CN109682067A - 余热回收利用系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种余热回收利用系统及其控制方法，该系统包括：用于输出热水的热水输出装置，所述热水输出装置设置有入水口和出水口；所述出水口连接有热水出水管；具有入口和出口的第一余热回收部，所述入口用于作为自来水进水端，所述出口能用于输出所述自来水流经所述第一余热回收部时与废水换热后的温水；能对所述出口流出的至少部分温水进行加热的加热系统，所述加热系统与所述入水口相连通；设置在所述热水出水管上的流量分配元件；所述流量分配元件具有与所述出口或自来水进水端连通的混水口。本发明能够自动适应复杂的实际变动工况，使得系统启动和运行稳定可靠，同时解决出水水温波动问题，大大提高用户的使用体验。

Description

余热回收利用系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及废水余热回收技术领域，特别涉及一种余热回收利用系统及其控制方法。

背景技术

随着节能环保理念越来越受到重视，废水余热回收技术广泛应用至各个领域，包括日常生活领域和工业生产领域。

在日常生活领域中，以淋浴产生的废水为例，在没有进行改进前，这些温度较高的废水都是直接导入下水道排放掉的，也就是说淋浴时排放的废热水中含有大量的余热也就被浪费掉了。为了对淋浴时产生的废水的余热回收利用，目前现有技术中也提供了一些在热水器中安装废水余热回收的装置的技术方案，以回收废水中的余热，达到节能减排的目的。

其中，中国专利说明书CN203349509U提供了一种带电加热的废热水余热回收式热泵热水器，如图1所示，该热水器具有淋浴热水多重余热回收功能，其主要包括：由压缩机1、冷凝器2、节流阀3以及蒸发器4构成的闭合制热回路，还包括热泵热水器的储水箱5、汇集废热水的集水箱6以及串接在储水箱5的自来水进水管道上的热交换器7，其中冷凝器2安装在储水箱5内，热交换器7和蒸发器4由上至下依次安装在集水箱6内，所述储水箱5内还安装有电加热器8。所述集水箱6安装在浴室的底部。

开始淋浴时，热泵热水器工作，热水经淋浴装置9喷出后，产生的废热水汇流到集水箱6内首先与热交换器7内的自来水进行换热。其中，进入该热交换器7的第一路自来水被所述废热水预热后，通过管道进入淋浴装置9的混水阀的冷水端口。

该废热水经热交换器7吸收废水余热后流经蒸发器4，与蒸发器4管道内的制冷剂进行热交换后排掉。经过热交换器7后的被预热的第二路自来水与冷凝器2进行热交换，达到预定加热温度后，进入所述淋浴装置9混水阀的热水端口，能与进入冷水端口的第一路自来水汇合后从淋浴装置9喷出来。

整体上，上述热泵热水器只是单纯利用了废热水对进入的低温自来水进行一次预热和对被一次预热后的待加热自来水进行二次预热，并没有结合热泵热水器复杂的实际变动工况，包括自来水水压波动、压缩机冷启动等作进一步考虑，在余热回收系统中，目前也多采用大型水箱进行辅助，在实际过程中并未利用在运行状态下热泵蒸发器配合自来水预热形成的双级余热回收系统具备直热的特性。整体上，目前的热泵热水器使用时，还无法克服压缩机启动载荷过大，在工况变动的影响下导致出水温度波动，压缩机运行不平稳等问题。这不仅影响了热泵热水器本身的可靠性，同时也降低了用户的使用体验。

因此，有必要针对现有技术中出现的问题，提供一种余热回收利用系统及其控制方法，能够自动适应复杂的实际变动工况，使得系统启动和运行稳定可靠，同时解决出水水温波动问题，大大提高用户的使用体验。

发明内容

本发明的目的是提供一种余热回收利用系统及其控制方法，能够自动适应压缩机启动状态负载过大，在复杂的实际运行中自动调整工况，使得系统启动和运行稳定可靠，同时解决出水水温波动问题，大大提高用户的使用体验。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种余热回收利用系统，包括：

