CN219656370U - 洗浴污水潜热二次回收机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种洗浴污水潜热二次回收机组，涉及污水热泵的技术领域，本实用新型旨在解决当前设备存在提热量有限且无法根据流量而调整换热量的问题。本实用新型包括第一热泵装置、第二热泵装置、使用水路；所述第一热泵装置包括第一污水换热器，以及顺次设置的第一蒸发器、第一压缩机、第一冷凝器、第一膨胀阀；所述第二热泵装置包括第二污水换热器，以及顺次设置的第二蒸发器、第二压缩机、第二冷凝器、第二膨胀阀；所述第二压缩机为低压压缩机、所述第二蒸发器为低温蒸发器、第二膨胀阀为低温膨胀阀；所述第一污水换热器设置于所述第二污水换热器的上游方向；所述使用水路顺次经过第二冷凝器和第一冷凝器的吸热侧。

Description

洗浴污水潜热二次回收机组

技术领域

本实用新型涉及污水热泵的技术领域，具体涉及一种洗浴污水潜热二次回收机组。

背景技术

洗浴污水可以作为低温侧热源应用于热泵热水机组，用于对自来水使用侧水源水进行加热，从而可作为代替燃煤锅炉、电锅炉的清洁能源设备，运行时通常可获得更高的能效比，COP值在4.5-6.0甚至更高。其利用公共洗浴场所的洗浴污水作为低温热源，一般情况下，洗浴污水温度在30-35℃，高于环境空气温度，而且温度不受四季气候变化影响而稳定，所以优于空气源热泵热水机。

但实际应用过程中，洗浴场所的洗浴人员的数量不定，也就是使用热水的需求量不稳定，另一方面，洗浴污水量在不同时段也不均衡。另外，当前设备的提热量有限，当洗浴污水量特别大时，会造成无法充分提热，洗浴污水就溢出污水池，造成能量浪费。所以，当前设备存在提热量有限且无法根据流量而调整换热量的问题，从而影响了热泵热水机组制备热水的质量，经常出现水温偏低或水量偏小等问题，达不到设计要求，亟待解决。

发明内容

本实用新型提出了一种洗浴污水潜热二次回收机组，其包括第一热泵装置、第二热泵装置、使用水路；所述第一热泵装置包括第一污水换热器，以及顺次设置的第一蒸发器、第一压缩机、第一冷凝器、第一膨胀阀；所述第二热泵装置包括第二污水换热器，以及顺次设置的第二蒸发器、第二压缩机、第二冷凝器、第二膨胀阀；所述第二压缩机为低压压缩机、所述第二蒸发器为低温蒸发器、第二膨胀阀为低温膨胀阀；所述第一污水换热器设置于所述第二污水换热器的上游方向；所述使用水路顺次经过第二冷凝器和第一冷凝器的吸热侧。

本实用新型的进一步设置为：所述第一热泵装置还包括第一储液气液分离器和第一过冷器，所述第一蒸发器的吸热侧出口连接所述第一储液气液分离器的进口，所述第一储液气液分离器的气相出口连接所述第一压缩机的进口，所述第一储液气液分离器的液相出口连接所述过冷器的放热侧进口，所述过冷器的放热侧出口连接所述第一膨胀阀，所述第一膨胀阀的另一端连接所述第一蒸发器的吸热侧的进口。

本实用新型的进一步设置为：所述第一过冷器的吸热侧的进口和出口连接至所述使用水路，所述第一过冷器设置于所述第一冷凝器的上游方向。

本实用新型的进一步设置为所述第二热泵装置还包括第二储液气液分离器和第二过冷器，所述第二蒸发器的吸热侧出口连接所述第二储液气液分离器的进口，所述第二储液气液分离器的气相出口连接所述第二压缩机的进口，所述第二储液气液分离器的液相出口连接所述过冷器的放热侧进口，所述过冷器的放热侧出口连接所述第二膨胀阀，所述第二膨胀阀的另一端连接所述第二蒸发器的吸热侧的进口。

本实用新型的进一步设置为：所述第二过冷器的吸热侧的进口和出口连接至所述使用水路，所述第二过冷器设置于所述第二冷凝器的上游方向。

本实用新型的进一步设置为：所述第一压缩机和所述第二压缩机均为变频压缩机。

本实用新型的进一步设置为：所述使用水路上设置有流量阀。

本实用新型的进一步设置为：还包括：第一温度传感器，用于检测所述第一蒸发器放热侧入口处热源的温度T1；第二温度传感器，用于检测所述第二蒸发器放热侧入口处热源的温度T2；第三温度传感器，用于检测所述使用水路的进水温度T3；第四温度传感器，用于检测所述使用水路的中段温度T4；第五温度传感器，用于检测所述使用水路的出水温度T5；所述控制柜与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述第四温度传感器以及所述第五温度传感器电连接；所述控制柜根据T2、T3、T4的数值以及所述流量阀调控的流量去控制所述第二压缩机的频率，根据T1、T4、T5的数值以及流量阀调控的流量去控制所述第一压缩压缩机的频率。

