CN104406297A - 一种废水余热回收利用的远距离传热的热泵热水器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废水余热回收利用的远距离传热的热泵热水器，包括第一循环回路和第二循环回路，所述的第一循环回路包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、空气蒸发器和余热换热器，所述空气蒸发器与余热换热器通过并联三通阀或开关阀并联设置在第一循环回路中，其中空气蒸发器后设置有三通阀连接到余热换热器前方；所述第二循环回路包括通过管道连接为闭合循环回路的废水余热吸收器、水泵和余热换热器。本发明的热泵热水器设置有第二循环回路进行热传输，第二循环回路中采用热稳定性较好的水作为换热介质，降低输送过程中的热能损耗，能进行较长距离的热能输送，适用于澡堂等面积大、距离远的环境。

Description

一种废水余热回收利用的远距离传热的热泵热水器
技术领域
本发明涉及热水器，具体涉及一种废水余热回收利用的远距离传热的热泵热水器。
背景技术
热泵热水器的工作原理是吸收外界的低温热能，经过中间介质的热交换，并经过压缩机压缩成高温气体，通过管道循环系统对水加热，具有高效节能的特点。热泵热水器一般包括用于压缩介质的压缩机、用于与自来水进行换热的冷凝器、用于扩张介质体积的膨胀阀和用于吸收外界热量的蒸发器，所述的压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器通过管道循环系统连接。现有的热泵热水器大多是空气能热水器，只能通过吸收空气中的低温热能作为热源，热效率低，并且受外界气温的影响大。
人们在浴室中用热水洗澡时会产生温度较高的废水，该废水中含有大量热能，若不能有效利用，则上述热能会跟随废水流去，造成能源的浪费。因此，人们开发了一种利用废水预热加热自来水的热泵热水器，专利号为“201110187383.4”的中国发明专利公开了一种即热式回收型浴室热泵热水器，通过吸收废水中的余热，用于预热和加热自来水，该设计有效利用废弃资源，环保可靠，并且采用废水作为热源，不涉及空气源热泵的化霜问题，大大提高了能效的可靠性。但是，由于作为换热介质的冷媒一般是能效比较高的气体，如氟利昂等，其换热能效和传输距离有关，传输距离越长，换热能效就越低，因此，上述的热泵热水器只适用于在家庭浴室中使用，不适用于澡堂这种会出现介质远距离传输的地方。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种废水余热回收利用的远距离传热的热泵热水器，通过增加第二循环回路进行热传输，第二循环回路中采用热稳定性较好的水作为换热介质，能进行较长距离的热能输送。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种废水余热回收利用的远距离传热的热泵热水器，包括用于加热自来水的第一循环回路和用于吸收传输废水热能的第二循环回路，其中，
所述的第一循环回路包括压缩机、用于加热自来水的冷凝器、膨胀阀、空气蒸发器和余热换热器，所述空气蒸发器与余热换热器并联设置在第一循环回路中，空气蒸发器和余热换热器前方设置有并联三通阀或设置有开关阀进行控制，空气蒸发器后设置有串联三通阀连接到余热换热器前方；
所述的第二循环回路包括废水余热吸收器、水泵，废水余热吸收器、水泵和第一循环回路的余热换热器组成闭合循环回路，所述第二循环回路内设置有循环用的低温防冻介质。
进一步，还包括对自来水进行预热的预热装置，废水先流经预热装置对自来水进行预热，再流经废水余热吸收器,通过预热装置和废水余热吸收器两次从废水中吸热，充分利用废水中的热能。
进一步，还包括废水回收盘，所述预热装置和废水余热吸收器设置在废水回收盘内。
进一步，所述废水回收盘上设置有用于过滤废水中异物的过滤装置。
进一步，所述空气蒸发器处设置有加快空气流动的风扇，加速换热效率。
本发明的有益效果是：
与现有的回收利用废水余热的热泵热水器相比，本发明的热泵热水器的第一循环回路上设置有空气蒸发器和余热换热器，两者单独接入第一循环回路，还可选择并联设置或者串联设置，提供了多种工作模式，用户可根据实际需要选择合适的模式进行使用。本发明的热泵热水器还设置有第二循环回路进行热传输，第二循环回路中采用低温防冻介质进行循环，降低输送过程中的热能损耗，能进行较长距离的热能输送，适用于澡堂等面积大、距离远的环境。
附图说明
图1是本发明第一实施例的结构示意图；
图2是本发明第一实施例中采用开关阀代替并联三通阀的结构示意图；
图3是本发明第二实施例的结构示意图；
图4是本发明第二实施例中采用开关阀代替并联三通阀的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明所述废水余热回收利用的远距离传热的热泵热水器作进一步说明。
实施例一：
参照图1，本发明提供的第一实施例，包括用于加热自来水的第一循环回路100和用于吸收传输废水热能的第二循环回路200。第一循环回路100包括压缩机1、冷凝器2、膨胀阀3、空气蒸发器4和余热换热器5，所述空气蒸发器4与余热换热器5并联设置在第一循环回路100中，空气蒸发器4和余热换热器5前方设置有并联三通阀6进行控制，膨胀阀3设置在并联三通阀6前方，并且空气蒸发器4后设置有串联三通阀7连接到余热换热器5前方。通过并联三通阀6的控制，可选择将空气蒸发器4或余热换热器5单独接入第一循环回路100使用；当空气蒸发器4接入第一循环回路100中时，通过串联三通阀7可选择将余热换热器5串联入第一循环回路100使用，即空气蒸发器4和余热换热器5既可单独使用，也可串联使用，提供多种使用模式。第一循环回路100中的换热介质优选为能效比高的氟利昂等冷媒。
