CN210070104U - 一种双源热泵热回收热水空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种双源热泵热回收热水空调系统，其包括废水余热回收加热系统、空气能加热补水和热水输送系统、冬季双源热泵耦合运行系统以及夏季空调冷凝热回收系统；所述废水余热回收加热系统包括废水余热回收系统以及加热系统，所述废水余热回收系统包括污水收集沉淀池、设置在所述污水收集沉淀池内的第一水泵、进水口与所述第一水泵出水口通过第一止回阀连通的污水处理器、进水口与所述污水处理器出水口连通的板式换热器、进水口与所述板式换热器出水口连通的污水源热泵蒸发器，本实用新型具备回收洗浴废水余热、空调冷凝热、双源热泵夏季制冷功能功能，具有高效节能，经济效益好，低温适宜性强的特点。

Description

一种双源热泵热回收热水空调系统

技术领域

本实用新型涉及暖通空调技术领域，尤其是一种双源热泵热回收热水空调系统。

背景技术

现有的热泵洗浴废水余热回收污水源热泵，只是对洗浴废水热回收，没有做到用同一套设备对空调冷凝热的热回收，实现夏季热水完全免费；污水源热泵也仅仅是热水设备，没有考虑作为空调设备使用，热水和空调没有关联。需要投资2套设备且独立运行，不能利用污水源热泵对空调冷凝热进行有效回收。对于热回收能量不能满足更多的洗浴用水量时，一般采用另外1套加热补偿方式，如从电厂买水、地下水源热泵补偿、空气能热泵、燃气（电）热水器等补偿措施，需要增加1套额外的仅用于补偿热回收不足的热源设备，不但增加了投资，而且存在局限性。比如开采地下水受政策制约；空气能冬季寒冷气候能效很差，热水费用高，而且空气能在冬季恶劣工况运行不稳定，压缩比高，容易损坏；采用其它的辅助热源系统不但增加了投资，且费用高。会所、洗浴中心、学校工矿企业等公共洗浴场所空调和热水分开投资，空调费用和热水费用也高，性价比低，能耗高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种具备回收洗浴废水余热、空调冷凝热，且具有夏季制冷时热水免费等全部功能，系统高效节能，经济效益好，低温适宜性强，综合经济技术优势于一体的洗浴双源热泵热回收热水空调系统。

为解决上述技术问题本实用新型所采取的技术方案是：

一种双源热泵热回收热水空调系统，其包括废水余热回收加热系统、空气能加热补水和热水输送系统、双源热泵耦合运行系统以及空调冷凝热回收系统；

所述废水余热回收加热系统包括废水余热回收系统以及加热系统，所述废水余热回收系统包括污水收集沉淀池、设置在所述污水收集沉淀池内的第一水泵、进水口B与所述第一水泵出水口通过第一止回阀连通的污水处理器、进水口与所述污水处理器出水口连通的板式换热器、进水口与所述板式换热器出水口连通的污水源热泵蒸发器以及与所述污水源热泵蒸发器出水口通过第三电磁阀连通的出水口F，所述加热系统包括与所述板式换热器进水口通过第一电磁阀连通的低温水进口A、进水口与所述板式换热器出水口连通的污水源热泵冷凝器以及进水口与所述污水源热泵冷凝器出水口连通的保温水箱;

所述保温水箱回水口与第二空气能热泵出水口连通，所述第二空气能热泵的进水口通过第五电磁阀与第五水泵出水口连通，所述保温水箱的出水口通过第五水泵与用水点E连通。

进一步的，所述空气能加热补水和热水输送系统包括保温水箱、上部出水口与所述保温水箱进水口通过第四电磁阀连通的承压缓冲保温水箱以及进水口与所述承压缓冲保温水箱下循环水口通过第四水泵连通的第一空气能热泵，所述第一空气能热泵的出水口与承压缓冲保温水箱上部的回水口连通，所述承压缓冲保温水箱进水口与低温水进口A连通。

