公布日：2023.08.29
申請日：2023.04.20
分類號：D06B23/20(2006.01)I;D06B23/22(2006.01)I
摘要
本發明的目的是提供一種基于高效集熱太陽能熱泵的印染廢水循環利用系統，包括：設有熱水進口和廢水出口的印染工藝裝置，與廢水出口連接的印染廢水凈化處理裝置，具有一個入口和兩個出口的分水閥門，高集熱性能的納米流體配置裝置，基于太陽能熱泵的余熱品位提升裝置，循環水加熱裝置，高溫熱水儲存裝置，流量動態調控分配裝置；分水閥門的入口與印染廢水循環利用裝置連接；分水閥門的兩個出口分別與納米流體配置裝置和循環水加熱系統裝置連接。
權利要求書
1.一種基于高效集熱太陽能熱泵的印染廢水循環利用系統，包括：設有熱水進口和廢水出口的印染工藝裝置，其特征是，所述的基于高效集熱太陽能熱泵的印染廢水循環利用系統還包括：與廢水出口連接的印染廢水凈化處理裝置，具有一個入口和兩個出口的分水閥門，高集熱性能的納米流體配置裝置，基于太陽能熱泵的余熱品位提升裝置，循環水加熱裝置，高溫熱水儲存裝置，流量動態調控分配裝置；分水閥門的入口與印染廢水循環利用裝置連接；分水閥門的兩個出口分別與納米流體配置裝置和循環水加熱系統裝置連接。
2.根據權利要求1的基于高效集熱太陽能熱泵的印染廢水循環利用系統，其特征是，所述高集熱性能的納米流體配置裝置包括：設有與分水閥門的一個出口連接的第一入口的納米流體稀釋容器，入口與納米流體稀釋容器設有的出口連接的第一流量調節閥，入口與納米流體稀釋容器設有的第二入口連接的第二流量調節閥，與第二流量調節閥的出口連接的納米流體存儲罐。
3.根據權利要求2所述的基于高效集熱太陽能熱泵的印染廢水循環利用系統，其特征是，所述納米流體稀釋容器包括：罐體，裝于罐體中的上防回流隔板和下防回流隔板，設于下防回流隔板下側的均勻稀釋空間；第一入口位于罐體上端，第二入口位于罐體側圍且位于上防回流隔板和下防回流隔板之間，出口位于罐體下端且與均勻稀釋空間連通。
4.根據權利要求3所述的基于高效集熱太陽能熱泵的印染廢水循環利用系統，其特征是，所述的基于太陽能熱泵的余熱品位提升裝置包括：太陽能集熱器，壓縮機，換熱裝置，節流裝置；太陽能集熱器的入口分別與第一流量調節閥的出口和節流裝置的出口連接，換熱裝置設有的熱源入口與壓縮機的出口連接，換熱裝置設有的熱源出口與節流裝置的入口連接。
5.根據權利要求3所述的基于高效集熱太陽能熱泵的印染廢水循環利用系統，其特征是，所述循環水加熱裝置包括：入口與分水閥門的另一個出口連接的加熱系統閥門，加熱系統儲水罐，換熱裝置；加熱系統閥門的出口與換熱裝置設有的冷源入口連接，換熱裝置設有的冷源出口與加熱系統儲水罐的入口連接。
6.根據權利要求5所述的基于高效集熱太陽能熱泵的印染廢水循環利用系統，其特征是，所述的太陽能集熱器包括：保溫底襯，裝于保溫襯底上端的集熱管路。
7.根據權利要求6所述的基于高效集熱太陽能熱泵的印染廢水循環利用系統，其特征是，所述的高溫熱水儲存裝置包括：一端與加熱系統儲水罐出口連接的流量調節閥門，入口與流量調節閥門另一端連接的高溫熱水儲存罐，一端與高溫熱水儲存罐出口通過連接管連接的高溫水配送管路；高溫水配送管路另一端與熱水進口連接；高溫水配送管路用于將凈化、加熱處理后的水重新應用于印染工藝環節。
