一种应用于工业废水热回收的毛细管网热泵空调系统的制作方法
【专利摘要】一种应用于工业废水热回收的毛细管网热泵空调系统其特征在于，包括直接从工业废水中取热的毛细管网系统、水源热泵系统、用户末端系统；其中毛细管网系统包括毛细管网前端换热器及循环水泵A；水源热泵系统包括压缩机，包含接口a、b、c、d的冷凝器，节流阀和包含接口e、f、g、h、i、j的蒸发器；用户末端系统包括毛细管网末端换热系统及循环水泵B；本发明把传统的开式取水系统变为闭式循环系统，可直接从任何水质的工业废水中提取能量，具有结构合理，充分利用可再生的工业废水资源，节能环保、舒适安全、经济高效的特点。
【专利说明】—种应用于工业废水热回收的毛细管网热泵空调系统
【技术领域】
[0001]本发明属于制冷空调【技术领域】，涉及一种毛细管网热泵空调系统，特别涉及一种应用于工业废水热回收的毛细管网热泵空调系统。
【背景技术】
[0002]能源是人类赖以生存和发展的物质基础，随着能源的日益紧张，节能问题成为全世界关注的焦点。在积极开发新能源的同时，也越来越重视回收和利用废热资源，工业废水就是一种废热能源，2010年国内排放的工业废水大约有300亿吨左右，而其中能够回收利用的热量占排放热量的60%，回收利用这些废热不但可以减少废水处理费用，还可以节约能源消耗、提高能源利用率、减少环境污染，具有很高的节能效益、环保效益、经济效益。
[0003]与其他热源相比，常规的污水源热泵系统中防堵塞、防腐蚀、防污染等技术问题才是真正影响系统是否能够正常运行的关键，由于原生污水中含有大量的(塑料袋、树叶等)杂物的存在，很容易造成设备与管路的堵塞与污染，利用传统的过滤手段与机械格栅尽管能够处理这些杂物，但涉及到占地，清理、杂物运输及周边的环境污染问题，造成实际无法操作。并且其处理成本也要远高于热泵从水中取热与取冷的价值，这无疑给城市原生工业废水水源热泵系统在规模的运用上加大了困难。
[0004]因此采用新的热泵系统回收污水中的热能，此系统具有常规污水源热泵的所有优点，同时能够克服以上的缺点并能减少热泵系统的初投资和运行费用，用以满足人民生活或工艺用能的需求，是用一种节能技术开发了一种可再生的清洁能源，降低了城市废热的排放，提高了能源的利用效率，减少温室气体的排放，因此采用新的热泵技术回收污水热能具有节能、环保和经济效益。
[0005]采用毛细管网直接从工业废水中取热的污水源热泵空调系统就是一种在技术上和经济上都具有较大优势的解决供热和空调的替代方式。因此，如何寻找到能够适应各种水质的工业废水且换热效率高、造价低廉的取热系统成为解决污水源热泵的一个重要问题。
【发明内容】
[0006]为解决上述现有技术的不足，本发明提出一种应用于工业废水热回收的毛细管网热泵空调系统，具有结构合理，充分利用可再生的工业废水资源，节能环保、舒适安全、经济高效的特点。
[0007]为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为:
[0008]一种应用于工业废水热回收的毛细管网热泵空调系统包括直接从工业废水中取热的毛细管网系统、水源热泵系统、用户末端系统。
[0009]其中毛细管网系统包括毛细管网前端换热器5及循环水泵A ;水源热泵系统包括压缩机2,包含接口 a、b、C、d的冷凝器I,节流阀4和包含接口 e、f、g、h、1、j的蒸发器3 ；用户末端系统包括毛细管网末端换热系统6及循环水泵B ；[0010]整个系统通过管路和阀门连接，冷凝器I的下端出口 d经阀门D与毛细管网前端换热器5 —端连接，毛细管网前端换热器5的另一端通过循环水泵A及阀门C与冷凝器I的上端入口 a相连，冷凝器I的b端通过压缩机2与蒸发器3的e端连接，冷凝器I的c端通过节流阀4与蒸发器3的j端连接，蒸发器3的i端经阀门J连接毛细管网末端换热系统6 —端，毛细管网末端换热系统6另一端经循环水泵B及阀门I连接蒸发器3的f端，阀门E —端连接蒸发器3的g端另一端连接循环水泵A和阀门C之间管路，阀门F —端连接阀门C和冷凝器I的a端之间管路，另一端连接循环水泵B及阀门I之间管路，阀门H—端连接蒸发器3的h端，另一端连接毛细管网前端换热器5和阀门D之间管路，阀门G —端连接阀门D和冷凝器I的c端之间管路，另一端连接阀门J和毛细管网末端换热系统6之间管路。