此外，所述的并联三通阀6还可利用两个开关阀16取代，如图2所示，在空气蒸发器4、余热换热器5前端分别设置有膨胀阀3和开关阀16，通过两个开关阀16控制可将空气蒸发器4或余热换热器5单独接入第一循环回路100使用，也可将两者并联入第一循环回路100使用。
所述的第二循环回路200包括废水余热吸收器8、水泵9，废水余热吸收器8、水泵9和第一循环回路100的余热换热器5组成闭合循环回路， 所述第二循环回路200内设置有循环用的低温防冻介质，该低温防冻介质可为添加了防冻剂的水等。
为了有效回收利用废水中的热能，在淋浴花洒头下方设置有废水回收盘，废水回收盘中设置有预热装置10和废水余热吸收器8，自来水管穿过预热装置10，废水回收盘的进水口处设置有用于过滤废水中异物的过滤装置。淋浴后带有热量的废水经废水回收盘回收，先流经预热装置10对自来水进行预热，再流经废水余热吸收器8，双重吸热，充分利用废水中的热能。废水余热吸收器8吸取的热量经第二循环回路200在余热换热器5处交换到第一循环回路100中。经过预热装置10进行预热的自来水进入蓄水箱12，并由第一循环回路100的冷凝器2进行加热，在本实施例中，冷凝器2设置在蓄水箱12外，蓄水箱12内的水循环流经冷凝器2进行加热。
进一步，在所述空气蒸发器4处设置有加快空气流动的风扇11。
实施例二：
参照图3，本发明提供的第二实施例，第二实施例的结构与第一实施例基本相同，包括用于加热自来水的第一循环回路100和用于吸收传输废水热能的第二循环回路200。第一循环回路100包括压缩机1、冷凝器2、膨胀阀3、空气蒸发器4和余热换热器5，所述空气蒸发器4与余热换热器5通过并联三通阀6并联设置在第一循环回路100中，空气蒸发器4和余热换热器5前方分别设置有膨胀阀3，空气蒸发器4后设置有串联三通阀7连接到余热换热器5前方。第一循环回路100中的换热介质优选为能效比高的氟利昂等冷媒。
所述的并联三通阀6还可利用两个开关阀16取代，如图4所示，在空气蒸发器4、余热换热器5前端分别设置有膨胀阀3和开关阀16，通过两个开关阀16控制可将空气蒸发器4或余热换热器5单独接入第一循环回路100使用，也可将两者并联入第一循环回路100使用。
所述的第二循环回路200包括废水余热吸收器8、水泵9，废水余热吸收器8、水泵9和第一循环回路100的余热换热器5组成闭合循环回路， 所述第二循环回路200内设置有循环用的低温防冻介质，该低温防冻介质可为添加了防冻剂的水等。
废水回收盘设置在淋浴花洒头下方，废水回收盘的进水口处设置有用于过滤废水中异物的过滤装置，废水回收盘中设置有预热装置10和废水余热吸收器8，自来水管穿过预热装置10。淋浴后带有热量的废水经废水回收盘回收，先流经预热装置10对自来水进行预热，再流经废水余热吸收器8，双重吸热，充分利用废水中的热能。而经过预热装置10进行预热的自来水进入蓄水箱12，在本实施例中，冷凝器2设置在蓄水箱12内，直接加热蓄水箱12内的水。
与现有的回收利用废水余热的热泵热水器相比，本发明的热泵热水器的第一循环回路100上设置有空气蒸发器4和余热换热器5，两者可选择并联设置或者串联设置，还可单独接入第一循环回路100，提供了多种工作模式，用户可根据实际需要选择合适的模式进行使用。本发明的热泵热水器还设置有第二循环回路200进行热传输，第二循环回路200中采用低温防冻介质进行循环，降低输送过程中的热能损耗，能进行较长距离的热能输送，适用于澡堂等面积大、距离远的环境。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种废水余热回收利用的远距离传热的热泵热水器，其特征在于，包括用于加热自来水的第一循环回路（100）和用于吸收传输废水热能的第二循环回路（200），其中，
所述的第一循环回路（100）包括压缩机（1）、用于加热自来水的冷凝器（2）、膨胀阀（3）、空气蒸发器（4）和余热换热器（5），所述空气蒸发器（4）与余热换热器（5）并联设置在第一循环回路（100）中，空气蒸发器（4）和余热换热器（5）前方设置有并联三通阀（6）或设置有开关阀（16）进行控制，空气蒸发器（4）后设置有串联三通阀（7）连接到余热换热器（5）前方；
所述的第二循环回路（200）包括废水余热吸收器（8）、水泵（9），废水余热吸收器（8）、水泵（9）和第一循环回路（100）的余热换热器（5）组成闭合循环回路， 所述第二循环回路（200）内设置有循环用的低温防冻介质。
2.根据权利要求1所述的一种废水余热回收利用的远距离传热的热泵热水器，其特征在于：还包括对自来水进行预热的预热装置（10），废水先流经预热装置（10）对自来水进行预热，再流经废水余热吸收器（8）。
3.根据权利要求2所述的一种废水余热回收利用的远距离传热的热泵热水器，其特征在于：还包括废水回收盘，所述预热装置（10）和废水余热吸收器（8）设置在废水回收盘内。
4.根据权利要求3所述的一种废水余热回收利用的远距离传热的热泵热水器，其特征在于：所述废水回收盘上设置有用于过滤废水中异物的过滤装置。
5.根据权利要求1所述的一种废水余热回收利用的远距离传热的热泵热水器，其特征在于：所述空气蒸发器（4）处设置有加快空气流动的风扇（11）。
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