本实用新型的有益效果为：由于可以调节第一压缩机和第二压缩机的频率，加之第二热泵装置能够对低温洗浴污水中的热量进一步挖掘，所以整个机组从洗浴污水中获取的热量更多，那么在保供水流量的情况下，可以使出水温度达标；在保供出水温度的情况下，可以使水流量可以变得充足。从两个设计指标来看均能够满足客户的使用需求。进一步的，还可以随意的调整使用水路的出水温度以及出水流量。当从洗浴污水中提取的热量充裕并且水流量满足使用需求时，还可以调低第一压缩机和第二压缩机的频率以降低能耗。

由于利用洗浴污水潜热的二次回收机组,即第一热源提取洗浴污水显热热量和第二热源提取洗浴污水显热和潜热热量,机组制备高温水的需要的低温热源远远大于只有显热回收的机组,废热回收的热能在机组的总能量的占比更高,使整个机组的能效比更高。

附图说明

图1是本实用新型的示意图。

附图标记：11、第一污水换热器；12、第一蒸发器；13、第一储液气液分离器；14、第一过冷器；15、第一膨胀阀；16、第一压缩机；17、第一冷凝器；18、第一热源循环泵；

21、第二污水换热器；22、第二蒸发器；23、第二储液气液分离器；24、第二过冷器；25、第二膨胀阀；26、第二压缩机；27、第二冷凝器；28、第二热源循环泵；

3、使用水路；4、流量阀；

51、第一温度传感器；52、第二温度传感器；53、第三温度传感器；54、第四温度传感器；55、第五温度传感器。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

述及“连接”，在未特殊强调的情况下，均指代通过管道进行连接的常规现有技术手段。

参见图1，本实用新型提出了一种洗浴污水潜热二次回收机组，包括第一热泵装置、第二热泵装置、使用水路3。

第一热泵装置包括第一污水换热器11、第一蒸发器12、第一储液气液分离器13、第一过冷器14、第一膨胀阀15、第一压缩机16、第一冷凝器17、第一热源循环泵18。

第一污水换热器11的进口和出口通过第一管路连接第一蒸发器12的放热侧的出口和进口，在第一管路上设置有第一热源循环泵18，第一热源循环泵18工作可以使第一管路中的热源循环流动，从而在第一污水换热器11处，热源从洗浴污水中吸热并在第一蒸发器12处放热给制冷剂，降温后的热源回到第一污水换热器11，再吸收洗浴污水的热量而升温，如此循环流动，完成对洗浴污水的提热。

第一蒸发器12的吸热侧的出口连接第一储液气液分离器13，第一储液气液分离器13的作用是：使制冷剂的气相部分吸热变为温度更高的过热气体，使制冷剂的液相部分放热变为温度更低的低温液体。第一储液气液分离器13的液相出口连接第一过冷器14的放热侧的进口，第一储液气液分离器13的气相出口连接第一压缩机16的入口。

第一过冷器14的放热侧的出口则连接第一膨胀阀15，而第一膨胀阀15的另一端则连接第一蒸发器12的放热侧的入口，从而实现制冷剂在第一蒸发器12处的循环吸热。

第一压缩机16的出口则连接第一冷凝器17的放热侧的入口，第一冷凝器17的放热侧的出口则连接到第一储液气液分离器13。过程是第一压缩机16将第一储液气液分离器13分离出的过热气体压缩为高温高压气体，然后在第一冷凝器17处，高温高压气体发生相变并放出大量的显热和潜热的热量，这部分热量被使用水路3中的使用水吸收并升温。放热同时，制冷剂冷凝为液体，随后这部分制冷剂液体回到储液气液分离器中，并随储液气液分离器中的液相部分一起循环，经第一过冷器14处，再次放热后，经第一膨胀阀15节流降压为低温低压的制冷剂液体，随后进入到第一蒸发器12处，完成第一热泵装置的制冷循环。

第二热泵装置包括第二污水换热器21、第二蒸发器22、第二储液气液分离器23、第二过冷器24、第二膨胀阀25、第二压缩机26、第二冷凝器27、第二热源水泵。

第二污水换热器21的进口和出口通过第二管路连接第二蒸发器22的放热侧的出口和进口，在第二管路上设置有第二热源循环泵28，第二热源循环泵28工作可以使第二管路中的热源循环流动，从而在第二污水换热器21处，热源从洗浴污水中吸热并在第二蒸发器22处放热给制冷剂，降温后的热源回到第二污水换热器21，再吸收洗浴污水的热量而升温，如此循环流动，完成对洗浴污水的提热，即洗浴污水余热的二次回收。

