CN113566455B - 热泵系统、控制方法、电子设备及蒸发处理系统 - Google Patents

热泵系统、控制方法、电子设备及蒸发处理系统 Download PDF

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Abstract

本申请公开一种热泵系统,应用于蒸发处理系统,所述蒸发处理系统包括蒸发换热器和冷凝换热器;所述蒸发换热器包括第一高温冷媒管路,所述冷凝换热器包括第二低温冷媒管路;所述热泵系统包括压缩机、第六管路和第一热流通道;所述压缩机用于压缩低温冷媒,所述压缩机的出口用于与所述第一高温冷媒管路的入口连通,所述压缩机的入口用于与所述第二低温冷媒管路的出口连通;所述第六管路用于连通所述第一高温冷媒管路的出口以及所述第二低温冷媒管路的入口;所述第一热流通道用于连通所述压缩机的出口以及所述第二低温冷媒管路的入口。采用上述热泵系统,可以提高热泵系统的适应性和可控制性,非常适用于工况复杂的物料的处理以及不同的应用环境。

Description

热泵系统、控制方法、电子设备及蒸发处理系统
技术领域
本申请涉及蒸发处理设备领域,尤其涉及一种热泵系统及其控制方法。此外,本申请还涉及一种电子设备及蒸发处理系统。
背景技术
工业生产中会产生大量的废水,如电镀废水、清洗废水、乳化废水等。工业废水比普通废水的处理难度更高,它具有种类多,成分复杂、性质波动大、COD浓度高、生物降解性差等特点。常规的处理方式如化学处理法、生化处理法,工艺链较长,需要大量耗材和人工,运行成本高,普适性差。
蒸发器采用蒸发使气液分离的原理,在两端输出高温冷媒和低温冷媒分别对物料进行蒸发和对蒸汽进行冷凝。将这样的蒸发器可以应用蒸发处理系统中来进行废液处理。
在蒸发处理系统中一般可以包括蒸发系统、真空系统和热泵系统。真空系统主要用于为蒸发系统提供负压环境。热泵系统主要用于为蒸发系统提供高温冷媒和低温冷媒。蒸发系统主要用于使待处理物料在负压环境中进行蒸发和气液分离。其中,热泵系统可以包括压缩机等。压缩机主要用于对低温冷媒进行压缩,使其变成高温高压的高温冷媒,输入给蒸发换热器。然而,一般的热泵系统的适应性和可控制性仍有待提高,这是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述技术问题,本申请提供一种改进的热泵系统,该热泵系统通过引入了热流通道和独特的热泵回路设置,从而提高了热泵系统的适应性和可控制性,非常适用于工况复杂的物料的处理以及不同的应用环境,同时使物料的浓缩率得到显著的提升。
本申请的第一方面提供一种热泵系统,应用于蒸发处理系统,所述蒸发处理系统包括蒸发换热器和冷凝换热器;所述蒸发换热器包括第一高温冷媒管路,所述冷凝换热器包括第二低温冷媒管路;
所述热泵系统包括压缩机、第六管路和第一热流通道;
所述压缩机用于压缩低温冷媒,所述压缩机的出口用于与所述第一高温冷媒管路的入口连通,所述压缩机的入口用于与所述第二低温冷媒管路的出口连通;
所述第六管路用于连通所述第一高温冷媒管路的出口以及所述第二低温冷媒管路的入口;
所述第一热流通道用于连通所述压缩机的出口以及所述第二低温冷媒管路的入口。
在第一方面的一种可能的实现方式中,所述热泵系统还包括第二热流通道;所述第二热流通道用于连通所述压缩机的出口以及所述压缩机的入口。
在第一方面的一种可能的实现方式中,所述蒸发处理系统还包括真空系统,所述真空系统包括第一低温冷媒管路;所述热泵系统还包括第五管路;其中,
所述第五管路连通所述第一高温冷媒管路的出口以及所述第一低温冷媒管路的入口,所述第一低温冷媒管路的出口与所述压缩机的入口连通。
在第一方面的一种可能的实现方式中,所述真空系统包括第一容器,所述第一容器用于存放液体,所述第一容器中还设置有加热器。
在第一方面的一种可能的实现方式中,所述压缩机的入口处设置有压力传感器,和/或,所述第二低温冷媒管路的出口处设置有第四温度传感器,和/或,所述蒸发处理系统还包括蒸发器,所述蒸发器中设置有液位传感器。
本申请的第二方面提供一种热泵系统的控制方法,所述热泵系统可以是第一方面的任一种热泵系统;
所述方法包括:
在所述第六管路处于导通状态,并且所述第二低温冷媒管路中的低温冷媒在吸热后的温度低于预设的第一阈值的情况下,控制所述第一热流通道处于导通状态。
在第二方面的一种可能的实现方式中,在所述热泵系统包括第二热流通道的情况下,所述方法还包括:
在所述第一热流通道处于非导通状态,并且所述压缩机的吸入口处的压力低于第三阈值的情况下,控制所述第二热流通道处于导通状态。
在第二方面的一种可能的实现方式中,在所述第一热流通道处于导通状态,并且所述压缩机的吸入口处的压力低于第四阈值的情况下,控制所述第二热流通道处于导通状态。
在第二方面的一种可能的实现方式中,所述方法还包括:
在蒸发器中的物料达到最大浓缩浓度或者预设浓度的情况下,控制所述热泵系统停止工作;其中,
在所述第一热流通道和/或所述第二热流通道的的导通时间和非导通时间的比例达到第五阈值,或者,向所述蒸发器中补充物料的频率低于第六阈值,或者,所述压缩机的吸入口处的温度低于第七阈值,或者,所述压缩机的吸入口处的压力低于第八阈值的情况下,确定所述物料达到最大浓缩浓度。
本申请的第三方面提供一种电子设备,包括处理器和存储器,所述存储器存储有程序,当所述存储器存储的程序指令被所述处理器执行时实现第二方面的任一种方法。
本申请的第四方面提供一种蒸发处理系统,包括第一方面的任一种热泵系统。
本申请的第四方面还提供一种蒸发处理系统,包括第一方面的任一种热泵系统以及第三方面的任一种电子设备。
当低温冷媒在冷凝换热器中吸热不足时,会引起压缩机的入口处的吸气压力变低,从而影响蒸发工艺的稳定进行,使蒸发处理系统难以达到更大的浓缩率,并且,还可能会损坏压缩机和热泵系统。采用上述实现方式,通过第一热流通道可以通过提高冷凝换热器中低温冷媒的温度,来间接影响压缩机的吸气压力,从而保障蒸发工艺的稳定进行,使得蒸发处理系统可以达到更大的浓缩率,提高了系统的适应性和可控制性,并且也可以避免损坏压缩机和热泵系统。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请的热泵系统及其关联部件的其中一种实现方式的结构示意图;
图2为本申请的热泵系统及其关联部件的另一种实现方式的结构示意图;
