CN201081331Y - 一种生态热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生态热水器，它依次由蒸发式太阳能集热器1的热管出口、三通阀9、储液罐10、压缩机12、侵泡式冷凝盘管19、干燥过滤器13、电子膨胀阀11和蒸发式太阳能集热器1的热管进口及它们之间的连接管线共同组成太阳能热泵热水器，其中侵泡式冷凝盘管19置于承压水箱20内。落地水热回收脚踏板3与上述管路组成洗浴落地水热回收器。落地水热回收脚踏板3的回收水出口、水泵4、精滤膜5、反冲洗阀6、消毒器7、中水箱8依次连接组成洗浴落地水处理系统。本实用新型优点是：能够充分利用太阳能，并且利用率是现有的太阳能集热装置的两倍以上；充分节约水资源。

Description

一种生态热水器

技术领域

本实用新型涉及一种具有洗浴落地水热能回收功能的太阳能热泵热水器。

背景技术

目前传统的电热水器、燃气热水器使用一次能源，能源利用率低和安全、环保问题将限制发展。太阳能热水器，热泵热水器，由于体积大、成本、安装受限等因素无法满足市场需求。

自生态洗浴系统推出后，由于该系统能够使人们的洗浴消费行为，在能量消耗和水资源的使用上，恢复和下降到合理的水平。为人与自然的和谐相处创造了一个渠道，生态洗浴的核心定义是，在满足人们洗浴要求的的同时，使洗浴过程中的能量和水资源的消耗降到合理的水平。合理消耗指人洗浴时直接作用于人体上的能量和水。人们的洗浴水温在40℃，洗浴结束时水温在30℃，但供水水温只有几度到十几度之间。从维护人类生态环境的角度出发“10℃洗浴”将成为一个洗浴能量消耗标准。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种生态热水器，它能解决由于太阳能热水器的热能被回收利用，而大幅降低洗浴过程的能量消耗和循环使用自来水等问题。

本实用新型实现上述目的采用的技术方案是：

依次由蒸发式太阳能集热器1的热管出口、三通阀9、储液罐10、压缩机12、侵泡式冷凝盘管19、干燥过滤器13、电子膨胀阀11和蒸发式太阳能集热器1的热管进口及它们之间的连接管线共同组成太阳能热泵热水器，其中侵泡式冷凝盘管19置于承压水箱20内，承压水箱20底部有第一排水口和自来水入口，在第一排水口连接的管线与自来水入口连接的管线之间设有通过低温调水阀16控制的连通管线，承压水箱20上部有第二排水口，所述第一、第二排水口通过管线分别接混水喷头18；蒸发式洗浴落地水热回收脚踏板3、三通阀9、储液罐10、压缩机12、侵泡式冷凝盘管19、干燥过滤器13、电子膨胀阀11组成洗浴落地水热回收器，其中蒸发式洗浴落地水热回收脚踏板3内的工质热交换管的出口接所述三通阀9的第三端，工质热交换管的入口接电子膨胀阀11的一端。

所述的一种生态热水器，蒸发式洗浴落地水热回收脚踏板3的回收水出口、水泵4、精滤膜5、反冲洗阀6、消毒器7、中水箱8依次连接组成洗浴落地水处理系统，在蒸发式洗浴落地水热回收脚踏板3内设有粗滤层。

所述的一种生态热水器，其中的蒸发式太阳能集热器1为平板式，在平板正面安装有翅片。

所述的一种生态热水器，其中的蒸发式太阳能集热器1的平板上开有通气孔，平板背面的热管所在的腔体一端设有排风机。

所述的一种生态热水器，在三通阀9、储液罐10之间的管线上设一用于饱和蒸汽检测的温度传感器14-3，它与智能控制器22连接，智能控制器22与电子膨胀阀11连接，他们共同构成电子膨胀阀11开度调整的控制电路。

所述的一种生态热水器，在蒸发式洗浴落地水热回收脚踏板3内设有洗浴水温度传感器14-2，它与智能控制器22连接，智能控制器22连接三通阀9的通路控制电路，由温度传感器14-2、智能控制器22和三通阀9构成蒸发式洗浴落地水热回收器的工作状态启动控制电路。

