CN202734038U - 一种可循环利用能源的中央热水系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种可循环利用能源的中央热水系统，包括压缩式空气源热泵装置、污水源热泵装置、补水箱、第一补水泵、第二补水泵以及贮热水箱，其中，补水箱的进水口与自来水供水管相连接，补水箱的出水口与第一补水泵和第二补水泵的进水口相连接，第一补水泵和第二补水泵的出水口分别与压缩式空气源热泵装置、污水源热泵装置的进水口相连接；由压缩式空气源热泵装置以及污水源热泵装置分别将含有热量的空气以及含有余热的家庭污水进行处理而产生高温，通过高温为第一补水泵和第二补水泵注入的自来水进行加热，加热后的自来水通过出水口流入贮热水箱。本实用新型综合利用了空气源热泵和污水源热泵，最大程度回收日常生活产生的余热并循环利用。

Description

一种可循环利用能源的中央热水系统
技术领域
本实用新型涉及中央热水系统，具体涉及一种综合利用空气源热泵和污水源热泵回收日常生活产生的余热加以循环利用，构建一个节能环保的集中家庭生活供热水系统。
背景技术
当前，人们对生活质量的要求越来越高，追求舒适家居环境的潜在需求在飞速增长，各种新型家用电器一经推出便会受到大众青睐。家庭中央热水系统可提供大容量的热水，同时、多头通过保温管道供给从浴室到厨房的所有家庭生活用热水，特别适用于有两个或多个卫生间的大房型、复式房屋或公寓、别墅等，是提高家居生活品质的一种重要设施。如果需要24小时充足的恒温热水可随时享用的话，现市场上的可挂在墙上的壁挂式快速热水器是无法做到的。在欧美发达国家家庭，冷、热水使用的比例是1∶9，但在中国是9∶1。欧美国家家庭中央热水器的市场占有率在90％以上，但在中国还不到1％。热水的使用涉及到能源消耗问题，这在资源日益短缺的今天，舒适性追求与社会发展趋势构成了一对矛盾，因此需从能源循环利用方面入手解决问题。
我国《国民经济和社会发展″十一五″规划纲要》提出单位GDP能耗降低20％左右的约束性目标，《国民经济和社会发展″十二五″规划纲要》又将“资源节约环境保护成效显著”作为今后五年经济社会发展的主要目标之一，并明确提出“单位国内生产总值能源消耗降低16％”。据统计，目前的降耗只能达到约6％，离目标还差很远，如果能从家庭节能做起，节能量将是一个不可估量的巨大数据，一定会为节约型社会的创建贡献力量。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可循环利用能源的中央热水系统，利用家庭日常生活产生能量的自回收而实现了能源的循环利用。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种可循环利用能源的中央热水系统，包括压缩式空气源热泵装置101、污水源热泵装置102、补水箱104、第一补水泵105、第二补水泵106以及贮热水箱103，所述补水箱104的进水口与自来水供水管相连接，所述补水箱104的出水口与第一补水泵105和第二补水泵106的进水口相连接，所述第一补水泵105和第二补水泵106的出水口分别与压缩式空气源热泵装置101、污水源热泵装置102的进水口相连接；所述压缩式空气源热泵装置101获取含有热量的空气，对其进行处理后产生的高温热量对经由第一补水泵105流入的自来水进行加热，加热后的自来水通过出水口流入贮热水箱103；所述污水源热泵装置102获取含有余热的家庭污水，对其进行处理后产生的高温热量对经由第二补水泵106流入的自来水进行加热，加热后的自来水通过出水口流入贮热水箱103。
