CN114671477B - 一种辅助加热方法及相关装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种辅助加热方法及相关装置，该方法用于低温蒸发系统，该方法包括：通过液态冷媒吸收低温蒸发系统中储水外筒中的水的热量转化为第一低温低压气态冷媒，并通过第一加热管以及第一进气口将第一低温低压气态冷媒传输至第一压缩机；通过第一压缩机将第一低温低压气态冷媒转化为第一高温高压气态冷媒；将第一高温高压气态冷媒中的部分高温高压气态冷媒通过低温蒸发系统中的第一压缩机的第一出气口传输至第二加热管，基于该部分高温高压气态冷媒和该第二加热管对储水外筒中的水进行加热。解决在环境温度较低的情况下，储水外筒中的低温水或冰水，反向吸收液态冷媒的热量的问题，提高低温蒸发系统的工作效率。

Description

一种辅助加热方法及相关装置

技术领域

本申请涉及加热和制冷的联合系统技术领域，尤其涉及一种辅助加热方法及相关装置。

背景技术

随着煤化工、石化等行业的发展，产生的废水量越来越大，废水处理问题日益凸显。废水处理主要是综合应用膜分离、干燥等物理、化学或生化过程，将废水中的固体杂质浓缩至较高的浓度，使大部分水从废水中蒸发分离并被循环利用。其中，废水处理技术中，低温蒸发技术以其蒸发能耗低、稳定性好的优势，成为目前最新的废水处理技术。

低温蒸发技术，一般是采用冷媒介质为低温蒸发系统中的废水提供蒸发所需的热量。例如，液态冷媒存储罐中的液态冷媒借助热源（例如常温的水）吸收外界的热量，转化为低温低压的气态冷媒，并经过压缩机得到高温高压的气态冷媒，再使用该高温高压的气态冷媒加热废水，该高温高压的气态冷媒又变成液态冷媒，回到液态冷媒存储罐循环使用。

然而，在东北地区等外界温度较低的地方，常温水为低温水或结冰水，可能会反向吸收液态冷媒的热量，大大降低整个低温蒸发系统的工作效率。

发明内容

第一方面，本申请提供一种辅助加热方法，其特征在于，所述方法应用于低温蒸发系统，所述低温蒸发系统包括蒸发器、冷凝器、第一压缩机、抽吸装置以及产水存储装置，所述蒸发器包括设置于自身内仓底部的第一加热管，所述第一加热管用于承载冷媒，所述冷凝器包括冷凝内筒和储水外筒，所述冷凝内筒包括冷凝仓和冷媒仓，所述第一加热管与所述冷媒仓的下端口连通，所述冷媒仓的上端口与所述第一压缩机的第一进气口连通，所述第一压缩机的第一出气口与所述第一加热管连通，基于所述第一出气口、所述第一加热管以及所述第一进气口形成第一冷媒管道回路，所述蒸发器的内仓的出气口连接所述冷凝仓的顶部端口，所述冷凝仓的底部端口连接所述抽吸装置的第一抽吸端口，所述抽吸装置的进水口连接所述储水外筒的下端口，所述抽吸装置的出水口连接所述储水外筒的上端口，所述储水外筒的出水口连接所述产水存储装置，由所述蒸发器的内仓至所述产水存储装置的管道回路形成所述低温蒸发系统的蒸气冷凝系统；所述第一出气口还与第二加热管的一端连通，所述第二加热管另一端与所述冷媒仓的下端口连通，基于所述第一出气口、所述第二加热管以及所述第一进气口形成第二冷媒管道回路，由所述第一冷媒管道回路和所述第二冷媒管道回路构成所述低温蒸发系统的冷媒热泵系统；在初始状态下，所述蒸发器中收容有废水，所述冷媒仓中收容有液态冷媒，所述储水外筒中收容有水，所述方法包括：通过所述液态冷媒吸收所述储水外筒中的水的热量转化为第一低温低压气态冷媒，并通过所述第一加热管以及所述第一进气口将所述第一低温低压气态冷媒传输至所述第一压缩机；通过所述第一压缩机将所述第一低温低压气态冷媒转化为第一高温高压气态冷媒；将所述第一高温高压气态冷媒中的部分高温高压气态冷媒通过所述第一出气口传输至所述第二加热管，基于所述部分高温高压气态冷媒和所述第二加热管，对所述储水外筒中的水进行辅助加热。

从而得到加热后的水，以使得所述加热后的水为所述液态冷媒的气化提供热量或以使得所述加热后的水不会给所述冷媒仓中冷媒的气化带来不良影响或以使得所述加热后的水不会为所述抽吸装置的工作带来不良影响。

示例性的，在东北等天气较寒冷的地区储水外筒中的水可能会随室外温度的下降而下降，从而形成低温水或结冰水，给整个低温蒸发系统的运作带来不良影响。例如，储水外筒的水结冰，导致抽吸装置无法抽吸储水外筒中的水以维持低温蒸发系统的恒压，或者，储水外筒的低温水或冰反向吸收冷媒仓中液态冷媒的热量，给液态冷媒的气化带来不良影响，从而降低低温蒸发系统的蒸发效率、甚至低温蒸发系统的运行由于热能损耗过大无法继续运行。

然而，通过本申请实施例提供的辅助加热方法，在低温蒸发系统运行过程中，将从压缩机出气口输出的高温高压气态冷媒中分流出一股高温高压气态冷媒用于加热储水外筒中的水，避免在环境温度发生大幅下降的情况下，储水外筒中的水大幅降温或结冰给低温蒸发系统的运作带来不良影响，提高低温蒸发系统的工作效率。

