CN102213459A

CN102213459A - 家用太阳能和生活废水的余热热泵供暖系统

Info

Publication number: CN102213459A
Application number: CN2010101428494A
Authority: CN
Inventors: 于�玲; 单炜; 吴珊; 吴建明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-04-09
Filing date: 2010-04-09
Publication date: 2011-10-12

Abstract

本发明涉及一种家用太阳能和生活废水的余热热泵供暖系统是利用太阳热能、生活废水的余热由热泵提高热质能量为冬季居家供暖，它是由太阳能集热板、蓄热罐、生活废热水收集、过滤、收集泵，蓄热罐热能输出换热管通过换热管空气散热器上、下换向器与热泵系统相连，冬季太阳热能通过集热泵家热能积蓄到蓄能管的洁净水室，生活废热水收集到废热水室，热泵取得太阳热能经热泵提升热质供居室采暖，夏季制冷供生活用热水。

Description

家用太阳能和生活废水的余热热泵供暖系统

技术领域：太阳能热能利用，家庭生活废热水集中收集在蓄热罐，利用热泵技术将蓄热罐中的低质热能提高成为高质热能，为冬季室内供暖，夏季制冷，在建筑物中实现太阳能绿色环保供暖系统。

背景技术：本专利是太阳能的热能和生活着的废热水的余热为热源，利用太阳能集热器和生活废热水的热能储存在蓄热罐中、利用热泵技术用少量的能源将低质热能提高到高质热能为冬季室内供暖，夏季利用太阳能和热泵热能加热蓄热罐的热水，为室内制冷同时提供生活热水。

发明内容：太阳能集热板、集热循环泵将太阳能热能通过盘式换热器蓄积到蓄热罐洁净蓄水室中，收集生活中的废热水经收集箱、过滤器滤除非热水中的杂质和油污、废热水储存于蓄热罐的废水收集室中，通过立式换热器将废热水的余热交换到洁净水，洁净水箱中设有热能输出换热器，利用热泵技术，冬季把蓄热罐中的太阳热能经热泵提高到高热质的供暖温度，夏季制冷时太阳热能和热泵热能加热蓄热罐里的洁净水为生活使用，蓄热罐的热水达到一定的温度热泵效率将受影响，此时控制模块控制换热器空气散热器上、下换向阀转换到空气散热器有风扇进行空气散热，提高热泵的工作效率；集热板的温度传感器温度高于蓄热罐的温度集热循环泵可工作，低于蓄热罐温度集热循环泵不可工作，生活废热水收集箱水位未达到一定高度且温度高于蓄热罐的热水收集泵工作，无水或水温过低直接排出，不收集到蓄热罐中，交换后的废水冷水在下方，为了保证水位排水管高于蓄热罐的高度排出下部的冷却废水。

附图说明：下面结合附图对本发明进一步说明

图1是系统图

图2是蓄热罐结构图

图3是太阳能集热板

图4是生活废热水过滤器结构图

图5是过滤器密封胶垫

图6是过滤器盖板

图7控制、动力模块

图8工作方式循环图

图说明：1太阳能集热板、2集热板供热循环泵连接管、3循环水泵、4蓄热罐、4.1蓄热罐太阳能换热盘管入口、5生活余废热水排水管、6蓄热罐太阳能换热盘管、7蓄热罐太阳能换热盘管出口、8太阳能集热板入口与蓄热罐连接管、9蓄热罐供暖换热盘管输入口、10蓄热罐供暖换热盘管、11蓄热罐供暖换热盘管输出口、12蓄热罐洁净水储存室、13蓄热罐生活废热水储存室、14、生活废热水立式换热器、15、蓄热罐支架、16太阳能集热板温度传感器、17换热器空气散热器上换向阀、18换热器空气散热器下换向阀、19空气散热器输送管、20空气散热器、21空气散热器输入管、22空气散热器风扇、23热泵冷热工作方式四通阀、24四通阀与汽液分离器连接管、25汽液分离器、26压缩机与汽液连接管、27压缩机、28压缩机与四通阀连接阀、29四通阀与换热器连接管、30板式热能交换器、31板式热能交换器与双向膨胀阀连接管、32板式热能换热器温度传感器、33双向膨胀阀、34视液镜、35过滤器、36生活废热水收集箱、37废热水水位温度传感器、38生活废热水收集箱与过滤器连接管、39过滤器、40过滤器与水泵连接管、41废热水收集泵、41.1废热收集泵与蓄热罐连接管、42压缩机动力电源线、43废热水水位温度传感器数据线、44废热水收集泵供电线路、45控制模块、46动力供应模块、47换热器空气散热器下换向阀控制线、48换热器空气散热器上换向阀控制线、49热泵冷热工作方式四通阀控制线、50换热器温度传感器数据线、51集热板集热介质膨胀罐、52集热室、53集热管、54集热板保温层、55高通光集热室保温玻璃、56废热水过滤壳体、57密封胶垫、58废热水过滤器上封盖、59密封螺丝组合、60过滤介质、61保温层、62蓄热罐外壳、63蓄热罐温度传感器、64蓄热罐温度传感器数据引线、65电源线、66洁净水室入口、67洁净水室出口。