用于输出热水的热水输出装置，所述热水输出装置设置有入水口和出水口；所述出水口连接有热水出水管；

具有入口和出口的第一余热回收部，所述入口用于作为自来水进水端，所述出口能用于输出所述自来水流经所述第一余热回收部时与废水换热后的温水；

能对所述出口流出的至少部分温水进行加热的加热系统，所述加热系统与所述入水口相连通；

设置在所述热水出水管上的流量分配元件；所述流量分配元件具有与所述出口或自来水进水端连通的混水口。

进一步的，所述热水输出装置为设置有加热元件的水箱。

进一步的，所述余热回收利用系统，还包括混水阀，所述混水阀具有用于进热水的热水进口和用于进自来水的冷水进口，所述热水出水管的出水端与所述混水阀的热水进口相连接。

进一步的，所述加热系统的形式包括下述中的任意一种：电加热、燃气加热、热泵。

进一步的，所述加热系统为热泵系统，所述热泵系统包括：通过冷媒管路连通的蒸发器、压缩机、冷凝器，其中，所述冷凝器用于对所述出口流出的至少部分水进行加热，所述蒸发器作为第二余热回收部。

进一步的，所述第一余热回收部至少部分位于所述第二余热回收部的上游，先于所述第二余热回收部与废水换热。

进一步的，所述热水输出装置为设置有加热元件的水箱，所述水箱和所述压缩机位于同一壳体内。

进一步的，所述水箱的容积为：8升至20升。

进一步的，所述出水口设置在所述水箱顶部，所述入水口设置在所述水箱的侧壁上，所述入水口至所述出水口的高度与所述出水口至所述水箱底部的高度比例范围为1/3-1/2。

进一步的，所述流量分配元件为水温电子控制或机械控制的三通部件，所述三通部件包含感温部，所述感温部通过所述热水输出装置出水水温或者所述流量分配元件出水水温，自动分配从所述第一余热回收部出口进入所述加热系统的水流量和流入所述三通部件的水流量。

进一步的，所述第一余热回收部的出口通过分流接头分别与所述流量分配元件的混水口和加热系统相连通。

一种余热回收利用系统的控制方法，所述控制方法包括：

启动热水输出装置，将所述热水输出装置中的水加热至预定温度；

在接收到用水信号后间隔预定时长启动热泵系统，以预定频率启动压缩机，并在所述预定频率的基础上逐渐增大压缩机频率。

进一步的，所述用水信号包括下述中的任意一种或其组合：

流经余热回收部的水流信号，余热回收部上的温度信号，流经所述余热回收利用系统内的水流信号，或者接收到的用户开启信号。

进一步的，所述余热回收利用系统的控制方法还包括：接收所述余热回收利用系统内的水流量变化信号；当所述系统的水流量增大且流入热泵系统的水流量也增大时，增大热泵系统压缩机的运行频率；当所述系统的水流量减小且流入热泵系统的水流量也增小时，减小所述热泵系统压缩机的运行频率。

由以上本申请实施方式提供的技术方案可见，通过设置具有缓冲功能的热水输出装置，在其出水口位置设置流量分配元件，在其出水口连接能对第一余热回收部预热的至少部分温水进行加热的加热系统，使用时，该流量分配元件可以实时调节，保证进入所述加热系统中的水量处于随需求而自动调整的状态，系统依托于第一余热回收部对于进入加热系统内的水温进行保障，尤其在所述加热系统热输出负荷具有最高上限时，可保证系统具有直热输出热水的特性。

当所述加热系统为热泵系统时，在启动阶段，该热水输出装置作为热水来源，所述流量调整元件自动调整进入加热系统内的水量保证系统中加热系统的正平缓启动；在变工况时，例如水压波动导致流量变化时，可以所述热水输出装置作为缓冲容器，短暂维持压缩机运行频率，再通过流量分配元件的调整进入加热系统中水流量，配合调整压缩机运行频率，使整个热泵系统地水路和冷媒回路均可稳定运行可以向用户提供恒温水热水，大大提高用户的使用体验，当然系统也可以通过定频压缩机来实现，通过流量分配元件的引入可以始终保证热泵系统输出的水温较高(启动状态压缩机输出负荷可以将少量水快速升温至最大温度，实现和热水输出装置配合快速恢复热水的功能)。