在一种可能的实现方式中，所述系统还包括第一阀门，所述第一阀门用于控制是否继续向所述第二加热管运输所述部分高温高压气态冷媒，在所述对所述储水外筒中的水进行辅助加热之后，所述方法还包括：当所述储水外筒中水的温度高于所述冷媒仓中的冷媒的温度、且所述储水外筒中的水与所述冷媒仓中冷媒的温差大于第一阈值时，控制所述第一阀门停止向所述第二加热管运输所述部分高温高压气态冷媒，以便于停止对所述储水外筒中的水进行辅助加热；以及，当所述储水外筒中水的温度再次低于所述冷媒仓中的冷媒的温度、且所述储水外筒中的水与所述冷媒仓中的冷媒的温差大于第二阈值时，控制所述第一阀门再次向所述第二加热管运输所述部分高温高压气态冷媒，以便于对所述储水外筒中的水进行辅助加热。

由此，通过冷媒温度与外筒中水的温度的温度差，在储水外筒中水的温度大于储水外筒中冷媒的温度一定阈值后，停止通过第二加热管加热储水外筒中的水的工作，防止能量损耗过大。在储水外筒中水的温度低于储水外筒中冷媒的温度一定阈值后，开始执行通过第二加热管加热储水外筒中的水，避免在环境温度发生大幅下降的情况下，储水外筒中的水大幅降温或结冰给低温蒸发系统的运作带来不良影响，提高低温蒸发系统的工作效率。也即采用本申请实施例提供的方法，可以实现在提高低温蒸发系统的工作效率的同时避免不必要的能量损耗。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：在所述低温蒸发系统开始运作的初始化阶段，通过第二高温高压气态冷媒对所述水进行辅助加热，所述第二高温高压气态冷媒为所述冷媒仓之外的其他气态冷媒，或所述第二高温高压气态冷媒为由所述冷媒仓之外的其他气态冷媒或液态冷媒经压缩机处理得到，或所述第二高温高压气态冷媒为所述冷媒仓中的冷媒经压缩机处理得到。

示例性的，当天气比较寒冷时，在低温蒸发系统的初始化阶段，外筒中的常温水的温度较低，导致系统无法开始运作。例如储水外筒的水结冰，导致抽吸装置无法抽吸储水外筒中的结冰水，低温蒸发系统无法形成负压状态，无法降低废水中的水的沸点，从而系统无法开始运作。或者，低温水无法为冷媒仓中的液态冷媒提供充足的热源，以使得液态冷媒气化得到低温低压的气态冷媒（也称低温低压气态冷媒），从而无法基于该低温低压的气态冷媒加热废水，促使低温蒸发系统的运作。

然而，通过本申请实施例提供的辅助加热方法，在初始化阶段，引入一股外来的气态冷媒加热储水外筒中的低温水或结冰水，使得抽吸装置可以抽吸储水外筒中的水将低温蒸发系统形成负压环境，同时促使外筒中的水给冷媒仓中的液态冷媒提供充足的热源，促使低温蒸发系统的运作。

在一种可能的实现方式中，所述系统还包括第二压缩机，所述通过第二高温高压气态冷媒对所述水进行辅助加热包括：从第二压缩机的第二进气口输入第二低温低压气态冷媒；通过所述第二压缩机对所述第二低温低压气态进行加温加压，得到第二高温高压气态冷媒；基于所述第二高温高压气态冷媒以及承载冷媒的第三加热管对所述储水外筒中的水进行辅助加热。

在一种可能的实现方式中，所述基于所述第二高温高压气态冷媒以及承载冷媒的第三加热管对所述储水外筒中的水进行辅助加热之后，所述方法还包括：将采用所述第二高温高压气态冷媒对所述储水外筒中的水进行辅助加热后得到的液态冷媒或低温低压气态冷媒，从所述第二进气口回流至所述第二压缩机循环使用。

在一种可能的实现方式中，所述系统还包括第二阀门，所述第二阀门用于控制是否继续向所述第三加热管运输所述第二高温高压气态冷媒，所述方法还包括：在所述废水沸腾后，基于所述第二阀门停止向所述第三加热管运输所述第二高温高压气态冷媒，以便于停止对所述水进行辅助加热。

在一种可能的实现方式中，所述冷凝器还包括辅热外筒，所述辅热外筒用于收容所述第二加热管以便于所述第二加热管对所述储水外筒中的水加热；或者，所述冷凝器不包括所述辅热外筒，所述第二加热管的管壁与所述储水外筒中的水直接接触以便于所述第二加热管对所述储水外筒中的水加热。

在一种可能的实现方式中，所述冷凝器还包括辅热外筒，所述辅热外筒用于收容所述第三加热管以便于所述第三加热管对所述储水外筒中的水加热；或者，所述冷凝器不包括所述辅热外筒，所述第三加热管的管壁与所述储水外筒中的水直接接触以便于所述第三加热管对所述储水外筒中的水加热。

第二方面，本申请提供一种辅助加热装置，其特征在于，所述装置应用于低温蒸发系统，所述低温蒸发系统包括蒸发器、冷凝器、第一压缩机、抽吸装置以及产水存储装置，所述蒸发器包括设置于自身内仓底部的第一加热管，所述第一加热管用于承载冷媒，所述冷凝器包括冷凝内筒和储水外筒，所述冷凝内筒包括冷凝仓和冷媒仓，所述第一加热管与所述冷媒仓的下端口连通，所述冷媒仓的上端口与所述第一压缩机的第一进气口连通，所述第一压缩机的第一出气口与所述第一加热管连通，基于所述第一出气口、所述第一加热管以及所述第一进气口形成第一冷媒管道回路，所述蒸发器的内仓的出气口连接所述冷凝仓的顶部端口，所述冷凝仓的底部端口连接所述抽吸装置的第一抽吸端口，所述抽吸装置的进水口连接所述储水外筒的下端口，所述抽吸装置的出水口连接所述储水外筒的上端口，所述储水外筒的出水口连接所述产水存储装置，由所述蒸发器的内仓至所述产水存储装置的管道回路形成所述低温蒸发系统的蒸气冷凝系统；所述第一出气口还与第二加热管的一端连通，所述第二加热管另一端与所述冷媒仓的下端口连通，基于所述第一出气口、所述第二加热管以及所述第一进气口形成第二冷媒管道回路，由所述第一冷媒管道回路和所述第二冷媒管道回路构成所述低温蒸发系统的冷媒热泵系统；在初始状态下，所述蒸发器中收容有废水，所述冷媒仓中收容有液态冷媒，所述储水外筒中收容有水，所述辅助加热装置用于：通过所述液态冷媒吸收所述储水外筒中的水的热量转化为第一低温低压气态冷媒，并通过所述第一加热管以及所述第一进气口将所述第一低温低压气态冷媒传输至所述第一压缩机；通过所述第一压缩机将所述第一低温低压气态冷媒转化为第一高温高压气态冷媒；将所述第一高温高压气态冷媒中的部分高温高压气态冷媒通过所述第一出气口传输至所述第二加热管，基于所述部分高温高压气态冷媒和所述第二加热管，对所述储水外筒中的水进行辅助加热。