8.根據權利要求7所述的基于高效集熱太陽能熱泵的印染廢水循環利用系統，其特征是，所述流量動態調控分配裝置包括：加熱系統儲水罐，串接于凈化處理儲水罐和分水閥門的入口之間的電子流量閥，分別與電子流量閥和加熱系統儲水罐設有的溫控儀電性連接的調節控制器。
9.根據權利要求1至8任一所述的基于高效集熱太陽能熱泵的印染廢水循環利用系統，其特征是，所述的印染廢水凈化處理裝置包括：依次連接的酸堿性平衡裝置，廢水沉淀裝置，過濾裝置，水質監測裝置和凈化處理儲水罐；酸堿性平衡裝置的入口與廢水出口連接，凈化處理儲水罐的出口與分水閥門的入口連接。
發明內容
本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種減少廢水排放，實現廢水的再利用，可有效減少能源浪費，降低廢熱排放對生態環境造成的負面影響，將排放的廢水進行有效處理，并依據不同工況和需求進行凈化水體的循環利用，可在控制污染排放的同時有效減少水資源浪費的基于高效集熱太陽能熱泵的印染廢水循環利用系統。
本發明的具體技術方案是：一種基于高效集熱太陽能熱泵的印染廢水循環利用系統，包括：設有熱水進口和廢水出口的印染工藝裝置，與廢水出口連接的印染廢水凈化處理裝置，具有一個入口和兩個出口的分水閥門，高集熱性能的納米流體配置裝置，基于太陽能熱泵的余熱品位提升裝置，循環水加熱裝置，高溫熱水儲存裝置，流量動態調控分配裝置；分水閥門的入口與印染廢水循環利用裝置連接；分水閥門的兩個出口分別與納米流體配置裝置和循環水加熱系統裝置連接；分水閥門為分水電磁閥。
作為優選，所述高集熱性能的納米流體配置裝置包括：設有與分水閥門的一個出口連接的第一入口的納米流體稀釋容器，入口與納米流體稀釋容器設有的出口連接的第一流量調節閥，入口與納米流體稀釋容器設有的第二入口連接的第二流量調節閥，與第二流量調節閥的出口連接的納米流體存儲罐；納米流體存儲罐為納米流體儲液罐；第一流量調節閥和第二流量調節閥為電動流量調節閥。
作為優選，所述納米流體稀釋容器包括：罐體，裝于罐體中的上防回流隔板和下防回流隔板，設于下防回流隔板下側的均勻稀釋空間；第一入口位于罐體上端，第二入口位于罐體側圍且位于上防回流隔板和下防回流隔板之間，出口位于罐體下端且與均勻稀釋空間連通；上防回流隔板和下防回流隔板采用現有技術防回流隔板的成熟產品。
作為優選，所述的基于太陽能熱泵的余熱品位提升裝置包括：太陽能集熱器，壓縮機，換熱裝置，節流裝置；太陽能集熱器的入口分別與第一流量調節閥的出口和節流裝置的出口連接，換熱裝置設有的熱源入口與壓縮機的出口連接，換熱裝置設有的熱源出口與節流裝置的入口連接；節流裝置為標準孔板節流裝置，換熱裝置為板式換熱器或管式換熱器。
作為優選，所述循環水加熱裝置包括：入口與分水閥門的另一個出口連接的加熱系統閥門，加熱系統儲水罐，換熱裝置；加熱系統閥門的出口與換熱裝置設有的冷源入口連接，換熱裝置設有的冷源出口與加熱系統儲水罐的入口連接；加熱系統閥門為電磁閥。
作為優選，所述的太陽能集熱器包括：保溫底襯，裝于保溫襯底上端的集熱管路；保溫襯底由保溫材料制作，用于減少熱量損失和承載集熱管路，集熱管路由透明耐高溫材料制作，用于在納米流體流經集熱管路時高效吸收太陽能。