进一步的，从第一余热回收部的出口流出的温水可以分流，流出的一部分温水进入加热系统进行二次加热，另一部分温水进入流量分配元件的混水口与热水输出装置出水口流出的热水进行混合，从而最大限定度地利用废水中的余热，降低系统的能耗。

附图说明

图1是现有技术中一种带电加热的废热水余热回收式热泵热水器结构示意图；

图2是本申请一个实施方式提供的余热回收利用系统的结构示意图；

图3是本申请另一个实施方式提供的余热回收利用系统的结构示意图；

图4是本申请一个实施方式提供的余热回收利用系统的控制方法的步骤流程图。

附图标记说明：

热水输出装置1；水箱11；加热元件12；入水口13；出水口14；热水出水管2；第一余热回收部3；入口31；出口32；加热系统4；第二余热回收部40；压缩机41；冷凝器42；流量分配元件5；混水口50；混水阀6；冷水进口61；热水进口62；三通接头7；自来水进水端A。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

对于热水器而言，对来自自来水供水端流入的水进行实时加热并实时输出时，其实际工况较为复杂，如何保证在实际使用过程中，特别是启动阶段加热系统，例如压缩机能以理想的频率输出，从而在运行稳定可靠的前提下，节约加热效率，始终能够为用户提供预定温度的热水是热水器所追求的目标。

本发明提供一种余热回收利用系统及其控制方法，能够自动适应复杂的实际变动工况，使得系统启动和运行稳定可靠，同时解决出水水温波动问题，大大提高用户的使用体验。

请参阅图2和图3，本申请实施方式中提供的一种余热回收利用系统可以包括：用于输出热水的热水输出装置1，所述热水输出装置1设置有入水口13和出水口14；所述出水口14连接有热水出水管2；具有入口31和出口32的第一余热回收部3，所述入口31用于作为自来水进水端A，所述出口32能用于输出所述自来水流经所述第一余热回收部3时与废水换热后的温水；能对所述出口32流出的至少部分温水进行加热的加热系统4，所述加热系统4与所述入水口13相连通；设置在所述热水出水管2上的流量分配元件5；所述流量分配元件5具有与所述出口32或自来水进水端A连通的混水口50。

在本实施方式中，所述热水输出装置1一方面用于输出热水，另一方面该热水输出装置1具有用于存储少量热水的水箱11。具体的，所述热水输出装置1可以为具有加热功能的热水产生装置。当然，热水输出装置1也可以与热水源相连通，通过热水源向其提供热水。当所述热水输出装置1具有加热功能时，所述热水输出装置1可以为设置有加热元件12的水箱11。其中，所述加热元件12可以为电加热棒，当然，所述热水输出装置1还可以为其他形式。所述加热元件12也可以为其他形式，例如太阳能加热，空气能换热等等，具体的本申请在此并不作具体的限定。所述水箱11可以呈规则的中空圆柱形，当然，所述水箱11也可以为其他结构，本申请在此并不作具体的限定。

所述热水输出装置1上设置有入水口13和出水口14。其中，所述出水口14用于向热水出水管2提供热水，所述入水口13可以通过管路加热系统4相连接，接收经加热系统4加热的水。当所述热水输出装置1为设置有加热元件12的水箱11时，相应的，所述出水口14可以设置在该水箱11的顶部，具体的可以为设置在所述水箱11的顶壁或者靠近顶壁的位置，以便将水箱11中上部温度较高的水导出。所述入水口13可以设置在所述水箱11的侧壁上，处于所述水箱11的中上部。

在本实施方式中，所述第一余热回收部3用于流通来自自来水进水端A供入余热回收利用系统的自来水。所述第一余热回收部3具有入口31和出口32，所述入口31用于作为自来水进水端A，所述出口32能用于输出所述自来水流经所述第一余热回收部3时与废水换热后的温水。

在本实施方式中，所述加热系统4可以用于对流经所述第一余热回收部3预热后的至少部分温水进行加热的加热系统4。具体的，如图2所示，从所述第一余热回收部3的出口32流出的被预热的温水可以分为两路，其中，一路进入所述加热系统4进行加热。在图2实施方式中，在某些情况下，例如水箱11中的水温较低时，也可能从所述第一余热回收部3的出口32流出的被预热的温水全部进入加热系统4进行加热。此外，如图3所示，从所述第一余热回收部3的出口32流出的被余热的温水可以全部进入所述加热系统4进行加热。