图3为本申请的热泵系统及其关联部件的又一种实现方式的结构示意图;
图4为本申请的蒸发处理系统的其中一种实现方式的结构示意图。
附图标记说明:
蒸发器100;物料入口101;蒸发器的第一出口102;蒸发器的第二出口103;压力传感器160;液位传感器170;第一温度传感器180;
循环泵200;循环泵的入口201;循环泵的出口202;
蒸发换热器300;蒸发换热器的入口301;蒸发换热器的出口302;第一高温冷媒管路的入口311;第一高温冷媒管路的出口312;第五温度传感器320;
冷凝换热器400;冷凝换热器的入口401;冷凝换热器的出口402;第二低温冷媒管路的入口411;第二低温冷媒管路的出口412;第四温度传感器420;
压缩机500;压缩机的入口501;压缩机的出口502;第二压力传感器510;第三压力传感器520;第六温度传感器530;
预热器600;预热器的入口601;预热器的出口602;第二高温冷媒管路610;第二高温冷媒管路的入口611;第二高温冷媒管路的出口612;
冷媒散热器700;第三温度传感器710;
第一容器810;第一容器的出液口811;排气和/或排水管路812;液泵820;液泵的入口821;液泵的出口822;射流器830;射流器的第一入口831;射流器的第二入口832;喷嘴833;加热器840;第一低温冷媒管路860;第一低温冷媒管路的入口861;第一低温冷媒管路的出口862;第二温度传感器870;
第三管路920;止回阀921;抽吸阀922;第五管路940;第五阀门941;第一膨胀阀942;第六管路950;第六阀门951;第二膨胀阀952;第七管路960;第七阀门961;第八管路970;第八阀门971;第九管路980;第九阀门981;第一热流通路991;第一热流阀门9911;第二热流通路992;第二热流阀门9921。
具体实施方式
下面对本申请的实施例作详细说明,本实施例在以本申请技术方案为前提下进行实施给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本申请的保护范围不限于下述的实施例。
为便于说明本申请的方案,以下首先对蒸发处理系统的组成部分做简单介绍,再对本申请实施例中的热泵系统作详细说明。
一般的蒸发处理系统可以包括蒸发系统、真空系统和热泵系统。如前所述,真空系统主要用于为蒸发系统提供负压环境。热泵系统主要用于为蒸发系统提供高温冷媒和低温冷媒。蒸发系统主要用于使待处理物料在负压环境中进行气液分离。
示例性地,热泵系统可以包括压缩机等。压缩机主要用于对低温冷媒进行压缩,使其从低温低压的低温冷媒变成高温高压的高温冷媒,输入给蒸发换热器。蒸发系统可以包括蒸发器、蒸发换热器、冷凝换热器等。蒸发换热器主要用于利用高温冷媒加热物料,蒸发器主要用于对加热后的物料进行气液分离,冷凝换热器主要用于利用低温冷媒对分离后的气体进行冷却。真空系统可以包括容器(例如下文实施例中的第一容器)、液泵和射流器。容器主要用于存放用于形成真空的液体。液泵可以用于加速从容器中流出的液体的流速。被液泵加速后的液体,可以高速流过射流器,产生文丘里效应,将蒸发器、冷凝换热器中的非冷凝性气体、未完全冷凝的蒸汽和冷凝物等吸入射流器,再进入到容器中。这就使得蒸发器中形成了一定的真空度,同时在蒸发模式下可以较好地将冷凝物较好地抽吸到容器中,避免冷凝物聚集在冷凝换热器中。
需要说明的是,蒸发处理器系统在运行的时候可能有多种模式,例如进液模式、加热模式、蒸发模式、排放模式等,后文将在实施例中对这些模式作示例性说明。
发明人经过分析认为,随着蒸发处理过程的进行,或者外部环境的变化,一般的热泵系统可能无法维持持续稳定的工作状态,导致热泵系统的适应性和可控制性相对较差,这可能有多方面的原因。例如,一方面,当面对类似工业废液这样成分复杂的物料时,不同的物料在蒸发分离时所需要的压力和/或温度可能存在较大差异。另一方面,随着蒸发的进行,蒸发系统中的物料浓度不断升高,尤其是在处理复杂物料的情况下,要求热泵系统能够及时调整,维持蒸发处理工艺的稳定进行。再一方面,在不同的地点或不同的季节下,环境温度和压力的不同,会影响热泵系统的稳定运行。如果热泵系统在面对不同的工况、不同的蒸发处理阶段、不同的环境没有足够良好的调节能力和可控制性,蒸发处理系统的处理效果可能会受到较大影响。
为此,本申请实施例提供一种热泵系统,该热泵系统可以被应用于蒸发处理系统中。该热泵系统通过引入了一条或多条热流通道来进行调节,从而提高热泵系统的适应性和可控制性,非常适用于工况复杂或水质较波动的物料的处理以及不同的应用环境中。
示例性地,本申请实施例中的物料,可以是工业生产中产生的废水,例如电镀废水、清洗废水、乳化废水等。
如图1所示,上述蒸发处理系统中的蒸发系统包括蒸发换热器300和冷凝换热器400,热泵系统包括压缩机500。
压缩机500用于对低温低压的低温冷媒进行压缩,使其变成高温高压的高温冷媒。本申请实施例中使用的压缩机500可以是现有的压缩机。示例性地,从压缩机的入口501吸入的低温低压的气态低温冷媒,经过压缩后可以变成高温高压的气态高温冷媒,然后从压缩机的入口502排出。
需要说明的是,在本申请实施例中的热泵系统中的冷媒可以采用液态制冷剂等。
蒸发换热器300包括第一高温冷媒管路(图中未示出)。压缩机的出口502与第一高温冷媒管路的入口311连通,从而将高温冷媒输送给蒸发换热器300。高温冷媒在蒸发换热器300中与待处理物料发生热交换,待处理物料吸收热量从而被加热或者蒸发,而高温冷媒则在释放热量之后冷却下来,可以从第一高温冷媒管路的出口312离开蒸发换热器300。示例性地,如图1所示,压缩机的入口502与第一高温冷媒管路的入口311可以通过第七管路960连通,第七管路960上还可以设置有必要的阀门,例如第七阀门961,以便控制第七管路960是否处于通路状态。
冷凝换热器400中可以包括第二低温冷媒管路(图中未示出)。第二低温冷媒管路中可以通入低温冷媒,对蒸发器100分离后的气体进行冷却。第一高温冷媒管路的出口312可以通过第六管路950与第二低温冷媒管路的入口411连通。
应理解,在第六管路950上可以设置有必要的阀门,示例性地,如图1所示,第六管路950上设置有第六阀门951和第二膨胀阀952。冷凝换热器400及输入其中的低温冷媒为蒸发器100内分离出的蒸汽的冷凝提供低温环境。在进液模式时,由于还没有蒸汽进入到冷凝换热器400中,因此,此时可以控制第六阀门951处于关闭状态。在加热模式或者蒸发模式下,可以控制第六阀门951保持打开状态,第六管路950导通,液态的低温冷媒经过第二膨胀阀952后,进入到冷凝换热器400中,吸热蒸发,成为气态的低温冷媒,为蒸汽的快速冷凝提供低温环境。