进一步的，所述双源热泵耦合运行系统包括承压缓冲保温水箱、进水口与所述承压缓冲保温水箱下部出水口连通的第二水泵、进水口与所述第二水泵出水口通过第二止回阀连通的污水源热泵蒸发器以及进水口与所述承压缓冲保温水箱下循环水口通过第四水泵连通的第一空气能热泵，所述污水源热泵蒸发器的出水口通过第二电磁阀与承压缓冲保温水箱上部回水口连通，所述第一空气能热泵出水口与承压缓冲保温水箱上部回水口连通。

进一步的，所述空调冷凝热回收系统包括承压缓冲保温水箱、进水口与所述承压缓冲保温水箱下部出水口连通的第二水泵、进水口与所述第二水泵出水口通过第二止回阀连通的污水源热泵蒸发器、进水口与所述承压缓冲保温水箱下部出水口通过第四水泵连通的第一空气能热泵以及与所述承压缓冲保温水箱下部出水口通过第三水泵连通的室内空调末端C，所述承压缓冲保温水箱上部进水口与空调回水口D连通，所述板式换热器进水口通过第一电磁阀与低温水进口A连通，所述板式换热器出水口与污水源热泵冷凝器进水口连通，保温水箱进水口与所述污水源热泵冷凝器出水口连通。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本实用新型系统既是空调设备也是热水设备，节约了1套热水设备或者说是空调设备，设备投资低，功能强大。污水源热泵不但回收洗浴废水余热，而且还能回收空调冷凝热，且双源热泵夏季制冷（制冷时热水免费），系统高效节能，经济效益好，并且由于采用了热泵耦合技术，低温适宜性强。

本实用新型采用空气能热泵和污水源热泵2种热源，采用空气能热泵弥补洗浴废水热回收不足部分，冬季双源热泵可耦合运行，耦合运行可规避寒冷气候时空气能热泵高温出水（45℃以上）效率下降、压缩比高、能效比差，容易故障等缺陷，克服了在寒冷气候条件下，空气能热泵能效差，产水能力低下和设备运行不稳定和不可靠的缺陷。

本实用新型采用同1套双源热泵设备既能做到对洗浴废水和夏季空调冷凝热的热能回收、过度季节空气能生产热水、制冷同时免费提供生活热水；严寒季节双源热泵耦合运行，以弥补冬废水热回收量不足和空气能冬季运行热效差等问题，技术简单、投资低、高效节能综合经济技术优势于一体，该套系统能适应全国范围内的所有气候条件下会所、洗浴中心、学校工矿企业洗浴、空调需要。

附图说明

图1为本实用新型工作原理示意图；

图2为本实用新型废水余热回收加热系统原理示意图；

图3为本实用新型空气能加热补水和热水输送系统原理示意图；

图4为本实用新型双源热泵耦合运行系统原理示意图；

图5为本实用新型空调冷凝热回收系统原理示意图；

其中，1-1、第一止回阀，1-2、第二止回阀，2-1、第一水泵，2-2、第二水泵，2-3、第三水泵，2-4，第四水泵，2-5、第五水泵，3、板式换热器，4-1、第一电磁阀，4-2、第二电磁阀，4-3、第三电磁阀，4-4、第四电磁阀，4-5、第五电磁阀，5、承压缓冲保温水箱，6-1、第一空气能热泵，6-2、第二空气能热泵，7、保温水箱，8、污水源热泵主机，8-1、污水源热泵冷凝器，8-2、污水源热泵蒸发器，9、污水收集沉淀池，10、污水处理器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如附图1-5所示，本实施例提供一种双源热泵热回收热水空调系统，其包括废水余热回收加热系统、空气能加热补水和热水输送系统、双源热泵耦合运行系统以及空调冷凝热回收系统；所述废水余热回收加热系统包括废水余热回收系统以及加热系统，所述废水余热回收系统包括污水收集沉淀池9、设置在所述污水收集沉淀池9内的第一水泵2-1、进水口B与所述第一水泵2-1出水口通过第一止回阀1-1连通的污水处理器10、进水口与所述污水处理器10出水口连通的板式换热器3、进水口与所述板式换热器3出水口连通的污水源热泵蒸发器8-2以及与所述污水源热泵蒸发器8-2出水口通过第三电磁阀4-3连通的出水口F，所述加热系统包括与所述板式换热器3进水口通过第一电磁阀4-1连通的低温水进口A、进水口与所述板式换热器3出水口连通的污水源热泵冷凝器8-1以及进水口与所述污水源热泵冷凝器8-1出水口连通的保温水箱7;所述保温水箱7进水口与第二空气能热泵6-2出水口连通，所述第二空气能热泵6-2的进水口通过第五电磁阀4-5与第五水泵2-5出水口连通，所述保温水箱7的出水口通过第五水泵2-5与用水点E连通，保温水箱7内热水的恒温，由第二空气能热泵6-2循环加热维持，本实用新型以洗浴废水和空气作为双源热泵的热源和热汇，实现空调制冷制热、回收洗浴热水废热、夏季回收冷凝热免费热水、过度季节可分别独立提供生活热水的功能，2种热泵设备既可以作为空调设备单独使用，也可以作为热水设备单独使用。过度季节在回收洗浴余热的同时，生产热水不足部分，可完全由空气能补充。在冬季气温低于0℃以后，优先回收洗浴废水余热，在污水源能量不足时，采用空气能热泵和污水源热泵耦合运行提供热水，克服低温环境空气能生产热水的不足。

