CN101178253A - 冷却水废热热泵热水机及其应用系统 - Google Patents

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陶圣昌
梅义国
李永安
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JINAN HUAKE HEATING POWER ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO., LTD.
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JINAN HUAKE THERMAL ENVIRONMENTAL ENGINEERING Co Ltd
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    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/18—Domestic hot-water supply systems using recuperated or waste heat

Abstract

本发明公开了一种冷却水废热热泵热水机及其应用系统，本热水机包括蒸发器、冷凝器和增压装置，增压装置进口接蒸发器、出口接冷凝器，蒸发器、冷凝器和增压装置的工作运行为真空状态。本应用系统包括热水利用系统、冷却水废热热泵热水机和冷却水系统，热水利用系统与冷却水废热热泵热水机的热水进出口连接，冷却水系统与冷却水废热热泵热水机冷却水进出口连接。本发明的热水机是采用冷却水系统的废热制取45℃以上热水，其能效比(COP)高达8，比常规热泵机组提高近一倍，节能效果显著，同时减少冷却水排放热效应。本应用系统是利用冷却水系统做能源，通过本机制得热水，广泛用于工厂、医院、宾馆、住宅、洗浴等热水供应需求。

Description

冷却水废热热泵热水机及其应用系统
(一)技术领域
本发明涉及一种热水机，特别是一种利用冷却水废热制取应用热水的冷却水废热热泵热水机，本发明还涉及一种该热水机的应用系统。
(二)背景技术
目前国内外热水制备设备均以煤、油、汽、电、地温、水源、空气做能源，加热后制取应用热水。制热系数(能效比COP 0.85-4.5之间)，且对大气造成污染，应用推广受到相应限制。热水出口温度一般为45℃以下，难以满足用户要求。
(三)发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种吸收冷却水系统中废热，利用蒸发、增压、冷凝、换热制取应用热水的冷却水废热热泵热水机及其应用系统，提高其能效比，制取较高温度的热水。
为了解决上述技术问题：
本发明冷却水废热热泵热水机包括蒸发器、冷凝器和增压装置，增压装置进口接蒸发器、出口接冷凝器，冷凝器包括外壳和设在外壳内的热水盘管，热水盘管的热水进出口设在冷凝器的外壳的外面，蒸发器包括外壳、设在外壳内的冷却水盘管和可向冷却水盘管喷淋传热介质的喷淋装置，冷却水盘管的冷却水进出口设在蒸发器外壳的外面，蒸发器、冷凝器和增压装置的工作运行为真空状态。
所述的喷淋传热介质为水。
为了使介质可循环利用，所述的喷淋装置为循环喷淋装置，循环喷淋装置包括喷淋管、水泵和节流器，喷淋管设置在蒸发器的壳体内并处在冷却水盘管的上方，节流器连接冷凝器的底部与蒸发器连接，水泵连接蒸发器的底部和喷淋管。
为了使其1结构紧凑、体积小，所述的蒸发器和冷凝器的外壳由一个壳体容器通过隔板分隔而成或蒸发器、冷凝器为独立结构用管路连接形式，蒸发器和冷凝器为上下或左右排列，增压装置设在隔板上。
所述的蒸发器和冷凝器是相互独立的，增压装置通过管路分别与蒸发器和冷凝器连接。
为便于对本机抽真空和注入介质，所述的冷凝器上设有抽气注水阀。
为了方便清洗，所述的蒸发器底部设有排污阀。
为了提高制热效率，所述的增压装置为旋膜增压机或热泵压缩机。
本发明冷却水废热热泵热水机的应用系统包括热水利用系统、冷却水废热热泵热水机和冷却水系统，热水利用系统与冷却水废热热泵热水机的热水进出口连接，冷却水系统与冷却水废热热泵热水机冷却水进出口连接。
本发明有益效果是：本发明的热水机是采用冷却水系统的废热制取45℃以上热水，其能效比(COP)高达8，比常规热泵机组提高近一倍，节能效果显著，同时减少冷却水排放热效应，符合国家节能减排，建设节约性社会的产业政策，市场推广潜力巨大。本应用系统是利用冷却水系统做能源，通过本机制得热水，广泛用于工厂、医院、宾馆、住宅、洗浴等热水供应需求。
(四)附图说明
图1是本发明热水机结构示意图；图2是本发明热水机应用系统结构示意图；
图中：1、壳体容器，2、冷凝器，3、热水盘管，4、增压装置，5、热水进出口，6、抽气注水阀，7、蒸发器，8、喷淋管，9、水泵，10、冷却水盘管，11、冷却水进出口，12、排污阀，13、节流器，14、隔板，15、热水利用系统，16、冷却水废热热泵热水机，17、冷却水系统。
(五)具体实施方式
如图1所示的一种冷却水废热热泵热水机，它包括蒸发器7、冷凝器2、增压装置4和PLC控制器。冷凝器2包括外壳和热水盘管3，热水盘管3设在冷凝器2的外壳内，热水盘管3的热水进出口5在冷凝器2的外壳的外面，冷凝器上设有抽气注水阀6。蒸发器7包括外壳、冷却水盘管10和喷淋装置，冷却水盘管10设在蒸发器7的外壳内，冷却水盘管10的冷却水进出口11在蒸发器7的外壳的外面；喷淋装置为循环喷淋装置，循环喷淋装置包括喷淋管8、水泵9和节流器13，喷淋管8设置在蒸发器7的壳体内并处在冷却水盘管10的上方，节流器13连接冷凝器1的底部和蒸发器7，水泵9连接蒸发器7的底部和喷淋管8；蒸发器7的底部设有排污阀12。
如图1所示，蒸发器7和冷凝器2的外壳是由一个真空的壳体容器1通过隔板14分隔而成，蒸发器7和冷凝器2为上下排列，隔板14也可竖置，使蒸发器7和冷凝器2左右排列，增压装置4设在隔板14上。增压装置4进口接蒸发器7、出口接冷凝器2，增压装置4可将蒸发器7的介质加压输入冷凝器2中。增压装置4可采用旋膜增压机或热泵压缩机。
蒸发器7和冷凝器2的外壳也可以是相互独立的，增压装置4通过管路分别与蒸发器7和冷凝器2连接。
工作原理：将热水机内腔抽至真空状态，开启冷却水系统循环泵送至蒸发器循环，启动蒸发器循环喷淋装置，将传热介质(水)喷淋到冷却水盘管表面，从而产生的冷剂蒸汽通过增压装置加压升温送冷凝器中，将冷剂蒸汽的潜热传递到热水盘管内的被加热水中，从而获得设计所需的应用热水温度，冷剂蒸汽释放潜热冷凝后，通过节流器再回流到蒸发器中，如此循环就能源源不断的制取所需热水。
操作方法：蒸发器7、冷凝器2和增压装置4的工作运行为真空状态，在使用前，先从抽气注水阀6将壳体容器内抽成真空，再注入水，关闭抽气注水阀6，向热水盘管3和冷却水盘管10供水，打开水泵9和节流器13，使喷淋管8向冷却水盘管10喷淋传热介质，打开增压装置4，喷淋管8喷向冷却水盘管10的介质在蒸发器7内的真空环境中形成蒸气，经增压装置4加压升温抽吸到冷凝器2中，蒸气加压升温后凝结放热，热水盘管3中的水吸热，在出口形成热水，从而获得设计所需的应用热水温度，蒸气凝结成液态介质后经节流器13流入蒸发器7，形成循环喷淋，如此循环就能源源不断的制取所需热水。介质可采用水或其它介质。
如图2所示的一种热水机应用系统，本系统包括热水利用系统15、冷却水废热热泵热水机16和冷却水系统17，冷却水废热热泵热水机16采用如图1所示的热水机，热水利用系统15与冷却水废热热泵热水机16的热水进出口5连接，冷却水系统17与冷却水废热热泵热水机16的冷却水进出口11连接。

