的水加热。

10.一种洗衣房余热回收供热方法，其特征在于，包括：

初期运行模式，洗衣房开始工作时，开启太阳能装置（33）和空气源热泵（32），待水箱（34）内温度传感器显示水温高于70℃时，直接供洗脱机使用，若不足70℃，则开启电加热器（341），加热水箱（34）中的水以满足洗衣用水需求；

中期运行模式，当烘干机、熨烫机洗衣设备全开时，开启熨烫废气回收机组（1）和烘干废气回收机组（2），烘干废气通过烘干废气管道（21）将高温烘干废气抽至蒸发器（22），烘干废气热量被回收后排放至室外，水箱（34）的水在冷凝器（24）中加热成120℃的高温蒸汽，之后引入闪蒸器（13）；熨烫废气回收机组（1）的高温热泵机组（12）通过熨烫废气管道（121）将熨烫废气收集至第二蒸发器（122），降温的气体通过风道输送至第一蒸发器（112）以进一步降温，之后排放至室内环境中，用于维持室内环境温度；第一冷凝器（114）和第二冷凝器（124）水侧串联连接，依次加热来自水箱（34）中的水，最终产生高温蒸汽送至闪蒸器（13）；

后期运行模式，当衣物洗涤结束后，不再有热水需求，此时冷凝水通过阀门的转化直接进入烘干废气回收机组（2）的冷凝器（24）的进水口，被加热产生蒸汽供熨烫机和烘干机使用。