CN201517844U - 余热回热式即热型热泵热水器 - Google Patents

余热回热式即热型热泵热水器 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种余热回热式即热型热泵热水器，包括有依次相连形成循环回路的压缩机、水冷冷凝器、膨胀阀、以及蒸发器；水冷冷凝器的冷水进水口与上水管道连接，其热水出水口连至淋浴喷头；蒸发器置放在淋浴喷头出水与下水管道之间的通路(如地面)上。本装置充分利用洗澡等废水余热进行加热，热水产出快、效率高；节水、节能、加热效果好；且不需配备废热水过滤器、循环加热水泵及废水回收水泵，蒸发器也不需要配备风机，此外也不需建造洗澡废水收集池和保温水箱，故设备占用面积极小。系统结构简单，体积小，造价低却工作安全可靠，可广泛应用于普通家庭、学校及公共洗浴等场所，不论是新建房屋安装或在原有浴室加装，均极为方便。

Description

余热回热式即热型热泵热水器
技术领域
本实用新型涉及一种热泵热水器，更具体地说是涉及一种余热回热式即热型热泵热水器。
背景技术
热泵热水器是利用逆卡诺原理，通过设备内的工质(也称吸热介质、冷媒或致冷剂)循环，借助消耗机械功从周围环境中吸收热量，并连同机械能一起通过热交换器对使用场所供热，即把热量从低温传递到高温的一种热水器。其工作的原理和制冷装置一样，只不过是反过来用。热泵热水器的热能来源广泛，包括阳光、雨水和空气，所以几乎可放在任何指定的地方。它既可露天摆放，也可放置在不显眼的角落或地库里，并可实现无人操作，全自动控制温度供水，避免了传统太阳能产品在阴雨天气、夜晚不能工作的缺陷，只要外界温度在1-15℃以上就能正常工作，故更加高效、节能，同时还可不占露天空间，安装简捷、使用灵活。
一台热泵装置主要由蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀组成。热泵装置中的工质，它在液化状态下常低于零下20℃，因此，它与外界温度存在着温差。热泵热水器一般包括热泵和热交换水箱两部分，其工作过程为：热泵蒸发器内的工质吸收外界的热量后蒸发汽化，经压缩机压缩后成为高温高压的过热蒸气；该过热蒸气通过安装在热交换水箱内的冷凝器管道时，客观存在的热量便释放给热交换水箱中的水，使水温升高而制得所需热水，同时，工质从汽化状态转化为液化状态；从冷凝器出来的、液化状态下的工质通过膨胀阀节流，压力和温度均已降低，再次进入蒸发器后即重新吸热蒸发，如此反复形成热力循环。由于电不是用在直接加热，故热泵装置用电量很少。测试数据表明，在夏季气温高时，生产一吨热水约损耗5-6度电，冬季寒冷的天气约损耗20-25度电。
目前国内外市场上的热泵热水器主要有两种：一种是空气源热泵热水器，另一种是水源热泵热水器，它们分别是由蒸发器从空气或水中吸收热量，然后通过转换将冷凝器中的水温逐步升高来制热水。
中国专利ZL200720200650.6介绍了一种空气源热泵热水器加板式换热器回收废热装置，它用排水泵将用户使用过的温度仍高达34℃的送入板式换热器中，与补水泵要送入加热水箱的进水在板式换热器中充分换热。它实现了对各种未经处理就以较高的温度直接排入下水系统的废水中的余热进行回收利用，尽可能地减少能量的浪费。但由于它属于储水式热泵热水器，需要建热水蓄水池、保温水箱；此外，该装置里还包括了热水回收泵、热水过滤器、循环加热水泵等部件，使得整机体积更大，成本也大大提高，占地面积更大，安装也更不方便，所以只适宜在大型洗浴中心及高校等用水量较大的场所安装使用，而不适宜一般家庭浴室使用。
此外，中国专利ZL200610123409.8介绍了一种即热式热泵热水器，它由热泵和余热回收装置组成，其工作原理为：水泵负责将洗澡废水收集池中收集的、带余热的废水传送，先用于初步加热上水管道送来的自来水，再在蒸发器处进行热交换器后排入下水管道；而经初步加热的自来水再在冷凝器处吸收热量进行二次加热，才用于淋浴。该热泵热水器与储水式热泵热水器相比，一是热水即开即用，加热快，热水产出率高；二是没有储水箱和风机，体积小，造价低。但缺点是需要建洗澡废水收集池，安装比较繁琐，而且，不适合于面积小及已装修定型的浴室。
发明内容
本实用新型的目的，即在于提供一种能解决上述不足、适宜家庭浴室安装使用的余热回热式即热型热泵热水器。
为实现上述目的，本实用新型余热回热式即热型热泵热水器包括有依次相连形成循环回路的的压缩机、水冷冷凝器、膨胀阀、以及蒸发器；水冷冷凝器的冷水进水口与上水管道连接，其热水出水口连至淋浴喷头；蒸发器置放在淋浴喷头出水到下水管道之间的通路上。或者，更可直接将蒸发器置放在淋浴喷头下方的地面上。为使蒸发器管路不受外力损坏，可将蒸发器集成于或置于一护架内，在该护架上设有便于水流顺利通过蒸发器的漏水通道。
作为对上述余热回热式即热型热泵热水器的改进，本热泵热水器还包括有止回阀，所述止回阀串接于热泵循环回路中，其一端接水冷冷凝器，另一端接压缩机的高压端，用于防止工质的异常逆流。
