本發明涉及,尤其涉及一種低溫熱廢水高效利用系統及其控制方法。
背景技術:
我國地熱資源開發利用在供暖、供熱水、工業應用等方面均達到一定規模,但我國地熱開發利用仍處于初級階段,地熱在能源結構中占的比例還不高,使用技術也不完善;如在采暖領域,采暖后的地下水尾水溫度仍較高,尚未充分利用就被大量排放。
目前我國還有一些工廠將低溫熱廢水(有的廢水溫度高達45℃以上)直接排放,既浪費了熱源,又對環境造成熱污染。
因此,有必要設計一種回收利用低溫熱廢水熱量的低溫熱廢水高效利用系統及其控制方法。
技術實現要素:
本發明的目的在于克服現有技術的不足,提供一種回收利用低溫熱廢水熱量的低溫熱廢水高效利用系統及其控制方法。
本發明提供一種低溫熱廢水高效利用系統,包括熱交換器、內循環水泵和至少兩組串聯的熱泵機組;
所述熱交換器包括低溫熱廢水端、排水端、冷水端和熱水端,所述低溫熱廢水端與所述排水端連通,所述冷水端與所述熱水端連通;
每組所述熱泵機組均包括蒸發器和冷凝器,第一級的所述冷凝器連接低溫入水端,最后一級的所述冷凝器連接高溫出水端;
所述內循環水泵的一端連接所述熱水端,另一端連接最后一級的所述蒸發器,第一級的所述蒸發器與所述冷水端連接。
進一步地,所述高溫出水端通過供熱泵與用戶端連接,所述用戶端與回水端連接,所述回水端與所述低溫入水端連接。
進一步地,所述低溫熱廢水高效利用系統還包括蓄熱水罐,所述蓄熱水罐包括上布水器和下布水器,所述高溫出水端與所述上布水器連接,所述低溫入水端通過蓄熱水泵與所述下布水器連接。
進一步地,所述高溫出水端通過供熱泵與用戶端連接,所述低溫入水端與回水端連接;
所述上布水器與所述用戶端連通,所述下布水器與所述回水端連通。
進一步地,所述低溫熱廢水高效利用系統還包括第一調節閥、第二調節閥、第三調節閥、第四調節閥、第五調節閥、第六調節閥和第七調節閥;
所述低溫入水端與所述回水端之間設置有第一調節閥和第二調節閥;
所述高溫出水端與所述用戶端之間設置有第三調節閥和第四調節閥;
所述低溫入水端與所述下布水器之間設置有第二調節閥、第五調節閥和第六調節閥,所述蓄熱水泵與所述第六調節閥串聯后與所述第二調節閥并聯;
所述高溫出水端與所述上布水器之間設置有第三調節閥和第七調節閥。
本發明還提供一種用于上述任一項的低溫熱廢水高效利用系統的控制方法,包括以下步驟:
將低溫熱廢水從所述低溫熱廢水端流入所述熱交換器,所述低溫熱廢水經過熱交換后變為冷廢水從所述排水端流出;
所述熱水端流出的熱水通過所述內循環水泵泵入到最后一級的所述蒸發器中;
所述熱水加熱最后一級的所述蒸發器后變為降溫熱水,并將熱量轉移到最后一級的所述冷凝器中;
所述降溫熱水加熱下一級的所述蒸發器,直到變為冷水從第一級的所述蒸發器流出后,所述冷水流入所述冷水端;
低溫水從所述低溫水供水端流入第一級的所述冷凝器后,所述冷凝器加熱所述低溫水變為升溫低溫水;
所述升溫低溫水流入上一級的所述冷凝器再次被加熱,直到變為高溫水從最后一級的所述冷凝器流出所述高溫水出水端。
進一步地,
所述高溫出水端通過供熱泵與用戶端連接,所述用戶端與回水端連接,所述回水端與所述低溫入水端連接;還包括以下步驟:
所述高溫水從所述高溫水出水端流入所述用戶端,為所述用戶端供熱;
