CN206478894U - 一种回收工业余热的水源热泵 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种回收工业余热的水源热泵，包括水源水箱、热泵机组和采暖或热水系统，热泵机组包含依次形成循环回路的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，其特征在于：水源水箱上部设有进水管，中部设有换热装置，下部是换热后的水源储存区。该系统可充分利用工业余热，将水源水箱内媒质温度稳定在一个范围，为制冷剂提供足够的热量进行换热，可高效率产热水或热空气。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种热泵装置，特别涉及一种余热回收的水源热泵，属于新能源技术领域。
背景技术
工业生产中会产生大量的尾气，尾气温度都比较高，尾气直接排放到大气中，不仅热量没有得到回收和利用，而且严重污染大气，不符合我国节能减排的基本国策，并增加企业的生产成本。
一般的水源热泵工作模式之制热模式为：高温高压的制冷剂气体从压缩机出来进入冷凝器，制冷剂向供热水中放出热量而冷却成高压液体，并使采暖或热水系统内工质温度升高。制冷剂再经过膨胀阀膨胀成低温低压液体，进入蒸发器吸收低温水源中的热量，蒸发成低压蒸汽，并使水源水箱水温降低。低压制冷剂蒸汽又进入压缩机压缩成高温高压气体，如此循环在冷凝器中获得供热水。随着水源水箱水温的下降，水源水箱中所能提供给制冷剂的热量越来越少，换热速率和效率会随之减慢。因此，一般水源热泵的水源都会采用温度比较稳定的地下水或湖泊、河流水，但此类水源作为公共资源受到严格管控。而更具实用价值的污水源和中水源热泵，由于热水源总量有限，其温度也会随着制热过程越来越低。温度越低，水源热泵的能效比（COP）也随之下降。
实用新型内容
为了充分利用工业企业可回收的热量，同时提高水源热泵的COP，本实用新型提供了一种充分利用工业余热使水源水箱的温度保持基本恒定，从而提高水源热泵COP的装置。
本实用新型是通过如下技术方案实现的：
一种回收工业余热的水源热泵，包括水源水箱1、水源热泵机组7和采暖或热水系统5；其中水源热泵机组7包括依次形成循环回路的蒸发器2、压缩机3、冷凝器4和膨胀阀6；水源水箱1与蒸发器2连接，向蒸发器2提供热能；采暖或热水系统5与冷凝器4连接，由冷凝器4向采暖或热水系统5提供热能；其特征在于：
水源水箱1上部设有进水管8，中部设有换热装置17，下部是换热后的水源储存区13；换热装置17中的换热管9管内为热媒的通道，管外为水源热泵的热源水，热媒经换热管9直接换热给水源。
进一步地，为了使水源在水源水箱1内分布均匀，在进水管8的出水端设有液体分布器18，液体分布器18为圆盘状，由三个以上分管道组成。
进一步地，为了更好地使水源温度稳定在一个范围，将换热装置17设置为相变换热，换热管9外周围填满微胶囊形式的密封相变材料15，换热管9下沿设有填料支撑板11，上沿设有微孔挡板16，填料支撑板11和微孔挡板16的孔径均小于相变材料15的粒径。相变材料15是相变温度低于100℃的低温相变材料，如石蜡。
本实用新型的工作过程：
水源从进水管8流入水源水箱1（当进水管8的出水端设有液体分布器18时，水源从进水管8经液体分布器18的分管道均匀分布到水源水箱1内），流到换热装置17，与之同时，热媒从热媒入口10流入经过换热管9从热媒出口14流出，热媒在换热管9中流通时与水源进行换热（当换热管9的周围填满石蜡微胶囊相变材料15，换热管9下沿设有填料支撑板11，上沿设有微孔挡板16时，水源从进水管8或液体分布器18流出，经微孔挡板16渗入换热装置17内部，与之同时，热媒从热媒入口10流入经过换热管9从热媒出口14流出，热媒在换热管9中流通时直接与水源进行换热，同时把一部分热量传递给石蜡微胶囊相变材料15进行储能）。换热后的低温水源流出换热装置17到水源储存区13，再从液体出口12流入蒸发器2。低温水源放出热量，使低温低压的制冷剂蒸发成低压蒸汽，低温水源通过进水管8再次流入水源水箱1，而低压蒸汽流经压缩机3变成高温高压的制冷剂气体进入冷凝器4，制冷剂向供热水中放出热量而冷却成高压液体，并使采暖或热水系统5内工质温度升高。制冷剂经过膨胀阀6膨胀成低温低压液体，再次流入蒸发器2，如此循环在冷凝器中获得供热水。
本实用新型的有益效果是：该水源热泵的余热回收装置，换热效率高，充分利用工业余热使水源水箱的温度稳定在一个范围，为制冷剂提供足够的热量进行换热，从而提高水源热泵的换热速率。由该水源热泵可以提供热量加热水或者空气，可产热水或热空气，不仅可以用于干燥、分离等操作过程，还可用于民用热水和室内采暖。