采用这样的实现方式,释放了热量的高温冷媒在离开蒸发换热器300之后,由于温度降低,可以作为低温冷媒,通过第六管路950输入到冷凝换热器400中,以吸收气体释放的热量,帮助气体冷凝。低温冷媒吸收了气体冷凝释放的热量之后,可以从第二低温冷媒管路的出口412离开冷凝换热器400。
第二低温冷媒管路的出口412可以与压缩机的入口501连通,使冷媒重新进入压缩机500再被压缩成高温高压的高温冷媒。采用这样的实现方式,可以使得冷媒在压缩机500、蒸发换热器300的第一高温冷媒管路、冷凝换热器400的第二低温冷媒管路组成的回路中被循环利用。
示例性地,本申请实施例中的蒸发换热器300和/或冷凝换热器400可以采用外置列管式换热器,非常便于机械清洗和维护。
上述热泵系统还包括第一热流通道991。第一热流通道991用于连通压缩机的出口502以及第二低温冷媒管路的入口411。
应理解,在第一热流通道991上可以设置有必要的阀门。示例性地,如图1所示,第一热流通道991上设置有第一热流阀门9911。上述第一热流阀门9911可以采用现有技术中的阀门,例如电磁阀、截断阀、调节阀、多用途阀等,本申请对于阀门的具体种类和型号不作限定。
低温冷媒在冷凝换热器400中气化所需的能量,主要来自于蒸汽冷凝所释放的能量。如果可供冷凝换热器400中的低温冷媒吸收的热量较少,则可能导致低温冷媒气化后的温度和压力较低。例如,当蒸发处理系统在加热模式下,物料尚未到达饱和温度,此时蒸发器100中还没有足够蒸汽产生。又例如,当蒸发处理系统在蒸发模式持续进行了一段时间后,物料中的水分含量不断降低,所产生的蒸汽不断减少。当冷凝换热器400的温度低于一定值时,会影响蒸汽的冷凝、冷凝换热器400的换热效果以及第二膨胀阀952的正常工作,进而影响热泵系统的稳定运行。在这种情况下,通过第一热流通道991,将压缩机的出口502的高温冷媒引入到冷凝换热器400的第二低温冷媒管路的入口411处,从而迅速提高冷凝换热器400中的第二低温冷媒管路中冷媒的温度,保证冷凝换热器400的高效换热。
另外,当低温冷媒在冷凝换热器400中吸热不足时,低温冷媒气化后的压力较低,还会引起压缩机的入口501处的吸气压力变低,降低压缩机500的制热量和工作效率,影响蒸发工艺的稳定进行,使蒸发处理系统难以达到更大的浓缩率。压缩机的入口501处的吸气压力过低甚至还可能会损坏压缩机500和热泵系统。通过上述第一热流通道991,可以通过提高冷凝换热器400中冷媒的温度,来间接影响压缩机500的吸气压力,从而发生避免上述问题,增强热泵系统的适应性。
示例性地,如图1所示,在其中一种实现方式中,可以在冷凝换热器400的第二低温冷媒管路的出口412处设置温度传感器420。为便于区分,后续将其称为第四温度传感器。该第四温度传感器420用于检测离开第二低温冷媒管路的冷媒的温度,从而判断冷媒吸收的热量是否足够。在第六管路950为通路的情况下,如果第四温度传感器420检测到的低温冷媒温度低于设定的阈值Tcs1,则可以控制第一热流阀门9911处于打开状态,使第一热流通道991导通,将压缩机的出口502的高温冷媒引入到冷凝换热器400的第二低温冷媒管路的入口411处,以保证冷凝换热器400的高效换热。当第四温度传感器420检测到的温度高于阈值Tcs2时,则可以控制第一热流阀门991处于关闭状态。
可选地,热泵系统还包括第二热流通道992,第二热流通道992用于连通压缩机的出口502以及压缩机的入口501。
应理解,在第二热流通道992上可以设置有必要的阀门。示例性地,如图1所示,第二热流通道992上设置有第二热流阀门9921。上述第二热流阀门9921可以采用现有技术中的阀门,例如电磁阀、截断阀、调节阀、多用途阀等,本申请对于阀门的具体种类和型号不作限定。
如前所述,当低温冷媒在冷凝换热器400中吸热不足时,会引起压缩机的入口501处的吸气压力变低,从而影响蒸发工艺的稳定进行,使蒸发处理系统难以达到更大的浓缩率,并且,还可能会损坏压缩机500和热泵系统。通过上述第二热流通道992,可以将压缩机的出口502的高温高压的高温冷媒直接引入到低温低压侧(即压缩机的入口501处),进行压缩机500的能量控制。采用上述实现方式,可以快速而直接地提高压缩机的入口501处的吸气压力,从而发生避免上述问题,增强热泵系统的适应性。
示例性地,如图1所示,在其中一种实现方式中,压缩机的入口501处可以设置有压力传感器510,为便于区分,后续将其称为第二压力传感器。第二压力传感器510用于检测压缩机的入口501处的吸气压力。当吸气压力低于某一阈值的时候,则可以控制第二热流阀门9921处于打开状态,使第二热流通道992导通,将压缩机的出口502的高温冷媒引入到压缩机的入口501处,使得压缩机500的吸气压力升高。当吸气压力恢复至该阈值的时候,则可以控制第二热流阀门9921处于关闭状态,使第二热流通道992不导通。
需要说明的是,本申请实施例中的热泵系统可以单独设置第一热流通道991,也可以单独设置第二热流通道992,还可以同时设置第一热流通道991和第二热流通道992。第一热流通道991可以通过提高冷凝换热器400中低温冷媒的温度,来间接影响压缩机500的吸气压力,第二热流通道992可以快速而直接的提高压缩机500的吸气压力,二者可以协同合作来调节压缩机500的吸气压力,从而保障蒸发工艺的稳定进行,使得蒸发处理系统可以达到更大的浓缩率,提高了系统的适应性和可控制性,并且也可以避免损坏压缩机500和热泵系统。
第一热流通道991和第二热流通道992的控制方法、条件和优先级可以根据不同的应用场景来进行设置。示例性地,为了避免重复控制以及减小压缩机500的吸气压力的波动量,可以在优先考虑控制第一热流通道991的基础上,再考虑控制第二热流通道992。后文将通过示例对该控制方法作进一步说明。
可选地,参见图2,蒸发处理系统还可以包括真空系统,真空系统包括第一低温冷媒管路860,第一低温冷媒管路860中的低温冷媒可以用于吸收用于形成真空的液体中的热量,也可以为在冷凝换热器400中未充分冷凝的蒸汽提供进一步的冷凝环境。
