一種低品位熱能再循環(huán)利用裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型低品位熱能再循環(huán)利用裝置，涉及一種低品位熱能再循環(huán)利用【技術(shù)領(lǐng)域】，該低品位熱能再循環(huán)利用裝置包括熱交換器Ⅰ、壓縮泵、熱交換器Ⅱ、膨脹閥及水溫恒定控制系統(tǒng)，水溫恒定控制系統(tǒng)包括熱水儲(chǔ)水箱、水溫控制器、溫度傳感器、冷水混合閥、冷熱水混合器、電加熱器和冷水儲(chǔ)水箱。該裝置是通過(guò)熱交換器Ⅰ的蒸發(fā)器將低品位熱能中的熱量進(jìn)行吸收，由壓縮泵、熱交換器Ⅱ的冷凝器將熱量轉(zhuǎn)移，并以熱水的形式進(jìn)行輸出，之后通過(guò)熱水儲(chǔ)水箱以及水溫控制器對(duì)所得到的熱水的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得該裝置能夠?yàn)橛脩糨敵鰷囟群愣ǖ臒崴?。本?shí)用新型具有可實(shí)現(xiàn)低品位熱能的再循環(huán)利用、輸出的熱量相對(duì)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】—種低品位熱能再循環(huán)利用裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種低品位熱能再循環(huán)利用【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種低品位熱能再循環(huán)利用裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在不同的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中，會(huì)產(chǎn)生大量的廢熱，這些廢熱往往是被直接排向大氣或者廢水中，所包含的熱量都被白白的浪費(fèi)了。在低品位的熱能再循環(huán)系統(tǒng)中，一般情況下對(duì)廢熱的利用方式往往只實(shí)現(xiàn)了將廢熱中的熱量通過(guò)熱交換器提取出來(lái)。而采用熱泵技術(shù)對(duì)這種低品位的熱能進(jìn)行合理利用，是一種廢熱回收的可行方法和途徑。由于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生各種廢熱屬于低品位熱能，除了溫度相對(duì)較低的特點(diǎn)之外，還往往具有熱量不穩(wěn)定的特點(diǎn)，從而導(dǎo)致利用熱泵技術(shù)所轉(zhuǎn)換的熱量也一直處于動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中。目前傳統(tǒng)的針對(duì)低品位熱能再循環(huán)利用裝置對(duì)熱能的利用往往不夠精細(xì)，所得到的熱量往往也不是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)值，所以傳統(tǒng)的低品位熱能再循環(huán)利用裝置還不能很好的滿足應(yīng)用的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種可實(shí)現(xiàn)低品位熱能的再循環(huán)利用、輸出的熱量相對(duì)穩(wěn)定的低品位熱能再循環(huán)利用裝置。