其中，所述加热系统4的形式可以包括下述中的任意一种：电加热、燃气加热、热泵。当所述加热系统4为电加热的形式时，其核心的部件可以包括：电加热棒。当所述加热系统4为燃气加热的形式时，其核心部件可以包括：燃烧器和换热器。所述加热系统4为热泵的形式时，其核心部件可以包括：蒸发器、压缩机41、冷凝器42。当然，该热泵系统还可以包括其他配套的部件，例如用于调节冷媒流量的节流装置等。

在本实施方式中，主要以节能性较佳的热泵作为加热系统4进行举例说明，其他加热系统4的形式可以适应性地参考热泵的形式。

当所述加热系统4为热泵的形式时，所述热泵系统可以包括：通过冷媒管路连通的蒸发器、压缩机41、冷凝器42。其中，所述冷凝器42用于对所述出口32流出的至少部分水进行加热。所述蒸发器作为第二余热回收部40，此时利用了第一级余热回收部3预热的温水，结合热泵热水器输出最大负载，在稳定运行阶段尽可能产生直热加热效果。当废水被导向蒸发器时，蒸发器可以吸收废水中的热量。

在一个实施方式中，所述第一余热回收部3至少部分位于所述第二余热回收部40的上游，先于所述第二余热回收部40与废水换热。

在本实施方式中，由于所述第一余热回收部3的内部流通的是自来水，而所述第二余热回收部40内流通的是热泵系统中的冷媒，冷媒的温度远远低于自来水的温度。也就是说，自来水和废水温差较小，而冷媒和废水温差大，冷媒吸热的能力远远大于水。为了保证第一余热回收部3内的自来水能够吸收到废水中的热量，将至少部分流通有自来水的第一余热回收部3设置在所述第二余热回收部40的上游。当废水的热量被所述第一余热回收部3中的自来水吸收掉一部分热量后，流经所述第二余热回收部40时还可以进一步被第二余热回收部40中的冷媒吸热。

在本实施方式中，所述热泵的蒸发器作为第二余热回收部40，该第二余热回收部40可以为换热盘管的形式。所述第一余热回收部3的形式可以与第二余热回收部40的形式类似，为换热盘管的形式，以增大换热面积，提高换热效果。一般的，所述余热回收利用系统可以在废水出口的下方，设置有接水盘。该接水盘可以将废水出口流出的废水导入到第一余热回收部3和第二余热回收部40中。例如对于淋浴的场景而言，可以在花洒的下方设置接水盘。该接水盘可以将花洒流出的废水导入到第一余热回收部3和第二余热回收部40中。所述第一余热回收部3的尾端可以与第二余热回收部40的首端相靠近，两者在同一平面上依次排布。另外，第一余热回收部3和第二余热回收部40也可以部分交叉，例如，第一余热回收部3靠近尾端的换热管之间交错排布有第二余热回收部40首端的换热管。

在本实施方式中，所述流量分配元件5能够自动调节流入的热水和温水的比例，使得加热回路中被加热水流量处于随工况而针对性变化。具体的，所述流量分配元件5为水温电子控制或机械控制的三通部件。例如，所述三通部件包含感温部。所述感温部通过所述热水输出装置1出水水温或者所述流量分配元件5出水水温，自动分配从所述第一余热回收部3出口32进入所述加热系统4的水流量和流入所述三通部件的水流量。其中，所述流量分配元件5还可以与控制器电性连接，所述控制器中可以存储有用于和所述感温部对比基准的目标温度。感温部通过测量获得的实际温度与该目标温度进行比较，以分配从所述第一余热回收部3出口32进入所述加热系统4的水流量和流入所述三通部件的水流量。所述控制器可以随着外界环境温度的变化适应性地调节所述目标温度或者对应不同的环境温度设置多个目标温度，对应不同的环境温度，流量分配元件5可以输出匹配的温度，从而提高系统的智能性，提高用户的使用体验。具体的，当在环境温度较低的冬季，可以将该目标温度设定地相对较高；当在环境温度较高的夏季，可以将目标温度设定地相对较低。