第三方面，本申请提供一种低温蒸发系统，所述低温蒸发系统包括第二方面所述的辅助加热装置。

可以理解的，上述第二方面提供的辅助加热装置以及第三方面提供的低温蒸发系统，均用于执行本申请实施例第一方面或第一方面的任一实现方式所示的方法。因此，其所能达到的有益效果可参考对应方法中的有益效果，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请实施例提供的一种低温蒸发系统的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种实施本申请提供的辅助加热方法的低温蒸发系统的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种辅助加热方法的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的又一种实施本申请提供的辅助加热方法的低温蒸发系统的示意图；

图5为本申请实施例提供的又一种实施本申请提供的辅助加热方法的低温蒸发系统的示意图；

图6为本申请实施例提供的又一种实施本申请提供的辅助加热方法的低温蒸发系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述。

本申请以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括复数表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。

在本申请中，“至少一个（项）”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上，“至少两个（项）”是指两个或三个及三个以上，“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项（个），可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”。

本申请实施例提供了一种低温蒸发系统，为了更清楚地描述本申请的方案，下面先介绍一些与本方案低温蒸发相关的知识。

1、冷媒

冷媒是一种容易吸热变成气体，又容易放热变成液体的物质。通过冷媒的蒸发与凝结，可以实现热转移。示例性的，液态冷媒吸收热源（例如常温的水）的热量，转化为低温低压的气态冷媒，并经过压缩机得到高温高压的气态冷媒（也称为高温高压气态冷媒），再使用该高温高压的气态冷媒放热从而加热废水，该高温高压的气态冷媒放热后的又转化为液态冷媒，重新循环使用。

2、低温蒸发技术

一般地，低温蒸发技术包括常压型低温蒸发技术和真空型低温蒸发技术。

示例性的，常压型低温蒸发技术的原理是：利用冷媒介质对废水进行加热，加热至37~55℃后，利用对流，使蒸汽扩散到空中，含100%湿度的空气再利用热泵产生的冷量对蒸汽进行冷却而产生冷凝水，从而完成蒸发过程。示例性的，常压型低温蒸发系统可以包括预热系统、鼓风系统、蒸发器以及冷却系统。在预热系统中，可以采用冷媒介质对废水加热。在鼓风系统中，通过鼓风机将大量干燥的空气通入蒸发器；在蒸发器中，在塔内通过流道设计或采用特制填料，使得经预设系统加热后的废水以液膜状态与空气接触，增大比表面积，加快水分蒸发。在冷却系统中，将含100%湿度的空气进行冷却处理产生冷凝水。

示例性的，真空型低温蒸发技术的原理是：利用真空泵对低温蒸发系统抽真空，使得废水的沸点随压强降低而降低至37~55℃。再在蒸发器中利用冷媒介质将废水加热至37~55℃，得到水蒸汽，再利用冷凝器对水蒸汽进行冷却而产生冷凝水，从而完成蒸发过程。

无论常压型低温蒸发技术还是真空型低温蒸发技术，都可以利用冷媒介质对废水进行加热。示例性的，如图1所示，在本申请实施例中，真空型低温蒸发系统包括但不限于：蒸发器、冷凝器、压缩机、抽吸装置以及产水存储装置。

其中，蒸发器的自身内仓底部（称为第一仓底）用于收容承载冷媒的加热管1011（加热管也可以理解为导热盘管），蒸发器的中间部分（也可以理解为上述第一仓底的上部、且与该第一仓底隔绝），用于收容废水。

冷凝器包括冷凝内筒和储水外筒，冷凝内筒包括冷凝仓和冷媒仓（冷媒仓也可以理解为冷媒存储容器），冷媒仓用于收容冷媒（初始状态下，该冷媒仓收容有液态冷媒），且该冷媒仓开有中空柱（例如该中空柱为水蒸汽圆柱形入口，也可以是其他形状，本文对此不做限定），该中空柱也可以理解为水蒸汽入口。废水蒸发得到的水蒸汽可以从该水蒸汽入口流经冷媒仓管壁，从而与冷媒仓管壁充分接触，使得液态冷媒可以充分吸收水蒸汽的热量气化，以及使得水蒸汽可以充分吸收液态冷媒的冷量液化得到冷凝水，该冷凝水再经由排水管流出。

抽吸装置包括第一抽吸端口、进水口以及出水口。该第一抽吸端口与冷凝仓的底部端口1021连通，该进水口与储水外筒的下端口1022连通，该出水口与储水外筒的上端口1023连通。在初始化阶段，该抽吸装置可以通过该进水口和该储水外筒的下端口1022抽吸储水外筒中的水并喷射，使得抽吸装置处的压强变小，该第一抽吸端口与该冷凝仓之间形成气压差，从而可以通过该第一抽吸端口实现抽吸蒸发器中的空气，实现蒸发器中的真空环境（降低蒸发器中的气压），降低废水的沸点。另外，抽吸喷射的水可以通过该出水口和储水外筒的上端口1023回流至储水外筒循环使用。