所述用戶端利用所述高溫水的熱量后,所述高溫水變為所述低溫水,所述低溫水流回到所述回水端;
所述低溫水從所述回水端流入所述低溫水供水端。
進一步地,
所述低溫熱廢水高效利用系統還包括蓄熱水罐,所述蓄熱水罐包括上布水器和下布水器,所述高溫出水端與所述上布水器連接,所述低溫入水端通過蓄熱水泵與所述下布水器連接;還包括以下步驟:
所述高溫水從所述高溫水出水端流入所述上布水器,為所述蓄熱水罐蓄熱;
所述下布水器中的所述低溫水通過所述蓄熱水泵流入到所述低溫水入水端。
進一步地,
所述高溫出水端通過供熱泵與用戶端連接,所述低溫入水端與回水端連接;
所述上布水器與所述用戶端連通,所述下布水器與所述回水端連通;還包括以下步驟:
所述上布水器中的所述高溫水流入所述用戶端,為所述用戶端供熱;
所述用戶端利用所述高溫水的熱量后,所述高溫水變為所述低溫水,所述低溫水流回到所述回水端;
所述低溫水從所述回水端流入所述下布水器。
進一步地,
所述高溫出水端通過供熱泵與用戶端連接,所述低溫入水端與回水端連接;
所述上布水器與所述用戶端連通,所述下布水器與所述回水端連通;還包括以下步驟:
所述高溫出水端的所述高溫水流入所述用戶端,為所述用戶端供熱;
所述上布水器中的所述高溫水流入所述用戶端,也為所述用戶端供熱;
所述用戶端利用所述高溫水的熱量后,所述高溫水變為所述低溫水,所述低溫水流回到所述回水端;
所述低溫水從所述回水端流入所述低溫水供水端;
所述低溫水從所述回水端流入所述下布水器。
進一步地,
所述高溫出水端通過供熱泵與用戶端連接,所述低溫入水端與回水端連接;
所述上布水器與所述用戶端連通,所述下布水器與所述回水端連通;還包括以下步驟:
所述高溫水從所述高溫水出水端流入所述上布水器,為所述蓄熱水罐蓄熱;
所述高溫水從所述高溫出水端流入所述用戶端,為所述用戶端供熱;
所述用戶端利用所述高溫水的熱量后,所述高溫水變為所述低溫水,所述低溫水流回到所述回水端;
所述低溫水從所述回水端流入所述低溫水供水端;
所述低溫水從所述下布水器流入所述低溫水供水端。
采用上述技術方案后,具有如下有益效果:
本發明回收利用了低溫熱廢水的熱量,降低了廢水的排放溫度,利用熱泵機組生產出適合用戶使用的高溫水,減少了熱源的浪費,避免對環境造成熱污染。同時,由于熱泵機組有至少兩級,減少了各級熱泵機組的冷凝溫度與提高了各級熱泵機組的蒸發溫度,從而減少了熱泵機組單位制熱量的耗電量。
附圖說明
參見附圖,本發明的公開內容將變得更易理解。應當理解:這些附圖僅僅用于說明的目的,而并非意在對本發明的保護范圍構成限制。圖中:
圖1是本發明實施例一中低溫熱廢水高效利用系統(單獨供熱)的結構示意圖;
圖2是本發明實施例二中低溫熱廢水高效利用系統(單獨蓄熱)的結構示意圖;
圖3是本發明實施例三中低溫熱廢水高效利用系統的結構示意圖;
圖4是本發明實施例三中低溫熱廢水高效利用系統在熱泵機組供熱模式下的結構示意圖;
圖5是本發明實施例三中低溫熱廢水高效利用系統在蓄熱水罐蓄熱模式下的結構示意圖;
圖6是本發明實施例三中低溫熱廢水高效利用系統在蓄熱水罐放熱模式下的結構示意圖;
圖7是本發明實施例三中低溫熱廢水高效利用系統在蓄熱水罐與熱泵機組聯合供熱模式下的結構示意圖;