[0011]所述的应用于工业废水热回收的毛细管网热泵空调系统为闭式循环系统。
[0012]所述的毛细管网前端换热器5及毛细管网末端换热系统6均采用4.3X0.85mm标准毛细管，每根毛细管内的流速为0.05?0.2m/s，毛细管内流动状态为层流。
[0013]所述毛细管网前端换热器5为可直接从任何水质的工业废水中提取能量的毛细管换热器。
[0014]相对于现有技术，本发明的有益效果:
[0015]把传统的开式取水系统变为闭式循环系统，可可直接从任何水质的工业废水中提取能量，具有结构合理，充分利用可再生的工业废水资源，节能环保、舒适安全、经济高效的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]附图为本发明的结构示意图。
[0017]其中，1-冷凝器，2-压缩机，3-蒸发器，4-节流阀，5-毛细管网前端换热器，6_毛细管网末端换热系统，A、B-循环水泵，C、D、E、F、H、1、J-阀门。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明做进一步详细说明:
[0019]一种应用于工业废水热回收的毛细管网热泵空调系统包括直接从工业废水中取热的毛细管网系统、水源热泵系统、用户末端系统。
[0020]其中毛细管网系统包括毛细管网前端换热器5及循环水泵A ;水源热泵系统包括压缩机2,包含接口 a、b、C、d的冷凝器I,节流阀4和包含接口 e、f、g、h、1、j的蒸发器3 ；用户末端系统包括毛细管网末端换热系统6及循环水泵B ；
[0021]整个系统通过管路和阀门连接，冷凝器I的下端出口 d经阀门D与毛细管网前端换热器5 —端连接，毛细管网前端换热器5的另一端通过循环水泵A及阀门C与冷凝器I的上端入口 a相连，冷凝器I的b端通过压缩机2与蒸发器3的e端连接，冷凝器I的c端通过节流阀4与蒸发器3的j端连接，蒸发器3的i端经阀门J连接毛细管网末端换热系统6 —端，毛细管网末端换热系统6另一端经循环水泵B及阀门I连接蒸发器3的f端，阀门E —端连接蒸发器3的g端另一端连接循环水泵A和阀门C之间管路，阀门F —端连接阀门C和冷凝器I的a端之间管路，另一端连接循环水泵B及阀门I之间管路，阀门H—端连接蒸发器3的h端，另一端连接毛细管网前端换热器5和阀门D之间管路，阀门G —端连接阀门D和冷凝器I的c端之间管路，另一端连接阀门J和毛细管网末端换热系统6之间管路。
[0022]所述的应用于工业废水热回收的毛细管网热泵空调系统为闭式循环系统。
[0023]所述的毛细管网前端换热器5及毛细管网末端换热系统6均采用4.3X0.85mm标准毛细管，每根毛细管内的流速为0.05?0.2m/s，毛细管内流动状态为层流。
[0024]所述毛细管网前端换热器5为可直接从任何水质的工业废水中提取能量的毛细管换热器。