示例性地,真空系统中可以包括第一容器810,第一容器810中可以设置有第一低温冷媒管路860。第一低温冷媒管路860中可以通入低温冷媒,对第一容器810中的液体(也就是用于形成真空的液体,例如水)进行冷却。第一高温冷媒管路的出口312通过第五管路940与第一低温冷媒管路的入口861连通。这样,释放了热量的高温冷媒离开蒸发换热器300之后,同样也可以作为低温冷媒,通过第五管路940输入真空系统中,使得第一低温冷媒管路860中的低温冷媒与第一容器810中的液体进行热交换,防止液体温度过高,保障真空系统的抽吸能力。
应理解,在第五管路940上可以设置有必要的阀门,示例性地,如图2所示,第五管路940上设置有第五阀门941和第一膨胀阀942。
可选地,第一低温冷媒管路的出口862与压缩机的入口501连通。采用这样的实现方式,第一低温冷媒管路860中的低温冷媒吸收了热量之后,可以从第一低温冷媒管路的出口862离开真空系统,重新进入压缩机500再被压缩成高温高压的高温冷媒。
采用上述实现方式,可以使得冷媒在压缩机、蒸发换热器的第一高温冷媒管路、真空系统中的第一低温冷媒管路组成的回路被循环利用。这样,在冷凝换热器和真空系统中吸热气化后的低温冷媒汇集在一起,进入到压缩机的入口,实现冷媒的工作循环。并且,采用本申请实施例的实现方式,还可以充分利用第一容器中的液体释放的热量,避免热量的浪费,提高整个蒸发处理系统的能量利用率,提升节能效果。
高温冷媒经过散热后,将进入到两条不同的低温冷媒回路中,进行吸热气化。两条低温冷媒的气化通道是互不干扰、相互独立的,提供了良好的控制性,可以对低温冷媒的气化环节的不同特性进行更灵活、更有针对性的控制调节。冷凝换热器中的温度需要一直保持较低的温度,冷凝换热器中的低温冷媒气化用于吸收分离出来的水蒸汽的热量,提供低温环境使水蒸气快速冷凝。真空系统中的第一容器中液体的温度需要保持在一定的范围内,和冷凝换热器中的温度要求往往不一样。第一低温冷媒管路中的低温冷媒是用于冷却第一容器中的液体,控制液体的温度,以及吸收补充热量,从而维持热泵系统的高效运转和最大制热量,有助于提高系统的适应性,以及提高热泵系统以及蒸发处理系统的能量利用率,进而有助于提高物料最终处理后的浓缩比。
又示例性地,真空系统除了第一容器810和第一冷媒管路860之外,还可以包括液泵820和射流器830。
上述的第一容器810可以用于存放水等液体。示例性地,第一容器810可以是真空水箱,可以用于存放水。第一容器810上可以设置有出液口811。示例性地,如图2所示,出液口811可以被设置在第一容器810的底部,或者偏下方的位置,本申请对于出液口811的具体位置不作限定。
上述液泵820可以用于加速液体的流速。示例性地,当使用水作为液体时,该液泵820可以为水泵。由于该液泵820被应用于真空系统中,用于形成真空,因此也有的将其称为真空水泵。液泵820具有入口821和出口822,液泵的入口821与第一容器的出液口811连通,液泵的出口822则与射流器的第一入口831连通。
上述射流器,也称为文丘里混合器、喷射式混合器等。射流器830设置有第一入口831、第二入口832和喷嘴833。其中,如前所述,射流器的第一入口831与液泵的出口822连通。射流器的第二入口832通过第三管路920与冷凝换热器的出口402连通,射流器的喷嘴833与第一容器810连通。本申请对于喷嘴833与第一容器810连通的具体位置也不作限定,示例性地,如图2所示,第一容器810的顶部可以设置有与喷嘴833连通的开口。
被液泵820加速后的液体,可以高速流过射流器830,产生文丘里效应,将蒸发器100、冷凝换热器400中的非冷凝性气体、未完全冷凝的蒸汽和冷凝物等,通过第三管路920吸入射流器830,进入到第一容器810中。这就使得蒸发器100中形成了一定的真空度,同时在蒸发模式下可以较好地将冷凝物较好地抽吸到第一容器810中,避免冷凝物聚集在冷凝换热器400中。
在第三管路920上还可以设置有其他必要的阀门,示例性地,如图2所示,第三管路920上还可以设置有抽吸阀922、止回阀921等。设置止回阀921可以防止真空系统中的液体被反向回抽到蒸发系统,例如冷凝换热器400中。
第一容器810中的液体,需要保持在一定的范围内(比如2-25摄氏度),以使真空系统保持正常运行,便于真空度的稳定控制。除了前述的液体温度过高可能会降低真空系统的抽吸能力之外,液体温度也不能过低。当真空系统中的液体温度较低时,液体容易部分或全部冻住。例如,当采用水时,水容易在温度较低时结成冰。这会在运行真空系统时损坏液泵820、阀门和射流器830。此外,液体温度也不能波动过大,这样也会使得液体在射流器830中的流量发生较大的波动,影响真空系统的抽吸能力,从而影响真空度的稳定控制。
为避免上述问题,可选地,可以在第一容器810内设置加热器840。加热器840可以浸没在循环流动的液体中,加热效率高。采用这样的实现方式,可以对第一容器810内的液体进行适当加热,从而使其被控制在合适的温度范围内,避免损坏液泵820、阀门和射流器830等部件。并且,通过第一低温冷媒管路860和加热器840的组合,针对不同情况可以通过制冷或加热,保证液体温度的稳定,进一步提高系统的适应性。可选地,当第一容器810采用真空水箱,液体采用蒸馏水时,加热器840表面不易结垢。
此外,与冷媒在冷凝换热器400中吸热不足的情况类似,冷媒在第一容器810中吸热不足时,也会引起压缩机的入口502处的吸气压力变低,从而影响蒸发工艺的稳定进行,使蒸发处理系统难以达到更大的浓缩率,并且,还可能会损坏压缩机500和热泵系统。在合适的温度范围之内也可以对第一容器810内的液体进行适当加热(不超过真空系统中液体所允许的最高温度),用于为冷媒补充额外的热量,避免上述问题。
具体来说,首先,在蒸发处理系统处于不同的工作模式时,都可能发生来自蒸汽的热量不足,导致可供热泵系统中的冷媒吸收的热量不足的情况,进而降低整个热泵系统的制热效率和制热量。
例如,在进液模式或加热模式下,真空系统已经处于运行状态,而蒸发器100中此时还没有开始进行气液分离,因此蒸发器100以及与之连通的冷凝换热器400、第三管路920中几乎没有蒸汽。此时,可供热泵系统中的冷媒吸收的热量可能不足,从而会降低整个热泵系统的制热效率和制热量,继而导致在加热模式下加热的速度较慢。
