CN104896736B - 一体化节水节能系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种一体化节水节能系统，涉及生活用品领域，所述一体化节水节能系统包括空气源热泵热水器和淋浴喷头；所述空气源热泵热水器的出水端与所述淋浴喷头通过水管连通；所述淋浴喷头还与用于输送冷水的冷水管线连通；所述淋浴喷头下方设置有废水收集装置，用于收集淋浴后的废水；所述系统还包括余热回收过滤综合装置，将淋浴后的废水进行余热收集和过滤；所述余热回收过滤综合装置的进水端与所述废水收集装置通过水管连通，所述余热回收过滤综合装置的出水端与所述空气源热泵热水器通过水管连通。本申请的一体化节水节能系统，解决了现有技术中功能单一、节能效率较低、应用条件限制多、适用性差的技术问题。

Description

一体化节水节能系统

技术领域

本发明涉及生活用品领域，尤其是涉及一种一体化节水节能系统。

背景技术

空气源热泵热水器，也称“空气能热水器”“冷气热水器”“空气能热水器”等。“空气能热水器”能把空气中的低温热能吸收进来，经过压缩机压缩后转化为高温热能，加热水温。这种热水器(空气能热水器)具有高效节能的特点，制造相同的热水量，空气能热水器消耗能源的成本仅为电热水器的1/4，燃气热水器的1/3，比电辅助太阳能热水器利用能效高。

空气能热水器是运用热泵工作原理，吸收空气中的低能热量，经过中间介质的热交换，并压缩成高温气体，通过管道循环系统对水加热，耗电只有电热水器的1/4。该新产品克服了太阳能热水器依靠阳光采热和安装不便的缺点。由于空气能热水器的工作是通过介质换热，因此其不需要电加热元件与水直接接触，避免了电热水器漏电的危险，也防止了燃气热水器有可能爆炸和中毒的危险，更有效控制了燃油热水器排放废气造成的空气污染。

空气能热水器不需要阳光，因此放在家里或室外都可以。太阳能热水器储存的水用完之后，很难再马上产生热水，如果电加热又需要很长的时间，而空气能热水器只要有空气，温度在零摄氏度以上，就可以24小时全天候承压运行。这样一来，即使用完一箱水，一个小时左右甚至更短时间内就会再产生一箱热水。同时它也能从根本上消除电热水器漏电、干烧以及燃气热水器使用时产生有害气体等安全隐患，克服了太阳能热水器阴雨天不能使用及安装不便等缺点，具有高安全、高节能、寿命长、不排放毒气等诸多优点。空气能热水器的寿命一般可以达到15至20年。

空气能热水器，是采用制冷原理从空气中吸收热量来加热水的“热量搬运”装置。把一种沸点为零下10多℃的制冷剂通到交换机中，制冷剂通过蒸发由液态变成气态从空气中吸收热量。再经过压缩机加压做工，制冷剂的温度就能骤升至80-120℃。而后，高温高压的制冷剂被通到储水箱中的毛细管中对水放热，最后通过节流装置的降压作用再变成低温低压的液态制冷剂，就能再次到空气中吸收热量。这样就完成了一个“加热-放热”的工作流程。

运用热泵工作原理制热，与空调制冷相反——国家制冷标准是1000瓦，电制冷2800瓦。根据热平衡的原理，同时最少产生2800瓦的热量，加上输入的1000瓦电，实际产生的热量在3000——4000瓦，把这些热量输送到保温水箱，其耗电量只是电热水器的四分之一(电热水器即使热效率100％，输入1000电也只有1000瓦的热)。

空气能热水器最大的优点是“节能”。拿具体数据来说：30℃温差热水价格分别为：电热水器1.54分钱/升热水(电价0.42元/度)；燃气热水器1分钱/升热水(气2元/立方米)；热泵热水器是通过大量获取空气中免费热能，消耗的电能仅仅是压缩机用来搬运空气能源所用的能量，因此热效率高达380％-600％，制造相同的热水量，热泵热水器的使用成本只有电热水器的1/4，燃气热水器的1/3。

其结构主要有，制冷四大件：蒸发器、压缩机、冷凝器和节流装置四个部件。

稳定三大件：储液罐(压缩机)，膨胀阀(毛细管)，干燥器(水份)