作为对本实用新型余热回热式即热型热泵热水器的又一改进，还可包括有位于压缩机高低压端管路间的旁路管道，该旁路管道上设有卸压电磁阀。通过相关控制电路控制该卸压电磁阀的通断，即控制其所在旁路管道的开闭，以达到调整热泵循环回路内工质的流量，从而可达到调整制热功率的目的。此外，还可在水冷冷凝器出口加装热水温度传感器，当检测到所制热水超过设定温度时，通过打开该旁路管道，使压缩机卸载从而限制热泵制热。另外，本旁路管道还可用于各种意外断电情形造成压缩机停机时的工质分流，可使压缩机高低压端管路间尽快实现压力相等，实现压缩机的无强负荷启动，以达到保护压缩机的目的。
作为对本实用新型余热回热式即热型热泵热水器的进一步改进，还可包括有低温传感器；该低温传感器设在蒸发器管道出口侧，用以监测进入压缩机前的工质温度，可触发控制电路作出声光报警提示，和/或，控制所述卸压电磁阀动作。当因各种原因工质达到设定低温值时，低温传感器检测到的低温信号触发控制电路作出声光报警，和/或，进而驱使卸压电磁阀动作，以避免压缩机低效运转。
为了尽快进入热水提供的正常使用状态，还可在水冷冷凝器内部设置有预热装置；该预热装置为电加热式，仅在水冷冷凝器出口的热水温度达到设定温度前工作。
前述控制电路在现有技术中有许多，在此不再赘述。
样机试验表明：由于蒸发器中的工质温度与自来水温间存在着较大温差，初始时即便利用常温自来水与蒸发器内工质间的较大温差，在很短时间内已可将水冷冷凝器热水出水口的水温升至适宜淋浴的温度。此后，利用淋浴后温度较高的废水作为热泵热源，加热效果更佳。
由上可知，本实用新型余热回热式即热型热泵热水器具有如下优点：
1、充分利用洗澡等废水余热，节水、节能、加热效果好。
2、与储水式热泵热水器相比，本热泵热水器属即热型，加热快，热水产出率高，而且，不需要储水箱和风机，整机体积更小，造价更低。
3、由于不需建造洗澡废水收集池，设备占用面积大大减少。同时，也省去了与洗澡废水收集池配套的废热水过滤器、废热水回收水泵、以及循环加热水泵上的投资。
4、系统简单，工作安全可靠，可广泛应用于普通家庭、学校和公共洗浴等场所，不论是新建房屋安装或在原有浴室加装，均极为方便。
附图说明
图1是本实用新型余热回热式即热型热泵热水器的一个实施例的结构示意图。
附图标记说明：
1-压缩机2-水冷冷凝器3-膨胀阀4-蒸发器5-淋浴喷头6-止回阀7-卸压电磁阀8-低温传感器9-热水温度传感器
以下结合附图对本实用新型余热回热式即热型热泵热水器作进一步的说明。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型余热回热式即热型热泵热水器包括有依次相连形成循环回路的的压缩机1、止回阀6、水冷冷凝器2、膨胀阀3、以及蒸发器4；水冷冷凝器2的冷水进水口与上水管道连接，其热水出水口连至淋浴喷头5。压缩机1高低压端管路间设有旁路管道，该旁路管道上设有卸压电磁阀7。通过相关控制电路控制该卸压电磁阀7的通断，即控制其所在旁路管道的开闭，以达到调整热泵循环回路内工质的流量，从而可达到调整制热功率的目的。另外，本旁路管道还可用于各种意外断电情形造成压缩机停机时的工质分流，可使压缩机高低压端管路间尽快实现压力相等，实现压缩机的无强负荷启动，以达到保护压缩机的目的。
图示的本实用新型余热回热式即热型热泵热水器还在蒸发器管道出口侧设置有低温传感器8，用于监测进入压缩机前的工质温度。当因各种原因工质达到设定低温值时，例如，在无水经过蒸发器而可能造成蒸发器出口侧工质温度偏低时，低温传感器检测到的低温信号可触发控制电路作出声光报警，同时/或者，进而驱使卸压电磁阀动作，以避免压缩机低效运转。
此外，还在水冷冷凝器2出口加装有热水温度传感器9。
前述控制电路在现有技术中有许多，图中未作画出，在此也不赘述。
本实用新型余热回热式即热型热泵热水器可采用薄形蒸发器及内置冷凝盘管的水冷冷凝器。
发明人制备并已在家庭浴室投入使用的本实用新型余热回热式即热型热泵热水器样机技术数据为：压缩机功率为1.5HP，蒸发器面积约为0.5m2、采用薄形蒸发器(厚度仅1.2cm)。使用效果：初始时利用常温自来水与蒸发器内工质间的较大温差，在很短时间内淋浴喷头出口水温已适宜淋浴。
以上数据表明，本实用新型余热回热式即热型热泵热水器安装极为简单，基本不占用浴室原有使用空间，不影响浴室原有布局及使用冷凝器2、膨胀阀3、以及蒸发器4；水冷冷凝器2的冷水进水口与上水管道连接，其热水出水口连至淋浴喷头5；蒸发器4置放在淋浴喷头5下方的地面上。为使蒸发器管路不受外力损坏，可将蒸发器集成于或置于一护架内，只要在该护架上设有便于水流顺利通过蒸发器的漏水通道即可。
该热泵热水器还包括有止回阀6，该止回阀6串接于热泵循环回路中，其一端接水冷冷凝器2，另一端接压缩机1的高压端，可用于防止工质的异常逆流。
图中，压缩机高低压端管路间还设置有旁路管道，该旁路管道上设有卸压电磁。
为了缩短进入热水提供的正常使用状态的时间，当然还可在水冷冷凝器内部设置有预热装置；该预热装置为电加热式，仅在水冷冷凝器出口的热水温度达到设定温度前工作。