又例如,在蒸发模式下,在蒸发持续了一定时间之后,物料的浓度升高,其中的水分含量减少到了一定程度,蒸发产生的蒸汽量会逐渐变少。这也会导致可供热泵系统中冷媒吸收的热量不足,从而降低整个热泵系统的制热效率和制热量,进而导致物料难以在高浓缩率下维持蒸发过程。
其次,由于来自蒸汽的热量不足,第一低温冷媒管路860中的冷媒主要通过吸收第一容器810内液体的热量提高温度,这可能会导致第一容器内810的液体的温度越来越低,影响真空系统的正常抽吸,甚至发生冰冻继而损坏真空系统的情况。
再者,当外部环境温度较低时,热泵系统对外界散发的散热量比普通环境下的散热量增大,破坏了热量平衡,这会影响热泵系统的正常工作。
在这几种情况下,都可以通过第一容器810中的加热器840来对液体进行适当加热,从而间接地为第一低温冷媒管路860中的冷媒补充额外的热量,以保证冷媒可以充分吸热,即间接地为热泵系统提供额外热量,进而起到加快加热速度、提高物料浓缩率、防止损坏真空系统、适应低温环境下使用等作用。采用这样的方式,可以维持热泵系统的高效运转和最大制热量。
在有的蒸发处理系统内,可能会采用加热器直接对物料进行加热。采用这样的方式可能会产生以下问题。第一,加热器的温度通常超过100度,远高于真空环境下物料的沸点,直接加热容易造成液体爆沸。第二,物料为废水,含有较多污染物,高温的加热器与物料接触容易结垢。相较而言,采用本申请实施例的实现方式,间接温和加热,可以有效的避免这些问题,并且还可以更高效利用补充的热量。这主要是因为,低温冷媒在第一容器810中吸热补热后,这部分热量会随着低温冷媒在蒸发换热器300中的冷凝相变,传热给物料,比直接加热物料有更好的传热效果。本申请实施例中的高温冷媒在热泵系统中冷凝放热,换热效率较高。当采用加热器直接加热物料的方式时,在整个蒸发处理系统运行的过程中,低温冷媒在第一容器810中吸收的热量,以及压缩机500机械能转为热能的热量之和,为压缩机500排出的热量。而当采用加热器840间接加热的方式时,低温冷媒在第一容器810中吸收的热量、压缩机500机械能转为热能的热量,以及电加热量之和,为压缩机500排出的热量。可见,虽然整个蒸发处理系统消耗的总的能量是相同的,但是采用本实现方式的相变传热效果会更好。
可选地,第一容器810内还可以设置温度传感器,为便于区分,后续将其称为第二温度传感器870。该第二温度传感器870可以用于检测第一容器810中液体的温度,以便更好地控制第一低温冷媒管路860的开启或关闭,以及加热器840的开启或关闭。
可选地,压缩机的入口501处还可以设置有第六温度传感器530,用于检测输入到压缩机500中的低温冷媒的温度。
可选地,如图2所示,在第一容器810上还可以连通有排气和/或排水管路812,在排气和/或排水管路812上可以设置有必要的阀门(图中未示出)。在需要的时候,例如当第一容器810的上部聚集过多气体和多余的蒸馏水时,可以通过排气和/或排水管路812,可以将这些气体和蒸馏水排出到外界。
可选地,热泵系统还包括冷媒散热器700。示例性地,如图2所示,冷媒散热器可以设置在高温冷媒管路的出口312。即,第一高温冷媒管路的出口312通过冷媒散热器700以及第五管路940与第一低温冷媒管路的入口861连通,第一高温冷媒管路的出口312还通过冷媒散热器700以及第六管路950与第二低温冷媒管路的入口411连通。
采用这样的方式,冷媒散热器可以冷却在蒸发换热器中尚未完全气化的部分冷媒,确保冷媒在进入第一膨胀阀和/或第二膨胀阀时,完全冷凝为液态,同时保证冷媒具有一定过冷度。这样可以提高冷媒后续的气化吸热效果和制冷量,提高热泵系统的效率、稳定性和适应性。例如,在进液模式前期,蒸发换热器中还没有足够的物料进行换热。又例如,对于不同种类的物料,其可能会有不同的换热特性,导致蒸发换热器中可能存在不同量的尚未完全气化的部分冷媒。又例如,随着物料的不断气液分离及浓缩,物料的含水量逐渐减少,蒸发吸热量较少,会导致换热恶化,进而导致蒸发换热器中可能存在不同量的尚未完全气化的部分冷媒。在这些情况下,冷媒无法充分放热冷凝,完全液化,会影响在膨胀阀后的气化,甚至使热泵系统无法正常工作。冷媒散热器的设置,可以保证不同情况下液态冷媒都具有足够的过冷度,增强了系统对各种物料和蒸发处理阶段的适应性,增大了物料的蒸发浓缩率。
可选地,冷媒散热器700的出口处还设置有温度传感器710。为便于与系统中的其他温度传感器区分,后续将其称为第三温度传感器。该第三温度传感器710用于检测经过冷媒散热器700散热后的低温冷媒的温度。利用该检测到的温度值可以计算得到液态冷媒的过冷度。
可选地,冷媒散热器700的风扇速度控制可采用开关控制或者变频控制。示例性地,在采用开关控制的情况下,当冷媒过冷度小于设定值Tsc时,可以启动风扇;当冷媒过热度大于设定值Tsc一定时间后,可以停止风扇。又示例性地,在采用变频控制的情况下,可以通过对比冷媒的设定过冷度和实际过冷度,通过PID算法或者模糊算法等,得出对应的风扇转速,进行变频控制。
可选地,参见图3,蒸发处理系统还包括蒸发器100和预热器600。
预热器的出口602与蒸发换热器的入口301连通,蒸发换热器的出口302与蒸发器100的物料入口101连通。这样,物料就可以依次通过预热器600和蒸发换热器300,最后通过蒸发器的物料入口101进入到蒸发器100中。
预热器600包括第二高温冷媒管路610。压缩机的入口502可以通过第八管路970与第二高温冷媒管路的入口611连通,从而将高温冷媒输送给预热器600。第二高温冷媒管路的出口612与第一高温冷媒管路的入口311连通。高温冷媒在预热器600中与待处理物料发生热交换,待处理物料吸收热量从而被预热,而高温冷媒则在释放了部分热量之后,可以从第二高温冷媒管路的出口612离开预热器600,再进入到第一高温冷媒管路。第八管路970上设置有第八阀门971,以便控制第八管路970是否处于通路状态。
可选地,压缩机的入口502可以通过第七管路960与第一高温冷媒管路的入口311连通,从而将高温冷媒输送给蒸发换热器300。高温冷媒在蒸发换热器300中与待处理物料发生热交换,待处理物料吸收热量从而被加热或者蒸发,而高温冷媒则在释放热量之后冷却下来,可以从第一高温冷媒管路的出口312离开蒸发换热器300。第七管路960上设置有第七阀门961,以便控制第七管路960是否处于通路状态。
应理解,上述第七阀门961、第八阀门971可以采用现有技术中的阀门,例如电磁阀、截断阀、调节阀、多用途阀等,本申请对于阀门的具体种类和型号不作限定。