[0004]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的采用的技術(shù)方案是:一種低品位熱能再循環(huán)利用裝置，該低品位熱能再循環(huán)利用裝置包括熱交換器1、壓縮泵、熱交換器I1、膨脹閥及水溫恒定控制系統(tǒng)，熱交換器I包括放熱管及蒸發(fā)器，熱交換器II包括冷凝器及吸熱管，熱交換器I的放熱管兩端分別與低品位熱源的進(jìn)水口和出水口連接，壓縮泵輸入端與熱交換器I的蒸發(fā)器輸出端連接，壓縮泵輸出端與熱交換器II的冷凝器輸入端連接，膨脹閥的輸入端與熱交換器II的冷凝器輸出端連接，膨脹閥的輸出端與熱交換器I的蒸發(fā)器輸入端連接；所述水溫恒定控制系統(tǒng)包括熱水儲(chǔ)水箱、溫度傳感器、水溫控制器、冷水混合閥、冷熱水混合器、電加熱器和冷水儲(chǔ)水箱，熱交換器II的吸熱管一端與熱水儲(chǔ)水箱的進(jìn)水口連接，熱交換器II的吸熱管另一端與冷水儲(chǔ)水箱的一個(gè)出水口連接，熱水儲(chǔ)水箱的出水口與冷熱水混合器的其中一個(gè)進(jìn)水口連接，冷水混合閥連接在冷熱水混合器的另一個(gè)進(jìn)水口與冷水儲(chǔ)水箱的另一個(gè)出水口之間，電加熱器的進(jìn)水口與冷熱水混合器的出水口連接，溫度傳感器設(shè)置在熱水儲(chǔ)水箱的出水口上，溫度傳感器通過(guò)線路與水溫控制器的輸入端連接，水溫控制器的輸出端通過(guò)線路分別與冷水混合閥及電加熱器連接。
[0005]本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述水溫控制器包括單片機(jī)、譯碼器、閥門(mén)控制電路、電加熱器控制電路，所述溫度傳感器與單片機(jī)的輸入端連接，單片機(jī)的輸出端分別與譯碼器的輸入端及電加熱器控制電路的輸入端連接，電加熱器控制電路的輸出端通過(guò)線路與電加熱器連接，譯碼器的輸出端與閥門(mén)控制電路的輸入端連接，閥門(mén)控制電路的輸出端通過(guò)線路與冷水混合閥連接。[0006]由于采用上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型之低品位熱能再循環(huán)利用裝置具有以下有益效果:
[0007]1、本實(shí)用新型之低品位熱能再循環(huán)利用裝置可以實(shí)現(xiàn)低品位熱能的再循環(huán)利用，通過(guò)熱泵技術(shù)將低品位熱源中的熱量由熱交換器1、II進(jìn)行轉(zhuǎn)移并以溫度較高的熱水的形式進(jìn)行輸出；
[0008]2、為了避免由于低品位熱源熱量的不穩(wěn)定，導(dǎo)致熱泵循環(huán)系統(tǒng)輸出的熱水溫度出現(xiàn)較大的動(dòng)態(tài)波動(dòng)，本實(shí)用新型之低品位熱能再循環(huán)利用裝置設(shè)有水溫恒定控制系統(tǒng)，可以對(duì)吸收低品位熱源的水溫進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，使得低品位熱能再循環(huán)利用裝置所輸出的熱量(以熱水的形式輸出熱量)相對(duì)穩(wěn)定，能夠?yàn)椴煌挠脩糨敵鰷囟雀鳟惖疁胤€(wěn)定的熱水，以滿足用戶的需求。
[0009]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型一種低品位熱能再循環(huán)利用裝置作進(jìn)一步說(shuō)明。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型一種低品位熱能再循環(huán)利用裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2是本實(shí)用新型一種低品位熱能再循環(huán)利用裝置的水溫控制器原理方框圖；