圖8是本發明實施例三中低溫熱廢水高效利用系統在蓄熱水罐放熱與熱泵機組蓄熱模式下的結構示意圖。
附圖標記對照表:
1-熱交換器 2-內循環水泵 3-熱泵機組
4-低溫入水端 5-高溫出水端 6-供熱泵
7-用戶端 8-回水端 9-蓄熱水罐
10-蓄熱水泵 11-低溫熱廢水端 12-排水端
13-冷水端 14-熱水端 31-蒸發器
32-冷凝器 91-上布水器 92-下布水器
具體實施方式
下面結合附圖來進一步說明本發明的具體實施方式。
容易理解,根據本發明的技術方案,在不變更本發明實質精神下,本領域的一般技術人員可相互替換的多種結構方式以及實現方式。因此,以下具體實施方式以及附圖僅是對本發明的技術方案的示例性說明,而不應當視為本發明的全部或視為對發明技術方案的限定或限制。
在本說明書中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、頂部、底部等方位用語是相對于各附圖中所示的構造進行定義的,它們是相對的概念,因此有可能會根據其所處不同位置、不同使用狀態而進行相應地變化。所以,也不應當將這些或者其他的方位用語解釋為限制性用語。
實施例一:
參見圖1,圖1是本發明實施例一中低溫熱廢水高效利用系統(單獨供熱)的結構示意圖。
低溫熱廢水高效利用系統,包括熱交換器1、內循環水泵2和四組串聯的熱泵機組3;
熱交換器1包括低溫熱廢水端11、排水端12、冷水端13和熱水端14,低溫熱廢水端11與排水端12連通,冷水端13與熱水端14連通;
每組熱泵機組3均包括蒸發器31和冷凝器32,第一級的冷凝器32連接低溫入水端4,最后一級的冷凝器32連接高溫出水端5;
內循環水泵2的一端連接熱水端14,另一端連接最后一級的蒸發器31,第一級的蒸發器31與冷水端13連接。
其中,低溫熱廢水從低溫熱廢水端11流入熱交換器1,將熱量交換給熱交換器1的另一側,熱水從熱水端14流出,低溫熱廢水變為冷廢水從排水端12流出。通常,低溫熱廢水的溫度大約為51℃,冷廢水的溫度大約為18℃。
熱水在內循環水泵2的作用下,泵入第四級的蒸發器31中,熱水加熱蒸發器內的工質,用于提高制冷工質的蒸發壓力,并將熱量轉移到第四級的冷凝器32處,第四級的冷凝器32從高溫出水端5流出高溫水,供外部連接的其他設備使用。熱水經過第四級蒸發器31后,溫度降低形成降溫熱水,降溫熱水再流入串聯的第三級的蒸發器31中,第三級的蒸發器31再次將熱量轉移給第三級的冷凝器32。以此類推,第一級的蒸發器31將熱量轉移給第一級的冷凝器32后,流出冷水,冷水再次流入到熱交換器1的冷水端13,在熱交換器1中再次進行熱交換,得到熱水從熱水端14流出。
同時,第一級的冷凝器32中通過低溫入水端4流入低溫水,低溫入水段4與外部的供水設備連接,第一級的冷凝器32將低溫水加熱,得到升溫低溫水,升溫低溫水再流入串聯的第二級冷凝器32中,以此類推,最終逐級加熱的低溫水變為高溫水從第四級的冷凝器32中流入高溫出水端5,供外部連接的其他設備使用。
實施例一中,熱泵機組有四級,相互之間串聯。每一級的蒸發器31將熱量轉移給同級的冷凝器32,因此蒸發器流出的水溫從上往下(即從第四級到第一級)溫度逐漸降低,冷凝器流出的水溫從下往上(即從第一級到第四級)逐漸增加。