进一步，所述压缩式空气源热泵装置包括低压压缩机201、高压压缩机204、蒸发器202、冷凝器205、加热水箱209、中冷器203、节流装置208以及第一膨胀阀207、第二膨胀阀206，所述低压压缩机201获取经蒸发器202流出的低压低温制冷剂，经低压压缩机201升温升压后流出，并与由中冷器203流出的饱和制冷剂气体相混合后进入高压压缩机204，经过高压压缩达到生活热水要求的高压高温气体后进入冷凝器205，为加热水箱209中的水加热，经冷凝器205冷凝后的过冷制冷剂经节流装置208节流后通过第一膨胀阀207进入中冷器203，中冷器203由两个输出端分别输出过冷制冷剂内的饱和制冷剂气体和饱和制冷剂液体，其中，饱和制冷剂液体通过第二膨胀阀206进入蒸发器202吸热蒸发，蒸发后形成低压低温制冷剂。
进一步，所述系统还包括与所述污水源热泵装置102相连接的污水抽取泵107，用于获取含有余热的家庭污水进入污水源热泵装置102中。
采用上述进一步方案的有益效果是：本实用新型提供的可循环利用能源的中央热水系统无废热、废水、废气产生，更加环保；比燃气热水器和电热水器都更加安全，彻底消除了人们的安全顾虑。更重要的是实现了家庭日常生活产生能量的自回收和循环利用，对于约10人的住宅，采用热泵技术回收家庭生活污水余热可节能达50％，对于10人以上的住宅可节能达60％。利用热泵的原理来制取热水，消耗一度电所获得的热水比普通电热水器消耗三度电所获得的热水还要多，这是传统热水器所不能企及的，因此显示出较好的经济效益，也符合节约型、可持续发展的社会理念。
附图说明
图1为本实用新型实施例中可循环利用能源的中央热水系统结构图；
图2为本实用新型实施例中压缩式空气源热泵装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
本实用新型实施例提供了一种可循环利用能源的中央热水系统，如图1所示，所述系统包括压缩式空气源热泵装置101、污水源热泵装置102、补水箱104、第一补水泵105、第二补水泵106以及贮热水箱103，所述补水箱104的进水口与自来水供水管相连接，所述补水箱104的出水口与第一补水泵105和第二补水泵106的进水口相连接，所述第一补水泵105和第二补水泵106的出水口分别与压缩式空气源热泵装置101、污水源热泵装置102的进水口相连接；所述压缩式空气源热泵装置101获取含有热量的空气(厨房做饭燃气燃烧时释放的热量、灯具照明时散发的热量、家用大功率电器工作时释放的热量)，对其进行处理后产生的高温热量对经由第一补水泵105流入的自来水进行加热，加热后的自来水通过出水口流入贮热水箱103；所述污水源热泵装置102获取含有余热的家庭污水，对其进行处理后产生的高温热量对经由第二补水泵106流入的自来水进行加热，加热后的自来水通过出水口流入贮热水箱103。在该实施方式中，所述系统还包括与所述污水源热泵装置102相连接的污水抽取泵107，用于获取含有余热的家庭污水(主要包括浴室用热水和厨房用热水)进入污水源热泵装置102中。本实用新型能够将家庭日常生活中产生的余热充分回收利用起来，以达到节约能源的目的。
在上述实施方式中，具有较高温度的“相对高温生活污水”经污水泵进入污水源热泵，经污水源热泵处理后排出“相对低温生活污水”，二者具有一定温差，该温差对应的能量被污水源热泵的蒸发器吸收，并通过冷凝器放热将该部分能量转移到贮能水箱。同时，具有较高温度的“相对高温制冷剂”和具有较低温度的“相对低温制冷剂”的工质转换所产生的能量被空气源热泵内部的蒸发器吸收并经冷凝器将该部分能量也转移到贮能水箱。为保证充足持续的热水供应，引入市政供水管网的自来水经补水泵补给到污水源热泵和空气源热泵，经处理后也将能量提供给贮能水箱。经循环处理后水温一般可达65℃，通过循环水泵保证20％的循环水量，以维持管中一定的热水温度，并通过水泵进行补水或给水。
在上述实施例中，所述压缩式空气源热泵装置201的结构示意图如图2所示，包括低压压缩机201、高压压缩机204、蒸发器202、冷凝器205、加热水箱209、中冷器203、节流装置208以及第一膨胀阀207、第二膨胀阀206，所述低压压缩机201获取经蒸发器202流出的低压低温制冷剂，经低压压缩机201升温升压后流出，并与由中冷器203流出的饱和制冷剂气体相混合后进入高压压缩机204，经过高压压缩达到生活热水要求的高压高温气体后进入冷凝器205，为加热水箱209中的水加热，经冷凝器205冷凝后的过冷制冷剂经节流装置208节流后通过第一膨胀阀207进入中冷器203，中冷器203由两个输出端分别输出过冷制冷剂内的饱和制冷剂气体和饱和制冷剂液体，其中，饱和制冷剂液体通过第二膨胀阀206进入蒸发器202吸热蒸发，蒸发后形成低压低温制冷剂。