除霜一大件：四通阀。

其突破传统能量转换理论，实现高能效：热泵在工作时，工质能在蒸发器中吸收环境介质贮存的能量QA；而启动系统需要消耗能量，即压缩机耗电QB；同时工质在冷凝器中释放到高温介质的热量QC；QC＝QA+QB。压缩机输入功启动系统后，由机械动能变成热能。所以热泵输出的能量为压缩机做的功QB和热泵从环境中吸收的热量QA之和；输入一个QB，得到QB+QA，突破传统单一不同能之间转变无法达到100％效率的瓶颈；采用热泵技术能效比更高。

现有的卫浴间节水节能技术装置，一般都是考虑单一性的功能系统，只考虑节水不考虑节能或只考虑节能而不考虑节水，割裂了二者的有机联系，用户要“两全其美”的目标难以实现。至于一些节水技术，不是因为适用条件限制难以应用于既改项目，就是因为“特例”而难以工业化产业化推广应用，还有就是个别技术存在着占用空间大、能耗高、设备过于复杂不够实用、中水水质难以保证存在安全隐患等问题，有些节水技术系统化、集成化程度不高，节水效果有限没有推广应用价值。对于卫浴间的节能，现有的技术不多，大多只是从选用热水器本身的节能性能上着手，没有对包括科学供热方式、合理选用设备、余热回收等影响节能效果的重要因素方面进行系统性的节能考虑，因此节能效果有限。

同时，由于目前可选用规范规程所要求的绿色清洁高效热水器的种类不多，加之应用条件的限制，如太阳能热水器只适合安装在光热条件较好且与建筑进行一体化设计的建筑上，不具备光热条件的地域或北向和东西向以及一些老旧的既有建筑等就难以应用，局限性较大。再加上太阳能热水器本身受雨雪和气温等气候条件的限制，需要消耗一定的电能进行辅助，总体节能效果大打折扣。

基于此，本发明提供了一种全方位、全气候条件下应用绿色高效能源且节水和节能的一体化系统以解决上述技术难题和节约效果不彰的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一体化节水节能系统，以解决现有技术中功能单一、节能效率较低、应用条件限制多、适用性差的技术问题。

在本发明的实施例中提供了一种一体化节水节能系统，所述一体化节水节能系统包括空气源热泵热水器和淋浴喷头；所述空气源热泵热水器的出水端与所述淋浴喷头通过水管连通；所述淋浴喷头还与用于输送冷水的冷水管线连通；所述淋浴喷头下方设置有废水收集装置，用于收集淋浴后的废水；所述系统还包括余热回收过滤综合装置，将淋浴后的废水进行余热收集和过滤；所述余热回收过滤综合装置的进水端与所述废水收集装置通过水管连通，所述余热回收过滤综合装置的出水端与所述空气源热泵热水器通过水管连通。

可选的，所述系统还包括坐便器，所述坐便器包括两个冲水箱；所述余热回收过滤综合装置的出水端还连通有二次余热回收装置，所述二次余热回收装置用于回收废水中的余热；所述二次余热回收装置的出水端连通有贮水箱，所述贮水箱内设置有用于过滤消毒的过滤消毒综合器；所述贮水箱的出水端通过水管与其中一个所述冲水箱连通。

可选的，另一个所述冲水箱与所述冷水管线连通。

可选的，连通所述贮水箱与所述冲水箱的所述水管上沿水流方向依次设置有自吸泵、阀门、超滤膜组件和流量计。

可选的，所述系统还包括洗刷池，所述洗刷池的进水端分别与所述空气源热泵热水器和所述冷水管线连通；所述洗刷池的出水孔处设置有清浊水分拨阀，用于分流清水和浊水；所述清浊水分拨阀的清水出水端与所述贮水箱通过水管连通；所述清浊水分拨阀的浊水出水端与排污管道连通。

可选的，所述系统还包括洗衣机，所述洗衣机的进水端与所述冷水管线连通，所述洗衣机的出水管上设置有用于分流清水和浊水的清浊水分离器，连通所述清浊水分拨阀与所述贮水箱的所述水管与所述清浊水处理器的清水出水端连通；所述清浊水处理器的浊水出水端与排污管道连通。