在一个实施方式中，所述余热回收利用系统还可以包括混水阀6，所述混水阀6具有用于进热水的热水进口62和用于进自来水的冷水进口61，所述热水出水管2的出水端与所述混水阀6的热水进口62相连接。

在实际应用时，该混水阀6的输出端用于和用水终端相连接。例如，在淋浴场景下，混水阀6可以为与花洒相连接，用于控制花洒处水流的通断和出水水温的调节。具体的，该混水阀6可以为手动调节的阀门，其具有用于进热水的热水进口62和用于进自来水的冷水进口61，所述热水出水管2的出水端与所述混水阀6的热水进口62相连接。用户使用时，可以根据实际需求，调节该混水阀6，改变热水进口62和冷水进口61的开度，调节出水水温。当然，所述混水阀6的形式还可以为其他形式，具体的，本申请在此并不作具体的限定。

在本实施方式中，所述热水输出装置1的水箱11使用时与热泵系统和流量分配元件5配合，用于作为缓解出水温度波动的缓冲容器。在系统启动阶段，为了保证热泵系统的正常运行，热泵系统的压缩机41不能以过高的负载进行启动。假如压缩机41(定频或变频压缩机)瞬间载荷过大，可能会导致压缩机41工作异常，例如处于停机保护状态。也就是说，在系统启动阶段，压缩机41最优操作为输出的载荷较小。此时，当进入热泵系统中的水流量较大时，一般无法将流入热泵系统的水加热至用户设定温度。此时，所述热水输出装置1作为热水源，以水箱11为例，此时水箱11内部热水温度较高，流量分配元件5可以将更大流量的水直接与水箱11输出热水混合，进而进入热泵系统内的水流量较小，保证系统中热泵系统的压缩机41能够以较低的负荷软启动，同时又能向水箱11内输入最高温度热水，保证快速恢复水箱11水温的效果，用户供水也容易达到用户设定温度的水。在运行了一段时间后，热泵系统从启动阶段过渡到正常运行状态后，压缩机41运行负荷升高，热泵系统具备较强的加热能力。此时热泵系统作为主要提供热水的热源，水箱11中的水温降低，所述流量分配元件5将依据水温自动减小进入流量分配元件5混水的水流量，进而进入热泵系统中的水流量将增加，热泵系统实现直热输出热水的效果，整个系统可以稳定地向用户提供满足要求的热水。另外，在系统运行过程中，假如存在水压波动或者压缩机41异常造成水温波动较大，此时，由于热泵系统加热的水流经该水箱11后才进入热水出水管2，因此可以将前后具有温差的水温进行混合后输出。综上可见，在本余热回收利用系统中，经过两级余热回收部与热泵系统冷凝器42配合，稳定运行阶段系统可以达到直热输出热水的效果，所述水箱11主要作为启动阶段的热水源，后续运行阶段主要作为水温波动的缓冲容器，并不需要在水箱11中或者水箱11上再设置冷凝器。因此，该水箱11的容积可以设置地相对较小。具体的，所述水箱11的容积可以为：8升至20升。相对于现有技术中，热水器中的水箱11普遍在50升以上时，能够大大缩小系统的整体体积，缩小安装空间。

在一个实施方式中，所述水箱11和所述压缩机41位于同一壳体内。一般的，为了对水箱11内被加热的水进行保温隔热，在水箱11的外部设置有外壳，所述外壳与所述水箱11之间设置有保温层。当所述压缩机41与所述水箱11位于同一壳体内时，所述压缩机41工作时产生的噪声可以被保温层所吸收，此外所述水箱11与水箱11内部的水也构成了噪音传递路径上的缓冲元件，也可以吸收压缩机41噪音。对于余热回收利用系统而言，其安装的位置很多都是用于的家中，使用时，当压缩机41的噪声较小时，非常有利于提高用户的使用体验。

