CN208332677U - 热回收高温热泵系统 - Google Patents

Abstract

一种热回收高温热泵系统，设有热泵机组、主热回收换热器、热源膨胀水箱、热源水泵、热水水箱以及热水循环泵。所述热泵机组具有蒸发器和冷凝器，所述主热回收换热器、热源膨胀水箱、热源水泵以及热泵机组的蒸发器之间通过管道连接形成热源回收系统，所述热水水箱、热水循环泵以及热泵机组的冷凝器之间通过管道连接形成热水系统。本实用新型通过逆卡诺循环原理制取30℃～98℃的高温热水，满足了食品相关行业的热水使用。

Description

热回收高温热泵系统

技术领域

本实用新型涉及能源回收领域，尤其是一种热回收高温热泵系统。

背景技术

现有的食品等行业工艺制取热水采用的是燃油、燃煤、燃气产生的蒸汽，缺点在于成本高，污染重、不节能。采用的空气源热泵系统制热效率低，制取的水温低，占地空间大，单机热量小等限制。

实用新型内容

为了克服上述缺陷，本实用新型利用工艺过程中产生的废热源制取热水，降低传统锅炉等化石燃料制热水成本。

本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种热回收高温热泵系统，设有热泵机组、主热回收换热器、热源膨胀水箱、热源水泵、热水水箱以及热水循环泵，所述热泵机组具有蒸发器和冷凝器，所述主热回收换热器、热源膨胀水箱、热源水泵以及热泵机组的蒸发器之间通过管道连接形成热源回收系统，所述热水水箱、热水循环泵以及热泵机组的冷凝器之间通过管道连接形成热水系统。

作为本实用新型的进一步改进，所述主热回收换热器具有冷流体进口、冷流体出口、热流体进口和热流体出口，热泵机组的蒸发器与主热回收换热器的冷流体进口连接，所述热源水泵的输入端与主热回收换热器的冷流体出口连接且热源水泵的输出端与热泵机组的蒸发器连接，所述热源膨胀水箱连接到热源水泵的输入端和主热回收换热器的冷流体出口之间，主热回收换热器的热流体进口与废热源连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述热泵机组的蒸发器和主热回收换热器的冷流体进口之间设有三通调节阀，所述三通调节阀具有入口端、主流出口端以及旁通出口端，所述入口端与热泵机组的蒸发器连接，所述主流出口端与主热回收换热器的冷流体进口连接，所述旁通出口端与热源水泵的输入端连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述热泵机组的冷凝器和热水水箱之间是双向管道连接，包括从冷凝器到热水水箱的直接管道连接以及从热水水箱到冷凝器的逆向管道连接，所述热水循环泵设置于逆向管道上，所述热水循环泵的输入端与热水水箱连接且热水循环泵的输出端与热泵机组的冷凝器连接。

作为本实用新型的进一步改进，还设有补水系统，所述补水系统包括液位传感器和补水电磁阀，所述液位传感器安装在热水水箱上，所述补水电磁阀连接于外部水源和热水水箱之间，所述液位传感器控制补水电磁阀的开合。

作为本实用新型的进一步改进，设有过冷热回收换热器，所述过冷热回收换热器亦具有冷流体进口、冷流体出口、热流体进口和热流体出口，所述过冷热回收换热器的冷流体进口与外部水源连接，所述过冷热回收换热器的冷流体出口与补水电磁阀连接，所述过冷热回收换热器的热流体进口、热流体出口分别连接到热泵机组的冷凝器上。

作为本实用新型的进一步改进，设有热回收预热换热器，所述热回收预热换热器亦具有冷流体进口、冷流体出口、热流体进口和热流体出口，所述热回收预热换热器的冷流体进口与外部水源连接，所述热回收预热换热器的冷流体出口与补水电磁阀连接，热回收预热换热器的热流体进口与废热源连接。