[0025]本发明的工作原理为:在夏季，关闭阀门E、F、G、H，热泵机组中的冷凝器I的下端出口 d经过阀门D与毛细管网换热系统(5)的一端相连，毛细管网前端换热器5的另一端与循环水泵A的入口相连，循环水泵A的出口通过阀门C与热泵机组冷凝器I的上端入口a相连；热泵机组中的蒸发器3的下端出口 i通过阀门J与毛细管网末端换热系统6的入口相连，毛细管网末端换热系统6的出口与循环水泵B的入口相连，循环水泵B的出口通过阀门I与热泵机组中的蒸发器3的上端入口 f相连。压缩机2，排出的高温高压的制冷剂气体通过浸入工业废水中的毛细管网前端换热器5，把热量释放到工业废水水源中，制冷剂气体冷凝为液体，然后通过节流阀4流入蒸发器3，制冷剂在蒸发器3中蒸发，吸收热量，制取冷风或冷水，冷风或冷水在毛细管网末端换热系统6释放冷量，达到夏季空调的目的，蒸发器3中制冷剂气体进入压缩机2完成制冷循环。
[0026]冬季工况:在冬季，关闭阀门C、D、1、J，热泵机组中的蒸发器3的下端出口 h通过阀门H与毛细管网换热系统(5)的一端相连，毛细管网前端换热器5的另一端与循环水泵A的入口相连，循环水泵A的出口通过阀门E与热泵机组蒸发器3的上端入口 g相连；热泵机组中的冷凝器I的下端出口 d通过阀门G与毛细管网末端换热系统6的入口相连，毛细管网末端换热系统6的出口与循环水泵B的入口相连，循环水泵B的出口通过阀门F与热泵机组中的冷凝器I的上端入口 a相连。压缩机2排出的高温高压的制冷剂气体进入冷凝器I中，释放热量，制取热水或热风，热水或热风到毛细管网末端换热系统6释放热量，为建筑供暖，同时制冷剂气体冷凝成为液体，制冷剂液体通过节流阀4进入蒸发器3，在蒸发器3中与浸入工业废水中的毛细管网前端换热器5换热，吸收工业废水水源中的热量，变成制冷剂气体，制冷剂气体进入压缩机2完成制热循环。
【权利要求】
1.一种应用于工业废水热回收的毛细管网热泵空调系统其特征在于，包括直接从工业废水中取热的毛细管网系统、水源热泵系统、用户末端系统； 其中毛细管网系统包括毛细管网前端换热器(5)及循环水泵A ;水源热泵系统包括压缩机⑵，包含接口 a、b、C、d的冷凝器⑴，节流阀⑷和包含接口 e、f、g、h、1、j的蒸发器(3);用户末端系统包括毛细管网末端换热系统(6)及循环水泵B ; 整个系统通过管路和阀门连接，冷凝器(I)的下端出口 d经阀门D与毛细管网前端换热器(5) —端连接，毛细管网前端换热器(5)的另一端通过循环水泵A及阀门C与冷凝器(I)的上端入口 a相连，冷凝器(I)的b端通过压缩机(2)与蒸发器(3)的e端连接，冷凝器⑴的c端通过节流阀⑷与蒸发器⑶的j端连接，蒸发器⑶的i端经阀门J连接毛细管网末端换热系统(6) —端，毛细管网末端换热系统(6)另一端经循环水泵B及阀门I连接蒸发器(3)的f端，阀门E—端连接蒸发器(3)的g端另一端连接循环水泵A和阀门C之间管路，阀门F—端连接阀门C和冷凝器(I)的a端之间管路，另一端连接循环水泵B及阀门I之间管路，阀门H—端连接蒸发器(3)的h端，另一端连接毛细管网前端换热器(5)和阀门D之间管路，阀门G —端连接阀门D和冷凝器⑴的c端之间管路，另一端连接阀门J和毛细管网末端换热系统(6)之间管路。
2.根据权利要求1所述的应用于工业废水热回收的毛细管网热泵空调系统，其特征在于，所述的应用于工业废水热回收的毛细管网热泵空调系统为闭式循环系统。
3.根据权利要求1所述的应用于工业废水热回收的毛细管网热泵空调系统，其特征在于，所述的毛细管网前端换热器(5)及毛细管网末端换热系统(6)均采用4.3X0.85_标准毛细管，每根毛细管内的流速为0.05~0.2m/s，毛细管内流动状态为层流。
4.根据权利要求1所述的应用于工业废水热回收的毛细管网热泵空调系统，其特征在于，所述毛细管网前端换热器(5)为可直接从任何水质的工业废水中提取能量的毛细管换热器。
【文档编号】F25B30/06GK103615779SQ201310629224
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】王刚, 施志钢, 常忠, 胡松涛, 王海英, 刘国丹, 李绪泉, 于慧俐 申请人:青岛理工大学