CN201561493U - 一种浴室太阳能热泵复合式热水系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于大型公共浴室废热利用和节能的综合技术，一种涉及用热泵回收废热、用热泵及太阳能蓄热和提供洗浴热水的综合系统。该系统包括：(1)风冷热泵蓄热系统；(2)水源热泵热水系统；(3)太阳能蓄热系统；(4)蓄热、供热水水箱；(5)废水回收利用系统。主要设备包括：风冷热泵机组、水源热泵机组、太阳能集热器、热水箱、废水池、环路循环泵、毛发过滤器、热水循环管路、废热回收利用管路、补水管路、热水供应管路以及各种管路附件。本实用新型在浴室洗浴前采用风冷热泵和太阳能集热器并联进行蓄热，在浴室洗浴时产生的废水温度较高，水源热泵具有性能系数和较低的运行费用，采用水源热泵进行废热回收利用，同时向浴室提供热水，风冷热泵、太阳能集热器和水源热泵并联运行循环加热热水箱中的水至要求温度，既能合理有效地利用能源，又能达到节能的目的。

Description

一种浴室太阳能热泵复合式热水系统
技术领域
本实用新型属于大型公共浴室废热利用和节能的综合技术，一种涉及用热泵回收浴室废热、用热泵及太阳能蓄热和提供洗浴热水的综合系统。
背景技术
大部分公共浴室现用的热源是燃气锅炉，燃煤锅炉或者是电锅炉，供热效率不高，而且不能对洗浴排放的废热进行回收利用，还会对环境产生不好的影响。浴室开放时间固定，用水流量大、温度(淋浴温度和排水温度)较稳定，并且淋浴温度适中，适合用热泵技术进行余热回收。浴室排放的废水温度较高，所以热泵也具有较高的性能系数，较低的运行费用，具有较大的运行经济优势，这种浴室系统高低温热源的温度变化较大，低位热流具有滞后性，具有鲜明的浴室余热回收特点。如果利用热泵技术对浴室进行热水供应和废热回收，将具有较大的节能效果。在浴室刚开放时没有废热可以回收利用，且如果不进行蓄热，将要选取很大制热量的水源热泵，所以应在浴室开放前要有一定的蓄热。浴室排水一般为33℃的含有许多杂质的废水，不能为热泵直接利用，应将其做降温和过滤处理之后才能被水源热泵利用。在太阳能资源充足的地区，传统浴室热水供应方式也没有对自然资源进行充分利用，从而达到合理有效利用资源的目的。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种能够用热泵及太阳能蓄热、热泵回收浴室废热、和提供洗浴热水的热泵综合系统。该系统在浴室洗浴前采用风冷热泵和太阳能集热器进行蓄热，在浴室洗浴时产生的废水温度较高，采用水源热泵来回收经混合降温、过滤后的废水废热，同时向浴室提供热水，风冷热泵、太阳能集热器和水源热泵并联运行循环加热热水箱中的水至要求温度，既能合理有效地利用能源，又能达到节能的目的。由于有风冷热泵和太阳能集热器进行蓄热，浴室使用时水源热泵的负荷就会减小，就减少了水源热泵的容量。同时该系统也可以根据实际情况进行适当调整，在太阳能资源缺乏的地区，可以考虑取消太阳能集热器，采用风冷热泵与水源热泵并联运行的方式，既能合理有效地利用能源，又能达到节能的目的。此系统可节能25～50％，一个设计小时耗热量为2281KW的浴室采用此系统节能率为48％。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种浴室蓄热废热回收热泵系统，该系统包括：(1)风冷热泵蓄热系统；(2)水源热泵热水系统；(3)太阳能蓄热系统；(4)蓄热、供热水水箱；(5)废水回收利用系统。主要设备包括：风冷热泵机组、水源热泵机组、太阳能集热器、热水箱、废水池、环路循环泵、毛发过滤器、热水循环管路、废热回收利用管路、补水管路、热水供应管路以及各种管路附件。