所述空气能加热补水和热水输送系统包括保温水箱7、上部出水口与所述保温水箱7进水口通过第四电磁阀4-4连通的承压缓冲保温水箱5以及进水口与所述承压缓冲保温水箱5下循环水口通过第四水泵2-4连通的第一空气能热泵6-1，所述第一空气能热泵6-1的出水口与承压缓冲保温水箱5上部的回水口连通，所述承压缓冲保温水箱5进水口与低温水进口A连通，当保温水箱7缺水时，热水输送电磁阀4-4开启，冷水通过承压缓冲保温水箱5将热水顶入到保温水箱7，可以实现保温水箱7的热水直补，保证了热水效率。

所述双源热泵耦合运行系统包括承压缓冲保温水箱5、进水口与所述承压缓冲保温水箱5下部出水口连通的第二水泵2-2、进水口与所述第二水泵2-2出水口通过第二止回阀1-2连通的污水源热泵蒸发器8-2以及进水口与所述承压缓冲保温水箱5下循环水口通过第四水泵2-4连通的第一空气能热泵6-1，所述污水源热泵蒸发器8-2的出水口通过第二电磁阀4-2与承压缓冲保温水箱5上部进水口连通，所述第一空气能热泵6-1出水口与承压缓冲保温水箱5上部回水口连通，形成耦合运行的完整循环回路，冬季寒冷气候条件下，废热余热不足部分，由双源热泵耦合运行高效节能，污水源热泵和空气能热泵在过度季节也可作为热水设备单独使用。双源热泵系统既相互独立，又相互关联，空调、热水既相互独立也相互关联。空气能热泵和污水源热泵2种热源，采用空气能热泵弥补洗浴废水热回收不足部分，冬季寒冷气候双源热泵耦合运行，其它季节可独立运行，满足热水和空调需要。

所述空调冷凝热回收系统包括承压缓冲保温水箱5、进水口与所述承压缓冲保温水箱5下部出水口连通的第二水泵2-2、进水口与所述第二水泵2-2出水口通过第二止回阀1-2连通的污水源热泵蒸发器8-2、进水口与所述承压缓冲保温水箱5下循环水口通过第四水泵2-4连通的第一空气能热泵6-1以及与所述承压缓冲保温水箱5下部出水口通过第三水泵2-3连通的室内空调末端C，所述承压缓冲保温水箱5上部回水口与空调回水口D连通，所述板式换热器3进水口通过第一电磁阀4-1与低温水进口A连通，所述板式换热器3出水口与污水源热泵冷凝器8-1进水口连通，保温水箱7进水口与所述污水源热泵冷凝器8-1出水口连通。