作为本实用新型的进一步改进，设有过冷热回收换热器和热回收预热换热器，所述过冷热回收换热器和热回收预热换热器均具有冷流体进口、冷流体出口、热流体进口和热流体出口，所述热回收预热换热器的冷流体进口与外部水源连接，所述热回收预热换热器的冷流体出口与过冷热回收换热器的冷流体进口连接，所述过冷热回收换热器的冷流体出口与补水电磁阀连接，热回收预热换热器的热流体进口与废热源连接，所述过冷热回收换热器的热流体进口、热流体出口分别连接到热泵机组的冷凝器上。

作为本实用新型的进一步改进，设有恒压供水装置，所述恒压供水装置通过管道连接至热水水箱的底部。

作为本实用新型的进一步改进，设有辅助热源，所述辅助热源设置于恒压供水装置所在的管道上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过热泵机组和换热器将工艺过程中产生的废热源回收利用，用于制取热水，降低了传统锅炉等化石燃料制热水成本，满足了食品相关行业的热水使用。

附图说明

图1为本实用新型热回收高温热泵系统的整体组合图。

对照以上附图，作如下补充说明：

1---热泵机组 2---热水水箱

3---液位传感器 4---补水电磁阀

5---恒压供水装置 6---热水循环泵

7---过冷热回收换热器 8---热回收预热换热器

9---热源水泵 10---热源膨胀水箱

11---主热回收换热器 12---三通调节阀

121---入口端 122---主流出口端

123---旁通出口端 13---辅助热源

F1---冷流体进口 F2---冷流体出口

F3---热流体进口 F4---热流体出口

具体实施方式

请参考图1，一种热回收高温热泵系统，设有热泵机组1、主热回收换热器11、热源膨胀水箱10、热源水泵9、热水水箱2以及热水循环泵6。所述热泵机组1具有蒸发器和冷凝器。所述主热回收换热器11、热源膨胀水箱10、热源水泵9以及热泵机组1的蒸发器之间通过管道连接形成热源回收系统。所述热水水箱2、热水循环泵6以及热泵机组1的冷凝器之间通过管道连接形成热水系统。

所述主热回收换热器11具有冷流体进口F1、冷流体出口F2、热流体进口F3和热流体出口F4。所述热源回收系统的管道连接方式是：所述热泵机组1的蒸发器与主热回收换热器11的冷流体进口F1连接，所述热源水泵9的输入端与主热回收换热器11的冷流体出口F2连接且热源水泵9的输出端与热泵机组1的蒸发器连接，所述热源膨胀水箱10连接到热源水泵9的输入端和主热回收换热器11的冷流体出口F2之间，主热回收换热器11的热流体进口F3与废热源连接。

本实用新型中，板式换热器的换热方式是逆流，冷热两种介质必须以逆流的形式进行热交换，打个比方说，假如左边接口是下进上出，那么右边接口必须是上进下出，即在本实用新型中，作为热流体的废热源从F3进，F4出；作为冷流体的管道里的水从F1进，热交换后再从F2流出就是升温后带有热量的水了。由于热源水泵(9)的循环作用以及热源膨胀水箱(10)对管道内的水不断补给，主热回收换热器(11)内的热交换是持续进行的，即，热源回收系统能够持续不断地从废热源中获取热量。

优选实施方式中，所述热泵机组1的蒸发器和主热回收换热器11的冷流体进口F1之间设有三通调节阀12。所述三通调节阀12具有入口端121、主流出口端122以及旁通出口端123，所述入口端121与热泵机组1的蒸发器连接，所述主流出口端122与主热回收换热器11的冷流体进口F1连接，所述旁通出口端123与热源水泵9的输入端连接。三通调节阀12的作用是：使得管道里的水主要流进主热回收换热器11，旁通出口端123仅用于调节流量，通过流量变化调节温度。

所述热水系统中，热泵机组1的冷凝器和热水水箱2之间是双向管道连接，包括从冷凝器到热水水箱2的直接管道连接以及从热水水箱2到冷凝器的逆向管道连接。所述热水循环泵6设置于逆向管道上，所述热水循环泵6的输入端与热水水箱2连接且热水循环泵6的输出端与热泵机组1的冷凝器连接。从而，热源回收系统从废热源中获取的热量，在冷凝器的位置进一步热交换，而热水水箱2、热水循环泵6以及热泵机组1的冷凝器之间形成循环水回路，从而交换后的热量随着循环水源源不断地送入热水水箱2。