第二蒸发器22的吸热侧的出口连接第二储液气液分离器23，第二储液气液分离器23的作用是：使制冷剂的气相部分吸热变为温度更高的过热气体，使制冷剂的液相部分放热变为温度更低的低温液体。第二储液气液分离器23的液相出口连接第二过冷器24的放热侧的进口，第二储液气液分离器23的气相出口连接第二压缩机26的入口。

第二过冷器24的放热侧的出口则连接第二膨胀阀25，而第二膨胀阀25的另一端则连接第二蒸发器22的放热侧的入口，从而实现制冷剂在第二蒸发器22处的循环吸热。

第二压缩机26的出口则连接第二冷凝器27的放热侧的入口，第二冷凝器27的放热侧的出口则连接到第二储液气液分离器23。过程是第二压缩机26将第二储液气液分离器23分离出的过热气体压缩为高温高压气体，然后在第二冷凝器27处，高温高压气体发生相变并放出大量的显热和潜热的热量，这部分热量被使用水路3中的使用水吸收并升温。放热同时，制冷剂冷凝为液体，随后这部分制冷剂液体回到储液气液分离器中，并随储液气液分离器中的液相部分一起循环，经第二过冷器24处，再次放热后，经第二膨胀阀25节流降压为低温低压的制冷剂液体，随后进入到第二蒸发器22处，完成第二热泵装置的制冷循环。

使用水路3则顺次连接第二过冷器24的吸热侧的进口和出口、第二冷凝器27的吸热侧的进口和出口、第一过冷器14的吸热侧的进口和出口、第一冷凝器17的吸热侧的进口和出口。在使用水流经的过程中，通过吸收制冷剂放出的热量升温，使使用水达到出水的温度要求。在使用水路3上还设置有流量阀4，用于控制使用水的流量。

关于设置的第一过冷器14和第二过冷器24，一方面能够使制冷剂进一步放热，降低制冷剂在第一膨胀阀15及第二膨胀阀25前的温度，提高整个装置的制冷量；另一方面，对使用水进行预热，可以有效地提高使用水的出水温度。

本方案还包括控制柜、第一温度传感器51、第二温度传感器52、第三温度传感器53、第四温度传感器54、第五温度传感器。

第一温度传感器51设置于第一管路上，用于检测第一蒸发器12放热侧入口处热源的温度T1；第二温度传感器52设置于第二管路上，用于检测第二蒸发器22放热侧入口处热源的温度T2；第三温度传感器53设置于使用水路3上，并且位于第二过冷器24的上游方向，用于检测使用水路3的进水温度T3；第四温度传感器54设置于使用水上，并且位于第二冷凝器27于第一过冷器14之间，用于检测使用水路3的中段温度T4，可用来衡量第二过冷器24和第二冷凝器27的换热情况；第五温度传感器设置于使用水路3上，并且位于第一冷凝器17的下游方向，用于检测使用水路3的出水温度T5。

控制柜与第一温度传感器51、第二温度传感器52、第三温度传感器53、第四温度传感器54、第五温度传感器、流量阀4、第一压缩机16和第二压缩机26均电连接。

另外，第一压缩机16和第二压缩机26均为变频压缩机。

调控过程具体来说：根据使用需求控制流量阀4调整使用水的流量。根据T2、T3、T4的数值以及流量阀4调控的流量去控制第二压缩机26的频率，控制过程中还可以参考第二热泵装置中与第二压缩机26关联的压力等数值。根据T1、T4、T5的数值以及流量阀4调控的流量去控制第一压缩压缩机的频率，控制过程中还可以参考、第一热泵装置中与第一压缩机16关联的压力等数值。控制柜可完全依赖现有的控制程序，不涉及对程序的改进。

另外需要说明的是，在洗浴污水池中，第一污水换热器11位于第二换热器的上游方向，使第二污水换热器21在相对低温的洗浴污水环境中进行提热。同时，第二压缩机26为低压压缩机、第二膨胀阀25为低温膨胀阀、第二蒸发器22为低温蒸发器，第二蒸发器22的蒸发温度低于第一蒸发器12的蒸发温度，第二热源温度低于第一热源温度。本机组运行达到第二蒸发器22放热侧入口处热源的温度T2低于第一蒸发器12放热侧入口处热源的温度T1时，经梯度降温，洗浴污水第二次被提热后的温度就会低于第一次被提热后的温度，在一定可控的科学范围内，T2的温度越低，排放到市政的洗浴污水的温度就越低，带给机组提取的低温热源能就越多，废热能源浪费就越少。