附图说明
图1是回收工业余热的水源热泵的工作原理示意图；
图2是水源水箱1的内部结构示意图。
图中：1-水源水箱，2-蒸发器，3-压缩机，4-冷凝器，5-采暖或热水系统，6-膨胀阀，7-水源热泵机组，8-进水管，9-换热管，10-热媒入口，11-填料支撑板，12-液体出口，13-水源储存区，14-热媒出口，15-相变材料，16-微孔挡板，17-换热装置，18-液体分布器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
实施例1
本实施例提供一种回收工业余热的水源热泵装置，包括由依次形成循环回路的压缩机3、冷凝器4、膨胀阀6、蒸发器2组成的水源热泵机组7，水源水箱1和采暖或热水系统5，如图1所示。水源水箱1上部设有进水管8，进水管8 的出水端设有液体分布器18，液体分布器18为圆盘状，由五个分管道组成，其中四个分管道为弯管，一个分管道为直管；中部设有换热装置17，换热装置17中设有热媒的通道换热管9，换热管9为蛇管；下部是换热后的水源储存区13，如图2所示。
实施例2
本实施例提供一种回收工业余热的水源热泵，包括由依次形成循环回路的压缩机3、冷凝器4、膨胀阀6、蒸发器2组成的水源热泵机组7，水源水箱1和采暖或热水系统5，如图1所示。水源水箱1上部设有进水管8，进水管8 的出水端设有液体分布器18，液体分布器18为圆盘状，由十个分管道组成，其中九个分管道为弯管，一个分管道为直管；中部设有换热装置17，换热装置17中设有热媒的通道换热管9，换热管9为U型管；下部是换热后的水源储存区13。
实施例3
本实施例提供一种回收工业余热的水源热泵，如图1所示，与实施例1和2不同之处在于，本实施例中水源水箱1中部的换热装置17中设有热媒的通道换热管9，换热管9的周围填满具有良好的储能性能的石蜡微胶囊相变材料15，换热管9下沿设有填料支撑板11，上沿设有微孔挡板16，填料支撑板11和微孔挡板16的孔径均小于相变材料15的粒径。
实施例4
本实施例提供一种回收工业余热的水源热泵，如图1所示，与实施例1-3相比，本实施例中水源水箱1上部仅设有进水管8，不设液体分布器。水源直接从进水管8流入水源水箱1。
Claims (11)
1.一种回收工业余热的水源热泵，包括水源水箱（1）、水源热泵机组（7）和采暖或热水系统（5），其中水源热泵机组（7）包括依次形成循环回路的蒸发器（2）、压缩机（3）、冷凝器（4）和膨胀阀（6），水源水箱（1）与蒸发器（2）连接，向蒸发器（2）提供热能；采暖或热水系统（5）与冷凝器（4）连接，由冷凝器（4）向采暖或热水系统（5）提供热能，其特征在于：水源水箱（1）上部设有进水管（8），中部设有换热装置（17），下部是换热后的水源储存区（13）。
2.根据权利要求1所述的一种回收工业余热的水源热泵，其特征在于：换热装置（17）中设有换热管（9）。
3.根据权利要求2所述的一种回收工业余热的水源热泵，其特征在于：换热装置（17）中的换热管（9）为U型管。
4.根据权利要求2所述的一种回收工业余热的水源热泵，其特征在于：换热装置（17）中的换热管（9）为蛇管。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种回收工业余热的水源热泵，其特征在于：在进水管（8） 的出水端设有液体分布器（18）。
6.根据权利要求5所述的一种回收工业余热的水源热泵，其特征在于：液体分布器（18）为圆盘状，由三个以上分管道组成。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的一种回收工业余热的水源热泵，其特征在于：换热装置（17）中换热管（9）外周围填满相变材料（15），换热管（9）下沿设有填料支撑板（11），上沿设有微孔挡板（16）。
8.根据权利要求7所述的一种回收工业余热的水源热泵，其特征在于：相变材料（15）以微胶囊的形式密封。
9.根据权利要求7所述的一种回收工业余热的水源热泵，其特征在于：相变材料（15）是相变温度低于100℃的低温相变材料。
10.根据权利要求9所述的一种回收工业余热的水源热泵，其特征在于：相变材料（15）是石蜡。
11.根据权利要求7所述的一种回收工业余热的水源热泵，其特征在于：填料支撑板（11）和微孔挡板（16）的孔径均小于相变材料（15）的粒径。
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