在设备运行过程中，上述第一抽吸端口可以抽吸水蒸汽冷凝得到的冷凝水，并通过该抽吸装置的出水口、储水外筒的上端口1023将冷凝水回流至储水外筒，为外筒提供充足的水源，并基于该抽吸装置维持低温蒸发系统的恒压环境。可理解的，在一些低温蒸发实现方式中，也可以将该储水外筒设置为独立于该冷凝器之外的设备，例如，通过喷射装置抽吸喷射该外接储水桶（独立于冷凝器之外的储水桶）中的水的方式，维持低温蒸发系统的恒压环境。但是本申请实施例提供的低温蒸发技术，将该外接储水桶作为上述储水外筒集成在该冷凝器中，系统集成度高，可以提高低温蒸发系统的蒸发效率，减少性能损耗。

初始状态在，储水外筒中收容有常温水（该常温水可以吸收太阳的热能），该常温水可以在初始化阶段为液态冷媒提供气化所需的热源，使得低温蒸发系统开始运作。初始化阶段，冷媒仓中的液态冷媒吸收外筒常温水的热量后，气化得到低温低压气态冷媒。该低温低压气态冷媒通过加热管运输到压缩机。

压缩机，可以对内筒中的液态冷媒气化后得到的上述低温低压气态冷媒进行加温加压，得到高温高压气态冷媒。并将该高温高压气态冷媒从压缩机出气口输出并通过加热管传输至蒸发器内仓底部，以使得该高温高压气态冷媒在流经蒸发器内仓底部后，加热废水。该高温高压气态冷媒加热废水后，转化为液态冷媒或低温低压气态冷媒，从蒸发器流出，重新回流至冷凝内筒中的冷媒仓中循环使用。

可理解的，在低温蒸发系统运行过程中，若环境温度发生大幅下降（例如入冬），使得储水外筒中的水的温度下降，例如储水外筒的水直接结冰，使得储水外筒的低温水或冰会给整个低温蒸发系统的运作带来不良影响。例如，由于热能由高温向低温传递，储水外筒的低温水或冰则会反向吸收冷媒仓中液态冷媒的热量，给液态冷媒的气化带来不良影响，从而降低低温蒸发系统的蒸发效率、甚至低温蒸发系统的运行由于热能损耗过大无法继续运行。又例如，储水外筒中的水结冰，导致抽吸装置无法抽吸结冰的水以维持低温蒸发系统的恒压，降低低温蒸发系统的蒸发效率、甚至低温蒸发系统被迫停止运行。

然而，通过本申请实施例提供的辅助加热方法，在低温蒸发系统运行过程中，将从压缩机出气口输出的高温高压气态冷媒中分流出一股高温高压气态冷媒用于加热储水外筒中的水，避免在环境温度发生大幅下降的情况下，储水外筒中的水大幅降温或结冰给低温蒸发系统的运作带来不良影响，提高低温蒸发系统的工作效率。

另外，在一些天气比较寒冷的地区中，太阳的热能较低，在低温蒸发系统的初始化阶段，外筒中的常温水的温度较低，低温水无法为冷媒仓中的液态冷媒提供充足的热源，以使得液态冷媒气化得到低温低压的气态冷媒，从而无法基于该低温低压的气态冷媒加热废水，促使低温蒸发系统的运作。

然而，通过本申请实施例提供的辅助加热方法，在初始化阶段，引入一股外来的气态冷媒加热储水外筒中的低温水或结冰水，使得抽吸装置可以抽吸储水外筒中的水将低温蒸发系统形成负压环境，同时促使外筒中的水给冷媒仓中的液态冷媒提供充足的热源，促使低温蒸发系统的运作。

可理解的，在初始化阶段，若储水外筒中的水只是温度较低无法给冷媒仓中的液态冷媒提供充足的热源促使低温蒸发系统运作，而不是储水外筒中的水已经结冰的情况，还可以直接先通过储水外筒和抽吸装置对蒸发器和冷凝器抽真空，然后向压缩机输入一股外来的低温低压气态冷媒，并经压缩机转化为高温高压气态冷媒，利用该高温高压气态冷媒直接加热废水，直到废水沸腾，再利用废水沸腾产生的水蒸汽中携带的热量气化冷媒仓中的液态冷媒，促使低温蒸发系统开始运作，而后停止输入该外来的低温低压气态冷媒。

实施例1：

示例性的，以下结合图2-图3详细说明本申请实施例提供的辅助加热方法。

如图2所示，所述方法应用于低温蒸发系统，所述低温蒸发系统包括但不限于：蒸发器、冷凝器、第一压缩机201、抽吸装置以及产水存储装置。

其中，所述蒸发器包括设置于自身内仓底部的第一加热管202，所述第一加热管202用于承载冷媒。

所述冷凝器包括冷凝内筒和储水外筒，所述冷凝内筒包括冷凝仓和冷媒仓，所述第一加热管与所述冷媒仓的下端口连通，所述冷媒仓的上端口与所述第一压缩机的第一进气口连通，所述第一压缩机的第一出气口与所述第一加热管连通，基于所述第一出气口、所述第一加热管以及所述第一进气口形成第一冷媒管道回路。

所述蒸发器的内仓的出气口连接所述冷凝仓的顶部端口，所述冷凝仓的底部端口连接所述抽吸装置的第一抽吸端口，所述抽吸装置的进水口连接所述储水外筒的下端口，所述抽吸装置的出水口连接所述储水外筒的上端口，所述储水外筒的出水口连接所述产水存储装置，由所述蒸发器的内仓至所述产水存储装置的管道回路形成所述低温蒸发系统的蒸气冷凝系统。

所述第一出气口还与第二加热管203的一端连通，所述第二加热管另一端与所述冷媒仓的下端口连通，基于所述第一出气口、所述第二加热管以及所述第一进气口形成第二冷媒管道回路，由所述第一冷媒管道回路和所述第二冷媒管道回路构成所述低温蒸发系统的冷媒热泵系统；在初始状态下，所述蒸发器中收容有废水，所述冷媒仓中收容有液态冷媒，所述储水外筒中收容有水。

