CN104848538B - 一种废热水余热回收热泵热水器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废热水余热回收热泵热水器，涉及一种能够吸收洗浴废热水的热量来加热生活热水的节能型热水器。自来水经过直接废热水吸热和热泵加热两次加热，具有稳定可靠、高效节能、安装简单、使用方便的特点。

Description

一种废热水余热回收热泵热水器
技术领域
本发明涉及一种热泵热水设备，特别涉及一种能提取废热水中的热能来加热生活热水的热泵热水器。
背景技术
人们在洗澡、洗头时一般都要使用热水，这些洗浴废水的余温一般都有三十多摄氏度，让这些废热水直接通过下水管排进排污池，会促进细菌滋生，增加污水处理难度，不利于环境保护。收集利用这些废水的余热，不仅有利于环保还可以节约热水器的能源消耗。但过去在这方面的专利技术多需构建复杂的系统，长期运行的可靠性没有保障。
为了使用少量的电能获得大量的生活热水，很多厂商提供了空气源热泵热水器产品，也取得了一定的节能效果。但空气源热泵热水器受制于大气条件的影响，冬天容易出现结霜、制热效果下降的问题。
发明内容
本发明的目的是公开一种结构简单可靠、节能效果明显、并且不受大气环境条件影响的废热水余热回收热泵热水器。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的，现结合附图说明如下：
一种废热水余热回收热泵热水器，包括压缩机1、蒸发吸热器3、冷凝加热器4、过滤节流器5、温控器6和外壳9，其特征在于：蒸发吸热器3由底板31、内筒32、外筒33、导流环34、进水盘管35、蒸发吸热盘管36和底部先出溢流管37构成，所述底板31和内筒32、外筒33之间紧密连接；所述导流环34为筒形结构，导流环34可以将内筒32包裹在内，导流环34包裹在外筒33之内，导流环34的高度等于外筒33的高度并大于内筒32的高度，导流环34的底边留有缺口；所述蒸发吸热器3的中部安装有底部先出溢流管37，该底部先出溢流管37为两端向下的拱门形结构，其一端位于底板31的上方，另一端穿过底板31通向排污管；所述进水盘管35由耐腐蚀圆管盘绕而成，其进水口位于其底部，其出水口位于其顶部并延伸连接到冷凝加热器4的底部进水口。
进一步，蒸发吸热器3在底板31上装有两个排污阀门13、14，其中排污阀门13位于中部，排污阀门14位于导流环34和外筒33所围成的区域内。
进一步，所述冷凝加热器4的换热盘管7位于冷凝加热器的内部。
进一步，所述冷凝加热器4的换热盘管7也可以直接盘绕在冷凝加热器4的金属壳体的外面，所述冷凝加热器4的金属壳体上压有半圆型凹槽，所述半圆型凹槽和所述换热盘管的直径吻合，所述盘管的外部覆有保温层。
进一步，所述冷凝加热器4的出水口2位于其顶部。
进一步，压缩机1的排气口和冷凝加热器4的进气口相连，冷凝加热器4的回气口通过过滤节流器5和蒸发吸热盘管36的进气口相连，蒸发吸热盘管36的回气口和压缩机1的吸气口相连，所述压缩机1的启动和停止由安装在冷凝加热器4上的温控器6控制。
进一步，冷凝加热器4外表面设有保温层，蒸发吸热器3的外圈也有保温层；机器的所有部件集成在外壳内。外壳为阶梯形，可以拆卸，外壳的顶部面板上有热水出口2和废水导入口17；外壳的底板上设有四个地脚8，使壳体离开地面一个接水管的位置。外壳的侧面底部位置设有排污口。外壳上还留有导线入口。压缩机1的外面包有吸音保温层。