实施方式：家用太阳能和生活废水的余热热泵供暖系统是利用太阳热能、生活废水的余热由热泵提高热质能量为冬季居家供暖，它是由太阳能集热板(1)、集热板供热循环泵连接管(2)、集热循环泵(3)、蓄热罐(4)、蓄热罐太阳能供热入口(4.1)、蓄热罐洁净水储存室(12)、蓄热罐太阳能热能换热盘管(6)、蓄热罐太阳能热能换热盘管出口(7)、太阳能集热板与蓄热罐连接管(8)、蓄热罐供暖换热盘管输入口(9)、蓄热罐供暖换热盘管(10)、蓄热罐供暖换热盘管输出口(11)、通过换热器空气散热器上换向阀(17)、空气散热器输入管(19)、空气散热器(20)、空气散热器冷却风扇(22)、空气散热器输出管(21)、换热器空气散热器下换向阀(18)、蓄热罐供暖换热器输出口(11)、换热器空气散热器上换向阀(17)，热泵冷热工作方式四通阀(23)、四通阀与汽液分离器连接管(24)、汽液分离器(25)、汽液分离器与压缩机连接管(26)、压缩机(27)、压缩机与四通阀连接管(28)，四通阀与热能交换器连接管(29)、板式热能交换器(30)、热能交换器与双向膨胀阀连接管(31)、双向膨胀阀(33)、视液镜(34)、过滤器(35)、换热器空气散热器下换向阀(18)，生活废热水收集箱(36)、生活废热水与过滤器连接管(38)、过滤器(39)、过滤器与生活废热水收集水泵连接管(40)、生活废热水收集泵(41)、生活废热水收集泵与蓄热罐连接管(41.1)、蓄热罐生活废热水储存室(13)顺序机械连接；它是由电源供给线(65)、控制模块(45)连接有太阳能集热板温度传感器(16)、蓄热罐温度传感器(63)、热能交换器温度传感器(32)、生活废热水收集器温度、水位传感器(37)、四通阀(23)、通过换热器空气散热器上换向阀控制线(48)控制换热器空气换热器上换向阀(17)、通过换热器空气散热器下换向阀控制线(47)控制换热器空气换热器上换向阀(18)、控制动力模块(46)、动力模块(46)与太阳能集热板集热循环水泵(3)、生活废热水收集泵(41)、压缩机(27)、空气散热器冷却风扇(22)顺序电器连接。

北方室内供暖是必不可少的生活必需的设备，空冷空调系统在北方无法满足供暖要求，主要是室外的温度过低，远远低于电补偿后的启动要求，室内外温差过大制热cop值低，远远达不到经济运行的要求，利用太阳热能蓄积到蓄热罐中，蓄热罐的温度远远高于室外温度，不用电补偿即可正常启动压缩机，用较少的电能即可得到高热质的供热热能，蓄热罐里的温度越低，下次取得的太阳热能就越多，效率越高。

室外有若干平板太阳能集热器在建筑物的阳光面布置，建筑物非阳光面装有空气散热器，蓄热罐和热泵可根据地域室外的环境温度置于室外或室内，室内供暖空调系统；冬季将太阳热能积蓄到蓄热罐中，蓄热罐中太阳热能经换热由热泵将热能提高温度有半式换热器提供给供暖系统，为室内供暖；同时将生活中的废热水(做饭产生的热水、洗澡热水等等)经过滤器滤除杂质油污，积蓄到蓄热罐的废热水室，经立式换热器与洁净水室热能交换，经由热泵提升热质达到供暖要求；夏季制冷热泵在室内制冷时产生的热量积蓄到蓄热罐中，为生活提供热水，在蓄热罐太阳热能和质热产生的热量用不完而在蓄热罐中产生高温热能时，控制模块将控制换热器空气散热器上、下换向阀将散热功能转换到空气散热器上，有风扇产生的空气流对散热器散热。