所述辅助加热方法包括：

S301，基于热传导原理通过冷媒仓中的液态冷媒吸收储水外筒中的水的热量，将该液态冷媒气化得到第一低温低压气态冷媒。

可理解的，在低温蒸发系统初始化阶段，若室外环境温度较高，则储水外筒中的水可以为冷媒仓中的液态冷媒提供热源。示例性的，储水外筒中的常温水的温度较高，而冷媒仓中的液态冷媒的温度较低，基于热传导原理以及液态冷媒容易吸热气化的原理，该冷媒仓中一定量的液态冷媒可以吸收储水外筒中的水的热量，气化得到上述第一低温低压气态冷媒。

S302，通过第一加热管以及第一进气口将该第一低温低压气态冷媒传输至第一压缩机，并通过第一压缩机将第一低温低压气态冷媒转化得到第一高温高压气态冷媒。

可理解的，吸收储水外筒中的水的热量而气化得到的气态冷媒一般为低温低压的液态冷媒，也即上述第一低温低压气态冷媒的含热量仍然较小，从而可以通过压缩机对该第一低温低压气态冷媒加热以及加压，从而使得相同体积的气态冷媒的含热量增多，为加热废水提供充足的热源。可理解的，压缩机对于该第一低温低压气态冷媒的压缩功率可以根据低温蒸发系统中的气压、废水的沸点或气态冷媒最大含热量中的一项或多项因素确定，具体根据实际情况而定，本文对此不做限定。

示例性的，初始状态下，冷媒仓中存储的液态冷媒可以是R22冷媒、R134A冷媒、R410A冷媒或R290冷媒中的任意一项，本文对此不做限定。

可理解的，在初始化时，可以先使用低温低压气态冷媒充满加热管（包括第一加热管、第二加热管），从而可以使得低温蒸发系统的开始运作的储能时间更短。在本申请实施例中，用冷媒仓中的液态冷媒气化得到第一低温低压气态冷媒，并经压缩机得到第一高温高压气态冷媒，第一高温高压气态冷媒开始加热废水的时刻，表示该低温蒸发系统开始运作。

S303，将第一高温高压气态冷媒中的部分高温高压气态冷媒通过第一出气口传输至第二加热管。

S304，基于上述部分高温高压气态冷媒和第二加热管，对储水外筒中的水进行辅助加热，得到加热后的水。

由此，若加热后的水的温度高于冷媒仓中冷媒的温度，则加热后的水可以为冷媒的气化提供热量；若加热后的水的温度与冷媒仓中冷媒的温度相等，这时加热后的水不会给冷媒仓中冷媒的气化带来不良影响；以及，若加热前储水外筒中的水为结冰水，结冰水使得抽吸装置无法抽吸储水外筒中的水维持工作状态，而本申请对该结冰水进行加热得到加热融化后的水，可以避免结冰水对抽吸装置的工作带来不良影响。

在本申请实施例中，上述以使得加热后的水为液态冷媒的气化提供热量，也可以理解为，加热后的水不会为上述液态冷媒的气化带来不良影响，例如加热后的水不会反向吸收或不会反向吸收太多该液态冷媒的热量，从而不会给该液态冷媒的气化带来不良影响。

示例性的，在东北等天气较寒冷的地区储水外筒中的水可能会随室外温度的下降而下降，从而形成低温水或结冰水，给整个低温蒸发系统的运作带来不良影响。例如，储水外筒的水结冰，导致抽吸装置无法抽吸储水外筒中的水以维持低温蒸发系统的恒压，或者，储水外筒的低温水或冰反向吸收冷媒仓中液态冷媒的热量，给液态冷媒的气化带来不良影响，从而降低低温蒸发系统的蒸发效率、甚至低温蒸发系统的运行由于热能损耗过大无法继续运行。然而，通过本申请实施例提供的辅助加热方法，在低温蒸发系统运行过程中，将从压缩机出气口输出的高温高压气态冷媒中分流出一股高温高压气态冷媒用于加热储水外筒中的水，避免在环境温度发生大幅下降的情况下，储水外筒中的水大幅降温或结冰给低温蒸发系统的运作带来不良影响，提高低温蒸发系统的工作效率。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的低温蒸发系统还包括第一阀门，所述第一阀门用于控制是否继续向所述第二加热管运输所述部分高温高压气态冷媒，在所述对所述储水外筒中的水进行辅助加热，得到加热后的水之后，所述方法还包括：

当所述储水外筒中水的温度高于所述冷媒仓中的冷媒的温度、且所述储水外筒中的水与所述冷媒仓中冷媒的温差大于第一阈值时，控制所述第一阀门停止向所述第二加热管运输所述部分高温高压气态冷媒，以便于停止对所述储水外筒中的水进行辅助加热；以及，当所述储水外筒中水的温度再次低于所述冷媒仓中的冷媒的温度、且所述储水外筒中的水与所述冷媒仓中的冷媒的温差大于第二阈值时，控制所述第一阀门再次向所述第二加热管运输所述部分高温高压气态冷媒，以便于对所述储水外筒中的水进行辅助加热。

可理解的，能量的传递总是会有损耗，例如，第二加热管中通入上述部分高温高压气态冷媒从而加热储水外筒中的水的过程中，第二加热管中暴露于室外的管道会由于管道与室外温度差导致一部分热量损耗，以及储水外筒的外壁暴露于室外，也会由于储水外筒的外壁与室外温度差导致一部分热量损耗。从而，如何在适当的时候，停止通过第二加热管加热储水外筒中的水的工作，防止能量损耗过大，也是一个重要的问题。