本实用新型还设有补水系统，所述补水系统包括液位传感器3和补水电磁阀4。所述液位传感器3安装在热水水箱2上，所述补水电磁阀4连接于外部水源和热水水箱2之间，所述液位传感器3控制补水电磁阀4的开合。所述液位传感器3用于检测热水水箱2的水位。当液位传感器3检测到热水水箱2内的水位低于最小值而表示缺水时，液位传感器3给补水电磁阀4一个电信号，控制补水电磁阀4闭合，从而能够从外部水源补水至热水水箱2；当液位传感器3检测到热水水箱2内的水位高于最大值而表示热水水箱2内的水满时，液位传感器3再给补水电磁阀4一个电信号，控制补水电磁阀4断开，从而停止往热水水箱2内补水。

在本实用新型的第一实施例中，设有过冷热回收换热器7，所述过冷热回收换热器7亦具有冷流体进口F1、冷流体出口F2、热流体进口F3和热流体出口F4。所述过冷热回收换热器7的冷流体进口F1与外部水源连接，所述过冷热回收换热器7的冷流体出口F2与补水电磁阀4连接，所述过冷热回收换热器7的热流体进口F3、热流体出口F4分别连接到热泵机组1的冷凝器上。外部水源出来的水经过过冷热回收换热器7连接到热泵机组1的冷凝器上进行一次热交换，热交换后的水补入热水水箱2，提高了热水水箱2升温的效率，具有预热的功效。

在本实用新型的第二实施例中，设有热回收预热换热器8，所述热回收预热换热器8亦具有冷流体进口F1、冷流体出口F2、热流体进口F3和热流体出口F4。所述热回收预热换热器8的冷流体进口F1与外部水源连接，所述热回收预热换热器8的冷流体出口F2与补水电磁阀4连接，热回收预热换热器8的热流体进口F3与废热源连接。在本实用新型在向热水水箱2补水的过程中，作为热流体的废热源从F3进，F4出；作为冷流体的外部水源的水从F1进，热交换后再从F2流出就是带有热量的水，将带有热量的水补入热水水箱2，则提高了热水水箱2升温的效率，具有预热的功效。

在本实用新型的第三实施例中，设有过冷热回收换热器7和热回收预热换热器8，所述过冷热回收换热器7和热回收预热换热器8均具有冷流体进口F1、冷流体出口F2、热流体进口F3和热流体出口F4。所述热回收预热换热器8的冷流体进口F1与外部水源连接，所述热回收预热换热器8的冷流体出口F2与过冷热回收换热器7的冷流体进口F1连接，所述过冷热回收换热器7的冷流体出口F2与补水电磁阀4连接，热回收预热换热器8的热流体进口F3与废热源连接，所述过冷热回收换热器7的热流体进口F3、热流体出口F4分别连接到热泵机组1的冷凝器上。即第三实施例是将第一、第二实施例的两次预热叠加在一起，实现双倍升温的功效。

本实用新型设有恒压供水装置5，所述恒压供水装置5通过管道连接至热水水箱2的底部。所述恒压供水装置5的具体结构一般包括水泵、变频器、压力传感器等等。恒压供水装置5的作用是根据用户的需求(即供水压力)调节水泵的转速，满足单一用户的自由、自主用水。工作原理为本领域普通技术人员习知的技艺，本实用新型不再赘述。

本实用新型设有辅助热源13，所述辅助热源13设置于恒压供水装置5所在的管道上，从而满足特殊用户对水温度更高(200℃)的需求。辅助热源13一般为电加热、燃气锅炉等。

本实用新型设有热泵机组1和换热器11，通过逆卡诺循环原理提升水温，从废热源中提取热量到热水水箱2。通过本实用新型，热水水箱2内能够实现制取30℃～98℃的高温热水，满足了食品相关行业的热水使用。