可以实现充分利用太阳能并有热泵辅助为建筑物的供暖，做到节能减排的效果。

Claims

1.家用太阳能和生活废水的余热热泵供暖系统是利用太阳热能、生活废水的余热由热泵提高热质能量为冬季居家供暖，它是由太阳能集热板(1)、集热板供热循环泵连接管(2)、集热循环泵(3)、蓄热罐(4)、蓄热罐太阳能供热入口(4.1)、蓄热罐洁净水储存室(12)、蓄热罐太阳能热能换热盘管(6)、蓄热罐太阳能热能换热盘管出口(7)、太阳能集热板与蓄热罐连接管(8)、蓄热罐供暖换热盘管输入口(9)、蓄热罐供暖换热盘管(10)、蓄热罐供暖换热盘管输出口(11)、通过换热器空气散热器上换向阀(17)、空气散热器输入管(19)、空气散热器(20)、空气散热器冷却风扇(22)、空气散热器输出管(21)、换热器空气散热器下换向阀(18)、蓄热罐供暖换热器输出口(11)、换热器空气散热器上换向阀(17)，热泵冷热工作方式四通阀(23)、四通阀与汽液分离器连接管(24)、汽液分离器(25)、汽液分离器与压缩机连接管(26)、压缩机(27)、压缩机与四通阀连接管(28)，四通阀与热能交换器连接管(29)、板式热能交换器(30)、板式热能交换器与双向膨胀阀连接管(31)、双向膨胀阀(33)、视液镜(34)、过滤器(35)、换热器空气散热器下换向阀(18)，生活废热水收集箱(36)、生活废热水与过滤器连接管(38)、过滤器(39)、过滤器与生活废热水收集水泵连接管(40)、生活废热水收集泵(41)、生活废热水收集泵与蓄热罐连接管(41.1)、蓄热罐生活废热水储存室(13)顺序机械连接；它是由电源供给线(65)、控制模块(45)连接有太阳能集热板温度传感器(16)、蓄热罐温度传感器(63)、板式热能交换器温度传感器(32)、生活废热水收集器温度、水位传感器(37)、四通阀(23)、通过换热器空气散热器上换向阀控制线(48)控制换热器空气换热器上换向阀(17)、通过换热器空气散热器下换向阀控制线(47)控制换热器空气换热器上换向阀(18)、控制动力模块(46)、动力模块(46)与太阳能集热板集热循环水泵(3)、生活废热水收集泵(41)、压缩机(27)、空气散热器冷却风扇(22)顺序电器连接。

2.根据权利要求1所述的家用太阳能和生活废水的余热热泵供暖系统，其特征是太阳能集热板(1)将太阳能热量储藏在带有保温层(61)蓄热罐(4)中，通过换热器盘管(6)与热泵系统连接，制热供暖经热泵的压缩机(27)压缩的制冷剂通过四通阀(23)进入板式热能交换器(30)、经过双向膨胀阀(33)、气化膨胀经视液镜(34)、过滤器(35)、换热器空气散热器下换向阀(18)、蓄热罐供暖换热盘管(10)、换热器空气散热器上换向阀(17)、四通阀(23)、气液分离器(25)、回到压缩机(27)，制冷是制热的逆向工作路径；生活中的废热水通过收集器(36)、过滤器(39)、生活废热水收集泵(41)的蓄热罐废热水集热室(13)。

3.根据权利要求1所述的家用太阳能和生活废水的余热热泵供暖系统，其特征是太阳能集热器在朝太阳面有保温玻璃(55)、四周及底部有保温层(54)的密封的盒体保温室(52)构成，内部盘有金属管或真空玻璃集热管(53)，上部设有集热介质膨胀罐(51)、盒体内部全部涂成吸收太阳光热能的黑色，集热器管路、蓄热罐中的换热盘管有集热泵闭路循环系统，内部充满集热液体介质。

4.根据权利要求1所述的家用太阳能和生活废水的余热热泵供暖系统，其特征是蓄热罐分洁净水室(12)和生活废热水室(13)两部分储存室，生活废热水由上下俩部分存储室构成、有生活废热水立式换热器(14)上下连接，洁净水室(12)有立式与生活废热水换热器(14)，太阳热能换热盘管(6)和供暖换热盘管(10)；蓄热罐(4)和蓄热罐外壳(62)间有保温层(61)。

5.根据权利要求1所述的家用太阳能和生活废水的余热热泵供暖系统，其特征是蓄热罐底部有支架(15)蓄热罐下部接有生活废热水收集管，生活废热水收集系统由生活废热水收集箱(36)、过滤器(39)、收集泵(41)；生活废热水排水管(5)设在下废热蓄水室，排水管在蓄热罐外水位高于蓄热罐的高度。

6.根据权利要求1所述的家用太阳能和生活废水的余热热泵供暖系统，其特征是制冷工作时可为蓄热罐加热热水，水温过高时通过换热器空气散热器上、下换向阀将转换到空气散热器(20)工作，由风扇(22)将热量及时散发出去。

7.根据权利要求1所述的家用太阳能和生活废水的余热热泵供暖系统，其特征是电源(65)提供给控制模块(45)和动力模块(46)，控制模块检测太阳能集热板温度感器(16)和蓄热罐温度传感器(63)，通过动力模块(46)控制太阳能集热循环泵(3)工作；通过蓄热罐温度传感器(63)控制换热器空气散热器上、下换向阀，转换蓄热罐或通过空气散热器、空气散热器风扇工作方式；板式热能交换器温度传感器(32)控制动力模块向热泵压缩机供电，根据制冷或制热工作模式控制模块(45)控制四通阀(23)的工作模式；控制模块(45)检测生活废热水收集箱温度和水位传感器(37)信息，通过动力模块(46)控制生活废热水收集泵(41)工作。

8.根据权利要求1所述的家用太阳能和生活废水的余热热泵供暖系统，其特征是生活废热水经过过滤器(39)滤除杂质、过滤器有壳体(56)、内置多孔过滤材料，上置盖板(58)，盖板和壳体间有密封橡胶垫(57)，由螺丝钉和螺丝帽组合(59)进行禁锢。