所述的一种生态热水器，在蒸发式太阳能集热器1内设有温度传感器14-1，该温度传感器14-1与智能控制器22连接，由温度传感器14-1、智能控制器22和与智能控制器22连接的三通阀9构成蒸发式太阳能集热器1工作状态启动控制电路。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：

1本实用新型能够充分利用太阳能，因为采用现有的太阳能集热装置收集太阳能时，当热水水温大于环境温度到达每天的最大值后，太阳能集热装置的太阳能得热量≤热损失，这时的太阳能无法利用。而本发明采用蒸发吸热原理的太阳能集热器，使集热板温度始终低于太阳能辐射温度，甚至低于环境温度，使太阳能热利用，不仅包括太阳能直接辐射热，还包括太阳能辐射热造成的环境空气热。太阳能集热器不再是只有在阳光下才能使用，利用率是现有的太阳能集热装置的两倍以上，为太阳能集热器瘦身创造条件。

2本实用新型大幅降低洗浴消费能量，由于无论是太阳能集热，还是洗浴能量回收制热都是利用热泵技术与计算机控制技术相结合，所以可以保证系统制热的cop值在4以上，这意味系统能耗是电热水器的1/4、燃气热水起的1/5、太阳能热水器的1/2

3本实用新型使生态洗浴一个十分庞大的系统，浓缩优化到可以在家庭之中安装

4本实用新型因蒸发式太阳能集热器管内是换热工质，呈气-液形态存在，既不怕冻，也不怕晒。使困扰人们太阳能集热器易冻，怕晒，结水垢问题彻底解决。

附图说明

图1为本发明的组成结构示意图。

图2是本实用新型所述蒸发式太阳能集热器的正面结构示意图。

图3是本实用新型所述蒸发式太阳能集热器的断面结构剖视图。

图4是本实用新型所述蒸发式洗浴落地水热回收脚踏板的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的结构如图1所示。它由蒸发式太阳能集热器1、三通阀9、储液罐10、压缩机12、侵泡式冷凝盘管19、承压水箱20、干燥过滤器13、电子膨胀阀11及连接管线组成太阳能热泵热水器。蒸发式太阳能集热器1在有阳光时温度迅速提高，设置在蒸发式太阳能集热器1内的温度传感器14-1检测到变化，传送给智能控制器22。智能控制器22，根据其它信号经运算处理，可确定系统是否进入太阳能集热工作方式。在太阳能集热工作方式时，三通阀9关闭热回收回路，接通蒸发式太阳能集热器1，压缩机12将高温高压气体压入侵泡式冷凝盘管19，加热承压水箱20中的水温，高温高压气体遇水冷却后，经干燥过滤器13，通过电子膨胀阀11的调节变成低温低压的液体，进入蒸发式太阳能集热器1。由于工质液体蒸发温度很低，能够将太阳能全部吸收，通过低温低压饱和蒸汽送往储液罐10，再回到压缩机12。温度传感器14-3用于饱和蒸汽检测，并通过智能控制器22，调整电子膨胀阀11的开度，使系统无论阳光是否充足都能高效运行。在无阳光时可打开风机2使蒸发式太阳能集热器1上的翅片吸收空气之中的能量。在图1中，14-4为承压水箱水温检测温度传感器，用于控制太阳能集热和热回收时对承压水箱水温的加热启动和停止。

蒸发式太阳能集热器1的具体结构参见图2、3。该蒸发式太阳能集热器1为平板式结构。在平板1-5正面安装有翅片1-1，热管1-3位于平板1-5的背面。为了在无阳光时，吸收空气之中的热能量，在平板1-5上开有通气孔1-2，在热管1-3所在的腔体1-4一侧设有排气风机2。

蒸发式洗浴落地水热回收脚踏板3、三通阀9、储液罐10、压缩机12、侵泡式冷凝盘管19、干燥过滤器13、电子膨胀阀11、组成洗浴落地水热回收器。洗浴落地水热能回收器3由粗滤层3-1、漏水底座3-3、接水盘3-4或侵泡管式换热器结构组成，粗滤层用于阻挡毛发、大颗粒污物进入接水盘或侵泡管式换热器，并能够使洗浴落地水以相对均匀的速度流入接水盘管式换热器，制造均匀换热的条件。漏水底座用于承载人体重量，上下留有放置过滤层和接水盘管式换热器的空间并将洗浴落地水即时排放或储存等待处理成中水。在图1中，26为非承压中水箱溢流管，防止在控制失控时，将水引入下水道。