[0012]附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明:1 一水溫恒定控制系統(tǒng)、2—放熱管、3—蒸發(fā)器、4一冷凝器、5—吸熱管、6—水溫控制器。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1所示，本實(shí)用新型低品位熱能再循環(huán)利用裝置，該低品位熱能再循環(huán)利用裝置包括熱交換器1、壓縮泵、熱交換器I1、膨脹閥及水溫恒定控制系統(tǒng)1，熱交換器I包括放熱管2及蒸發(fā)器3，熱交換器II包括冷凝器4及吸熱管5，熱交換器I的放熱管2兩端分別與低品位熱源的進(jìn)水口和出水口連接，壓縮泵輸入端與熱交換器I的蒸發(fā)器3輸出端連接，壓縮泵輸出端與熱交換器II的冷凝器4輸入端連接，膨脹閥的輸入端與熱交換器II的冷凝器4輸出端連接，膨脹閥的輸出端與熱交換器I的蒸發(fā)器3輸入端連接。具有蒸發(fā)器3的熱交換器I是能夠滿足熱泵應(yīng)用要求的熱交換器。產(chǎn)生低品位熱源設(shè)備的熱能(以熱水的形式)由低品位熱源的進(jìn)水口通過(guò)熱交換器I的放熱管2，再由低品位熱源的出水口流出，蒸發(fā)器3能夠吸收低品位熱源中的熱量來(lái)實(shí)現(xiàn)熱交換。壓縮泵可對(duì)由蒸發(fā)器3輸出端流出的冷媒介質(zhì)進(jìn)行壓縮，提高冷媒介質(zhì)的溫度和壓力。設(shè)有冷凝器4的熱交換器II具備將壓縮泵輸出端流出的冷媒介質(zhì)的熱量轉(zhuǎn)移至外部冷水循環(huán)系統(tǒng)之中，并將蘊(yùn)含熱量的循環(huán)水進(jìn)行輸出。膨脹閥對(duì)流經(jīng)冷凝器4的冷媒介質(zhì)進(jìn)行節(jié)流、降壓，并將冷媒介質(zhì)循環(huán)送入熱交換器I的蒸發(fā)器3輸入端。
[0014]所述水溫恒定控制系統(tǒng)I包括熱水儲(chǔ)水箱、溫度傳感器、水溫控制器、冷水混合閥、冷熱水混合器、電加熱器和冷水儲(chǔ)水箱，熱交換器II的吸熱管5 —端與熱水儲(chǔ)水箱的進(jìn)水口連接，熱交換器II的吸熱管5另一端與冷水儲(chǔ)水箱的一個(gè)出水口連接，熱水儲(chǔ)水箱的出水口與冷熱水混合器的其中一個(gè)進(jìn)水口連接，冷水混合閥連接在冷熱水混合器的另一個(gè)進(jìn)水口與冷水儲(chǔ)水箱的另一個(gè)出水口之間，電加熱器的進(jìn)水口與冷熱水混合器的出水口連接，溫度傳感器設(shè)置在熱水儲(chǔ)水箱的出水口上，溫度傳感器通過(guò)線路與水溫控制器的輸入端連接，水溫控制器的輸出端通過(guò)線路分別與冷水混合閥及電加熱器連接。
[0015]如圖2所示，所述水溫控制器6包括單片機(jī)、譯碼器、閥門(mén)控制電路、電加熱器控制電路，所述溫度傳感器與單片機(jī)的輸入端連接，單片機(jī)的輸出端分別與譯碼器的輸入端及電加熱器控制電路的輸入端連接。電加熱器控制電路的輸出端通過(guò)線路與電加熱器連接，譯碼器的輸出端與閥門(mén)控制電路的輸入端連接，閥門(mén)控制電路的輸出端通過(guò)線路與冷水混合閥連接。通過(guò)溫度傳感器對(duì)熱水儲(chǔ)水箱出水口中的水溫進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)直接送入水溫控制器6的單片機(jī)進(jìn)行分析和處理，水溫控制器6可對(duì)熱水儲(chǔ)水箱輸出的水溫進(jìn)行監(jiān)測(cè)及調(diào)節(jié)，當(dāng)水溫過(guò)高，則通過(guò)冷水混合閥放入適量的冷水至冷熱水混合器，以確保用戶用水的溫度恒定；當(dāng)熱水儲(chǔ)水箱出水口中的水溫度過(guò)低時(shí)，則通過(guò)電加熱器對(duì)熱水儲(chǔ)水箱所輸出的熱水進(jìn)行加熱升溫，以達(dá)到用戶的要求。