Claims (9)

1.一种冷却水废热热泵热水机，其特征在于：包括蒸发器(7)、冷凝器(2)和增压装置(4)，增压装置(4)进口接蒸发器(7)、出口接冷凝器(2)，冷凝器(2)包括外壳和设在外壳内的热水盘管(3)，热水盘管(3)的热水进出口(5)设在冷凝器(2)的外壳的外面，蒸发器(7)包括外壳、设在外壳内的冷却水盘管(10)和可向冷却水盘管(10)喷淋传热介质的喷淋装置，冷却水盘管(10)的冷却水进出口(11)设在蒸发器(7)外壳的外面，蒸发器(7)、冷凝器(2)和增压装置(4)的工作运行为真空状态。
2.根据权利要求1所述的冷却水废热热泵热水机，其特征在于：所述的喷淋传热介质为水。
3.根据权利要求1所述的冷却水废热热泵热水机，其特征在于：所述的喷淋装置为循环喷淋装置，循环喷淋装置包括喷淋管(8)、水泵(9)和节流器(13)，喷淋管(8)设置在蒸发器(7)的壳体内并处在冷却水盘管(10)的上方，节流器(13)连接冷凝器(2)的底部和蒸发器(7)，水泵(9)连接蒸发器(7)的底部和喷淋管(8)。
4.根据权利要求1或2或3所述的冷却水废热热泵热水机，其特征在于：所述的蒸发器(7)和冷凝器(2)的外壳由一个壳体容器(1)通过隔板(14)分隔而成，蒸发器(7)和冷凝器(2)为上下或左右排列，增压装置(4)设在隔板(14)上。
5.根据权利要求1或2或3所述的冷却水废热热泵热水机，其特征在于：所述的蒸发器(7)和冷凝器(2)的外壳是相互独立的，增压装置(4)通过管路分别与蒸发器(7)和冷凝器(2)连接。
6.根据权利要求4所述的冷却水废热热泵热水机，其特征在于：所述的冷凝器上设有抽气注水阀(6)。
7.根据权利要求4所述的冷却水废热热泵热水机，其特征在于：所述的蒸发器底部设有排污阀(12)。
8.根据权利要求4所述的冷却水废热热泵热水机，其特征在于：所述的增压装置(4)为旋膜增压机或热泵压缩机。
9.一种如权利要求1所述冷却水废热热泵热水机的应用系统，其特征在于：包括热水利用系统(15)、冷却水废热热泵热水机(16)和冷却水系统(17)，热水利用系统(15)与冷却水废热热泵热水机(16)的热水进出口(5)连接，冷却水系统(17)与冷却水废热热泵热水机(16)的冷却水进出口(11)连接。
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