污水源热泵主机8和空气能热泵6-1为空调制冷设备。制冷时，第三水泵2-3循环，将低温水从C点泵入室内空调末端，吸热后由空调回水口D，返回承压缓冲保温水箱5回水口。第二水泵2-2和第四水泵2-4分别开启，第一空气能热泵6-1和污水源热泵主机8启动运行，2套制冷循环都对承压保温水箱中的空调冷冻水循环降温到6-7℃左右，为室内空调提供冷源，2个热泵蒸发的热量一方面通过空气能排放到空气中，还有部分热量被污水源热泵主机8吸收用于生产生活热水，实现空调冷凝热废热回收，免费提供生活热水的目的，污水源洗浴废水热回收机组不但回收洗浴废水中的余热也可回收夏季空调冷凝热，既是热水设备也是夏季空调设备，制冷时完全免费回收空调冷凝热。

具体工作过程如下：

废水余热回收冷水换热加热过程为：污水收集沉淀池9中的第一水泵2-1运行，从进水口B吸入高温污水，高温污水流经第一止回阀1-1、污水处理器10、板式换热器3，在板式换热器3中高温污水和冷水逆流换热为自来水预热，释放热量后污水再流经污水源热泵蒸发器8-2进一步释放热量，被回收热量的低温污水（一般约5℃左右）通过第三电磁阀 4-3经出水口F排放到下水道，完成了污水吸热热回收加热过程。第一电磁阀4-1，板式换热器3、污水源热泵冷凝器7、保温水箱7通过管路依次连接组成的定温出水换热系统，当保温水箱7缺水时，低温自来水通过打开第一电磁阀4-1，进入到板式换热器3和污水逆流换热，预热升温后的温水进入到污水源热泵冷凝器8-1中再次升温到设定温度（比如45℃）后储存备用。保温水箱7热水恒温加热，是由第二空气能热泵6-2循环加热维持，具体为由第五电磁阀4-5（需要加热时开启）、第二空气能热泵6-2（需要加热时开启）、保温水箱7通过管路依次连接构成的循环加热系统，温水先经第五水泵2-5、第五电磁阀4-5进入到第二空气能热泵6-2中加热后进入到保温水箱7中，在达到既定温度后使用时，热水通过第五水泵2-5加压后送到用水点E。

空气能加热冷水补充和热水输送过程为：低温水进口A、承压缓冲保温水箱5、保温水箱7、第一空气能热泵6-1通过管路依次连接构成的为保温水箱7直补热水的空气能加热补水和热水输送系统。当保温水箱7缺水时，热水输送第四电磁阀4-4开启，低温水进入承压缓冲保温水箱5将热水顶入到水箱7。当出水温度低于设定值（比如40℃）时停止补水（控制热水输送的第四电磁阀4-4关闭），此时第一空气能热泵6-1启动循环加热承压缓冲保温水箱5中热水，上述定温补水和空气能循环加热不断循环，完成空气能热泵热水生产过程。

冬季双源热泵耦合运行过程为：双源热泵耦合是指空气能热泵和污水源热泵耦合运行，当环境温度低于0℃且污水量不足时，空气能热泵和污水源热泵耦合运行。承压缓冲保温水箱5、第二水泵2-2、污水源热泵蒸发器8-2、第二电磁阀4-2、第一空气能热泵6-1通过管路连接构成的双源热泵耦合系统。第一空气能热泵6-1、第二水泵2-2运行，第二电磁阀4-2打开，将第一空气能热泵6-1所生产的低温热水提供给污水源热泵蒸发器8-2吸热后再回到承压缓冲保温水箱5，通过第一空气能热泵6-1循环加热，为污水源热泵蒸发器8-2不断提供热源，用空气能弥补污水源热量不足。冷水通过第一电磁阀4-1开启经过污水源热泵冷凝器8-1加热后输送到保温水箱7储存待用。

空调冷凝热回收过程为：

污水源热泵主机8和空气能热泵6-1为空调制冷设备，制冷时，第三水泵2-3运行，将低温水由C点泵入室内空调末端，吸热后由空调回水口D返回承压缓冲保温水箱5，第二水泵2-2和第四水泵2-4分别开启，第一空气能热泵6-1和污水源热泵主机8启动运行，2套制冷循环都对承压保温水箱中的空调冷冻水循环降温到6-7℃左右，为室内空调提供冷源，2个热泵蒸发的热量一方面通过空气能排放到空气中，还有部分热量被污水源热泵主机8吸收用于生产生活热水，实现空调冷凝热废热回收，免费提供生活热水的目的，污水源洗浴废水热回收机组不但回收洗浴废水中的余热也可回收夏季空调冷凝热，既是热水设备也是夏季空调设备，制冷时完全免费回收空调冷凝热。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种双源热泵热回收热水空调系统，其特征在于，其包括废水余热回收加热系统、空气能加热补水和热水输送系统、双源热泵耦合运行系统以及空调冷凝热回收系统；