[0016]低品位熱源的進(jìn)水口輸入的熱水經(jīng)過(guò)熱交換器I的放熱管2，通過(guò)熱交換器I的蒸發(fā)器3將低品位熱源熱水中蘊(yùn)含的熱量轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)器3中的冷媒介質(zhì)中，冷媒介質(zhì)將蘊(yùn)含熱量通過(guò)壓縮泵形成高溫冷媒；高溫冷媒通過(guò)熱交換器II的冷凝器4與外部流經(jīng)熱交換器II的吸熱管5的循環(huán)水進(jìn)行熱量交換，將冷媒中所蘊(yùn)含的熱量對(duì)循環(huán)水進(jìn)行加熱，從而實(shí)現(xiàn)將低溫的循環(huán)水轉(zhuǎn)換成高溫的循環(huán)水，使得從低品位熱能中吸收轉(zhuǎn)換出來(lái)的熱量?jī)?chǔ)存至熱水中，并將收集得到的熱水存入熱水儲(chǔ)水箱中。流經(jīng)熱交換器II的冷凝器4的冷媒冷卻之后，再經(jīng)過(guò)膨脹閥循環(huán)流至熱交換器I的蒸發(fā)器3中在進(jìn)行第二次的熱量轉(zhuǎn)換。
[0017]用戶端外部的循環(huán)冷水(即冷水儲(chǔ)水箱內(nèi)的冷水)流經(jīng)熱交換器II的吸熱管時(shí)，吸收熱交換器II冷凝器4中冷媒中所蘊(yùn)含的熱量變成循環(huán)熱水之后，循環(huán)熱水流入熱水儲(chǔ)水箱中儲(chǔ)備，水溫控制器通過(guò)設(shè)置在熱水儲(chǔ)水箱出水口的溫度傳感器可以實(shí)時(shí)的檢測(cè)到熱水儲(chǔ)水箱出口的水溫，由于低品位熱源中的熱量不穩(wěn)定，因此通過(guò)熱水儲(chǔ)水箱可以對(duì)熱泵系統(tǒng)轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)的熱水溫度進(jìn)行第一次的溫度均衡。當(dāng)溫度傳感器監(jiān)測(cè)到熱水儲(chǔ)水箱出水溫度的數(shù)值之后，水溫控制器可以根據(jù)當(dāng)前用戶所需要的熱水輸出溫度進(jìn)行水溫調(diào)節(jié)。水溫調(diào)節(jié)的過(guò)程由水溫控制器調(diào)節(jié)冷水混合閥和電加熱器對(duì)水溫進(jìn)行調(diào)節(jié)，如果熱水儲(chǔ)水箱的出水口水溫度過(guò)高則通過(guò)冷水混合閥從冷水儲(chǔ)水箱中直接注入一定量的冷水到冷熱水混合器中，確保用戶用水溫度恒定；如果熱水儲(chǔ)水箱的出水溫度過(guò)低，則通過(guò)電加熱器對(duì)由冷熱水混合器流入電加熱器的水進(jìn)行加熱，以保證輸出的水溫達(dá)到用戶的要求。
[0018]水溫控制器工作原理為:溫度傳感器將檢測(cè)到的熱水儲(chǔ)水箱出口水溫電信號(hào)送至單片機(jī)，單片機(jī)將該輸入的溫度電信號(hào)與用戶設(shè)定的水溫進(jìn)行比較之后，如果熱水儲(chǔ)水箱出口的水溫度過(guò)低，則水溫控制器的單片機(jī)向電加熱器控制電路發(fā)出指令，啟動(dòng)電加熱器對(duì)由冷熱水混合器流入電加熱器的水進(jìn)行加熱，而保證輸出的水溫達(dá)到用戶的要求；若溫度傳感器檢測(cè)到熱水儲(chǔ)水箱的出水口水溫度過(guò)高，則水溫控制器的單片機(jī)向譯碼器、閥門(mén)控制電路發(fā)出指令，啟動(dòng)冷水混合閥從冷水儲(chǔ)水箱中直接注入一定量的冷水到冷熱水混合器中，確保用戶用水溫度恒定。為了確保用戶用水溫度波動(dòng)小一些，需要精確控制冷水混合閥的開(kāi)度，防止注入冷水過(guò)多或者過(guò)少。這樣將冷水混合閥的打開(kāi)狀態(tài)設(shè)計(jì)為16個(gè)開(kāi)度，冷水混合閥的閥門(mén)開(kāi)度從關(guān)閉到完全打開(kāi)依次為閥門(mén)開(kāi)度f(wàn)閥門(mén)開(kāi)度16，其中閥門(mén)開(kāi)度I表示全關(guān)，閥門(mén)開(kāi)度16表示全開(kāi)。