可选的，连通所述清浊水分拨阀与所述贮水箱的所述水管上设置有过滤器，用于过滤所述洗衣机与所述洗刷池流出的清水。

可选的，连通所述余热回收过滤综合装置与所述空气源热泵热水器的所述水管上设置有所述换热器，所述换热器还连通有暖气管道。

可选的，所述换热器与所述空气源热泵热水器之间的水管上设置有温度计。

可选的，所述废水收集装置内设置有毛发过滤器。

本发明提供的所述一体化节水节能系统，所述一体化节水节能系统包括空气源热泵热水器和淋浴喷头；所述空气源热泵热水器的出水端与所述淋浴喷头通过水管连通；所述淋浴喷头还与用于输送冷水的冷水管线连通；所述淋浴喷头下方设置有废水收集装置，用于收集淋浴后的废水；所述系统还包括余热回收过滤综合装置，将淋浴后的废水进行余热收集和过滤；所述余热回收过滤综合装置的进水端与所述废水收集装置通过水管连通，所述余热回收过滤综合装置的出水端与所述空气源热泵热水器通过水管连通。

本申请的所述一体化节能系统，采用所述空气源热泵热水器加热冷水，较之原有的热水器，制造相同的热水量，空气能热水器消耗能源的成本仅为电热水器的1/4，燃气热水器的1/3，比电辅助太阳能热水器利用能效高，而且适用于任何环境，不受太阳光照等环境的影响。同时，通过所述余热回收过滤综合装置，能够回收人们进行淋浴后的废水中的热量，将废水中的热量进行回收再利用，继续用于加热冷水。同时对废水进行过滤进行再次利用，节约了电能和水资源，较之现有技术节能效率较高，既节水又节能。

基于此，本发明较之原有技术，具有能够收集余热，节能效率较高，既节水又节能，环境适应性好的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例一结构示意图。

附图标记：

1-空气源热泵热水器；2-淋浴喷头；

3-冷水管线；4-废水收集装置；

5-余热回收过滤综合装置；6-坐便器；

7-二次余热回收装置；8-贮水箱；

9-排污管道；10-洗衣机；

11-洗刷池；12-换热器；

13-暖气管道；14-温度计；

15-自吸泵；16-阀门；

17-超滤膜组件；18-流量计；

19-清浊水分离器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电焊连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1所示，在本实施例中提供了一种一体化节水节能系统，所述一体化节水节能系统包括空气源热泵热水器1和淋浴喷头2；所述空气源热泵热水器1的出水端与所述淋浴喷头2通过水管连通；所述淋浴喷头2还与用于输送冷水的冷水管线3连通；所述淋浴喷头2下方设置有废水收集装置4，用于收集淋浴后的废水；所述系统还包括余热回收过滤综合装置5，将淋浴后的废水进行余热收集和过滤；所述余热回收过滤综合装置5的进水端与所述废水收集装置4通过水管连通，所述余热回收过滤综合装置5的出水端与所述空气源热泵热水器1通过水管连通。

本申请的所述一体化节能系统，采用所述空气源热泵热水器1加热冷水，较之原有的热水器，制造相同的热水量，空气能热水器消耗能源的成本仅为电热水器的1/4，燃气热水器的1/3，比电辅助太阳能热水器利用能效高。同时，通过所述余热回收过滤综合装置5，能够回收人们进行淋浴后的废水中的热量，将废水中的热量进行回收再利用，继续用于加热冷水。同时对废水进行过滤进行再次利用，节约了电能和水资源，较之现有技术节能效率较高。

基于此，本发明较之原有技术，具有能够收集余热，节能效率较高的优点。

如图1，本实施例的可选方案中，所述系统还包括坐便器6，所述坐便器6包括两个冲水箱；所述两个冲水箱分别用于贮存自来水和中水，为双水质水箱。所述余热回收过滤综合装置5的出水端还连通有二次余热回收装置7，所述二次余热回收装置7用于回收废水中的余热；所述二次余热回收装置7的出水端连通有贮水箱8，所述贮水箱8内设置有用于过滤消毒的过滤消毒综合器；所述贮水箱8的出水端通过水管与其中一个所述冲水箱连通。

