CN205655523U - 一种热废水热量回收机组 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种热废水热量回收机组，包括第一冷媒循环闭合回路和第二冷媒循环闭合回路，先利用所述第二冷媒循环闭合回路借助第二冷媒吸收来自热废水热交换系统的热量进行制热运行，其吸收的热量通过热交换供给第一冷媒循环闭合回路，再利用所述第一冷媒循环闭合回路借助第一冷媒进行制热运行，利用上述低温制热循环回路和高温制热循环回路共同复叠为供暖机组或烘干机组提供热量，最终实现在实现对热废水的热量进行有效回收的同时，提高出水温度或出风温度，供暖或烘干效果好；此外，本实用新型所述机组还可以只进行第一冷媒循环闭合回路的单级热泵循环，节约能耗。

Description

一种热废水热量回收机组
技术领域
本实用新型属于热泵技术领域，具体涉及一种热废水热量回收机组。
背景技术
传统的供暖方式主要采用消耗燃气或煤等高位能源，通过锅炉和循环系统向建筑物室内提供低温的热量，并向环境排放废热、废气、废渣等废物。基于节约能源与避免环境污染的迫切要求，这种单向性供暖方式目前已无法满足能源、供暖和环境协调发展的需要。本技术领域主要采用热泵技术来解决供暖能耗和环境协调发展的问题。
目前的热水被使用后就直接排掉，特别是浴室等场所，需要使用大量热水，热水使用后还带有相当高的温度，例如被加热至42度的热水使用后还有38度，直接排放造成热量的极大浪费，并且废热水经水管排至外界环境中，由于水管一般是由塑料制成，流经过热的热水会致使管道软化，减少了管道的使用寿命。
此外，上述热水直接排至外界环境后，由于温度明显高于大自然的正常温度值，影响植物等的生长，造成较为严重的热污染。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种可实现自复叠运行、在冬季低温时也可以达到较高出风温度的热废水热量回收机组。
本实用新型所采用的技术方案为：
一种热废水热量回收机组，包括第一冷媒循环闭合回路、第二冷媒循环闭合回路和热废水热交换系统；
所述第一冷媒循环闭合回路包括压缩机、冷凝器、气液分离器、辅助膨胀阀和冷凝-蒸发器；其中，所述压缩机的排气口与冷凝器的进气口连接，所述冷凝器的出口与所述气液分离器的进口连接，所述气液分离器的出液口与辅助膨胀阀连接，所述辅助膨胀阀的出口与所述冷凝-蒸发器的低温流体进口连接，所述冷凝-蒸发器的低温流体出口与所述压缩机的进口连接；
所述第二冷媒循环闭合回路包括同一压缩机、同一冷凝器、同一气液分离器、同一冷凝-蒸发器、主膨胀阀和蒸发器；其中，所述压缩机的排气口与冷凝器的进气口连接，所述冷凝器的出口与所述气液分离器的进口连接，所述气液分离器的出气口与所述冷凝-蒸发器的高温流体进口连接，所述冷凝-蒸发器的高温流体出口与主膨胀阀进口连接，所述主膨胀阀出口与蒸发器进口连接，所述蒸发器的出口与所述压缩机的进口连接；
热废水热交换系统，所述热废水热交换系统在所述蒸发器处与所述第二冷媒循环闭合回路进行耦合热交换；
从所述冷凝-蒸发器的低温流体进口流入的第一冷媒与从所述冷凝-蒸发器的高温流体进口流入的第二冷媒在所述冷凝-蒸发器内进行热交换。
所述气液分离器的出液口与所述辅助膨胀阀之间设置阀门。
所述阀门为电磁阀。
还包括供热负载循环回路，所述供热负载循环回路在所述冷凝器处与所述第一冷媒循环闭合回路进行耦合热交换，所述供热负载循环回路在所述冷凝器处与所述第二冷媒循环闭合回路进行耦合热交换。