实际工作时，先给机器注满水，同时打开热水出水阀门，当看到污水排放口出现水流时关闭热水出水阀门。插上电源让机器运行，水温上升到设定值时机器将自动停止运行。
当使用热水时，打开热水出水阀门后，热水从冷凝加热器中流出，流经洗涤物后排入污水导入口内，期间自来水通过进水吸热盘管35时和废热水换热，自来水温度可以得到一定提升，同时废热水的温度相应降低。经过充分换热的废水从外筒的底部通过导流环34和内筒所夹的区域流入蒸发吸热器3的上部，经过蒸发吸热盘管36吸热后从底部先出溢流管37中排出。废水经过两次吸热，自来水也经过两次加热，其中第一次加热是自然完成的，没有消耗电能，机器的总制热量可以达到同等功率空气源热泵热水器两倍以上。
日常生活中，生活热废水的温度一般有30摄氏度到40摄氏度，热泵热水器的蒸发吸热条件比较恒定，系统比空气源热泵热水器具有更高的节能效果和运行稳定性。本机器除了压缩机外没有其它水泵等运动部件，当使用一段时间出现淤泥阻塞时只要拆卸下外壳，打开排污阀门，用高压自来水冲洗蒸发吸热器即可恢复正常，系统长期运行可靠性有保障。
附图说明
图1机器结构示意图；
图2机器冷媒循环原理图；
图3机器水系统原理图；
具体实施方式
一种废热水余热回收热泵热水器，包括压缩机1、蒸发吸热器3、冷凝加热器4、过滤节流器5、温控器6和外壳9。压缩机1用普通空调常用的涡旋式压缩机。压缩机外包覆一层耐热橡塑保温吸音材料。蒸发吸热器3由底板31、内筒32、外筒33、导流环34、进水盘管35、蒸发吸热盘管36和底部先出溢流管37构成，所述底板31和内筒32、外筒33均采用SUS304不锈钢板，它们之间用氩弧焊焊接，所述导流环34为圆筒形结构，材料也选用SUS304不锈钢薄板，所述导流环34的直径135毫米，所述导流环34和外筒33的高度均为400毫米，内筒32的高度为300毫米，所述导流环34的底边留有高度为10毫米的缺口，所述蒸发吸热器的中部安装有底部先出溢流管37，该底部先出溢流管37为一个管径20毫米的SUS304不锈钢倒U型管，其一端位于圆底板31的上方约10毫米，另一端穿过圆底板31通向排污管，所述不锈钢倒U型管的水平段最高点离底板350毫米，所述进水盘管35由SUS304不锈钢波纹圆管盘绕而成，管径16毫米，其进水口位于其底部，其出水口位于其顶部并延伸连接到冷凝加热器4的底部进水口。
进一步，蒸发吸热器3在圆底板31上装有两个排污阀门，其中一个排污阀门位于中部，另一个排污阀门位于导流环34和外圆筒33所围成的区域内。
蒸发吸热盘管36选用管径9.5毫米的不锈钢管盘绕成外径120毫米的盘管。盘管总长约10米，盘绕27圈，高度约300毫米。盘管的进出气管均从蒸发吸热器的底面穿出。冷凝加热器4为内置不锈钢盘管的不锈钢保温水箱，箱体材料为SUS304不锈钢板，上下端面为冲压成型的薄壁不锈钢封头，采用氩弧焊接。保温层为20毫米的橡塑保温材料。
过滤节流器为过滤器加毛细管。毛细管直径3毫米，管长800毫米。
压缩机排气口和冷凝加热器的进气口相连接，冷凝加热器的回气口和过滤器进口相连，过滤器的出口和毛细管焊接，毛细管后焊接蒸发吸热管，蒸发吸热管的另一端和压缩机上汽液分离器的吸气口相连。
冷凝加热器的容积为19.6升。
在吸气管上还要焊接一个三通，三通的一个出口上焊接冷媒加液口。
冷凝加热器还设置感温口，安装温控器。温控器控制压缩机公共输入端的通断。所述的压缩机为单相压缩机，需连接一个25微法的启动电容。
正常运行时，自来水先和废热水换热，然后流入冷凝加热器中加热。废水经过自来水吸热后送入蒸发吸热器内，经热泵吸热后排出。