在浴室洗浴前采用风冷热泵和太阳能集热器对热水箱制热进行蓄热，在浴室洗浴时产生的废水温度较高，水源热泵具有性能系数和较低的运行费用，采用水源热泵进行废热回收利用和热水供应，风冷热泵、太阳能集热器和水源热泵并联运行循环加热热水箱中的水至要求温度，既能合理有效地利用能源，又能达到节能的目的。
系统中设置热水箱用于存储热水，其热水温度根据要求可取45～60℃，其体积按照蓄热量进行确定，蓄热量一般为浴室总热量的一半。水箱下端温度低且梯度较大，上端温度高且恒定。上端有热泵出水循环管接口和太阳能集热器出水循环管接口，有用于控制热泵、太阳能集热器运行的温度传感器和用于控制补水的水位传感器，有浴室热水供水管接口；下端有热泵进水循环管接口和太阳能集热器进水循环管接口，补水管接口；补水接口和热泵及太阳能集热器进水接口相对设置，热泵、太阳能循环水量一般都要比补水量大，使补水能在本身射流和热泵、太阳能集热器进水抽吸作用下直接进入热泵而不影响上端高温水。
系统中设置废水池用于混合浴室30～33℃的废水和热泵排水至热泵能直接利用的水温，并保证热泵吸水量稳定，沉淀浴室废水中的杂质。为了防止热泵频繁启停，废水池其最小体积为热泵10min水量。上端有热泵进水循环管接口和溢流管接口，有用于控制热泵运行的温度传感器；下端有热泵出水循环管接口，有浴室废水管接口和泄水管接口；废水管接口和热泵出水管接口相对设置，使其混合充分。
用热水箱内温度传感器控制风冷热泵的运行，当温度达到设定温度后停止风冷热泵；用太阳能集热器中的温度传感器控制太阳能集热器循环系统的运行，当温度达到设定温度时启动太阳能循环系统加热热水箱中热水；用废水池内温度传感器控制水源热泵的运行，当温度达到设定温度后启动水源热泵；风冷热泵、太阳能集热器和水源热泵并联运行，加热水箱中的水，有各自单独的管道连到水箱；在混合废水进入水源热泵机组的管路上设置有毛发过滤器。
附图说明
图1为本实用新型的系统原理图。
图2为本实用新型取消太阳能集热器的系统原理图。
图1中：1为风冷热泵，2为水源热泵，3为风冷热泵热热水循环泵，4为水源热泵热水循环泵，5为水源热泵废水循环泵，6为废水池，7为热水箱，8为毛发过滤器，9为太阳能集热器，10为太阳能集热器热水循环泵。
图2中：1为风冷热泵，2为水源热泵，3为风冷热泵热热水循环泵，4为水源热泵热水循环泵，5为水源热泵废水循环泵，6为废水池，7为热水箱，8为毛发过滤器。
图中箭头所指方向为水流方向。
具体实施方式
该系统流程如图1所示。在浴室使用前，运行风冷热泵1，循环加热热水箱7中的水，在热水箱7中装有温度传感器，当热水箱7中的热水被加热到设定温度则停止风冷热泵1，当热水箱7中的热水温度低于设定温度时就启动风冷热泵1。可以使风冷热泵1全天自动运行，在浴室使用前将热水箱7中的水加热到设定温度。由于有风冷热泵1全天运行的蓄热，就可以减少风冷热泵1的负荷，同时也可以减少浴室使用时的供热负荷，水源热泵2的容量就得以减少。
太阳能集热器9可全天运行，当集热器9中的温度上升到设定温度则启动循环泵10进行循环供热水，加热热水箱7中的热水，当集热器9中的温度下降到设定温度则停止循环泵10，停止蓄热。
热水箱7内装有温度传感器和水位传感器，浴室使用时，热水箱7上部的高温热水通过供水管供到浴室喷头，热水箱7内水位会下降，下降到设定最低水位时，打开补水阀，从热水箱7下部进行补水；当水位上升到最高水位时，关闭补水阀，停止补水。
浴室使用时，洗浴30～33℃的高温废水被引到废水池6内，在废水池6内一部分杂质会沉淀，废水池6内装有温度传感器，当水温上升到设置温度时，启动水源热泵2，进行废热回收利用，从废水池6上部吸入废水，经过毛发过滤器8后进入水源热泵2被降温，被降温的低温废水再通到废水池6下部，和浴室高温废水混合到热泵设定温度及沉淀部分杂质，多余的水经过废水池6的溢水管排到市政排水沟，此排水量等于浴室废水水量。浴室使用完毕后，废水池6内水温会下降，当水温下降到设定值时，关闭水源热泵2，停止废热回收。
