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基本信息
- 項目名稱：
- 一種利用熱泵回收廢熱的洗頭盆
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本研究開發(fā)一種節(jié)能、環(huán)保以理發(fā)店排水廢熱為熱源并能避免或降低沼氣等易燃易爆氣體生成的熱泵洗頭盆。通過對理發(fā)店排水廢熱的利用，提高熱泵的性能系數(shù)，降低排水污染。本研究除可應(yīng)用于理發(fā)店外，該設(shè)備還可應(yīng)用于其它有大量廢水排出或需提供大量熱水的領(lǐng)域。 實驗結(jié)果表明，本研究熱泵的性能系數(shù)可達到6.49，它的提出和應(yīng)用將對降低理發(fā)店加熱熱水電耗和減輕理發(fā)店排水水污染具有積極意義。
- 詳細介紹：
- 理發(fā)店需要提供大量的熱水用于顧客洗頭，目前該部分熱水一般都是通過電熱水器獲得，而采用電加熱器獲得熱水的方法需要消耗大量的電能。熱泵熱水器是通過做功使熱量從溫度低的介質(zhì)流向溫度高介質(zhì)的裝置，作為可制造熱水的節(jié)能產(chǎn)品，熱泵熱水器目前已得到大規(guī)模地應(yīng)用。熱泵熱水器的性能系數(shù)COP(coefficient of performance)是熱泵系統(tǒng)所能實現(xiàn)的制冷量（制熱量）和輸入功率的比值，在相同的工況下，COP越大說明熱泵的效率越高，系統(tǒng)越節(jié)能；蒸發(fā)溫度或熱源的溫度越高，系統(tǒng)的COP將越大。由于熱泵總能從低溫?zé)嵩传@得熱量并經(jīng)由壓縮機后排往高溫冷凝器，因此熱泵的性能系數(shù)必定高于1，也就是說，通過熱泵獲得熱水，要比單純使用電加熱器要節(jié)能得多。目前被廣泛應(yīng)用的空氣源熱泵熱水器的COP受室外氣象條件的影響，在冬季氣溫較低時或相對濕度較大時一般很難正常使用，而水源或土壤源熱泵則因投資、場地或地質(zhì)條件等因素受到一定程度的制約。 理發(fā)店每天都需要大量熱水用于顧客洗頭，因此理發(fā)店每天都要排出大量富含熱量的高溫廢水。理發(fā)店為排除高溫廢水因聚積產(chǎn)生易燃易爆氣體影響生意。理發(fā)店對這部分高溫廢水的處理方法一般是由排水系統(tǒng)直接排至下水道。由于理發(fā)店排放的廢水溫度往往有30-40℃，且又不受室外氣象條件的制約，因此理發(fā)店排水廢熱對熱泵而言是一種很好的熱源。遺憾的是，目前的理發(fā)店在使用過程中一方面需要消耗大量的高品位電能用于獲取熱水，一方面又需要排出大量的高溫廢水，即理發(fā)店廢熱得不到有效利用的同時，又需消耗大量的高質(zhì)能源。 理發(fā)店排水中含有大量有機和無機物，其成分相當(dāng)復(fù)雜且在高溫環(huán)境下易生成沼氣等易燃易爆氣體。若能在利用廢水熱量的同時，降低或避免易燃易爆氣體的產(chǎn)生，必將對提高理發(fā)店排水質(zhì)量、提高城市地下水質(zhì)量具有積極意義。 本研究的目的是開發(fā)一種節(jié)能、環(huán)保的利用理發(fā)店排放的高溫污水廢熱并能避免或降低沼氣等易燃易爆氣體生成的帶有熱泵的洗頭盆。擬利用理發(fā)店排水中的廢熱作為熱泵的熱源，其投資不會高于其它類型的熱泵。這種熱泵性能系數(shù)會遠遠高于上述熱泵，同時又能達到提高排水品質(zhì)，提高城市地下水質(zhì)量的目的。 本項目研究意義在于，通過對理發(fā)店排水廢熱的利用，提高熱泵的性能系數(shù)，降低排水污染。由過濾器過濾后廢水在直冷式換熱箱內(nèi)與蒸發(fā)器直接接觸換熱，吸收廢水中的熱量；被過濾器過濾下來的較大組分，經(jīng)簡單分離后，過濾器可重復(fù)利用，而分離下來的較大組分可集中處理。本研究設(shè)備的成功開發(fā)將對降低理發(fā)店能耗和環(huán)境污染，具有積極意義。 本研究除可應(yīng)用于理發(fā)店外，還可應(yīng)用于有大量廢水排出的領(lǐng)域，如洗浴中心、足療館和和鍛煉健身會館等需要熱水的場合，不僅可以回收排水中的熱量，還可以回收排中的冷量；不僅可以回收排水中的能量，還可同時過濾掉一部分排往下水道的各種污染物。因此，本研究設(shè)備的成功開發(fā)與推廣，必將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。 實驗結(jié)果表明，本研究熱泵的性能系數(shù)可達到6.49，而經(jīng)處理后排往下水道中的可見組分含量也有很大程度的降低。本研究熱泵熱水器利用了理發(fā)店排水溫度較高和具有較高熱容量的特點，它的提出和應(yīng)用將對降低蒸發(fā)器金屬消耗、降低理發(fā)店加熱熱水電耗和減輕理發(fā)店排水水污染具有積極意義。