淋浴后的废水经过所述余热回收过滤综合装置5的第一次余热回收和过滤后，通过所述二次余热回收装置7，对于淋浴后的废水进行二次余热回收，进一步节省能源。然后经所述过滤消毒综合器进行消毒过滤，进入所述贮水箱8进行贮存。所述贮水箱8中的水通过水管进入所述坐便器6其中一个所述冲水箱，用于冲洗所述坐便器6，将废水重复利用，节约水资源。

进一步的，另一个所述冲水箱与所述冷水管线3连通。在所述贮水箱8没水时方便通过冷水直接冲洗坐便器6。

进一步的，所述贮水箱8通过水箱溢流管与排污管道9连通。将水箱中超过水位无法承装的水排出。

进一步的，所述余热回收过滤综合装置5与排污管道9连通，用于排出过滤的污物。

可选的，所述冷水管可依次与所述二次余热回收装置7、所述余热回收过滤综合装置5、所述空气源热泵热水器1连通，冷水通过两次余热的加热后再被所述空气源热泵热水器1加热，节省能源。

如图1，本实施例的可选方案中，连通所述贮水箱8与所述冲水箱的所述水管上沿水流方向依次设置有自吸泵15、阀门16、超滤膜组件17和流量计18。通过所述自吸泵15提升水位，然后经所述超滤膜组件17进行过滤，使其进入坐便器6中。所述贮水箱8与所述冲水箱也可以在水位通过自吸泵提升后直接连通。

如图1，本实施例的可选方案中，所述系统还包括洗刷池11，所述洗刷池11的进水端分别与所述空气源热泵热水器1和所述冷水管线3连通；所述洗刷池11的出水孔处设置有清浊水分拨阀，用于分流清水和浊水；所述清浊水分拨阀的清水出水端与所述贮水箱8通过水管连通；所述清浊水分拨阀的浊水出水端与排污管道9连通。

洗刷池11的水可以使用被加热后的水或者，直接使用冷水。洗过后的水，通过所述清浊水分拨阀，分离较浑浊的水和清澈的水，较浑浊的水直接排入排污管道9，较清澈的水将进入所述贮水箱8再利用。

如图1，本实施例的可选方案中，所述系统还包括洗衣机10，所述洗衣机10的进水端与所述冷水管线3连通，所述洗衣机10的出水管上设置有用于分流清水和浊水的清浊水分离器19，连通所述清浊水分拨阀与所述贮水箱8的所述水管与所述清浊水处理器19的清水出水端连通；所述清浊水处理器19的浊水出水端与排污管道9连通。

在所述洗衣机10洗过衣服的水，经过所述清浊水分离器，较浑浊的水直接排入排污管道9，较清澈的水进入贮水箱8再利用。

进一步的，连通所述清浊水分拨阀与所述贮水箱8的所述水管上设置有过滤器，用于过滤所述洗衣机10与所述洗刷池11流出的清水。

如图1，本实施例的可选方案中，连通所述余热回收过滤综合装置5与所述空气源热泵热水器1的所述水管上设置有所述换热器12，所述换热器12还连通有暖气管道13。经过余热加热的水与暖气换热，再次被加热，节省电能。

如图1，本实施例的可选方案中，所述换热器12与所述空气源热泵热水器1之间的水管上设置有温度计14。用于精确加热温度。

本实施例的可选方案中，所述废水收集装置4内设置有毛发过滤器。将洗澡后的毛发过滤。

本申请的所述一体化节水节能系统，具有既能节水又能节能以及集成化程度高、应用于卫浴间使之完全部品化、完整“机器”化的两大优点。节水节能和工业化、产业化是绿色建筑的本质要义，而卫浴间正是绿色建筑的着力点。本系统系统性的克服解决了此前相关技术在节水或节能方面的单一性和功能设施设备不能有机协调统一的缺陷，既解决了两技术不能统一的难题，又省却了用户为装修和安装卫浴设施设备而东奔西跑、磨破嘴、跑断腿的尴尬困境，使用户能够轻松得到更专业、全功能的应用体验。

本系统节水节能效率突破了现有技术的极限，达到了一个新的高度。本系统实现了系统性的节能，总节能效率达80％以上。本系统采用绿色能源，相较于背景技术中提到的其余几种供热方式，本系统采用的空气源热泵热水器能效高，节能效果明显，平均COP达到3.5以上，而且能耗很低，是电热水器的22％，燃气热水器的31％。本系统优选整体式源热泵热水器，较之分体式热水器，一年的耗电量能够减少约15％。