所述供热负载循环回路为烘干机组或供暖机组。
所述热废水热交换系统为套管式热交换器，所述套管式热交换器包括管程和壳程，所述管程的顶端设置热废水进口，底端设置热废水出口，所述壳程的顶端设置冷媒出口，所述壳程的底端设置冷媒进口，所述壳程的冷媒进口与所述蒸发器的底端连通设置，所述壳程的冷媒出口与所述蒸发器的顶端连通设置。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型所述的热废水热量回收机组，包括第一冷媒循环闭合回路和第二冷媒循环闭合回路，采用第一冷媒(富含高沸点组分)和第二冷媒(富含低沸点组分)组成非共沸混合冷媒，先利用所述第二冷媒循环闭合回路借助第二冷媒吸收来自热废水热交换系统的热量进行制热运行，其吸收的热量通过热交换供给第一冷媒循环闭合回路，再利用所述第一冷媒循环闭合回路借助吸热后的第一冷媒进行制热运行，利用上述第二冷媒制热循环回路和第一冷媒制热循环回路共同复叠为供暖机组或烘干机组提供热量，最终实现在实现对热废水的热量进行有效回收的同时，提高出水温度或出风温度，供暖或烘干效果好；所述机组的运行过程具体如下：采用第一冷媒(富含高沸点组分)和第二冷媒(富含低沸点组分)组成非共沸混合冷媒，先利用压缩机将所述非共沸混合冷媒进行压缩后形成高温高压气体，所述高温高压气体在冷凝器中进行冷凝并释放热量(用于供暖或烘干机组)后形成气液混合物，所述气液混合物进入气液分离器进行气液分离，其中富含低沸点组分冷媒(即第二冷媒)从所述气液分离器的出气口排出，作为高温流体进入所述冷凝-蒸发器；其中富含高沸点组分冷媒(即第一冷媒)从所述气液分离器的出液口排出，作为低温流体进入所述冷凝-蒸发器；之后所述第二冷媒和第一冷媒在所述冷凝-蒸发器内进行热交换，热交换后，一方面，所述第一冷媒进行换热蒸发后直接回到压缩机，完成所述第一冷媒的循环；另一方面，所述第二冷媒进行换热冷凝后经主膨胀阀进行节流膨胀，获得较低蒸发温度后进入蒸发器，在所述蒸发器处吸收来自热废水热交换系统的热量后，回到压缩机，完成所述第二冷媒的循环；由此可见，本实用新型所述的热废水热量回收机组，通过利用第二冷媒循环闭合回路的制热运行和第一冷媒循环闭合回路的制热运行共同复叠为供暖机组或烘干机组提供热量，在实现对热废水的热量进行有效回收的同时，还能够对室内供暖设备或烘房提供较高为50℃～70℃的出水温度或出风温度。
附图说明
图1是本实用新型一个实施例提供的热废水热量回收机组的结构示意图。
图中：1-压缩机，2-冷凝器，3-气液分离器，4-电磁阀，5-主膨胀阀，6-冷凝-蒸发器，7-蒸发器，71-热废水热交换系统，72-管程，721-热废水进口，722-热废水出口，73-壳程，8-供热负载循环回路，9-辅助膨胀阀。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型提供了一种热废水热量回收机组，包括第一冷媒循环闭合回路和第二冷媒循环闭合回路。
所述第一冷媒循环闭合回路包括压缩机1、冷凝器2、气液分离器3、辅助膨胀阀9和冷凝-蒸发器6；其中，所述压缩机1的排气口与冷凝器2的进气口连接，所述冷凝器2的出口与所述气液分离器3的进口连接，所述气液分离器3的出液口与辅助膨胀阀9连接，所述辅助膨胀阀9的出口与所述冷凝-蒸发器6的低温流体进口连接，所述冷凝-蒸发器6的低温流体出口与所述压缩机1的进口连接。