应用逆卡诺原理，让工质不断完成蒸发(吸取环境中的热量)一压缩一冷凝(放出热量)一节流一再蒸发的热力循环过程。其中压缩机将回流的低压冷媒(空气)压缩后，变成高温高压的气体排出，高温高压的气体流经缠绕在水箱外面的铜管，热量经铜管传导到水箱内，将环境里的热量转移到水中，把水加热起来。整个过程是一种能量转移过程(从空气中转移到水中)，没有通过电加热元件加热热水，或者燃烧可燃气体加热热水。如此不断地循环加热，可以把水加热至50℃-65℃。双级压缩循环空气源热泵的使用，可制备较高温度热水，增大制热量，拓展了该中央热水系统的应用范围，同时可克服普通空气源热泵压缩比过大造成的一系列问题。
空气源热泵在工作时，把较低温空气中贮存的能量EA在蒸发器中加以吸收；它本身要消耗一部分功进行补偿，即压缩机耗电EB；通过工质循环系统在冷凝器中放热EC，由能量守恒得EC＝EA+EB。由此可以看出热泵输出的能量为压缩机输出的和热泵从环境中吸收的热量，因此，采用热泵可以节约大量的电能。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种可循环利用能源的中央热水系统，其特征在于，包括压缩式空气源热泵装置(101)、污水源热泵装置(102)、补水箱(104)、第一补水泵(105)、第二补水泵(106)以及贮热水箱(103)，所述补水箱(104)的进水口与自来水供水管相连接，所述补水箱(104)的出水口与第一补水泵(105)和第二补水泵(106)的进水口相连接，所述第一补水泵(105)和第二补水泵(106)的出水口分别与压缩式空气源热泵装置(101)、污水源热泵装置(102)的进水口相连接；所述压缩式空气源热泵装置(101)获取含有热量的空气，对其进行处理后产生的高温热量对经由第一补水泵(105)流入的自来水进行加热，加热后的自来水通过出水口流入贮热水箱(103)；所述污水源热泵装置(102)获取含有余热的家庭污水，对其进行处理后产生的高温热量对经由第二补水泵(106)流入的自来水进行加热，加热后的自来水通过出水口流入贮热水箱(103)。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述压缩式空气源热泵装置包括低压压缩机(201)、高压压缩机(204)、蒸发器(202)、冷凝器(205)、加热水箱(209)、中冷器(203)、节流装置(208)以及第一膨胀阀(207)、第二膨胀阀(206)，所述低压压缩机(201)获取经蒸发器(202)流出的低压低温制冷剂，经低压压缩机(201)升温升压后流出，并与由中冷器(203)流出的饱和制冷剂气体相混合后进入高压压缩机(204)，经过高压压缩达到生活热水要求的高压高温气体后进入冷凝器(205)，为加热水箱(209)中的水加热，经冷凝器(205)冷凝后的过冷制冷剂经节流装置(208)节流后通过第一膨胀阀(207)进入中冷器(203)，中冷器(203)由两个输出端分别输出过冷制冷剂内的饱和制冷剂气体和饱和制冷剂液体，其中，饱和制冷剂液体通过第二膨胀阀(206)进入蒸发器(202)吸热蒸发，蒸发后形成低压低温制冷剂。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括与所述污水源热泵装置(102)相连接的污水抽取泵(107)，用于获取含有余热的家庭污水进入污水源热泵装置(102)中。
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