冷媒循环过程为：压缩机排气口出来的媒体流入冷凝加热器内，将热量释放给水，经节流器后其温度降低到低于被初次吸热后的废水温度，从废水中得到热量后继续循环。
所述实施例主要应用于理发店的洗头床和家用淋浴洗澡的加热。废热水的温度变化小，机器运行稳定性好。
机器运行一段时间后会出现污泥淤积问题，影响使用效果，此时只要拆开外壳，打开排污阀，用自来水冲洗即可。
所述实施例热泵压缩机的输入功率为750瓦。
机器稳定运行后每小时提供42摄氏度热水160升，自来水进水温度为12摄氏度，可以算出机器的能效比达到7.5，节能效果明显。

Claims (7)

1.一种废热水余热回收热泵热水器，包括压缩机(1)、蒸发吸热器(3)、冷凝加热器(4)、过滤节流器(5)、温控器(6)和外壳(9)，其特征在于：蒸发吸热器(3)由底板(31)、内筒(32)、外筒(33)、导流环(34)、进水盘管(35)、蒸发吸热盘管(36)和底部先出溢流管(37)构成；所述底板(31)和内筒(32)、外筒(33)之间紧密连接，所述导流环(34)为筒形结构，所述导流环(34)能够将内筒(32)包裹在内，所述导流环(34)包裹在外筒(33)之内，所述导流环(34)的高度等于外筒(33)的高度并大于内筒(32)的高度，所述导流环(34)的底边留有缺口，所述蒸发吸热器的中部安装有底部先出溢流管(37)，该底部先出溢流管(37)为两端向下的拱门形结构，其一端位于底板(31)的上方，另一端穿过底板(31)通向排污管，所述进水盘管(35)由耐腐蚀圆管盘绕而成，其进水口位于其底部，其出水口位于其顶部并延伸连接到冷凝加热器(4)的底部进水口。
2.根据权利要求1所述的一种废热水余热回收热泵热水器，其特征还在于蒸发吸热器(3)在底板(31)上装有两个排污阀门(13、14)，其中一个排污阀门(13)位于中部，另一个排污阀门(14)位于导流环(34)和外筒(33)所围成的区域内。
3.根据权利要求1所述的一种废热水余热回收热泵热水器，其特征还在于所述冷凝加热器(4)的换热盘管(7)位于冷凝加热器的内部。
4.根据权利要求1所述的一种废热水余热回收热泵热水器，其特征还在于所述冷凝加热器(4)的换热盘管(7)直接盘绕在冷凝加热器(4)的金属壳体的外面，所述冷凝加热器(4)的金属壳体上压有半圆型凹槽，所述半圆型凹槽和所述换热盘管的直径吻合，所述盘管的外部覆有保温层。
5.根据权利要求1所述的一种废热水余热回收热泵热水器，其特征还在于所述冷凝加热器(4)的出水口(2)位于其顶部。
6.根据权利要求1所述的一种废热水余热回收热泵热水器，其特征还在于压缩机(1)的排气口和冷凝加热器(4)的进气口相连，冷凝加热器(4)的回气口通过过滤节流器(5)和蒸发吸热盘管(36 )的进气口相连，蒸发吸热盘管(36 )的回气口和压缩机(1)的吸气口相连，所述压缩机(1)的启动和停止由安装在冷凝加热器(4)上的温控器(6)控制。
7.根据权利要求1所述的一种废热水余热回收热泵热水器，其特征还在于冷凝加热器(4)外表面设有保温层，蒸发吸热器(3)的外圈也有保温层；机器的所有部件集成在外壳内，外壳为阶梯形，能够拆卸，外壳的顶部面板上有热水出口(2)和废水导入口(17)；外壳的底板上设有四个地脚(8)，使壳体离开地面一个接水管的位置，外壳的侧面底部位置设有排污口，外壳上还留有导线入口，压缩机(1)的外面包有吸音保温层。
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