[发明专利]一种废热能再生利用系统及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于供暖及生产工艺热水(或其他热流体)制取的应用领域，具体地说是一种通过少许电能提取低品位的废热能、并转变为高品位热能制取建筑物采暖热水和生产工艺热水(或其他热流体)的废热能再生利用系统及其使用方法。

背景技术

在供暖行业及工业制热系统中，主要消耗的能源为煤炭、石油、燃气，既消耗了大量的不可再生的一次化石能源，也严重污染了环境。由于各种制热装置均存在效率损失，使其热效比较低，通常为0.8～0.95。进入二十一世纪以来，能源与环保成为当今社会的两大问题。如何更好地回收低品位废热能，提高一次能源的利用效率并减少污染物的排放是我国十二五期间的首要工作。

发明内容

为了解决常规制热方式能源利用率低的问题、提高一次能源利用率并减少了污染物的排放，本发明的目的在于提供一种废热能再生利用系统及其使用方法。该系统提取低品位的废热能，并转变为高品位热能制取建筑物采暖热水和生产工艺热水(或其他热流体)。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明系统包括制冷系统，水源侧水系统及使用侧水系统，其中制冷系统包括彼此相互连通的制冷压缩机、冷凝器及蒸发器，所述冷凝器与蒸发器之间的连接管路上设有节流阀；所述使用侧水系统包括使用侧换热器，该使用侧换热器通过中介水路与所述冷凝器连接，所述使用侧换热器的输出端输出使用侧的使用水；所述水源侧水系统包括预热换热器及水源侧换热器，其中预热换热器有两个水路，其中一个水路的输入端通过第三水泵连接于低温废水源，该水路的输出端与所述水源侧换热器的输入端连通，水源侧换热器的输出端输出废水，所述水源侧换热器通过中介水路与所述蒸发器连接，所述预热换热器的另一个水路的输入端与使用侧的水源连通，输出端接至所述使用侧换热器的输入端。

其中：所述预热换热器与水源侧换热器之间的连接水路上设有三通分流阀，该三通分流阀分别与预热换热器、水源侧换热器及水源侧换热器输出废水的输出端相连通；所述中介水路上设有水泵，并连通有定压补水装置，通过水泵由定压补水装置中向中介水路补水；所述预热换热器与使用侧换热器的连接水路、与预热换热器输入端连接的水路及所述使用侧换热器输出端连接的水路上均设有控制水流的阀门。

使用方法：利用制冷压缩机使制冷剂在制冷系统中循环，在蒸发器中吸收低温废水的低品位热能，然后在冷凝器中放热、转化为高品位热能，完成气-液与液-气的相态转化，对使用侧的使用水进行加热。

其中：所述制冷压缩机从的蒸发器中吸入低压制冷剂蒸汽、并压缩成高压蒸汽排入冷凝器，制冷剂的高压气体在冷凝器中放出热量并凝结成高压液体，制冷剂高压液体经节流阀节流后，成为低压液体并进入蒸发器蒸发，低压液体在蒸发器中吸收热量蒸发成低压蒸汽，再被制冷压缩机吸入，实现制冷系统的循环工作；低温废水进入预热换热器、对使用侧的使用水进行预热，换热后进入水源侧换热器，与中介水路中的中介水换热，中介水吸收低温废水的低品位热能后进入制冷系统的蒸发器中、与制冷剂换热，中介水释放出热能后回至水源侧换热器、与低温废水进行热交换，完成水源侧水系统循环；在低温废水进入水源侧换热器前设置三通分流阀控制水源侧换热器的换热量，以保证中介水路中的中介水进入蒸发器时的温度，使装置运行工况平稳；使用侧的使用水进入预热换热器进行预热，预热后进入使用侧换热器与中介水路中的中介水换热，中介水吸收冷凝器释放的高品位热能后经水泵排入进入使用侧换热器、加热使用侧的使用水，中介水在使用侧换热器换热后回至冷凝器完成使用侧的加热循环。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明的系统结构简单，维护方便，仅消耗了少量的高品位能源提取了大量的低品位废能并将其转化为高品位热能，提高了能源利用率，达到了节能与环保的目的。

2.本发明的系统设置了使用侧的使用水或其他流体进行预热换热器，大大的提高了装置的能效比。

3.本发明的系统在低温废水或其他流体进入水源侧换热器前设置三通分流阀控制水源侧换热器的换热量，以保证中介水进入蒸发器时的温度，使装置运行工况平稳。

4.本发明的方法简单，易于操作，提高了系统能效比。

5.本发明的方法通过少许电能驱动压缩机，达到了消耗少量的高品位能量，提取废弃的低品位热能并将其转化为可使用的高品位热能的目的，有效的减少了一次能源的消耗及污染物的排放。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；