[发明专利]热泵清水流量与废水流量一比一的废热利用方法

摘要

本发明涉及废热水热量回收与循环利用领域，公开了一种热泵清水流量与废水流量一比一的废热利用方法，热泵的废水排放管道和清水排放管道上分别安装一套流量PID控制系统，通过PLC或工控电脑依据设定的清水需求温度和清水实际排放温度运算后输出控制，同步调节清水与废水流量(二者设定值始终相同)，直到清水加热温度或废水排放温度达到设定值。本方法在对洗浴废水废热回收与热水制取时，可以使得清水流量与废水流量与为1：1，保证热水的循环不间断供应。同时，在保持达到T0的前提下，系统自主调节T0′，获得了较高的能效比；在废水初始温度或T1极低等极端工况下，自动将T0′调至最低值5℃，从废水中“超额”回收热能，使废水热能利用率最大化。

主权项

1.一种热泵的废热利用方法，所述热泵(1)具有清水排水管(2)和废水排水管(3)，所述清水排水管(2)上依次设置清水温度传感器(4)、清水流量计(5)和清水流量调节阀(6)，所述清水流量计(5)和所述清水流量调节阀(6)均与清水PID控制器信号连接；所述废水排水管(3)上依次设置废水温度传感器(7)、废水流量计(8)和废水流量调节阀(9)，所述废水流量计(9)和所述废水流量调节阀(9)均与废水PID控制器信号连接；所述清水温度传感器(4)、废水温度传感器(8)、清水PID控制器和废水PID控制器均与PLC或工控电脑连接；其特征在于，包括以下步骤：S1：在所述PLC或工控电脑中将所述热泵(1)的初始清水流量和初始废水流量设定为能够保证所述热泵(1)安全运行的安全流量Q_安全，并将所述安全流量Q_安全同时下发给所述清水PID控制器和所述废水PID控制器；设定清水需求温度T0和废水设定排放温度T0′；清水初始温度用T1表示；设定K_P比例调节系数、K_I积分调节系数和K_D微分调节系数；S2：热泵(1)正常工作后，所述PLC或工控电脑循环读取所述清水温度传感器(4)的数值——清水实际排放温度T_清(k)，循环读取所述废水温度传感器的数值——废水实际排放温度T_废(k)，则T_清(k)‑T0＝e(k)，T_废(k)‑T0′＝f(k)；通过上述K_P、K_I、K_D和e(k)运算得出清水理论输出u_清理论(k)；通过上述K_P、K_I、K_D和f(k)运算得出废水理论输出u_废理论(k)；S3：通过所述u_清理论(k)、Q_安全、T0和T1运算得出清水需求流量y_清(k)；通过所述u_废理论(k)、Q_安全、T_废(k)和T0′运算得出废水设定排放流量y_废(k)；S4：取y_清(k)和y_废(k)中较大的值作为最终流量设定值y0，然后同时输出至所述清水PID控制器和所述废水PID控制器；S5：所述清水PID控制器循环读取所述清水流量计(5)的流量u_清实际(k)，所述废水PID控制器循环读取所述废水流量计(8)的流量u_废实际(k)，则u_清实际(k)‑y0＝g(k)，u_废实际(k)‑y0＝h(k)；通过所述K_P、K_I、K_D和g(k)运算得出清水流量调节阀(6)的控制量v_清(k)；通过所述K_P、K_I、K_D和h(k)运算得出废水流量调节阀(9)的控制量v_废(k)；S6：通过所述v_清(k)和y0运算得到清水流量调节阀(6)的实际输出开度Z_清(K)；通过所述v_废(k)和y0运算得到废水流量调节阀(9)的实际输出开度Z_废(K)；S7：根据Z_清(k)调节清水流量调节阀(6)，根据Z_废(k)调节废水流量调节阀(9)，使得u_清实际(k)＝u_废实际(k)。