示例性的，当采用第二加热管对储水外筒中的水加热，使得储水外筒中的水的温度（20摄氏度）高于冷媒仓中冷媒的温度（-30摄氏度），且水的温度与冷媒仓的温度差大于50摄氏度后，控制所述第一阀门停止向所述第二加热管运输所述部分高温高压气态冷媒，以便于停止对所述储水外筒中的水进行辅助加热。

示例性的，当储水外筒中的水的温度（-100摄氏度）再次低于冷媒仓中冷媒的温度（-30摄氏度），且水的温度与冷媒仓的温度差大于5摄氏度后，控制第一阀门再次向第二加热管运输部分高温高压气态冷媒，以便于对储水外筒中的水进行辅助加热。

从而采用本申请实施例提供的方法，通过冷媒温度与外筒中水的温度的温度差，在储水外筒中水的温度大于储水外筒中冷媒的温度一定阈值后，停止通过第二加热管加热储水外筒中的水的工作，防止能量损耗过大。在储水外筒中水的温度低于储水外筒中冷媒的温度一定阈值后，开始执行通过第二加热管加热储水外筒中的水，避免在环境温度发生大幅下降的情况下，储水外筒中的水大幅降温或结冰给低温蒸发系统的运作带来不良影响，提高低温蒸发系统的工作效率。也即采用本申请实施例提供的方法，可以实现在提高低温蒸发系统的工作效率的同时避免不必要的能量损耗。

在一种可能的实现方式中，所述冷凝器还包括辅热外筒（在图2中以204示出），所述辅热外筒用于收容所述第二加热管以便于所述第二加热管对所述储水外筒中的水加热；或者，所述冷凝器不包括所述辅热外筒，所述第二加热管的管壁与所述储水外筒中的水直接接触以便于所述第二加热管对所述储水外筒中的水加热。

实施例2：

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：在所述低温蒸发系统开始运作的初始化阶段，通过第二高温高压气态冷媒对所述水进行辅助加热。

在本申请实施例中，上述第二高温高压气态冷媒为所述冷媒仓之外的其他气态冷媒，或所述第二高温高压气态冷媒为由所述冷媒仓之外的其他气态冷媒或液态冷媒经压缩机处理得到，或所述第二高温高压气态冷媒为所述冷媒仓中的冷媒经压缩机处理得到，本文对此不做限定。

示例性的，当天气比较寒冷时，在低温蒸发系统的初始化阶段，储水外筒中的常温水的温度较低，导致系统无法开始运作。例如储水外筒的水结冰，导致抽吸装置无法抽吸储水外筒中的结冰水，低温蒸发系统无法形成负压状态，无法降低废水中的水的沸点，从而系统无法开始运作。或者，低温水无法为冷媒仓中的液态冷媒提供充足的热源，以使得液态冷媒气化得到低温低压的气态冷媒，从而无法基于该低温低压的气态冷媒加热废水，促使低温蒸发系统的运作。

然而，通过本申请实施例提供的辅助加热方法，在初始化阶段，引入一股外来的气态冷媒加热储水外筒中的低温水或结冰水，使得抽吸装置可以抽吸储水外筒中的水将低温蒸发系统形成负压环境，同时促使外筒中的水给冷媒仓中的液态冷媒提供充足的热源，促使低温蒸发系统的运作。

示例性的，如图4所示，通过对应的机器将气态冷媒充入第三加热管401，第三加热管401的管壁与储水外筒中的水直接接触，从而加热储水外筒中的低温水或冰，之后，引入的气态冷媒放热转化为液态冷媒，该液态冷媒又可以回流至冷媒仓中循环使用。

在一种可能的实现方式中，所述低温蒸发系统还包括第二压缩机，所述通过第二高温高压气态冷媒对所述水进行辅助加热包括：从第二压缩机的第二进气口输入第二低温低压气态冷媒；通过所述第二压缩机对所述第二低温低压气态进行加温加压，得到第二高温高压气态冷媒；基于所述第二高温高压气态冷媒以及承载冷媒的第三加热管对所述储水外筒中的水进行辅助加热。

示例性的，如图5所示，低温蒸发系统还包括第二压缩机501，将外来的液态冷媒或低温低压气态冷媒充入第二压缩机501，得到高温高压气态冷媒，再通过该高温高压气态冷媒通过第四加热管502与储水外筒中的水直接接触，以实现对储水外筒中的水加热。

可理解的，上述第二压缩机与上述第一压缩机也可以是同一个压缩机，本文对此不做限定。

可理解的，也可以通过第三加热管与储水外筒中的水间接接触的方式加热储水外筒中的水。示例性的，如图6所示，在储水外筒之外再添加一个辅助加热外筒，该辅助加热外筒的内仓底部用于收容第五加热管601，经压缩机处理后得到的高温高压气态冷媒通过第五加热管601与储水外筒中的水间接接触的方式加热储水外筒中的水。可理解的，图6中的第五加热管601、图5中的第四加热管502均可指上述第三加热管。

在一种可能的实现方式中，在所述基于所述第二高温高压气态冷媒以及承载冷媒的第三加热管对所述储水外筒中的水进行辅助加热之后，所述方法还包括：将采用所述第二高温高压气态冷媒对所述储水外筒中的水进行辅助加热后得到的液态冷媒或低温低压气态冷媒，从所述第二进气口回流至所述第二压缩机循环使用。

在一种可能的实现方式中，所述系统还包括第二阀门，所述第二阀门用于控制是否继续向所述第三加热管运输所述第二高温高压气态冷媒，所述方法还包括：在所述废水沸腾后，基于所述第二阀门停止向所述第三加热管运输所述第二高温高压气态冷媒，以便于停止对所述水进行辅助加热。

在一种可能的实现方式中，所述冷凝器还包括辅热外筒，所述辅热外筒用于收容所述第三加热管以便于所述第三加热管对所述储水外筒中的水加热；或者，所述冷凝器不包括所述辅热外筒，所述第三加热管的管壁与所述储水外筒中的水直接接触以便于所述第三加热管对所述储水外筒中的水加热。上述辅热外筒可以是如图6中的辅助加热外筒。