在一个实施方式中，所述入水口13至所述出水口14的高度与所述出水口14至所述水箱11底部的高度比例范围可以为1/3-1/2。

一般的，所述水箱11中的水在加热过程中，水温沿着重力方向分层分布并逐渐降低。而热泵系统启动阶段，压缩机41频率较低，热泵系统制热能力较弱，经热泵系统加热后进入水箱11的水一般温度也较低，如果入水口13设置过高，则会导致从出水口14流出的水温度过低。当运行过程中，如果热泵系统出现异常或者自来水水压出现波动，同样存在从经热泵系统加热后进入水箱11的水温度偏低的情况，此时，也不适宜将入水口13设置过高。此外，当运行过程中，水箱11中原本存储的温度较高的热水已经被消耗，此时水箱11中的水温度可能已经接近用户的设定温度，甚至低于用户的设定温度时。而与此同时，加热系统4正常运行，制热能力较佳，能够向水箱11提供温度较高的热水。在上述情况下，如果入水口13设置过低，则温度较高的水会流入水箱11的底部，并不能较佳地提高出水口14的出水水温。综上可见，入水口13的位置需要设置在合理的位置，才能保证系统的稳定运行，维持理想的出水水温。

请参阅图2，在一个实施方式中，所述第一余热回收部3的出口32通过分流接头分别与所述流量分配元件5的混水口50和加热系统4相连通。

在本实施方式中，所述第一余热回收部3的出口32流出的被预热的自来水可以分为两路，一路进入流量分配元件5的混水口50，另一路进入加热系统4被进一步加热。其中，所述分流接头可以为三通接头7的形式，该三通接头7具有与第一余热回收部3的出口32连接的入水口，以及用于和流量分配元件5的混水口50连通的第一出水口，用于和所述加热系统4连通的第二出水口。当被所述第一余热回收部3加热的自来水温水流经三通接头7后，配合流量分配元件5，可以将升温后的自来水自动分配，一路进入流量分配元件5的混水口50，与热水输出装置1出水口14流出的水进行混合后输出，剩下的一路进入加热系统4再次升温，可以达到了最大限度的节能。本实施方式中，第一余热回收部3与热泵系统中的第二余热回收部40能够相互配合，实现最大限度地节能。

现有技术中，虽然对淋浴产生的废水已经进行了初步利用，但是采用的技术手段主要是：利用淋浴产生的废水对自来水进行预热，以及对蒸发器4中的冷媒进行预热。后续被预热的自来水通过冷水管路进入淋浴装置9的冷水端口；另外一路被余热的自来水通过热水路管路进入储水箱5中进行加热，后续再进入淋浴装置9的热水端口。由于现有技术中，冷水管路和热水管路是相互独立的，只有到用户终端位置，即直至淋浴装置9处才进行汇合。一方面，其热泵系统加热时，还是不能克服复杂的工况，不能保证提供给热水端口的水与冷水端口的水混合后始终维持在恒定的值，或者说维持在波动较小的范围内。

进一步的，由于现有技术中的热水管路与冷水管路相互独立没有关联，不存在相互配合，因此，相对于本申请中被第一余热回收部3余热的水可以进一步被加热系统4加热的实施方式而言，其对热能的利用率较低，加热速度较慢，也无法实现由启动到稳定运行的直热模式自动转换。

本申请实施方式中提供的余热回收利用系统，通过设置具有缓冲功能的热水输出装置1，在其出水口14位置设置流量分配元件5，在其出水口14连接能对第一余热回收部3预热的至少部分温水进行加热的加热系统4，使用时，该流量分配元件5可以实时调节，保证水流量依据情况实时调控分配。在启动阶段，该热水输出装置1作为热水来源，保证系统中加热系统4的正常平缓软启动；在变工况时，例如水压波动导致流量变化时，可以所述热水输出装置1作为缓冲容器，将前后具有温差的水温进行混合后输出，以缓冲水温的变动，同时配合流量分配元件5，可以向用户提供恒温水，大大提高用户的使用体验。

进一步的，从第一余热回收部3的出口32流出的温水可以分流，流出的一部分温水进入加热系统4进行二次加热，另一部分温水进入流量分配元件5的混水口50与热水输出装置1出水口14流出的热水进行混合，从而最大限定度地利用废水中的余热，降低系统的能耗；同时利用所述第一余热回收部3流出的温水进行流量分配调整，可以实现初始阶段更大流量水流进入流量分配元件5，而尽可能少的待进一步加热温水进入热泵系统内，最大程度减少了启动时压缩机41输出负载，保证压缩机41软启动，而不会进入大负荷造成的停机现象。