所述第二冷媒循环闭合回路包括压缩机1、冷凝器2、气液分离器3、冷凝-蒸发器6、主膨胀阀5和蒸发器7；其中，所述压缩机1的排气口与冷凝器2的进气口连接，所述冷凝器2的出口与所述气液分离器3的进口连接，所述气液分离器3的出气口与所述冷凝-蒸发器6的高温流体进口连接，所述冷凝-蒸发器6的高温流体出口与主膨胀阀5进口连接，所述主膨胀阀5出口与蒸发器7进口连接，所述蒸发器7的出口与所述压缩机1的进口连接。
所述热废水热交换系统71在所述蒸发器7处与所述第二冷媒循环闭合回路进行耦合热交换。
从所述冷凝-蒸发器6的低温流体进口流入的第一冷媒(即所述气液分离器3的出液口排出的低温流体)与从所述冷凝-蒸发器6的高温流体进口流入的第二冷媒(即所述气液分离器3的出气口排出的高温流体)在所述冷凝-蒸发器6内进行热交换。
利用本实用新型所述热废水热量回收机组进行供暖或烘干的过程具体如下：采用第一冷媒(富含高沸点组分)和第二冷媒(富含低沸点组分)组成非共沸混合冷媒，先利用压缩机1将所述非共沸混合冷媒进行压缩后形成高温高压气体，所述高温高压气体在冷凝器2中进行冷凝并释放热量(用于供暖或烘干机组)后形成气液混合物，所述气液混合物进入气液分离器3进行气液分离，其中富含低沸点组分冷媒(即第二冷媒)从所述气液分离器3的出气口排出，作为高温流体进入所述冷凝-蒸发器6；其中富含高沸点组分冷媒(即第一冷媒)从所述气液分离器3的出液口排出，作为低温流体进入所述冷凝-蒸发器6；之后所述第二冷媒和第一冷媒在所述冷凝-蒸发器6内进行热交换，热交换后，一方面，所述第一冷媒进行换热蒸发后直接回到压缩机1，完成所述第一冷媒的循环；另一方面，所述第二冷媒进行换热冷凝后经主膨胀阀5进行节流膨胀，获得较低蒸发温度后进入蒸发器7，在所述蒸发器7处吸收来自热废水热交换系统71的热量后，回到压缩机1，完成所述第二冷媒的循环；由此可见，本实用新型所述的热废水热量回收机组，通过利用第二冷媒循环闭合回路的制热运行和第一冷媒循环闭合回路的制热运行共同为供暖机组或烘干机组提供热量，从而在实现对热废水的热量进行有效回收的同时，还能够对室内供暖设备或烘房提供较高为50℃～70℃的出水温度或出风温度。
作为可以选择的实施方式，所述热废水热交换系统71为套管式热交换器，所述套管式热交换器包括管程72和壳程73，所述管程72的顶端设置热废水进口721，底端设置热废水出口722，所述壳程73的顶端设置冷媒出口，所述壳程73的底端设置冷媒进口，所述壳程73的冷媒进口与所述蒸发器7的底端连通设置，所述壳程73的冷媒出口与所述蒸发器7的顶端连通设置。
作为可以选择的实施方式，所述气液分离器3的出液口与所述辅助膨胀阀9之间设置阀门。
当所述阀门关闭时，本实用新型所述热废水热量回收机组只利用所述非共沸混合冷媒沿第二冷媒循环闭合回路进行制热运行，在此情况下，所述机组的运行过程具体如下：先利用压缩机1将非共沸混合冷媒(第一冷媒和第二冷媒的混合物)进行压缩后形成高温高压气体，所述高温高压气体在冷凝器2中进行冷凝并释放热量(用于供暖管道或烘干机组)后形成具有较小过冷度的高压液态冷媒，所述高压液态冷媒直接从所述气液分离器3的出气口排出，之后经所述冷凝-蒸发器6(这时不会发生换热)直接流出后，经所述主膨胀阀5进行节流膨胀，进入蒸发器7，在所述蒸发器7处与热废水热交换系统71进行热交换并吸收来自热废水热交换系统71的热量后，回到压缩机1，完成循环；由此可见，本实用新型所述机组，可只进行第二冷媒循环闭合回路的单级热泵循环，节约能耗。