在人们开始洗浴后，洗浴落地水通过热回收脚踏板3上的毛发过滤器3-1(粗滤器)，进入热回收脚踏板3中的蒸发盘管3-2，见图4。毛发过滤器可以是一次性用品也可以是采用重复性使用材料。洗浴落地水从毛发过滤器通过将毛发及大颗粒污物拦截，洗浴落地水被延时进入蒸发式洗浴落地水热回收脚踏板3，由图4中的蒸发式盘管3-2回收洗浴落地水中能量。蒸发式洗浴落地水热回收器在有洗浴落地水时，温度传感器14-2检测到变化，传送给智能控制器22。智能控制器22，根据其它信号经运算处理，可确定系统是否进入洗浴落地水热回收工作方式，在洗浴落地水热回收工作方式时，三通阀9接通热回收回路，关闭蒸发式太阳能集热器1。压缩机12将高温高压气体压入侵泡式冷凝盘管19，加热承压水箱20中的水温，高温高压气体遇水冷却后，经干燥过滤器13、通过电子膨胀阀11的调节变成低温低压的液体，进入蒸发式洗浴落地水热回收脚踏板3中的蒸发盘管3-2。

热水供水管21、混水喷头18组成节能型恒温供水。在自来水输入端15与温水供水管路17，间放置一个低温混水阀，使低温供水管路供水水温在30度左右，其目的是使系统在热泵热回收方式时蒸发温度与冷凝温度差降到最小，使系统cop值达到最大。

蒸发式洗浴落地水热回收脚踏板3、水泵4、精滤膜5、反冲洗阀6、消毒器7和中水箱8组成洗浴落地水处理系统。洗浴落地水在蒸发式洗浴落地水热回收脚踏板3下面收集，经水泵4加压通过精滤膜5，开通反冲洗阀6、在消毒器7消毒后(可采用紫外、臭氧等方式)进入中水箱保存等待使用。水位电极23、25、导通智能控制器22发出反冲洗指令开通反冲洗阀6，中水箱水在重力落差作用下对超滤膜5进行反冲洗将积累的污垢经水泵4冲入蒸发式洗浴落地水热回收脚踏板3再打开排水塞放出，当水位电极23、24导通时，智能控制器22关闭反冲洗阀6。

智能控制器通过对4个温度测量点反馈的实时温度，确定压缩机，三通阀、电子膨胀阀、风机的启动停止和位置。通过对两个水位测量点及温度测量点反馈的信号，确定水泵、电磁阀的启动停止。

在本实用新型中，太阳能提供不低于70％的能量。高于阳台壁挂式太阳能热水器的太阳能贡献率。又由于“10℃洗浴”使原始能源消耗下降60％。这意味着生态洗浴热水器可以比普通太阳能热水器在太阳能集热面积和水箱两个方面缩小60％时供热水能力等同。太阳能热水器“瘦身”，为太阳能在城市中的应用，创造了极好的条件。可以改变太阳能热水器，宽大笨重的外观形象。可以创造出与建筑结合为一体的很好形式和外观。家用污水处理技术通过过滤、絮凝、排污、消毒、储水，中水供水。使占人们生活用水三分之一的洗浴落地水，分类收集资源化处理，用小投入实现高效回收，二次利用。

本实用新型的实质特点是将太阳能热泵热水器与热泵热回收器进行组合，太阳能热泵热水器的太阳能集热器1(太阳能、空气源蒸发器)安装于室外，用于太阳能和空气中的低品位能量的收集。热泵热回收器安装于室内，用于快速回收洗浴落地水中的热能，使之就近重复使用。三通阀切换太阳能集热器与热回收器(室内外蒸发器)的投入与退出。在自来水与混水阀低温供水管路，间放置一个低温混水阀，使低温供水管路供水水温在30度左右，其目的是使系统在热泵热回收方式时蒸发温度与冷凝温度差降到最小，系统cop值达到最大。电子膨胀阀使系统的容量从15％-100％之间的大范围变化时，保证系统始终高效工作。智能控制器通过对4个温度测量点反馈的实时温度，确定压缩机，三通阀、电子膨胀阀、风机的启动停止和位置。通过对两个水位测量点及温度测量点反馈的信号，确定水泵、电磁阀的启动停止。