可理解的，如图4至图6相关的辅助加热方法也可以适用于低温蒸发系统的运行过程中，出现环境温度发生大幅下降，导致储水外筒中的水的温度下降，例如储水外筒的水直接结冰，使得储水外筒的低温水或冰会给整个低温蒸发系统的运作带来不良影响的情况，本文对此不做限定。

以下将介绍本发明实施例提供的辅助加热装置，所述装置应用于低温蒸发系统，所述低温蒸发系统包括蒸发器、冷凝器、第一压缩机、抽吸装置以及产水存储装置，所述蒸发器包括设置于自身内仓底部的第一加热管，所述第一加热管用于承载冷媒，所述冷凝器包括冷凝内筒和储水外筒，所述冷凝内筒包括冷凝仓和冷媒仓，所述第一加热管与所述冷媒仓的下端口连通，所述冷媒仓的上端口与所述第一压缩机的第一进气口连通，所述第一压缩机的第一出气口与所述第一加热管连通，基于所述第一出气口、所述第一加热管以及所述第一进气口形成第一冷媒管道回路，所述蒸发器的内仓的出气口连接所述冷凝仓的顶部端口，所述冷凝仓的底部端口连接所述抽吸装置的第一抽吸端口，所述抽吸装置的进水口连接所述储水外筒的下端口，所述抽吸装置的出水口连接所述储水外筒的上端口，所述储水外筒的出水口连接所述产水存储装置，由所述蒸发器的内仓至所述产水存储装置的管道回路形成所述低温蒸发系统的蒸气冷凝系统；所述第一出气口还与第二加热管的一端连通，所述第二加热管另一端与所述冷媒仓的下端口连通，基于所述第一出气口、所述第二加热管以及所述第一进气口形成第二冷媒管道回路，由所述第一冷媒管道回路和所述第二冷媒管道回路构成所述低温蒸发系统的冷媒热泵系统；在初始状态下，所述蒸发器中收容有废水，所述冷媒仓中收容有液态冷媒，所述储水外筒中收容有水，所述辅助加热装置用于：通过所述液态冷媒吸收所述储水外筒中的水的热量转化为第一低温低压气态冷媒，并通过所述第一加热管以及所述第一进气口将所述第一低温低压气态冷媒传输至所述第一压缩机；通过所述第一压缩机将所述第一低温低压气态冷媒转化为第一高温高压气态冷媒；将所述第一高温高压气态冷媒中的部分高温高压气态冷媒通过所述第一出气口传输至所述第二加热管，基于所述部分高温高压气态冷媒和所述第二加热管，对所述储水外筒中的水进行辅助加热，得到加热后的水，以使得所述加热后的水为所述液态冷媒的气化提供热量。

具体的，请参照本文图1-图6的相关说明，在此不再详述。

上述实施例中所用，根据上下文，术语“当…时”可以被解释为意思是“如果…”或“在…后”或“响应于确定…”或“响应于检测到…”。类似地，根据上下文，短语“在确定…时”或“如果检测到（所陈述的条件或事件）”可以被解释为意思是“如果确定…”或“响应于确定…”或“在检测到（所陈述的条件或事件）时”或“响应于检测到（所陈述的条件或事件）”。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行该计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例该的流程或功能。该计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。该计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，该计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线（例如同轴电缆、光纤、数字用户线）或无线（例如红外、无线、微波等）方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。该计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。该可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如DVD)、或者半导体介质（例如固态硬盘）等。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，该流程可以由计算机程序来指令相关的硬件完成，该程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法实施例的流程。而前述的存储介质包括：ROM或随机存储记忆体RAM、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的介质。

Claims (10)

1.一种辅助加热方法，其特征在于，所述方法应用于低温蒸发系统，所述低温蒸发系统包括蒸发器、冷凝器、第一压缩机、抽吸装置以及产水存储装置，所述蒸发器包括设置于自身内仓底部的第一加热管，所述第一加热管用于承载冷媒，所述冷凝器包括冷凝内筒和储水外筒，所述冷凝内筒包括冷凝仓和冷媒仓，所述第一加热管与所述冷媒仓的下端口连通，所述冷媒仓的上端口与所述第一压缩机的第一进气口连通，所述第一压缩机的第一出气口与所述第一加热管连通，基于所述第一出气口、所述第一加热管以及所述第一进气口形成第一冷媒管道回路，所述蒸发器的内仓的出气口连接所述冷凝仓的顶部端口，所述冷凝仓的底部端口连接所述抽吸装置的第一抽吸端口，所述抽吸装置的进水口连接所述储水外筒的下端口，所述抽吸装置的出水口连接所述储水外筒的上端口，所述储水外筒的出水口连接所述产水存储装置，由所述蒸发器的内仓至所述产水存储装置的管道回路形成所述低温蒸发系统的蒸气冷凝系统；所述第一出气口还与第二加热管的一端连通，所述第二加热管另一端与所述冷媒仓的下端口连通，基于所述第一出气口、所述第二加热管以及所述第一进气口形成第二冷媒管道回路，由所述第一冷媒管道回路和所述第二冷媒管道回路构成所述低温蒸发系统的冷媒热泵系统；在初始状态下，所述蒸发器中收容有废水，所述冷媒仓中收容有液态冷媒，所述储水外筒中收容有水，所述方法包括：

通过所述液态冷媒吸收所述储水外筒中的水的热量转化为第一低温低压气态冷媒，并通过所述冷媒仓的上端口以及所述第一进气口将所述第一低温低压气态冷媒传输至所述第一压缩机；

通过所述第一压缩机将所述第一低温低压气态冷媒转化为第一高温高压气态冷媒；

将所述第一高温高压气态冷媒中的部分高温高压气态冷媒通过所述第一出气口传输至所述第二加热管，基于所述部分高温高压气态冷媒和所述第二加热管，对所述储水外筒中的水进行加热。