进一步作为可以选择的实施方式，所述阀门为电磁阀4，电磁阀4连接控制系统，使得电磁阀4能够根据环境温度和冷凝器2出风温度或者出水温度的变化，自动实现打开与关闭的切换，根据控制系统的要求自行决定运行自复叠热泵循环或者单级热泵循环。
作为可以选择的实施方式，还包括供热负载循环回路，所述供热负载循环回路在所述冷凝器2处与所述第一冷媒循环闭合回路进行耦合热交换，所述供热负载循环回路在所述冷凝器2处与所述第二冷媒循环闭合回路进行耦合热交换。
作为可以选择的实施方式，所述供热负载循环回路为烘干机组或供暖机组。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种热废水热量回收机组，其特征在于，包括第一冷媒循环闭合回路、第二冷媒循环闭合回路和热废水热交换系统(71)；
所述第一冷媒循环闭合回路包括压缩机(1)、冷凝器(2)、气液分离器(3)、辅助膨胀阀(9)和冷凝-蒸发器(6)；其中，所述压缩机(1)的排气口与冷凝器(2)的进气口连接，所述冷凝器(2)的出口与所述气液分离器(3)的进口连接，所述气液分离器(3)的出液口与辅助膨胀阀连接，所述辅助膨胀阀的出口与所述冷凝-蒸发器(6)的低温流体进口连接，所述冷凝-蒸发器(6)的低温流体出口与所述压缩机(1)的进口连接；
所述第二冷媒循环闭合回路包括同一压缩机(1)、同一冷凝器(2)、同一气液分离器(3)、同一冷凝-蒸发器(6)、主膨胀阀(5)和蒸发器(7)；其中，所述压缩机(1)的排气口与冷凝器(2)的进气口连接，所述冷凝器(2)的出口与所述气液分离器(3)的进口连接，所述气液分离器(3)的出气口与所述冷凝-蒸发器(6)的高温流体进口连接，所述冷凝-蒸发器(6)的高温流体出口与主膨胀阀(5)进口连接，所述主膨胀阀(5)出口与蒸发器(7)进口连接，所述蒸发器(7)的出口与所述压缩机(1)的进口连接；
热废水热交换系统(71)，所述热废水热交换系统(71)在所述蒸发器(7)处与所述第二冷媒循环闭合回路进行耦合热交换；
从所述冷凝-蒸发器(6)的低温流体进口流入的第一冷媒与从所述冷凝-蒸发器(6)的高温流体进口流入的第二冷媒在所述冷凝-蒸发器(6)内进行热交换。
2.根据权利要求1所述的热废水热量回收机组，其特征在于，所述气液分离器(3)的出液口与所述辅助膨胀阀(9)之间设置阀门。
3.根据权利要求2所述的热废水热量回收机组，其特征在于，所述阀门为电磁阀(4)。
4.根据权利要求1所述的热废水热量回收机组，其特征在于，还包括供热负载循环回路，所述供热负载循环回路在所述冷凝器(2)处与所述第一冷媒循环闭合回路进行耦合热交换，所述供热负载循环回路还在所述冷凝器(2)处与所述第二冷媒循环闭合回路进行耦合热交换。
5.根据权利要求4所述的热废水热量回收机组，其特征在于，所述供热负载循环回路为烘干机组或供暖机组。
6.根据权利要求1所述的热废水热量回收机组，其特征在于，所述热废水热交换系统(71)为套管式热交换器，所述套管式热交换器包括管程(72)和壳程(73)，所述管程(72)的顶端设置热废水进口(721)，底端设置热废水出口(722)，所述壳程(73)的顶端设置冷媒出口，所述壳程(73)的底端设置冷媒进口，所述壳程(73)的冷媒进口与所述蒸发器(7)的底端连通设置，所述壳程(73)的冷媒出口与所述蒸发器(7)的顶端连通设置。
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