本实用新型通过太阳能集热器1(太阳能、空气源蒸发器)采用带蜂窝型翅片金属管式结构，并可附加强迫对流风机。金属管上的金属蜂窝翅片以当地纬度为倾角在建筑物南侧安装。当有阳光时蜂窝翅片能最大限度的吸收太阳能，当无阳光时金属蜂窝翅片可大大增加与空气接触的面积。将空气中的低品位能量吸收。

三通阀3用于太阳能集热器1与洗浴落地水能量回收器2间分时使用时的功能转换，太阳能集热、能量回收两个功能一个压缩机6是为优化系统，降低成本采取的必要方法。

由于洗浴落地水热能被回收利用，大幅降低洗浴过程的能量消耗，其主要能源来源于太阳能、进入系统的是自来水，输出的是可用的中水，且具备节能、高效和谐，巡环使用的开放循环链特征，符合建立人与自然和谐相处的生态学理念，所以称为生态热水器。

Claims (7)

1.一种生态热水器，其特征在于其结构是：依次由蒸发式太阳能集热器(1)的热管出口、三通阀(9)、储液罐(10)、压缩机(12)、侵泡式冷凝盘管(19)、干燥过滤器(13)、电子膨胀阀(11)和蒸发式太阳能集热器(1)的热管进口及它们之间的连接管线共同组成太阳能热泵热水器，其中侵泡式冷凝盘管(19)置于承压水箱(20)内，承压水箱(20)底部有第一排水口和自来水入口，在第一排水口连接的管线与自来水入口连接的管线之间设有通过低温调水阀(16)控制的连通管线，承压水箱(20)上部有第二排水口，所述第一、第二排水口通过管线分别接混水喷头(18)；蒸发式洗浴落地水热回收脚踏板(3)、三通阀(9)、储液罐(10)、压缩机(12)、侵泡式冷凝盘管(19)、干燥过滤器(13)、电子膨胀阀(11)组成洗浴落地水热回收器，其中蒸发式洗浴落地水热回收脚踏板(3)内的工质热交换管的出口接所述三通阀(9)的第三端，工质热交换管的入口接电子膨胀阀(11)的一端。

2.如权利要求1所述的一种生态热水器，其特征在于：蒸发式洗浴落地水热回收脚踏板(3)的回收水出口、水泵(4)、精滤膜(5)、反冲洗阀(6)、消毒器(7)、中水箱(8)依次连接组成洗浴落地水处理系统，在蒸发式洗浴落地水热回收脚踏板(3)内设有粗滤层。

3.如权利要求1所述的一种生态热水器，其特征在于：其中的蒸发式太阳能集热器(1)为平板式，在平板正面安装有翅片。

4.如权利要求3所述的一种生态热水器，其特征在于：其中的蒸发式太阳能集热器(1)的平板上开有通气孔，平板背面的热管所在的腔体一端设有排风机。

5.如权利要求1所述的一种生态热水器，其特征在于：在三通阀(9)、储液罐(10)之间的管线上设一用于饱和蒸汽检测的温度传感器(14-3)，它与智能控制器(22)连接，智能控制器(22)与电子膨胀阀(11)连接，他们共同构成电子膨胀阀(11)开度调整的控制电路。

6.如权利要求1所述的一种生态热水器，其特征在于：在蒸发式洗浴落地水热回收脚踏板(3)内设有洗浴水温度传感器(14-2)，它与智能控制器(22)连接，智能控制器(22)连接三通阀(9)的通路控制电路，由温度传感器(14-2)、智能控制器(22)和三通阀(9)构成蒸发式洗浴落地水热回收器的工作状态启动控制电路。

7.如权利要求1所述的一种生态热水器，其特征在于：在蒸发式太阳能集热器(1)内设有温度传感器(14-1)，该温度传感器(14-1)与智能控制器(22)连接，由温度传感器(14-1)、智能控制器(22)和与智能控制器(22)连接的三通阀(9)构成蒸发式太阳能集热器(1)工作状态启动控制电路。

Images