科学的供热方式也是节能的重要一环，研究表明集中供热比分散供热有着较大的热损耗浪费。本系统将供热系统与用热系统集中于一体，即将热水器分布于各个卫浴间，使之与用水末端零距离，且无需外加循环水泵，减少了热损耗。也缩短了用水距离。同时，由于供水距离很短，大大减少了沐浴前放冷水的现象，节约了水资源。

本系统开创了空气源热泵热水器、卫浴设施和节水节能系统的整体式一体化应用先例。本系统应用于整体式卫浴间，以系统集成理念为出发点，以最新科研成果和新型绿色能源设备的科学应用为抓手，集制热设备、卫浴设施、节水节能系统于一体，同现有的整体卫生间技术和同层排水技术结合，制造完全“机器化”的卫浴机房系统，实现了卫浴间真正的整体式一体化。这种集成式的一体化卫浴间，符合现代建筑的发展方向，为实现建筑的工业化、产业化、部品化奠定了基础。本系统实现了模块化的加工生产，在施工方式上，完全工业化，工厂化，现场只有组装工序，彻底改变了传统装修的湿法作业方式和繁琐的施工作业程序，使业主真正从装修的困境中解放出来，让用户完全实现拎包入住，同时实现了科学、高效、节能的居住环境和造价低、节省运行成本的经济效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种一体化节水节能系统，其特征在于，包括空气源热泵热水器和淋浴喷头；所述空气源热泵热水器的出水端与所述淋浴喷头通过水管连通；所述淋浴喷头还与用于输送冷水的冷水管线连通；所述淋浴喷头下方设置有废水收集装置，用于收集淋浴后的废水；所述系统还包括余热回收过滤综合装置，将淋浴后的废水进行余热收集和过滤；所述余热回收过滤综合装置的进水端与所述废水收集装置通过水管连通，所述余热回收过滤综合装置的出水端与所述空气源热泵热水器通过水管连通；

所述系统还包括坐便器，所述坐便器包括两个冲水箱；所述余热回收过滤综合装置的出水端还连通有二次余热回收装置，所述二次余热回收装置用于回收废水中的余热；所述二次余热回收装置的出水端连通有贮水箱，所述贮水箱内设置有用于过滤消毒的过滤消毒综合器；所述贮水箱的出水端通过水管与其中一个所述冲水箱连通。

2.根据权利要求1所述的一体化节水节能系统，其特征在于，另一个所述冲水箱与所述冷水管线连通。

3.根据权利要求1所述的一体化节水节能系统，其特征在于，连通所述贮水箱与所述冲水箱的所述水管上沿水流方向依次设置有自吸泵、阀门、超滤膜组件和流量计。

4.根据权利要求1所述的一体化节水节能系统，其特征在于，所述系统还包括洗刷池，所述洗刷池的进水端分别与所述空气源热泵热水器和所述冷水管线连通；所述洗刷池的出水孔处设置有清浊水分拨阀，用于分流清水和浊水；所述清浊水分拨阀的清水出水端与所述贮水箱通过水管连通；所述清浊水分拨阀的浊水出水端与排污管道连通。

5.根据权利要求4所述的一体化节水节能系统，其特征在于，所述系统还包括洗衣机，所述洗衣机的进水端与所述冷水管线连通，所述洗衣机的出水管上设置有用于分流清水和浊水的清浊水分离器，连通所述清浊水分拨阀与所述贮水箱的所述水管与所述清浊水处理器的清水出水端连通；所述清浊水处理器的浊水出水端与排污管道连通。

6.根据权利要求5所述的一体化节水节能系统，其特征在于，连通所述清浊水分拨阀与所述贮水箱的所述水管上设置有过滤器，用于过滤所述洗衣机与所述洗刷池流出的清水。

7.根据权利要求2所述的一体化节水节能系统，其特征在于，连通所述余热回收过滤综合装置与所述空气源热泵热水器的所述水管上设置有换热器，所述换热器还连通有暖气管道。

8.根据权利要求7所述的一体化节水节能系统，其特征在于，所述换热器与所述空气源热泵热水器之间的水管上设置有温度计。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一体化节水节能系统，其特征在于，所述废水收集装置内设置有毛发过滤器。