当同时包括第七管路960和第八管路970的时候,可以根据热泵系统的不同状态,通过控制第八阀门970和第七阀门960的开启或者关闭状态,使低温冷媒可通过第八管路970进入预热器600中换热,或者通过第七管路960进入到蒸发换热器300中换热,从而提高热泵系统的利用率。此外,采用上述实现方式,还可以消除压缩机的出口502处高温冷媒的额外过热度,以及,在必要的时候旁路掉预热器部分,提高整个热泵系统的适应性。以下将对上述作用作进一步说明。
首先,通过设置预热器600和相应的热泵回路,使得蒸发换热器300不再是高温冷媒放热的唯一换热器。在蒸发处理系统处于进液模式初期时,蒸发器压力还没有下降到设定值,蒸发换热器300中没有原液。此时就可以控制第七阀门961处于关闭状态,第八阀门971处于打开状态,启动热泵系统进行制热。这样,在进液模式初期高温冷媒就可以进入预热器600的第二高温冷媒管路610中,与预热器600中的物料进行换热。采用这样的实现方式,可以充分利用真空系统抽负压的时间,缩短了后续的加热时间,提高了热泵系统的利用率和单位时间处理量。
其次,压缩机的出口502的高温冷媒通常具有一定的过热度。由于高温冷媒在蒸发换热器300中交换的热量绝大部分是相变产生的潜热,所以过热度较高时所具有的显热对蒸发换热器300的换热是有害的,会降低冷媒在蒸发换热器中的换热效率。具体来说,一方面,当高温冷媒过热度较大时,高温冷媒释放显热需要占用较多的换热器面积,导致换热效率下降和换热量不足;另一方面,当高温冷媒过热度较大时,会造成换热温度较高,使蒸发换热器300的另一侧的物料暴沸,影响物料的处理效果,并且还容易在蒸发换热器300中结垢。为此,当过热度过高时,可以控制第七阀门961处于关闭状态,第八阀门971处于打开状态,使得高温冷媒进入到预热器600中,将对蒸发换热器300有害的部分显热热量用于加热预热器600中的物料,消除过高的过热度,提高冷媒的换热效率,避免影响物料的处理效果以及发生蒸发换热器300结垢的问题。当过热度不过高时,可以控制第七阀门961处于打开状态,第八阀门971处于关闭状态。
可选地,第一高温冷媒管路的入口处设置有温度传感器320。为便于区分,本申请实施例中将其称为第五温度传感器。第五温度传感器320可以用于检测输入到蒸发换热器300中的高温冷媒的温度。压缩机的出口502还可以设置有第三压力传感器520。通过第五温度传感器320和第三压力传感器520,可以得到压缩机的出口502处输出的高温冷媒的温度和压力信息,从而得到高温冷媒的过热度。应理解,计算高温冷媒的过热度可以采用现有技术中的计算方式,此处不再赘述。示例性地,当过热度高于设定值Tsh时,控制第七阀门961处于关闭状态,第八阀门971处于打开状态,使低温冷媒进入到预热器600中。当过热度低于设定值Tsh一定时间后,可以再控制第七阀门961处于打开状态,第八阀门971处于关闭状态。
需要说明的是,还可以添加表冷器来消除高温冷媒的过热度。表冷器,也称为表面式冷却器,其主要是让高温冷媒流过金属管道内腔,让要处理的流体流过金属管道外壁进行热交换,从而达到加热流体,消除高温冷媒的过热度的目的。这里的流体可以是物料,也可以是空气等其他流体。
再者,采用上述实现方式还可以降低热泵系统对环境温度的要求,提高热泵系统的适应性。当外界环境温度较高时,热泵系统的管路和蒸发换热器300可能从环境中吸收了很多热量,导致压缩机的出口502的高温冷媒温度逐渐升高,影响热泵系统的稳定运行。此时可以控制第七阀门961处于关闭状态,第八阀门971处于打开状态,使高温冷媒进入到预热器600中进行换热。而当高温冷媒的温度相对较低时则可以控制第七阀门961处于打开状态,第八阀门971处于关闭状态,从而旁通掉预热器部分。这样就将热泵系统吸收的环境热量释放到预热器中,使热泵系统能够在较高的环境温度下运行,也提高了能量利用率。
示例性地,当第五温度传感器320检测到高温冷媒的温度高于Th时,可以控制第七阀门961处于关闭状态,第八阀门971处于打开状态,使低温冷媒进入到预热器600中进行换热。当低温冷媒温度低于Th一定时间后,可以控制第七阀门961处于打开状态,第八阀门971处于关闭状态。
蒸发器内可以设置有液位传感器170,预热器的出口602与蒸发换热器的入口301连通的第九管路980上设置有第九阀门981。
在蒸发处理系统处于蒸发模式下,随着气液分离的进行,物料中的水分的沸腾气化会导致蒸发器100中物料的液位降低。当液位低于液位传感器170的位置,或者低于液位传感器170的位置达到一定时间后,可以控制第九阀门981处于打开状态,将预热器600中的物料补充到蒸发换热器300和蒸发器100中。当蒸发器100中物料的液位达到液位传感器170的位置,或者高于液位传感器170的位置达到一定时间后,可以控制第九阀门981处于关闭状态,停止补充物料。
本申请实施例中还提供一种蒸发处理系统,该蒸发处理系统包括前述任一种热泵系统。该蒸发处理系统还可以包括下述的任一种电子设备,以便智能高效地控制热泵系统甚至整个蒸发处理系统的高效运转。
应理解,该蒸发处理系统中还可以包括其他必要的组成部件或元器件。
示例性地,如图4所示,该系统中还可以包括蒸发系统、真空系统、预热器等。
蒸发系统可以包括蒸发器100、循环泵200、蒸发换热器300、冷凝换热器400等。循环泵的入口201分别与物料输入管路以及蒸发器的第二出口103连通,循环泵的出口202与蒸发换热器的入口301连通。蒸发换热器的出口302可以与蒸发器的物料入口101连通。冷凝换热器的入口401可以与蒸发器的第一出口102连通,冷凝换热器的出口402可以与真空系统连通,以使得蒸发器100中的气化部分在真空抽吸作用下,向第一出口102的方向流动。
又示例性地,蒸发器内部还可以设置有压力传感器(为便于区分,本申请实施例中将其称为第一压力传感器160)、温度传感器(为便于区分,本申请实施例中将其称为第一温度传感器180)等传感器,以便检测蒸发器内部的压力、温度。各个连接管路上还可以设置有必要的阀门。采用这样的实现方式,从而更加智能地控制物料的进液、加热、蒸发和排液。
真空系统可以采用前述的任一种真空系统,预热器亦可以采用前述的任一种预热器,此处不再赘述。