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：本研究的目的是開發(fā)一種利用理發(fā)店排出的高溫廢水作為熱源的熱泵裝置。利用該裝置可有效提高理發(fā)店的電能利用效率，并能降低污水排放溫度，能避免因高溫排放污水而產(chǎn)生沼氣等易燃易爆氣體。 基本思路：利用熱泵回收廢水中的高品質(zhì)廢熱，回收得到的熱量再次加熱水。 創(chuàng)新點：利用了熱泵的高蒸發(fā)溫度對應(yīng)高性能系數(shù)的特點，利用了理發(fā)店排污水具有較高溫度，且排污量與熱水需求量都較大且易于平衡的特點，將洗頭排污、用水和熱泵結(jié)合起來，是一種節(jié)能環(huán)保的裝置。 關(guān)鍵技術(shù)和主要技術(shù)指標(biāo)：熱泵的性能系數(shù)不低于6，即在使用了該裝置后，洗發(fā)用電量應(yīng)僅為使用電熱水器的1/6；排水溫度不高于20oC；該種洗頭盆的投資不會增加很多，回收時間低于1年。
科學(xué)性、先進性
- 本研究所涉洗頭盆是一種利用熱泵回收廢熱的熱能再生裝置。在相同的使用效果下，它的電能消耗僅為電熱水器的1/6左右；它還是一種區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的熱泵，無論是空氣源、水源，土壤源熱泵，它們用于理發(fā)店會受到經(jīng)濟性、場地、室外溫度及熱量平衡的制約，且不能有效降低污水排放溫度。目前無論那個城市都有大量的理發(fā)店，每天都需要大量的熱水并排出大量的廢熱，因此，本研究所涉利用熱泵回收熱能的洗頭盆的開發(fā)具有相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟性和迫切性。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 有償使用專利
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品、圖紙
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 本產(chǎn)品在不改變現(xiàn)有洗頭盆及電加熱器布局的情況下將回收洗頭排水廢熱的回收系統(tǒng)與洗頭加熱系統(tǒng)合二為一。本研究所涉的洗頭盆是利用熱泵回收高溫廢熱的熱能再生裝置，在相同的使用效果下，它的電能消耗僅為電熱水器的1/6左右，且熱水溫度可加熱到45oC以上。本產(chǎn)品對場地、室外溫度要求不高，在回收廢水熱量的同時加熱洗頭用水將熱能循環(huán)利用，本產(chǎn)品出適用于理發(fā)店外還是用于足療店、洗浴中心等需要大量高溫?zé)崴虍a(chǎn)生大量高溫廢水領(lǐng)域。因此，本產(chǎn)品具有較高的推廣前景。 據(jù)不完全統(tǒng)計，僅天津市北辰區(qū)就有具有一定規(guī)模的理發(fā)店153家、足療店82家、洗浴中心105家，且理發(fā)店、足療店、洗浴中心每天用水量大約分別為2.5噸、3.2噸、5.6噸,將這些水加熱到某一溫度需消耗大量的高品質(zhì)能源，而使用本產(chǎn)品加熱這些水至同一溫度所需能耗為其它能耗的1/6。所以本產(chǎn)品的發(fā)展前景有很大空間。該種洗頭盆的投資不會增加很多，成本回收時間低于1年。
同類課題研究水平概述
- 本研究是開發(fā)一種節(jié)能、環(huán)保的利用理發(fā)店排放的高溫污水廢熱并能避免或降低沼氣等易燃易爆氣體生成的帶有熱泵的洗頭盆。研究通過高溫廢水經(jīng)過濾器過濾后與蒸發(fā)器在直接接觸換熱設(shè)備內(nèi)直接接觸換熱，過濾器過濾可見組分；熱量通過熱泵的蒸發(fā)器、壓縮機排至冷凝器，最終得到高溫?zé)崮?；而?jīng)過濾器過濾的可見組分則集中處理。本研究涉及傳熱學(xué)、熱泵、自動控制、系統(tǒng)優(yōu)化等相關(guān)學(xué)科，是由多學(xué)科交叉而成科學(xué)課題和應(yīng)用課題。 目前包括空氣源、水源、土壤源等熱泵的形式，國內(nèi)外有大量的高校、研究機構(gòu)和企業(yè)已經(jīng)或正在研究；國內(nèi)外也有大量的報道；但它們研究方向均趨向于空氣源熱泵。目前國內(nèi)外尚未見有本研究課題的相關(guān)公開報道。本課題的成功研究，可填補此領(lǐng)域的國內(nèi)外空白，并達到國際領(lǐng)先的水平。