所述废水余热回收加热系统包括废水余热回收系统以及加热系统，所述废水余热回收系统包括污水收集沉淀池（9）、设置在所述污水收集沉淀池（9）内的第一水泵（2-1）、进水口B与所述第一水泵（2-1）出水口通过第一止回阀（1-1）连通的污水处理器（10）、进水口与所述污水处理器（10）出水口连通的板式换热器（3）、进水口与所述板式换热器（3）出水口连通的污水源热泵蒸发器（8-2）以及与所述污水源热泵蒸发器（8-2）出水口通过第三电磁阀（4-3）连通的出水口F，所述加热系统包括与所述板式换热器（3）进水口通过第一电磁阀（4-1）连通的低温水进口A、进水口与所述板式换热器（3）出水口连通的污水源热泵冷凝器（8-1）以及进水口与所述污水源热泵冷凝器（8-1）出水口连通的保温水箱（7）；

所述保温水箱（7）回水口与第二空气能热泵（6-2）出水口连通，所述第二空气能热泵（6-2）的进水口通过第五电磁阀（4-5）与第五水泵（2-5）出水口连通，所述保温水箱（7）的出水口通过第五水泵（2-5）与用水点E连通。

2.根据权利要求1所述的一种双源热泵热回收热水空调系统，其特征在于，所述空气能加热补水和热水输送系统包括保温水箱（7）、上部出水口与所述保温水箱（7）进水口通过第四电磁阀（4-4）连通的承压缓冲保温水箱（5）以及进水口与所述承压缓冲保温水箱（5）下循环水口通过第四水泵（2-4）连通的第一空气能热泵（6-1），所述第一空气能热泵（6-1）的出水口与承压缓冲保温水箱（5）上部的回水口连通，所述承压缓冲保温水箱（5）进水口与低温水进口A连通。

3.根据权利要求2所述的一种双源热泵热回收热水空调系统，其特征在于，所述双源热泵耦合运行系统包括承压缓冲保温水箱（5）、进水口与所述承压缓冲保温水箱（5）下部出水口连通的第二水泵（2-2）、进水口与所述第二水泵（2-2）出水口通过第二止回阀（1-2）连通的污水源热泵蒸发器（8-2）以及进水口与所述承压缓冲保温水箱（5）下循环水口通过第四水泵（2-4）连通的第一空气能热泵（6-1），所述污水源热泵蒸发器（8-2）的出水口通过第二电磁阀（4-2）与承压缓冲保温水箱（5）上部回水口连通，所述第一空气能热泵（6-1）出水口与承压缓冲保温水箱（5）上部回水口连通。

4.根据权利要求3所述的一种双源热泵热回收热水空调系统，其特征在于，所述空调冷凝热回收系统包括承压缓冲保温水箱（5）、进水口与所述承压缓冲保温水箱（5）下部出水口连通的第二水泵（2-2）、进水口与所述第二水泵（2-2）出水口通过第二止回阀（1-2）连通的污水源热泵蒸发器（8-2）、进水口与所述承压缓冲保温水箱（5）下部出水口通过第四水泵（2-4）连通的第一空气能热泵（6-1）以及与所述承压缓冲保温水箱（5）下部出水口通过第三水泵（2-3）连通的室内空调末端C，所述承压缓冲保温水箱（5）上部进水口与空调回水口D连通，所述板式换热器（3）进水口通过第一电磁阀（4-1）与低温水进口A连通，所述板式换热器（3）出水口与污水源热泵冷凝器（8-1）进水口连通，保温水箱（7）进水口与所述污水源热泵冷凝器（8-1）出水口连通。

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