由于熱泵機組的耗電量的變化規律是隨著冷凝器出水溫度的提高以及蒸發器出水溫度的降低而增加。即溫差變化越大,耗電量越大;溫差變化越小,耗電量越小。
因此,熱泵機組的串聯級數是根據熱水與高溫水的溫差大小來決定的,即溫差越大,采用的熱泵機組串聯的級數越多;溫差越小,采用的熱泵機組串聯的級數越少。有利于減少熱泵機組單位制熱量的耗電量通常。
其中,熱水的溫度為45℃左右,冷水的溫度為15℃左右,低溫水的溫度為50℃左右,高溫水的溫度為75℃左右。
實施例一中,高溫出水端5通過供熱泵6與用戶端7連接,用戶端7與回水端8連接,回水端8與低溫入水端4連接。
高溫水從高溫出水端5流出后,供給用戶端7,供用戶采暖使用,用戶使用后,高溫水的溫度降低變為低溫水流入到回水端8,低溫水再流入到低溫入水端4,再次循環加熱。
其中,用戶端7包括分水缸和多個供熱二次水泵,將高溫水泵入多個用戶端7。回水端8包括集水缸,用于收集多個用戶端7的回水。
通過實施實施例一,一方面由于采用了熱泵機組,以少量的補償功,將低位能源提升為高位能源進行利用。實現降低低溫熱廢水的排水溫度,減少低溫熱廢水對環境的熱污染,并將低溫熱廢水的熱量高效利用。具體為,將低溫熱廢水的熱量提升到用戶需要的溫度,供用戶端供暖使用。
另一方面,減少運行能耗。由于采用多級熱泵機組串聯,減少各級熱泵機組的冷凝溫度與提高各級熱泵機組的蒸發溫度,減少熱泵機組單位制熱量的耗電量。
實施例二:
參見圖2,圖2是本發明實施例二中低溫熱廢水高效利用系統(單獨蓄熱)的結構示意圖。
與實施例一不同的是:沒有用戶端7和回水端8,而是包括蓄熱水罐9,蓄熱水罐9包括上布水器91和下布水器92,高溫出水端5與上布水器91連接,低溫入水端4通過蓄熱水泵10與下布水器92連接。
蓄熱水罐9能起到蓄熱和供熱的作用。高溫出水端5的高溫水流入到上布水器91中,為蓄熱水罐9蓄熱;同時,蓄熱水罐9中原本的低溫水從下布水器92中流出進入到低溫入水端4,用于循環加熱。
由于蓄熱水罐9的自身特性,較高溫度的水位于上層,較低溫度的水位于下層。因此,蓄熱時,高溫水流入上布水器91,低溫水流出下布水器92。
通過實施實施例二,能夠實現降低低溫熱廢水的排水溫度,減少低溫熱廢水對環境的熱污染,并將低溫熱廢水的熱量高效利用。具體為,將高溫水用于蓄熱水罐的蓄熱。
實施例三:
參見圖3,圖3是本發明實施例三中低溫熱廢水高效利用系統的結構示意圖。
與實施例一和實施例二不同的是:實施例三的高溫出水端5既與用戶端7連接,也與蓄熱水罐9的上布水器91連接;低溫入水端4既與回水端8連接,也與蓄熱水罐9的下布水器92連接。
具體為,高溫出水端5通過供熱泵6與用戶端7連接,低溫入水端4與回水端8連接;
低溫熱廢水高效利用系統還包括蓄熱水罐9,蓄熱水罐9包括上布水器91和下布水器92,高溫出水端5與上布水器91連接,低溫入水端4通過蓄熱水泵10與下布水器92連接;
上布水器91與用戶端7連通,下布水器92與回水端8連通。
進一步地,低溫熱廢水高效利用系統還包括第一調節閥DV-1、第二調節閥DV-2、第三調節閥DV-3、第四調節閥DV-4、第五調節閥DV-5、第六調節閥DV-6和第七調節閥DV-7;
低溫入水端4與回水端8之間設置有第一調節閥DV-1和第二調節閥DV-2;