2.根据权利要求1所述的辅助加热方法，其特征在于，所述系统还包括第一阀门，所述第一阀门用于控制是否继续向所述第二加热管运输所述部分高温高压气态冷媒，在所述对所述储水外筒中的水进行辅助加热之后，所述方法还包括：

当所述储水外筒中水的温度高于所述冷媒仓中的冷媒的温度、且所述储水外筒中的水与所述冷媒仓中冷媒的温差大于第一阈值时，控制所述第一阀门停止向所述第二加热管运输所述部分高温高压气态冷媒，以便于停止对所述储水外筒中的水进行辅助加热；以及，

当所述储水外筒中水的温度再次低于所述冷媒仓中的冷媒的温度、且所述储水外筒中的水与所述冷媒仓中的冷媒的温差大于第二阈值时，控制所述第一阀门再次向所述第二加热管运输所述部分高温高压气态冷媒，以便于对所述储水外筒中的水进行辅助加热。

3.根据权利要求1或2所述的辅助加热方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述低温蒸发系统开始运作的初始化阶段，通过第二高温高压气态冷媒对所述水进行辅助加热，所述第二高温高压气态冷媒为所述冷媒仓之外的其他气态冷媒，或所述第二高温高压气态冷媒为由所述冷媒仓之外的其他气态冷媒或液态冷媒经压缩机处理得到，或所述第二高温高压气态冷媒为所述冷媒仓中的冷媒经压缩机处理得到。

4.根据权利要求3所述的辅助加热方法，其特征在于，所述系统还包括第二压缩机，所述通过第二高温高压气态冷媒对所述水进行辅助加热包括：

从第二压缩机的第二进气口输入第二低温低压气态冷媒；

通过所述第二压缩机对所述第二低温低压气态进行加温加压，得到第二高温高压气态冷媒；

基于所述第二高温高压气态冷媒以及承载冷媒的第三加热管对所述储水外筒中的水进行辅助加热。

5.根据权利要求4所述的辅助加热方法，其特征在于，在所述基于所述第二高温高压气态冷媒以及承载冷媒的第三加热管对所述储水外筒中的水进行辅助加热之后，所述方法还包括：

将采用所述第二高温高压气态冷媒对所述储水外筒中的水进行辅助加热后得到的液态冷媒或低温低压气态冷媒，从所述第二进气口回流至所述第二压缩机循环使用。

6.根据权利要求4或5所述的辅助加热方法，其特征在于，所述系统还包括第二阀门，所述第二阀门用于控制是否继续向所述第三加热管运输所述第二高温高压气态冷媒，所述方法还包括：

在所述废水沸腾后，基于所述第二阀门停止向所述第三加热管运输所述第二高温高压气态冷媒，以便于停止对所述水进行辅助加热。

7.根据权利要求1、2、4或5任一项所述的辅助加热方法，其特征在于，

所述冷凝器还包括辅热外筒，所述辅热外筒用于收容所述第二加热管以便于所述第二加热管对所述储水外筒中的水加热；或者，

所述冷凝器不包括所述辅热外筒，所述第二加热管的管壁与所述储水外筒中的水直接接触以便于所述第二加热管对所述储水外筒中的水加热。

8.根据权利要求4或5所述的辅助加热方法，其特征在于，

所述冷凝器还包括辅热外筒，所述辅热外筒用于收容所述第三加热管以便于所述第三加热管对所述储水外筒中的水加热；或者，

所述冷凝器不包括所述辅热外筒，所述第三加热管的管壁与所述储水外筒中的水直接接触以便于所述第三加热管对所述储水外筒中的水加热。

9.一种辅助加热装置，其特征在于，所述装置应用于低温蒸发系统，所述低温蒸发系统包括蒸发器、冷凝器、第一压缩机、抽吸装置以及产水存储装置，所述蒸发器包括设置于自身内仓底部的第一加热管，所述第一加热管用于承载冷媒，所述冷凝器包括冷凝内筒和储水外筒，所述冷凝内筒包括冷凝仓和冷媒仓，所述第一加热管与所述冷媒仓的下端口连通，所述冷媒仓的上端口与所述第一压缩机的第一进气口连通，所述第一压缩机的第一出气口与所述第一加热管连通，基于所述第一出气口、所述第一加热管以及所述第一进气口形成第一冷媒管道回路，所述蒸发器的内仓的出气口连接所述冷凝仓的顶部端口，所述冷凝仓的底部端口连接所述抽吸装置的第一抽吸端口，所述抽吸装置的进水口连接所述储水外筒的下端口，所述抽吸装置的出水口连接所述储水外筒的上端口，所述储水外筒的出水口连接所述产水存储装置，由所述蒸发器的内仓至所述产水存储装置的管道回路形成所述低温蒸发系统的蒸气冷凝系统；所述第一出气口还与第二加热管的一端连通，所述第二加热管另一端与所述冷媒仓的下端口连通，基于所述第一出气口、所述第二加热管以及所述第一进气口形成第二冷媒管道回路，由所述第一冷媒管道回路和所述第二冷媒管道回路构成所述低温蒸发系统的冷媒热泵系统；在初始状态下，所述蒸发器中收容有废水，所述冷媒仓中收容有液态冷媒，所述储水外筒中收容有水，所述辅助加热装置用于：

通过所述液态冷媒吸收所述储水外筒中的水的热量转化为第一低温低压气态冷媒，并通过所述冷媒仓的上端口以及所述第一进气口将所述第一低温低压气态冷媒传输至所述第一压缩机；

通过所述第一压缩机将所述第一低温低压气态冷媒转化为第一高温高压气态冷媒；

将所述第一高温高压气态冷媒中的部分高温高压气态冷媒通过所述第一出气口传输至所述第二加热管，基于所述部分高温高压气态冷媒和所述第二加热管，对所述储水外筒中的水进行辅助加热。

10.一种低温蒸发系统，其特征在于，所述低温蒸发系统包括如权利要求9所述的辅助加热装置。

Images