在蒸发处理系统处于进液模式下,可以启动真空系统,对蒸发器100内的气体进行抽吸,形成一定的负压环境。然后将物料输入管路上的阀门(例如第九阀门981)打开,通过负压,将物料通过蒸发器的物料入口101输入到蒸发器100内。当蒸发器100内的物料到达预定的液位时,例如到达液位传感器170所在的高度时,关闭相应阀门,结束进液。接下来可以进入加热模式。
在加热模式下,可以启动循环泵200。在循环泵200的作用下,物料以较快的速度在蒸发器100、循环泵200、蒸发换热器300之间循环流动。通过与蒸发换热器300中第一高温冷媒管路中的高温冷媒进行换热,提高物料的温度。当物料的温度在设定的压力下达到了蒸发温度,或者达到蒸发温度一段时间之后,系统可以进入蒸发模式。
在蒸发模式下,在蒸发换热器300的加热下物料沸腾气化,进入到蒸发器100之后进行气液分离。气化部分在真空系统的真空抽吸作用下向上流动,最终通过第一出口102离开蒸发器100,进入冷凝换热器400。之后气体通过与冷凝换热器400中第二低温冷媒管路中的低温冷媒进行换热,被冷凝换热器400冷凝,得到冷凝水。液态部分则聚集到蒸发器底部,最终通过第二出口103离开蒸发器100。经过循环泵200的加速之后,物料重新进入蒸发换热器300进行换热,形成气液混合体,再进入蒸发器100进行气液分离。
蒸发换热器300中第一高温冷媒管路中的高温冷媒进行换热之后,流向第二低温冷媒管路,为冷凝换热器400提供低温冷媒。当然,当热泵系统中存在第一低温冷媒管路860时,还可以有一部分离开第一高温冷媒管路的低温冷媒流向第一低温冷媒管路860,为真空系统的第一容器810中的液体提供低温冷媒。第一低温冷媒管路860和第二低温冷媒管路中的低温冷媒在各自换热吸收了一部分热量之后,重新回到压缩机500,在被压缩机500进一步压缩加热之后,循环至蒸发换热器300中的第一高温冷媒管路,再为物料提供热量。
在适当的时候,例如物料浓度不断升高或者外界环境发生较大变化导致冷凝换热器400吸热不够的时候,可以使前述的第一热流通道991和/或第二热流通道992处于导通状态,从而提高热泵系统的适应性和可控制性。具体的可以参见前文的相关描述,此处不再赘述。
随着蒸发的进行,物料的浓度不断升高,液分不断减少,当达到设定浓度后,或者达到物料的最大浓缩浓度后,停止蒸发系统,进入排放模式。在排放模式下,真空系统停止真空抽吸,打开通气阀931,使得整个蒸发处理系统,包括蒸发器100内部恢复到常压,然后将浓缩后的物料排出。
采用这样的蒸发处理系统,通过热泵系统制热进行废水蒸发的方式,可以实现水和污染物的分离,工艺简洁紧凑、运行成本低、浓缩率高、适应性强。
本申请实施例还提供一种热泵系统的控制方法。该方法可以由电子设备,例如控制装置来实现,以控制前述任一种热泵系统。上述方法可以包括:
S100:在第六管路处于导通状态,并且第二低温冷媒管路中的低温冷媒在吸热后的温度低于预设的第一阈值的情况下,控制第一热流通道处于导通状态。
示例性地,可以在冷凝换热器的第二低温冷媒管路的出口处设置第四温度传感器420,用于检测第二低温冷媒管路中的低温冷媒在吸热后的温度,也就是离开第二低温冷媒管路的低温冷媒的温度,从而判断低温冷媒吸收的热量是否足够。
在第六管路为通路的情况下,如果第四温度传感器检测到的低温冷媒温度低于设定的第一阈值Tcs1,则可以控制第一热流阀门处于打开状态,使第一热流通道导通,将压缩机出口的高温高温冷媒引入到冷凝换热器的第二低温冷媒管路的入口处,以保证冷凝换热器的高效换热。而如果第四温度传感检测到的温度高于第二阈值Tcs2时,则可以控制第一热流阀门处于关闭状态。这里的第二阈值大于第一阈值。
应理解,本申请实施例中的第一阈值、第二阈值,包括后续的第三阈值、第四阈值等阈值可以是预设的阈值,也可以是通过其他可能的方式计算得到的阈值,本申请对此不作限定。
可选地,在热泵系统包括第二热流通道的情况下,可以通过控制第二热流通道来调节压缩机的入口处的压力。
示例性地,如图1所示,压缩机的入口处可以设置有压力传感器(即前述的第二压力传感器510),用于检测压缩机入口处的吸气压力。
在一种控制方法的实现方式中,当吸气压力低于第三阈值的时候,可以控制第二热流阀门处于打开状态,使第二热流通道导通,将压缩机出口的高温冷媒引入到压缩机的入口处,使得压缩机的吸气压力升高。当吸气压力恢复至该阈值的时候,则可以控制第二热流阀门处于关闭状态,使第二热流通道不导通。
在另一种实现方式中,当综合第一热流通道和第二热流通道来进行控制时,可以根据不同的应用场景来设置控制方式。例如,可以综合压缩机的入口处的压力以及第一热流通道的状态来进行控制。
示例性地,上述方法还可以包括:
S200:在第一热流通道处于非导通状态,并且压缩机的入口处的压力低于第三阈值的情况下,控制第二热流通道处于导通状态。
示例性地,上述方法还可以包括:
S300:在第一热流通道处于导通状态,并且压缩机的入口处的压力低于第四阈值的情况下,控制第二热流通道处于导通状态。
上述的第三阈值大于第四阈值。
例如,当第一热流阀门处于关闭状态,且吸气压力低于第三阈值Pss1的时候,或者,在第一热流阀门处于打开状态,且吸气压力低于阈值Pss2时(Pss2小于Pss1)的时候,打开第二热流阀门,使第二热流通道处于导通状态,从而将压缩机出口的高温高压的冷媒引入到入口处,使得压缩机吸气压力升高。当压缩机的入口处的压力恢复到预设值Pss3后,可以关闭第二热流阀门。
如前所述,第一热流通道可以通过提高冷凝换热器中冷媒的温度,来间接影响压缩机的吸气压力,第二热流通道则可以快速而直接的提高压缩机的吸气压力。采用上述实现方式,当没有利用第一热流通道来间接提高压缩机的吸气压力,或者利用了第一热流通道来间接提高压缩机的吸气压力但仍不足以恢复到用户期望的值的时候,可以利用第二热流通道来直接提高压缩机的吸气压力,从而避免两个热流通道重复控制,以及减小压缩机的吸气压力的波动量。
可选地,对热泵系统的控制方法,可以融合在对整个蒸发处理系统的控制方法内。对便于理解,以下对蒸发处理系统的大体控制模式作示例性地说明。
在蒸发模式下,随着蒸发的进行,物料的浓度不断升高,液分不断减少,当达到设定浓度后,或者达到物料的最大浓缩浓度后,停止蒸发系统,进入排放模式。即,上述方法还可以包括:
S400:在蒸发器中的物料达到最大浓缩浓度或者预设浓度的情况下,控制热泵系统停止工作。
确定蒸发模式下物料是否达到最大浓缩浓度,可以有多种不同的实现方式。