第一污水换热器11和第二污水换热器21均采用碳化硅散热器，以提高耐腐蚀能力和换热效率。

由于可以调节第一压缩机16和第二压缩机26的频率，加之第二热泵装置能够对低温洗浴污水中的热量进一步挖掘，所以整个机组从洗浴污水中获取的热量更多，那么在保供水流量的情况下，可以使出水温度达标；在保供出水温度的情况下，可以使水流量可以变得充足。从两个设计指标来看均能够满足客户的使用需求。进一步的，还可以随意的调整使用水的出水温度以及出水流量。当提取的热量充裕并且水流量满足使用需求时，还可以调低第一压缩机16和第二压缩机26的频率以降低能耗。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“数值”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种洗浴污水潜热二次回收机组，其特征在于，包括第一热泵装置、第二热泵装置、使用水路(3)；

所述第一热泵装置包括第一污水换热器(11)，以及顺次设置的第一蒸发器(12)、第一压缩机(16)、第一冷凝器(17)、第一膨胀阀(15)；

所述第二热泵装置包括第二污水换热器(21)，以及顺次设置的第二蒸发器(22)、第二压缩机(26)、第二冷凝器(27)、第二膨胀阀(25)；

所述第二压缩机(26)为低压压缩机、所述第二蒸发器(22)为低温蒸发器、第二膨胀阀(25)为低温膨胀阀；

所述第一污水换热器(11)设置于所述第二污水换热器(21)的上游方向；

所述使用水路(3)顺次经过第二冷凝器(27)和第一冷凝器(17)的吸热侧。

2.根据权利要求1所述的洗浴污水潜热二次回收机组，其特征在于：所述第一热泵装置还包括第一储液气液分离器(13)和第一过冷器(14)，所述第一蒸发器(12)的吸热侧出口连接所述第一储液气液分离器(13)的进口，所述第一储液气液分离器(13)的气相出口连接所述第一压缩机(16)的进口，所述第一储液气液分离器(13)的液相出口连接所述第一过冷器(14)的放热侧进口，所述第一过冷器(14)的放热侧出口连接所述第一膨胀阀(15)，所述第一膨胀阀(15)的另一端连接所述第一蒸发器(12)的吸热侧的进口。

3.根据权利要求2所述的洗浴污水潜热二次回收机组，其特征在于：所述第一过冷器(14)的吸热侧的进口和出口连接至所述使用水路(3)，所述第一过冷器(14)设置于所述第一冷凝器(17)的上游方向。

4.根据权利要求1所述的洗浴污水潜热二次回收机组，其特征在于：所述第二热泵装置还包括第二储液气液分离器(23)和第二过冷器(24)，所述第二蒸发器(22)的吸热侧出口连接所述第二储液气液分离器(23)的进口，所述第二储液气液分离器(23)的气相出口连接所述第二压缩机(26)的进口，所述第二储液气液分离器(23)的液相出口连接所述第二过冷器(24)的放热侧进口，所述第二过冷器(24)的放热侧出口连接所述第二膨胀阀(25)，所述第二膨胀阀(25)的另一端连接所述第二蒸发器(22)的吸热侧的进口。

5.根据权利要求4所述的洗浴污水潜热二次回收机组，其特征在于：所述第二过冷器(24)的吸热侧的进口和出口连接至所述使用水路(3)，所述第二过冷器(24)设置于所述第二冷凝器(27)的上游方向。

6.根据权利要求1所述的洗浴污水潜热二次回收机组，其特征在于：所述第一压缩机(16)和所述第二压缩机(26)均为变频压缩机。

7.根据权利要求6所述的洗浴污水潜热二次回收机组，其特征在于，所述使用水路(3)上设置有流量阀(4)。

8.根据权利要求7所述的洗浴污水潜热二次回收机组，其特征在于，还包括：

第一温度传感器(51)，用于检测所述第一蒸发器(12)放热侧入口处热源的温度T1；

第二温度传感器(52)，用于检测所述第二蒸发器(22)放热侧入口处热源的温度T2；

第三温度传感器(53)，用于检测所述使用水路(3)的进水温度T3；

第四温度传感器(54)，用于检测所述使用水路(3)的中段温度T4；

第五温度传感器，用于检测所述使用水路(3)的出水温度T5；

控制柜与所述第一温度传感器(51)、所述第二温度传感器(52)、所述第三温度传感器(53)、所述第四温度传感器(54)以及所述第五温度传感器电连接；

所述控制柜根据T2、T3、T4的数值以及所述流量阀(4)调控的流量去控制所述第二压缩机(26)的频率，根据T1、T4、T5的数值以及流量阀(4)调控的流量去控制所述第一压缩机(16)的频率。