请参阅图4，本申请实施方式中提供的一种余热回收利用系统的控制方法可以包括如下步骤：

步骤S10：启动热水输出装置1，将所述热水输出装置1中的水加热至预定温度；

步骤S12：在接收到用水信号后间隔预定时长启动热泵系统，以预定频率启动压缩机41，并在所述预定频率的基础上逐渐增大压缩机41频率。

本实施方式中公开的余热回收利用系统的控制方法，其为结合上述余热回收利用系统中的各个部件后的具体展开，其可以实现本申请的上述余热回收利用系统实施方式并达到装置实施方式的技术效果。

在本实施方式中，在进入系统的启动阶段前，可以先预先启动热水输出装置1，将所述热水输出装置1中的水加热至预定温度。该预定温度可以根据用户的设定出水温度或者根据控制器中存储的温度进行相应的确定，当然，该预定温度还可以通过其他方式确定，本申请在此并不作具体的限定。一般的，该预定温度可以较高，高出用户设定的出水温度。

当没有接收到用水信号前，热泵系统可以处于保温状态。另外，可以通过在热水输出装置1中设置温度检测单元，实时检测热水输出装置1中的水温，当水温低于一定的温度时，可以启动热水输出装置1，对其内部的水进行重新加热。

当接收到用水信号时，可以间隔预定时长启动热泵系统，以预定频率启动压缩机41，并在所述预定频率的基础上逐渐增大压缩机41频率。由于热水输出装置1可以作为启动阶段的缓冲容器，向用户提供热水，因此，可以间隔预定时长后启动热泵系统。该预定时长可以为0-10秒。并且，压缩机41在启动阶段可以以较低的频率启动，后续逐渐增大工作频率，以保证压缩机41平稳可靠运行。当然，本实施方式中所述的压缩机41为变频压缩机(然而定频压缩机配合流量分配元件5实现热水快速恢复或者系统稳定运行方案也可实现，但是其主要依靠水流和热源量调整来实现，在此不做详细说明)。

在本实施方式中，所述用水信号可以包括下述中的任意一种或其组合：流经余热回收部的水流信号，余热回收部上的温度信号，流经所述余热回收利用系统内的水流信号，或者接收到的用户开启信号。

也就是说，可以在余热回收部处设置流量检测件，当检测到余热回收部上有水流信号时，可以表示用户在用水。此处所述的余热回收部可以包括第一余热回收部3、第二余热回收部40中的至少一个。此外，还可以在余热回收部处设置温度检测件，当检测到余热回收部上有温度变化时，可以表示用户在用水。此外，对于所述余热回收利用系统而言，也可以在水流流经的管路中设置流量检测件，当检测到有水流信号时，同样可以表示用户在用水。当然，用水信号还可以通过其他方式获取和表示，具体的本申请在此并不作具体的限定。

在一个实施方式中，所述余热回收利用系统中可以设置有用于检测系统水流量变化的流量检测单元，该检测单元可以将检测到的水流量变化信号实时传输给控制器。当控制器接收到该所述余热回收利用系统内的水流量变化信号时判断：当所述系统的水流量增大且流入热泵系统的水流量也增大时，增大热泵系统压缩机41的运行频率；当所述系统的水流量减小且流入热泵系统的水流量也增小时，减小所述热泵系统压缩机41的运行频率，以保证系统平稳输出温度波动小的热水。

在本实施方式中，可以通过结合机械结构调节和控制器控制，使得系统平稳输出温度波动小的热水，提高用户的使用体验。

具体的，结合图2，在使用过程中水压出现波动为例：当水流量增大时，所述热水输出装置1输出热水，所述流量分配元件5增大进入热泵系统的水流量，控制器可以依据水流信号、水温信号或者时间信号至少一个信号增加所述热泵系统的运行频率，所述热泵系统输出更大能量补充恢复所述热水输出装置1的热水量；当所述水流量减小时所述热水输出装置1缓冲多余热水，所述流量分配元件5减小进入热泵加热系统4的水流量，所述控制器依据所述水流信号、水温信号或者时间信号至少一个信号减小所述热泵系统的运行频率，所述热泵系统输出较小能量使所述热水输出装置1的热水量不至于过多。综上，该余热回收利用系统及其控制方法能够自动适应复杂的实际变动工况，使得系统启动和运行稳定可靠，同时解决出水水温波动问题，大大提高用户的使用体验。