随着物料浓度的增大,物料中的含水量相应减小,蒸发速度就会降低,相应的补充物料的频率也会降低。也就是说,补充物料的频率和蒸发器中的物料浓度之间存在着对应关系。因此,示例性地,在一种实现方式中,可以根据补充物料的频率来确定是否达到最大浓缩浓度或者预设的浓度。例如,在向蒸发器中补充物料的频率低于第六阈值的情况下,确定物料浓度达到最大浓缩浓度或者预设的浓度。
随着物料浓度的增大,水蒸气产生量就会减少,低温冷媒气化吸收的热量也会减少,压缩机吸气的压力和温度就会降低。尽管通过第二热流阀门的打开和关闭,可以快速调节低温冷媒的压力和温度,但是,随着物料浓度的升高,第二热流阀门打开和关闭的占空比会提高(即打开的时间占比越来越高,关闭的时间占比越来越低)。在物料浓度达到最大浓缩浓度后,热泵系统能量还是会失衡,压力和温度的降低不可扭转。在这种情况下,第二热流阀门的占空比会高于设定的占空比(即第五阈值),此时可以确定物料达到最大浓缩浓度。
应理解,与第二热流阀门类似地,也可以根据第一热流阀门的占空比是否高于设定的占空比来进行判断,此处不再赘述。
还应理解,在一种可能的实现方式中,还可以结合第一热流阀门的占空比和第二热流阀门的占空比来综合判断蒸发器中的物料是否达到最大浓缩浓度,是否应该结束蒸发模式而进入排放模式。
此外,在物料浓度达到最大浓缩浓度后,热泵系统能量还是会失衡,压力和温度的降低不可扭转。此时压缩机的吸入口的温度和压力会低于预设值,而无法被第一热流通道或第二热流通道调整过来。因此也可以根据压缩机的温度和压力中的一个或多个来判断是否应该结束蒸发模式而进入排放模式。示例性地,在压缩机的吸入口处的温度低于第七阈值的情况下,或者,在压缩机的吸入口处的压力低于第八阈值的情况下,可以确定物料浓度达到最大浓缩浓度。
应理解,在可能的实现方式中,也可以将上述第一热流通道的导通时间和非导通时间的比例、第二热流通道的的导通时间和非导通时间的比例、向蒸发器中补充物料的频率、压缩机的吸入口处的温度和压缩机的吸入口处的压力中的多个结合起来判断是否应该结束蒸发模式而进入排放模式。
采用上述实现方式,可以提高蒸发处理系统实际在处理废液的时候的浓缩率,减少浓缩液的排放量。
本申请实施例中还提供一种电子设备,包括处理器和存储器,所述存储器存储有程序,当所述存储器存储的程序指令被所述处理器执行时前述任一种热泵系统的方法。
应理解,在本申请实施例的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请的方案,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。
还应理解,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
还应理解,在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种热泵系统,其特征在于,应用于蒸发处理系统,所述蒸发处理系统包括蒸发换热器和冷凝换热器;所述蒸发换热器包括第一高温冷媒管路,所述冷凝换热器包括第二低温冷媒管路;
所述热泵系统包括压缩机、第六管路和第一热流通道;
所述压缩机用于压缩低温冷媒,所述压缩机的出口用于与所述第一高温冷媒管路的入口连通,所述压缩机的入口用于与所述第二低温冷媒管路的出口连通;
所述第六管路用于连通所述第一高温冷媒管路的出口以及所述第二低温冷媒管路的入口;
所述第一热流通道用于连通所述压缩机的出口以及所述第二低温冷媒管路的入口;
所述热泵系统还包括第二热流通道;所述第二热流通道用于连通所述压缩机的出口以及所述压缩机的入口;
其中,
在所述第六管路处于导通状态,并且所述第二低温冷媒管路中的低温冷媒在吸热后的温度低于预设的第一阈值的情况下,所述第一热流通道处于导通状态;
在所述第一热流通道处于非导通状态,并且所述压缩机的吸入口处的压力低于第三阈值的情况下,或者,在所述第一热流通道处于导通状态,并且所述压缩机的吸入口处的压力低于第四阈值的情况下,所述第二热流通道处于导通状态;所述第三阈值大于所述第四阈值。
2.根据权利要求1所述的热泵系统,其特征在于,所述蒸发处理系统还包括真空系统,所述真空系统包括第一低温冷媒管路;所述热泵系统还包括第五管路;其中,
所述第五管路连通所述第一高温冷媒管路的出口以及所述第一低温冷媒管路的入口,所述第一低温冷媒管路的出口与所述压缩机的入口连通。
3.根据权利要求2所述的热泵系统,其特征在于,所述真空系统包括第一容器,所述第一容器用于存放液体,所述第一容器中还设置有加热器。
4.根据权利要求1所述的热泵系统,其特征在于,所述压缩机的入口处设置有压力传感器,和/或,所述第二低温冷媒管路的出口处设置有第四温度传感器,和/或,所述蒸发处理系统还包括蒸发器,所述蒸发器中设置有液位传感器。
5.一种热泵系统的控制方法,其特征在于,所述热泵系统为权利要求1-4任一项所述的热泵系统;
所述方法包括:
在所述第六管路处于导通状态,并且所述第二低温冷媒管路中的低温冷媒在吸热后的温度低于预设的第一阈值的情况下,控制所述第一热流通道处于导通状态;
在所述热泵系统包括第二热流通道的情况下,所述方法还包括:
在所述第一热流通道处于非导通状态,并且所述压缩机的吸入口处的压力低于第三阈值的情况下,或者,在所述第一热流通道处于导通状态,并且所述压缩机的吸入口处的压力低于第四阈值的情况下,控制所述第二热流通道处于导通状态;其中所述第三阈值大于所述第四阈值。
6.根据权利要求5所述方法,其特征在于,所述方法还包括:
在蒸发器中的物料达到最大浓缩浓度或者预设浓度的情况下,控制所述热泵系统停止工作;其中,
在所述第一热流通道和/或所述第二热流通道的导通时间和非导通时间的比例达到第五阈值,或者,向所述蒸发器中补充物料的频率低于第六阈值,或者,所述压缩机的吸入口处的温度低于第七阈值,或者,所述压缩机的吸入口处的压力低于第八阈值的情况下,确定所述物料达到最大浓缩浓度。
7.一种电子设备,包括处理器和存储器,其特征在于,所述存储器存储有程序,当所述存储器存储的程序指令被所述处理器执行时实现权利要求5-6任一项所述的方法。
8.一种蒸发处理系统,其特征在于,包括权利要求1-4任一项所述的热泵系统,或者,包括权利要求1-4任一项所述的热泵系统以及权利要求7所述的电子设备。
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