一种能够进行热能回收的生活废水循环利用系统的制作方法
发布时间：2025-07-21 22:02:38| 浏览次数：
本发明涉及废水热能回收，特别是涉及一种能够进行热能回收的生活废水循环利用系统。
1、基于热能回收的生活废水循环利用系统是一种从生活废水中回收热能并加以利用的系统。这种系统通常包括废水利用装置、蓄水池及泵站等设备，适用于居民小区以及宾馆的生活废水再利用。生活废水循环利用系统不仅能够有效利用资源，减少能源消耗和环境污染，还能带来显著的经济效益。
2、然而，现有的生活废水循环利用系统也存在一些缺陷：缺乏实时有效的监测及控制策略，现有的生活废水循环利用系统大多是直接将生活中产生的热废水进行热交换，这种方式在独立的水循环系统中具有较高的实用价值，然而在由多个用户组成的pvt模块水循环系统中却存在热能浪费的情况。除了多用户间的合理分配外，现有的生活废水循环利用系统还存在缺乏对用户用水习惯的分析及用水量的预测，因此在实际的热水分配及热能回收分配中，难以实现更高的利用效率，增加了整体的热水使用成本。
3、总体而言，现有的生活废水循环利用系统在个体的节能减排和环境保护方面具有显著优势，但其应用在团体的水循环实施过程中仍需克服技术和经济上的挑战。
1、为了克服现有技术的不足，本发明提供一种能够进行热能回收的生活废水循环利用系统。
2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种能够进行热能回收的生活废水循环利用系统，包括：pvt模块、主蓄热罐、次蓄热PG电子平台网站罐、室内供暖模块、热水循环模块、电力分配模块和热能回收控制模块。
3、pvt模块用于吸收太阳能并将太阳能转化为电能及热能。主蓄热罐与pvt模块连通。次蓄热罐分别与主蓄热罐、pvt模块连通。室内供暖模块包括电锅炉和暖气片，电锅炉安装在用户室内，分别与主蓄热罐、次蓄热罐连通。暖气片安装在用户室内，用于吸收电锅炉中热水的热量，并转换为空气热量。热能回收控制模块用于将用户排放的生活热废水与自来水进行热交换。热水循环模块用于控制各模块间水的输送状态及输送方向。电力分配模块用于根据用户的每日电量需求及pvt模块产出的电能对每个用户分配电能，以使消耗的总市电达到最低。
4、作为本发明的一种优选技术方案，pvt模块包括太阳能光伏单元和光热单元，光伏单元用于将太阳能转换为电能。光热单元用于加热自来水。
5、作为本发明的一种优选技术方案，主蓄热罐与次蓄热罐内均安装有加热丝。加热丝与光伏单元电连接。
6、作为本发明的一种优选技术方案，热水循环模块包括多个管道、电磁阀、过滤器和压力开关。多个管道用于连通pvt模块、主蓄热罐、次蓄热罐、室内供暖模块、用户生活用水模块和自来水系统，并使各模块间形成循环连通。电磁阀分别安装在管道上，用于控制管道的连通状态。过滤器安装在管道上，用于过滤管道水中的杂质。压力开关安装在管道上，用于控制管道内的水流速。
7、作为本发明的一种优选技术方案，热能回收控制模块包括热废水监测单元、热废水预测单元和换热分配单元。热废水监测单元用于实时监测用户排出的热废水温度及流量，并将用户排出的热废水与冷废水分离。热废水预测单元用于根据用户使用的热水状态及当前热水温度预测下一时段的热废水排出量及平均温度。换热分配单元用于根据每个用户所需热水量、当前热水量以及综合热废水量计算每个用户所需的热交换量，进而根据每个用户排出的热废水进行就近按比例分配，以使综合热水需求量最低。
8、作为本发明的一种优选技术方案，热废水监测单元对洗浴热废水的排出量及平均温度的预测方法如下：