當(dāng)熱水儲(chǔ)水箱的出水溫度過(guò)高時(shí)，根據(jù)設(shè)定水溫與實(shí)測(cè)水溫的差值大小的范圍，單片機(jī)向譯碼器發(fā)出指令，則譯碼器向閥門(mén)控制電路輸出相應(yīng)的閥門(mén)開(kāi)度值，由閥門(mén)控制電路控制冷水混合閥的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水溫的恒定調(diào)節(jié)。[0019]輸出的熱水可以直接連接其他的外部用戶裝置。同時(shí)，為了保證外部水量能夠正常的循環(huán)，在整個(gè)熱水利用裝置中用戶需要通過(guò)冷水輸入口補(bǔ)充與輸出熱水量相等的冷水量，或者用戶將輸出的熱水端口與冷水輸入端口形成一個(gè)循環(huán)利用系統(tǒng)。在本實(shí)施例中，熱交換器II的吸熱管5另一端與冷水儲(chǔ)水箱的一個(gè)出水口連接，可不斷向循環(huán)利用系統(tǒng)中加入冷水。
[0020]作為本實(shí)用新型的變換形式，水溫控制器的結(jié)構(gòu)組成并不限于上述實(shí)施例所列舉的形式，也可為具有相同功能的其它結(jié)構(gòu)組成，只要在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)所做的變換均屬于本實(shí)用新型的范疇。
【權(quán)利要求】
1.一種低品位熱能再循環(huán)利用裝置，其特征在于，該低品位熱能再循環(huán)利用裝置包括熱交換器1、壓縮泵、熱交換器I1、膨脹閥及水溫恒定控制系統(tǒng)，熱交換器I包括放熱管及蒸發(fā)器，熱交換器II包括冷凝器及吸熱管，熱交換器I的放熱管兩端分別與低品位熱源的進(jìn)水口和出水口連接，壓縮泵輸入端與熱交換器I的蒸發(fā)器輸出端連接，壓縮泵輸出端與熱交換器II的冷凝器輸入端連接，膨脹閥的輸入端與熱交換器II的冷凝器輸出端連接，膨脹閥的輸出端與熱交換器I的蒸發(fā)器輸入端連接；所述水溫恒定控制系統(tǒng)包括熱水儲(chǔ)水箱、溫度傳感器、水溫控制器、冷水混合閥、冷熱水混合器、電加熱器和冷水儲(chǔ)水箱，熱交換器II的吸熱管一端與熱水儲(chǔ)水箱的進(jìn)水口連接，熱交換器II的吸熱管另一端與冷水儲(chǔ)水箱的一個(gè)出水口連接，熱水儲(chǔ)水箱的出水口與冷熱水混合器的其中一個(gè)進(jìn)水口連接，冷水混合閥連接在冷熱水混合器的另一個(gè)進(jìn)水口與冷水儲(chǔ)水箱的另一個(gè)出水口之間，電加熱器的進(jìn)水口與冷熱水混合器的出水口連接，溫度傳感器設(shè)置在熱水儲(chǔ)水箱的出水口上，溫度傳感器通過(guò)線路與水溫控制器的輸入端連接，水溫控制器的輸出端通過(guò)線路分別與冷水混合閥及電加熱器連接。
2.如權(quán)利要求1所述的低品位熱能再循環(huán)利用裝置，其特征在于，所述水溫控制器包括單片機(jī)、譯碼器、閥門(mén)控制電路、電加熱器控制電路，所述溫度傳感器與單片機(jī)的輸入端連接，單片機(jī)的輸出端分別與譯碼器的輸入端及電加熱器控制電路的輸入端連接，電加熱器控制電路的輸出端通過(guò)線路與電加熱器連接，譯碼器的輸出端與閥門(mén)控制電路的輸入端連接，閥門(mén)控制電路的輸出端通過(guò)線路與冷水混合閥連接。
【文檔編號(hào)】F24H9/20GK203478688SQ201320476642
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月6日
【發(fā)明者】蔣文勝, 廖陽(yáng)明, 陳英, 劉春梅, 謝立新, 陳圣鑫 申請(qǐng)人:柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院