作為優選，所述的高溫熱水儲存裝置包括：一端與加熱系統儲水罐出口連接的流量調節閥門，入口與流量調節閥門另一端連接的高溫熱水儲存罐，一端與高溫熱水儲存罐出口通過連接管連接的高溫水配送管路；高溫水配送管路另一端與熱水進口連接；高溫水配送管路用于將凈化、加熱處理后的水重新應用于印染工藝環節；流量調節閥門為電動流量調節閥。
作為優選，所述流量動態調控分配裝置包括：加熱系統儲水罐，串接于凈化處理儲水罐和分水閥門的入口之間的電子流量閥，分別與電子流量閥和加熱系統儲水罐設有的溫控儀電性連接的調節控制器；調節控制器用于控制加熱系統儲水罐的溫度測量和數據反饋，根據溫度情況通過電子流量閥動態控制調整流量。
作為優選，所述的印染廢水凈化處理裝置包括：依次連接的酸堿性平衡裝置，廢水沉淀裝置，過濾裝置，水質監測裝置和凈化處理儲水罐；酸堿性平衡裝置的入口與廢水出口連接，凈化處理儲水罐的出口與分水閥門的入口連接；酸堿性平衡裝置，廢水沉淀裝置，過濾裝置，水質監測裝置和凈化處理儲水罐均為現有技術的成熟產品。
工作原理：通過電壓縮熱泵技術綜合熱泵對熱源品質提升的作用和電能的合理利用，具有重要的應用價值；以電力驅動的熱泵技術，通過熱泵系統中不同組件的聯合運行，經過熱力循環，對循環工質起到能質提升作用，并利用換熱設備將高品位的熱能用于高溫熱水生產等，可以實現余熱回收、供給生產環節再利用的目標；然而，循環工質壓縮的過程中需要外部電能的輸入，單一以廢水余熱為熱源時，產生的電能負荷會加大用電壓力；太陽能熱泵，是將太陽能集熱器作為熱泵的蒸發器的太陽能熱泵系統，以太陽能作為熱泵熱源，通過耦合太陽能集熱裝置的高溫熱泵技術是提升熱源品位、實現熱能回收、降低電能消耗、增加清潔能源利用份額，對于印染行業廢水的再利用，可以在水體凈化的基礎上，配合多技術環節的實際需求進行分流和處理，耦合太陽能集熱和熱泵循環的技術環節，將凈化水一方面應用于太陽能集熱，一方面作為循環用水輸送至相應的生產環節，集成在余熱利用系統中，配合余熱回收的同時，對生產用水進行補充，實現水資源的循環利用，減少用水量的外部需求。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：所述的基于高效集熱太陽能熱泵的印染廢水循環利用系統，利用連接管將不同廢水處理工藝和裝置連接起來，經過化學處理、物理過濾等環節對印染行業排放的廢水進行凈化處理，經分水閥門應用于不同支路，實現減少廢水排放，實現廢水的再利用，可有效減少能源浪費，降低廢熱排放對生態環境造成的負面影響，將排放的廢水進行有效處理，并依據不同工況和需求進行凈化水體的循環利用，可在控制污染排放的同時有效減少水資源浪費。利用部分凈化水配置一定濃度的納米流體溶液，經太陽能集熱裝置實現太陽能的高效吸收，利用工質的溫升將獲取的熱能存儲。在基于太陽能熱泵的余熱品位提升裝置中，利用壓縮機和換熱裝置，將廢水中攜帶的余熱、獲取的太陽能能量和補充的電能綜合利用，提升低品位余熱的溫度，降低污染同時減少了對傳統化石能源的依賴。利用太陽能熱泵得到的熱量加熱另一部分凈化水，實現高溫熱水制取，將其重新應用于印染行業的對應工藝環節，同時起到減少能源浪費和水源浪費的作用，具備良好的經濟和環保效益。
（發明人：楊玉銳;張宏;李文濤;顧丹虹;吳昱德;閆威;劉維亮;鄭燦;沈超倫;劉縣;楊競力;黃成建;倪海斌;嚴志浩;陳萌;蔡以真）