Claims (10)

1.余热回热式即热型热泵热水器，包括有依次相连形成循环回路的的压缩机、水冷冷凝器、膨胀阀、以及蒸发器；水冷冷凝器的冷水进水口与上水管道连接，其热水出水口连至淋浴喷头；其特征在于：蒸发器置放在淋浴喷头出水到下水管道之间的通路上。
2.根据权利要求1所述的余热回热式即热型热泵热水器，其特征在于：蒸发器置放在淋浴喷头下方的地面上。
3.根据权利要求2所述的余热回热式即热型热泵热水器，其特征在于：还包括有护架，所述蒸发器集成于或置于该护架内；所述护架上设有便于水流通过的漏水通道。
4.根据权利要求1至3之一所述的余热回热式即热型热泵热水器，其特征在于：还包括有止回阀；所述止回阀串接于热泵循环回路中，其一端接水冷冷凝器，另一端接压缩机的高压端。
5.根据权利要求1至3之一所述的余热回热式即热型热泵热水器，其特征在于：还包括有位于压缩机高低压端管路间的旁路管道，该旁路管道上设有卸压电磁阀。
6.根据权利要求4所述的余热回热式即热型热泵热水器，其特征在于：还包括有位于压缩机高低压端管路间的旁路管道，该旁路管道上设有卸压电磁阀。
7.根据权利要求1至3之一所述的余热回热式即热型热泵热水器，其特征在于：还包括有低温传感器；所述低温传感器设在蒸发器管道出口侧，可触发控制电路作出声光报警提示。
8.根据权利要求4所述的余热回热式即热型热泵热水器，其特征在于：还包括有低温传感器；所述低温传感器设在蒸发器管道出口侧，可触发控制电路作出声光报警提示。
9.根据权利要求5所述的余热回热式即热型热泵热水器，其特征在于：还包括有低温传感器；所述低温传感器设在蒸发器管道出口侧，可触发控制电路作出声光报警提示，和/或，控制所述卸压电磁阀动作。
10.根据权利要求1至3之一所述的余热回热式即热型热泵热水器，其特征在于：还包括有位于水冷冷凝器出口的热水温度传感器，和/或，在水冷冷凝器内部设置有预热装置；该预热装置为电加热式，仅在水冷冷凝器出口的热水温度达到设定温度前工作。
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