高溫出水端5與用戶端7之間設置有第三調節閥DV-3和第四調節閥DV-4;
低溫入水端4與下布水器92之間設置有第二調節閥DV-2、第五調節閥DV-5和第六調節閥DV-6,蓄熱水泵10與第六調節閥DV-6串聯后與第二調節閥DV-2并聯;
高溫出水端5與上布水器91之間設置有第三調節閥DV-3和第七調節閥DV-7。
具體為,從低溫入水端4引出的管路,首先蓄熱水泵10與第六調節閥DV-6串聯后與第二調節閥DV-2并聯;然后,分出兩條支路,其中一條設置有第一調節閥DV-1連接回水端8,另一條設置有第五調節閥DV-5接入下布水器92;
從高溫出水端5引出的管路中設置有第三調節閥,然后分為兩條支路,其中一條設置有第四調節閥DV-4與供熱泵6和用戶端7連接,另一條設置有第七調節閥DV-7與上布水器91連接。
通過實施實施例三,能夠利用調節第一調節閥到第七調節閥,實現對熱泵機組供熱、蓄熱水罐蓄熱、蓄熱水罐放熱、蓄熱水罐與熱泵機組聯合供熱、蓄熱水罐放熱與熱泵機組蓄熱的五種工作模式的切換,實現熱泵機組用電的移峰填谷。
五種工作模式的具體工作過程如下:
熱泵機組供熱模式:
參見圖4,圖4是本發明實施例三中低溫熱廢水高效利用系統在熱泵機組供熱模式下的結構示意圖。圖4中實心箭頭所指的方向為水的流動方向。
首先,將第一調節閥DV-1、第二調節閥DV-2、第三調節閥DV-3和第四調節閥DV-4開啟,其他的調節閥關閉。其中,蓄熱水罐9和蓄熱水泵10不工作,其他設備均工作。
低溫熱廢水高效利用系統的控制方法,包括以下步驟:
步驟S401:將低溫熱廢水從低溫熱廢水端11流入熱交換器1,低溫熱廢水經過熱交換后變為冷廢水從排水端12流出;
具體為,低溫熱廢水約為51℃,冷廢水約為18℃。
步驟S402:熱水端14流出的熱水通過內循環水泵2泵入到最后一級的蒸發器31中;
其中,低溫熱廢水將熱量經過熱交換器1后,轉移給了熱交換器1的另一側,變為熱水,熱水的溫度為46℃。
最后一級蒸發器31為第四級蒸發器,即進入第四級蒸發器的熱水的溫度為46℃。
步驟S403:熱水加熱最后一級的蒸發器31后變為降溫熱水,并將熱量轉移到最后一級的冷凝器32中;
步驟S404:降溫熱水加熱下一級的蒸發器31,直到變為冷水從第一級的蒸發器31流出后,冷水流入冷水端13;
其中,熱水從第四級蒸發器流出后降為38℃,從第三級蒸發器流出后30℃,從第二級蒸發器流出后降為22℃,從第一級蒸發器流出后降為14℃,變為冷水。
步驟S405:低溫水從低溫水供水端4流入第一級的冷凝器32后,冷凝器32加熱低溫水變為升溫低溫水;
步驟S406:升溫低溫水流入上一級的冷凝器32再次被加熱,直到變為高溫水從最后一級的冷凝器32流出高溫水出水端5;
其中,低溫水的溫度為50℃,低溫水從第一級冷凝器流出后升為57℃,從第二級冷凝器流出后升為63℃,從第三級冷凝器流出后升為69℃,從第四級冷凝器流出后升為75℃,變為高溫水。
步驟S407:高溫水從高溫水出水端5流入用戶端7,為用戶端7供熱;
其中,高溫水經過第三調節閥DV-3、第四調節閥DV-4,通過供熱泵6泵入用戶端7。用戶端7所需的溫度通常為75℃。
步驟S408:用戶端7利用高溫水的熱量后,高溫水變為低溫水,低溫水流回到回水端9;