在浴室洗浴前采用风冷热泵1和太阳能集热器9进行蓄热，而在浴室洗浴时产生的废水温度较高，水源热泵具有性能系数和较低的运行费用，采用水源热泵2进行废热回收利用，同时向浴室提供热水，风冷热泵1、太阳能集热器9和水源热泵2并联运行循环加热热水箱7中的水至要求温度，被利用过的废水经废水池6溢水排出。这样既合理有效地利用了能源，又达到了节能的目的。
该系统也可以根据实际情况进行适当调整，在太阳能资源缺乏的地区，可以考虑取消太阳能集热器，采用风冷热泵与水源热泵并联运行的方式，流程如图2所示。在浴室使用前，运行风冷热泵1，循环加热热水箱7中的水，在热水箱7中装有温度传感器，当热水箱7中的热水被加热到设定温度则停止风冷热泵1，当热水箱7中的热水温度低于设定温度时就启动风冷热泵1。可以使风冷热泵1全天自动运行，在浴室使用前将热水箱7中的水加热到设定温度。由于有风冷热泵1全天运行的蓄热，就可以减少风冷热泵1的负荷，同时也可以减少浴室使用时的供热负荷，水源热泵2的容量就得以减少。
热水箱7内装有温度传感器和水位传感器，浴室使用时，热水箱7上部的高温热水通过供水管供到浴室喷头，热水箱7内水位会下降，下降到设定最低水位时，打开补水阀，从热水箱7下部进行补水；当水位上升到最高水位时，关闭补水阀，停止补水。
浴室使用时，洗浴30～33℃的高温废水被引到废水池6内，在废水池6内一部分杂质会沉淀，废水池6内装有温度传感器，当水温上升到设置温度时，启动水源热泵2，进行废热回收利用，从废水池6上部吸入废水，经过毛发过滤器8后进入水源热泵2被降温，被降温的低温废水再通到废水池6下部，和浴室高温废水混合到热泵设定温度及沉淀部分杂质，多余的水经过废水池6的溢水管排到市政排水沟，此排水量等于浴室废水水量。浴室使用完毕后，废水池6内水温会下降，当水温下降到设定值时，关闭水源热泵2，停止废热回收。
在浴室洗浴前采用风冷热泵1进行蓄热，而在浴室洗浴时产生的废水温度较高，水源热泵具有性能系数和较低的运行费用，采用水源热泵2进行废热回收利用，同时向浴室提供热水，风冷热泵1和水源热泵2并联运行循环加热热水箱7中的水至要求温度，被利用过的废水经废水池6溢水排出。这样既合理有效地利用了能源，又达到了节能的目的。

Claims (5)

1.一种浴室太阳能热泵复合式热水系统，主要包括：风冷热泵机组（1），水源热泵机组（2），太阳能集热器（9），热水箱（7），废水池（6），环路循环泵（3、4、5、10），毛发过滤器（8），其特征在于，风冷热泵机组（1）、水源热泵机组（2）和太阳能集热器（9）的热水侧以并联的方式，通过供回水管道与热水箱（7）连接形成三个循环回路；废水池（6）收集的浴室高温废水经过毛发过滤器（8），和水源热泵机组（2）低温侧相连形成循环回路。
2.按照权利要求1所述的系统，其特征是，风冷热泵、太阳能集热器和水源热泵并联运行循环加热热水箱中的水至要求温度；在太阳能资源缺乏的地区，取消太阳能集热器，采用风冷热泵与水源热泵并联运行的方式。
3.按照权利要求1所述的系统，其特征是，热水箱上端有热泵出水循环管接口和太阳能集热器出水循环管接口，有用于控制热泵、太阳能集热器运行的温度传感器和用于控制补水的水位传感器，有浴室热水供水管接口；下端有热泵进水循环管接口和太阳能集热器进水循环管接口，补水管接口；补水接口和热泵及太阳能集热器进水接口相对设置。
4.按照权利要求1所述的系统，其特征是，废水池最小体积为热泵10min水量；上端有热泵进水循环管接口和溢流管接口，有用于控制热泵运行的温度传感器；下端有热泵出水循环管接口，有浴室废水管接口和泄水管接口；废水管接口和热泵出水管接口相对设置，使其混合充分。
5.按照权利要求1所述的系统，其特征是，在混合废水进入水源热泵机组的管路上设置有毛发过滤器。
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