10、根据每个用户家庭的洗浴用水历史记录分析每个人的洗浴时长、用水量、洗浴温度：建立基于机器学习的洗浴预测模型，在洗浴用水历史数据中提取用户特征、环境特征、日期特征，并将这些特征作为输入，将洗浴时长、用水量、洗浴温度作为输出，对洗浴预测模型进行训练，保留满足测试精度的模型参数。根据当前用户数据、环境数据和日期数据提取出对应的当前用户特征、当前环境特征、当前日期特征，并输入到训练好的洗浴预测模型中，得到对应的预测洗浴时长tb、预测用水量vb、预测洗浴温度tb。
11、根据环境温度查询热量损失率ηb及热水蒸发率ηe，进而结合预测的洗浴时长、用水量和洗浴温度计算得到每日洗浴热废水总排出量及平均温度。
18、作为本发明的一种优选技术方案，电力分配模块包括用户热水需求预测单元、pvt产出预测单元、电力分配单元和电力实时修正单元。用户热水需求预测单元用于根据用户的当前热水存量、预测的用户所需热水量计算得到用户热水需求量。pvt产出预测单元用于根据环境参数预测pvt模块当日产出的电能和热水量。电力分配单元用于根据预测的pvt模块产出电能、产出热水量以及PG电子平台网站用户热水需求量，对主蓄热罐和每个次蓄热罐分配pvt模块产出的电能，并计算每个用户所需的额外电能。电力实时修正单元用于根据用户实际使用的热水量对电力分配模块进行实时修正。
19、作为本发明的一种优选技术方案，在用户热水需求预测单元中，用户热水需求量vl表达为：
21、式中，vn为用户所需热水量，vsi为当前存水量，vhc为热交换等价热水量，公式表达为：
23、式中，ηc为热交换效率，vhp为每日洗浴热废水总排出量，thp为热废水的平均温度，t5为冷水温度，ti为供暖热水温度。
24、作为本发明的一种优选技术方案，pvt产出预测单元具体的预测步骤如下：
27、将预处理后的历史环境数据进行特征提取，得到基础气象特征和日期特征。
28、按照预设的比例将历史环境数据划分为训练集和测试集，采用训练集对光照预测模型进行训练，并采用测试集进行验证，直至测试精度满足预设精度，保留对应的模型参数。
30、根据光照数据以及pvt模块的转换效率计算出预测的产出电能wp和热水量qp。
32、a、若wp+wpc≥wn，则pvt产出的电能根据每个用户的用户热水需求量按比例分配。其中，wp为预测pvt产出的电能，wpc为pvt模块产出热水量转换的电能，wn为用户热水需求量转换的电能。
33、b、若wp+wpc＜wn，即在pvt产出的电能及热水量不能满足全部用户的需求量时，电力分配的策略如下：
35、当次蓄热罐中的热水不足时，pvt产出电能及主蓄热罐中的热水根据用户的一般用水比例分配，向次蓄热罐中输出热水，并结合冷水进行电加热。
37、1、本发明通过设置pvt模块将太阳能转换为电能及热能，进而分别向主蓄热罐、次蓄热罐中输送热水，为用户提供生活用热水。通过将热水输送至电锅炉中进而对暖气片进行加热，以使用户室内温度保持在预设的温度范围内，提高用户用水便捷性及室内舒适度。
38、2、本发明通过设置热能回收控制模块，对用户生活中产生的热废水进行回收利用，通过热交换的方式对冷水进行预加热，进而降低水加热所消耗的电能，使生活用水主要依赖pvt模块提供，降低用水能耗，进一步降低生活用水的成本。在热废水回收中，通过对用户生活用水习惯进行分析，结合用户居住记录，预测用户每日热水消耗量，进而结合环境状况对用户每日产生的热废水进行预测，从而优化热废水回收循环的分配方式，进一步降低整体用户的热水消耗量。
39、3、本发明根据pvt模块每日产出的电能及热水量，对用户进行合理分配热水及电能，更加精确地评估用户额外耗电量，通过对全体用户的综合电力分配，在保障每个用户利益的前提下，实现电能耗最低的电力分配方式，有效地提高了pvt模块的利用率，降低整体热水使用成本。
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