步驟S409:低溫水從回水端8流入低溫水供水端4。
其中,低溫水經過第一調節閥DV-1和第二調節閥DV-2回到低溫水供水端4。低溫水再次流入各級冷凝器32中,循環加熱,再次用于供熱。
熱泵機組單獨向用戶端供熱通常是在平段時,即低谷時段與用電高峰時段之間的過渡時段,比如:上午11:00到下午3:00。實際應用時,各城市對平段的規定時間有所不同。
在平段時,由于電價介于低谷時段與用電高峰時段之間,可以采用熱泵機組直接向用戶端供熱的方式。
蓄熱水罐蓄熱模式:
參見圖5,圖5是本發明實施例三中低溫熱廢水高效利用系統在蓄熱水罐蓄熱模式下的結構示意圖。圖5中實心箭頭所指的方向為水的流動方向。
首先,將第三調節閥DV-3、第五調節閥DV-5、第六調節閥DV-6和第七調節閥DV-7開啟,其他的調節閥關閉。其中,供熱泵6、用戶端7和回水端8不工作,其他設備均工作。
低溫熱廢水高效利用系統的控制方法,包括以下步驟:
步驟S501:將低溫熱廢水從低溫熱廢水端11流入熱交換器1,低溫熱廢水經過熱交換后變為冷廢水從排水端12流出;
具體為,低溫熱廢水約為51℃,冷廢水約為18℃。
步驟S502:熱水端14流出的熱水通過內循環水泵2泵入到最后一級的蒸發器31中;
其中,低溫熱廢水將熱量經過熱交換器1后,轉移給了熱交換器1的另一側,變為熱水,熱水的溫度為46℃。
最后一級蒸發器31為第四級蒸發器,即進入第四級蒸發器的熱水的溫度為46℃。
步驟S503:熱水加熱最后一級的蒸發器31后變為降溫熱水,并將熱量轉移到最后一級的冷凝器32中;
步驟S504:降溫熱水加熱下一級的蒸發器31,直到變為冷水從第一級的蒸發器31流出后,冷水流入冷水端13;
其中,熱水從第四級蒸發器流出后降為38℃,從第三級蒸發器流出后30℃,從第二級蒸發器流出后降為22℃,從第一級蒸發器流出后降為14℃,變為冷水。
步驟S505:低溫水從低溫水供水端4流入第一級的冷凝器32后,冷凝器32加熱低溫水變為升溫低溫水;
步驟S506:升溫低溫水流入上一級的冷凝器32再次被加熱,直到變為高溫水從最后一級的冷凝器32流出高溫水出水端5;
其中,低溫水的溫度為50℃,低溫水從第一級冷凝器流出后升為57℃,從第二級冷凝器流出后升為63℃,從第三級冷凝器流出后升為69℃,從第四級冷凝器流出后升為75℃,變為高溫水。
步驟S507:高溫水從高溫水出水端5流入上布水器91,為蓄熱水罐8蓄熱;
其中,高溫水經過第三調節閥DV-3和第七調節閥DV-7流入上布水器91中。
步驟S508:下布水器92中的低溫水通過蓄熱水泵10流入到低溫水入水端4。
其中,低溫水經過第五調節閥DV-5和第六調節閥DV-6,通過蓄熱水泵10流入到低溫水入水端4,低溫水再流入各級冷凝器32中,循環加熱,再次用于蓄熱。
蓄熱水罐蓄熱模式通常是在低谷時段時啟動,比如:晚上11:00到次日上午7:00。低谷時段的電價最低,此時對蓄熱水罐蓄熱,將熱量儲存起來,耗費的電費最少。當用電高峰時段時,即電價最高時,將蓄熱后的蓄熱水罐放熱,能夠減少高峰時段的用電量。
蓄熱水罐放熱模式:
參見圖6,圖6是本發明實施例三中低溫熱廢水高效利用系統在蓄熱水罐放熱模式下的結構示意圖。圖6中實心箭頭所指的方向為水的流動方向。