Claims (10)

1.一种热回收高温热泵系统，其特征是：设有热泵机组、主热回收换热器、热源膨胀水箱、热源水泵、热水水箱以及热水循环泵，所述热泵机组具有蒸发器和冷凝器，所述主热回收换热器、热源膨胀水箱、热源水泵以及热泵机组的蒸发器之间通过管道连接形成热源回收系统，所述热水水箱、热水循环泵以及热泵机组的冷凝器之间通过管道连接形成热水系统。

2.根据权利要求1所述的热回收高温热泵系统，其特征是：所述主热回收换热器具有冷流体进口、冷流体出口、热流体进口和热流体出口，热泵机组的蒸发器与主热回收换热器的冷流体进口连接，所述热源水泵的输入端与主热回收换热器的冷流体出口连接且热源水泵的输出端与热泵机组的蒸发器连接，所述热源膨胀水箱连接到热源水泵的输入端和主热回收换热器的冷流体出口之间，主热回收换热器的热流体进口与废热源连接。

3.根据权利要求2所述的热回收高温热泵系统，其特征是：所述热泵机组的蒸发器和主热回收换热器的冷流体进口之间设有三通调节阀，所述三通调节阀具有入口端、主流出口端以及旁通出口端，所述入口端与热泵机组的蒸发器连接，所述主流出口端与主热回收换热器的冷流体进口连接，所述旁通出口端与热源水泵的输入端连接。

4.根据权利要求2所述的热回收高温热泵系统，其特征是：所述热泵机组的冷凝器和热水水箱之间是双向管道连接，包括从冷凝器到热水水箱的直接管道连接以及从热水水箱到冷凝器的逆向管道连接，所述热水循环泵设置于逆向管道上，所述热水循环泵的输入端与热水水箱连接且热水循环泵的输出端与热泵机组的冷凝器连接。

5.根据权利要求4所述的热回收高温热泵系统，其特征是：还设有补水系统，所述补水系统包括液位传感器和补水电磁阀，所述液位传感器安装在热水水箱上，所述补水电磁阀连接于外部水源和热水水箱之间，所述液位传感器控制补水电磁阀的开合。

6.根据权利要求5所述的热回收高温热泵系统，其特征是：设有过冷热回收换热器，所述过冷热回收换热器亦具有冷流体进口、冷流体出口、热流体进口和热流体出口，所述过冷热回收换热器的冷流体进口与外部水源连接，所述过冷热回收换热器的冷流体出口与补水电磁阀连接，所述过冷热回收换热器的热流体进口、热流体出口分别连接到热泵机组的冷凝器上。

7.根据权利要求5所述的热回收高温热泵系统，其特征是：设有热回收预热换热器，所述热回收预热换热器亦具有冷流体进口、冷流体出口、热流体进口和热流体出口，所述热回收预热换热器的冷流体进口与外部水源连接，所述热回收预热换热器的冷流体出口与补水电磁阀连接，热回收预热换热器的热流体进口与废热源连接。

8.根据权利要求5所述的热回收高温热泵系统，其特征是：设有过冷热回收换热器和热回收预热换热器，所述过冷热回收换热器和热回收预热换热器均具有冷流体进口、冷流体出口、热流体进口和热流体出口，所述热回收预热换热器的冷流体进口与外部水源连接，所述热回收预热换热器的冷流体出口与过冷热回收换热器的冷流体进口连接，所述过冷热回收换热器的冷流体出口与补水电磁阀连接，热回收预热换热器的热流体进口与废热源连接，所述过冷热回收换热器的热流体进口、热流体出口分别连接到热泵机组的冷凝器上。

9.根据权利要求1至8项中任意一项所述的热回收高温热泵系统，其特征是：设有恒压供水装置，所述恒压供水装置通过管道连接至热水水箱的底部。

10.根据权利要求9所述的热回收高温热泵系统，其特征是：设有辅助热源，所述辅助热源设置于恒压供水装置所在的管道上。