在本申请中，控制器可以按任何适当的方式实现。具体的，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该微处理器或处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)和嵌入微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)的形式，上述模块的例子包括但不限于以下微控制单元：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone LabsC8051F320。本领域技术人员也应当知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现所述控制器的功能以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制单元等形式来实现相同功能。

本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。

以上所述仅为本发明的几个实施方式，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。

Claims (14)

1.一种余热回收利用系统，其特征在于，包括：

用于输出热水的热水输出装置，所述热水输出装置设置有入水口和出水口；所述出水口连接有热水出水管；

具有入口和出口的第一余热回收部，所述入口用于作为自来水进水端，所述出口能用于输出所述自来水流经所述第一余热回收部时与废水换热后的温水；

能对所述出口流出的至少部分温水进行加热的加热系统，所述加热系统与所述入水口相连通；

设置在所述热水出水管上的流量分配元件；所述流量分配元件具有与所述出口或自来水进水端连通的混水口。

2.如权利要求1所述的余热回收利用系统，其特征在于，所述热水输出装置为设置有加热元件的水箱。

3.如权利要求1或2所述的余热回收利用系统，其特征在于，还包括混水阀，所述混水阀具有用于进热水的热水进口和用于进自来水的冷水进口，所述热水出水管的出水端与所述混水阀的热水进口相连接。

4.如权利要求1或2所述的余热回收利用系统，其特征在于，所述加热系统的形式包括下述中的任意一种：电加热、燃气加热、热泵。

5.如权利要求1或2所述的余热回收利用系统，其特征在于，所述加热系统为热泵系统，所述热泵系统包括：通过冷媒管路连通的蒸发器、压缩机、冷凝器，其中，所述冷凝器用于对所述出口流出的至少部分水进行加热，所述蒸发器作为第二余热回收部。

6.如权利要求5所述的余热回收利用系统，其特征在于，所述第一余热回收部至少部分位于所述第二余热回收部的上游，先于所述第二余热回收部与废水换热。

7.如权利要求6所述的余热回收利用系统，其特征在于，所述热水输出装置为设置有加热元件的水箱，所述水箱和所述压缩机位于同一壳体内。

8.如权利要求2所述的余热回收利用系统，其特征在于，所述水箱的容积为：8升至20升。

9.如权利要求2所述的余热回收利用系统，其特征在于，所述出水口设置在所述水箱顶部，所述入水口设置在所述水箱的侧壁上，所述入水口至所述出水口的高度与所述出水口至所述水箱底部的高度比例范围为1/3-1/2。

10.如权利要求1所述的余热回收利用系统，其特征在于，所述流量分配元件为水温电子控制或机械控制的三通部件，所述三通部件包含感温部，所述感温部通过所述热水输出装置出水水温或者所述流量分配元件出水水温，自动分配从所述第一余热回收部出口进入所述加热系统的水流量和流入所述三通部件的水流量。

11.如权利要求1所述的余热回收利用系统，其特征在于，所述第一余热回收部的出口通过分流接头分别与所述流量分配元件的混水口和加热系统相连通。

12.如权利要求5所述的余热回收利用系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

启动热水输出装置，将所述热水输出装置中的水加热至预定温度；

在接收到用水信号后间隔预定时长启动热泵系统，以预定频率启动压缩机，并在所述预定频率的基础上逐渐增大压缩机频率。

13.如权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述用水信号包括下述中的任意一种或其组合：

流经余热回收部的水流信号，余热回收部上的温度信号，流经所述余热回收利用系统内的水流信号，或者接收到的用户开启信号。

14.如权利要求12所述的控制方法，其特征在于，还包括：

接收所述余热回收利用系统内的水流量变化信号；当所述系统的水流量增大且流入热泵系统的水流量也增大时，增大热泵系统压缩机的运行频率；当所述系统的水流量减小且流入热泵系统的水流量也增小时，减小所述热泵系统压缩机的运行频率。