首先,將第一調節閥DV-1、第四調節閥DV-4、第五調節閥DV-5和第七調節閥DV-7開啟,其他的調節閥關閉。其中,只有蓄熱水罐9、供熱泵6、用戶端7和回水端8工作,其他設備均不工作。
低溫熱廢水高效利用系統的控制方法,包括以下步驟:
步驟S601:上布水器91中的高溫水流入用戶端7,為用戶端7供熱;
其中,高溫水經過第七調節閥DV-7和第四調節閥DV-4,通過供熱泵6泵入用戶端7。
步驟S602:用戶端7利用高溫水的熱量后,高溫水變為低溫水,所述低溫水流回到回水端8;
步驟S603:低溫水從回水端8流入下布水器92。
其中,低溫水經過第一調節閥DV-1和第五調節閥DV-5流入下布水器92。高溫水的溫度為75℃,低溫水為50℃。
蓄熱水罐放熱模式模式通常是在用電高峰時段時啟動,比如:上午8:00-11:00,下午3:00-晚上8:00。用電高峰時段的電價最貴,此時利用蓄熱水罐放熱,能夠減少高峰時段的用電量。
蓄熱水罐與熱泵機組聯合供熱模式:
參見圖7,圖7是本發明實施例三中低溫熱廢水高效利用系統在蓄熱水罐與熱泵機組聯合供熱模式下的結構示意圖。圖7中實心箭頭所指的方向為水的流動方向。
首先,關閉第二調節閥DV-2,其他的調節閥均開啟。其中,全部的設備均工作。
低溫熱廢水高效利用系統的控制方法,包括以下步驟:
步驟S701:將低溫熱廢水從低溫熱廢水端11流入熱交換器1,低溫熱廢水經過熱交換后變為冷廢水從排水端12流出;
具體為,低溫熱廢水約為51℃,冷廢水約為18℃。
步驟S702:熱水端14流出的熱水通過內循環水泵2泵入到最后一級的蒸發器31中;
其中,低溫熱廢水將熱量經過熱交換器1后,轉移給了熱交換器1的另一側,變為熱水,熱水的溫度為46℃。
最后一級蒸發器31為第四級蒸發器,即進入第四級蒸發器的熱水的溫度為46℃。
步驟S703:熱水加熱最后一級的蒸發器31后變為降溫熱水,并將熱量轉移到最后一級的冷凝器32中;
步驟S704:降溫熱水加熱下一級的蒸發器31,直到變為冷水從第一級的蒸發器31流出后,冷水流入冷水端13;
其中,熱水從第四級蒸發器流出后降為38℃,從第三級蒸發器流出后30℃,從第二級蒸發器流出后降為22℃,從第一級蒸發器流出后降為14℃,變為冷水。
步驟S705:低溫水從低溫水供水端4流入第一級的冷凝器32后,冷凝器32加熱低溫水變為升溫低溫水;
步驟S706:升溫低溫水流入上一級的冷凝器32再次被加熱,直到變為高溫水從最后一級的冷凝器32流出高溫水出水端5;
其中,低溫水的溫度為50℃,低溫水從第一級冷凝器流出后升為57℃,從第二級冷凝器流出后升為63℃,從第三級冷凝器流出后升為69℃,從第四級冷凝器流出后升為75℃,變為高溫水。
步驟S707:高溫出水端5的高溫水流入用戶端7,為用戶端7供熱;
其中,高溫水經過第三調節閥DV-3和第四調節閥DV-4。
步驟S708:上布水器91中的高溫水流入用戶端7,也為用戶端7供熱;
其中,高溫水經過第七調節閥DV-7和第四調節閥DV-4。
步驟S709:用戶端7利用高溫水的熱量后,高溫水變為低溫水,低溫水流回到回水端8;
步驟S710:低溫水從回水端8流入低溫水供水端4;
其中,低溫水經過第一調節閥DV-1、第六調節閥DV-6和蓄熱水泵10。
步驟S711:低溫水從回水端8流入下布水器92。
其中,低溫水經過第一調節閥DV-1、第五調節閥DV-5。
蓄熱水罐與熱泵機組聯合供熱模式通常是在蓄熱水罐的熱量在用電高峰時段沒有用完,平端時與熱泵機組一起聯合供熱。
蓄熱水罐放熱與熱泵機組蓄熱模式:
參見圖8,圖8是本發明實施例三中低溫熱廢水高效利用系統在蓄熱水罐放熱與熱泵機組蓄熱模式下的結構示意圖。圖8中實心箭頭所指的方向為水的流動方向。
首先,關閉第二調節閥DV-2,其他的調節閥均開啟。其中,全部的設備均工作。
低溫熱廢水高效利用系統的控制方法,包括以下步驟:
步驟S801:將低溫熱廢水從低溫熱廢水端11流入熱交換器1,低溫熱廢水經過熱交換后變為冷廢水從排水端12流出;
具體為,低溫熱廢水約為51℃,冷廢水約為18℃。
步驟S802:熱水端14流出的熱水通過內循環水泵2泵入到最后一級的蒸發器31中;
其中,低溫熱廢水將熱量經過熱交換器1后,轉移給了熱交換器1的另一側,變為熱水,熱水的溫度為46℃。
最后一級蒸發器31為第四級蒸發器,即進入第四級蒸發器的熱水的溫度為46℃。
步驟S803:熱水加熱最后一級的蒸發器31后變為降溫熱水,并將熱量轉移到最后一級的冷凝器32中;
步驟S804:降溫熱水加熱下一級的蒸發器31,直到變為冷水從第一級的蒸發器31流出后,冷水流入冷水端13;
其中,熱水從第四級蒸發器流出后降為38℃,從第三級蒸發器流出后30℃,從第二級蒸發器流出后降為22℃,從第一級蒸發器流出后降為14℃,變為冷水。
步驟S805:低溫水從低溫水供水端4流入第一級的冷凝器32后,冷凝器32加熱低溫水變為升溫低溫水;
步驟S806:升溫低溫水流入上一級的冷凝器32再次被加熱,直到變為高溫水從最后一級的冷凝器32流出高溫水出水端5;
其中,低溫水的溫度為50℃,低溫水從第一級冷凝器流出后升為57℃,從第二級冷凝器流出后升為63℃,從第三級冷凝器流出后升為69℃,從第四級冷凝器流出后升為75℃,變為高溫水。
步驟S807:高溫水從高溫水出水端5流入上布水器91,為蓄熱水罐9蓄熱;
其中,高溫水經過第三調節閥DV-3和第七調節閥DV-7。
步驟S808:高溫水從高溫出水端5流入用戶端7,為用戶端7供熱;
其中,高溫水經過第三調節閥DV-3和第四調節閥DV-4。
步驟S809:用戶端7利用高溫水的熱量后,高溫水變為低溫水,低溫水流回到回水端8;
步驟S810:低溫水從回水端8流入低溫水供水端4;
其中,低溫水經過第一調節閥DV-1、第六調節閥DV-6和蓄熱水泵10。
步驟S811:低溫水從下布水器92流入低溫水供水端4。
其中,低溫水經過第一調節閥DV-5、第六調節閥DV-6和蓄熱水泵10。
蓄熱水罐放熱與熱泵機組蓄熱模式通常是在熱泵機組的制熱量不夠,同時蓄熱水罐中的熱量在用電高峰時已經用完,在平段時,需要一邊向蓄熱水罐蓄熱,一邊利用蓄熱水罐對用戶端供熱。
通過實施實施例三,實現了熱泵機組用電的移峰填谷。為了達到這一目的,需要將蓄熱水罐將各時段沒有用完的熱量以及將低谷時段生產的熱量儲存起來,在用電高峰時段使用,減少高峰時段的用電量。
以上所述的僅是本發明的原理和較佳的實施例。應當指出,對于本領域的普通技術人員來說,在本發明原理的基礎上,還可以做出若干其它變型,也應視為本發明的保護范圍。