CN202853109U - 生活废热水源热泵热水系统 - Google Patents

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王健敏
陈伟钦
朱宏栩
李暁群
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Abstract

本实用新型公开了一种生活废热水源热泵热水系统,其特征在于:由热泵主机和废水池构成,热泵主机包括压缩机、冷凝器和热力膨胀阀,热泵主机外壳设有三个接口;压缩机与连接角阀的连接管间设有一气液分离器,压缩机输出管道与冷凝器相连;冷凝器的输出管道设有热力膨胀阀,冷凝器与热力膨胀阀的连接管道间设有干燥过滤器,冷凝器旁设有循环水泵;废水池包括蒸发器、搅拌器、排污管手阀、废水排放阀、溢流管和入水口,搅拌器的螺旋桨叶伸入到废水池中。本实用新型目的在于提供一种采用热泵原理,通过少量高位电能的输入,实现将废水低位热能转移用于制取洗浴热水的装置。

Description

生活废热水源热泵热水系统技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种热泵热水系统,更具体地说,是一种安装在浴室的生活废热水源热泵热水系统。
背景技术
[0002] 热泵技术是近年来在全世界倍受关注的新能源技术,它一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能,经过电力做功,提供可被人们所用的高品位热能的装置。通常用于热泵装置的低温热源是我们周围的介质——空气、河水、海水,城市污水,地表水,地下水,中水,消防水池,或者是从工业生产设备中排出助工质,这些工质常与周围介质具有相接近的温度。如今大部分洗浴废水水温都比较高,但往往被直接排放掉,造成能源的极大浪费。 实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种采用热泵原理,通过少量高位电能的输入,实现将废水低位热能转移用于制取洗浴热水的装置。
[0004] 为实现上述目的,本实用新型采用了以下技术方案:
[0005] 一种生活废热水源热泵热水系统,其特征在于:由热泵主机和废水池构成,热泵主机包括压缩机、冷凝器和热力膨胀阀,热泵主机外壳设有三个接口,一个是设置与蒸发器连接的铜管连接角阀,再一个是设置与电源控制器相连的输入接口,还有一个是设置与承压保温水箱连接的洗浴用水进出水口 ;压缩机与连接角阀的连接管间设有一气液分离器,压缩机输出管道与冷凝器相连;冷凝器的输出管道设有热力膨胀阀,冷凝器与热力膨胀阀的连接管道间设有干燥过滤器,冷凝器旁设有循环水泵,循环水泵经连接管通过进出水口与承压保温水箱连接;废水池包括蒸发器、搅拌器、排污管手阀、废水排放阀、溢流管和洗浴水入水口,蒸发器设在废水池下部,废水池底部边上设有排污管手阀,排污管手阀上方设有废水排放阀,废水池的接近顶部处设有溢流管,废水池上方设有洗浴水入水口 ;搅拌器的螺旋桨叶伸入到废水池中。
[0006] 所述的废水池分为两层空间,横截面均呈矩形,下层容积64L,上层容积96L,总容积160L ;废水池设有高为125mm的排放水位和高为350mm的溢流水位。
[0007] 所述的蒸发器为螺旋环绕状。
[0008] 所述的蒸发器设在50mm高的底座上,螺旋桨叶与钛管蒸发器保持在同一水平面,均浸没在废水池的废水中。
[0009] 所述的废水池上方设有洗涤废水排放口。
[0010] 本实用新型具有以下有益效果:
[0011] (I)冬季最不利工况下,冷水温度10°C,热泵系统制取250L热水,热水温度55°C,供5人使用,运行总时间为4. 5h,废热水从30°C降温至6°C,耗电量2. 75kwh,每度电价按0. 7元算,平均每人每天洗浴花费仅为0. 385元。[0012] (2)冬季最不利工况下,系统实际运行平均能效比仍可达到3. 88。比空气源热泵最低能效比2. 5,高出了 55. 2%,更远远超出燃气/电热水器的0. 7/0.9的能效比。
附图说明
[0013] 图1为本实用新型的整体结构图;
[0014] 图2为本实用新型的热泵主机图;
[0015] 图3为本实用新型的工作示意图;
[0016] 图4为本实用新型的废水池正视图;
[0017] 图5为本实用新型的废水池俯视图;
[0018] 图6为本实用新型的废水池左视图;
[0019] 图7为本实用新型的能源转换示意图。
[0020] 其中,1-热泵主机,2-蒸发器,3-螺旋桨叶,4-搅拌器,5-淋浴喷头,6-承压保温水箱,7-电源控制器,8-洗衣机,9-洗涤废水排放口,10-废水池,11-压缩机,12-冷凝器,13-气液分离器,14-热力膨胀阀,15-干燥过滤器,16-连接角阀,17-电源控制接口,18-进出水口,19-循环水泵,20-废水排放阀,21-洗浴水入水口,22-溢流管,23-排污管手阀。
具体实施方式
[0021] 如图1所示,一种生活废热水源热泵热水系统,其特征在于:由热泵主机I和废水池10构成,如图2所示,热泵主机I包括压缩机11、冷凝器12和热力膨胀阀14,热泵主机I外壳设有三个接口,一个是设置与蒸发器2连接的铜管连接角阀16,再一个是设置与电源控制器7相连的输入接口 23,还有一个是设置与承压保温水箱6连接的洗浴用水进出水口18 ;压缩机11与连接角阀16的连接管间设有一气液分离器13,压缩机11输出管道与冷凝器12相连;冷凝器12的输出管道设有热力膨胀阀14,冷凝器12与热力膨胀阀14的连接管道间设有干燥过滤器15,冷凝器12旁设有循环水泵19,循环水泵19经连接管通过进出水口 18与承压保温水箱6连接;如图4、图5、图6所示,废水池10包括蒸发器2、搅拌器4、排污管手阀23、废水排放阀20、溢流管22和洗浴水入水口 21,蒸发器2设在废水池10下部,废水池10底部边上设有排污管手阀23,排污管手阀23平常关闭阀门,需要清洗废水池10时,才开启阀门排放清洗的污水和污垢。排污管手阀23上方设有废水排放阀20,排放管作为废水池10日常排放废水的控制管道,热泵系统在满足设定条件后,通过自动控制,开启废水排放阀20,排放废水。废水池10的接近顶部处设有溢流管22,溢流管22作为废水池10水装满时废水溢流通道。废水池10上方设有入洗浴水水口 21,主要是让洗浴水进入;搅拌器4的螺旋桨叶3伸入到废水池10中。
[0022] 进一步地,为加强搅拌效果,增强换热效果,废水池10分为两层空间,横截面均呈矩形,下层容积64L,上层容积96L,总容积160L上层空间水平截面积较大,主要用来储蓄较多的废热水;废水池10设有高为125mm的排放水位和高为350mm的溢流水位,水位到达125mm时,废水池10中废水容积为40L ;水位到达350mm时,废水池10中废水容积为160L。
[0023] 更进一步地,蒸发器2为螺旋环绕状,钛管材料做成,具有较好的导热效果。
[0024] 优选地,蒸发器2设在50mm高的底座上,螺旋桨叶3与钛管蒸发器2保持在同一水平面,均浸没在废水池的废水中。搅拌器4通电后,搅拌器4驱动螺旋桨叶3,旋转的螺旋桨叶3推动废水向四周运动,使流动的废水掠过螺旋钛管蒸发器2表面,增强换热效果,通过桨叶的搅拌,使整个废水池10的水温趋于均匀。
[0025] 更优选地,废水池10上方设有洗涤废水排放口 9,洗衣机8排水可由洗涤废水排放口 9排入废水池10。
[0026] 电源控制器7用于对整个热泵系统的控制,通过监控热水水温水位、废水水温水位,控制三个方面的内容:一是控制热泵主机1、搅拌器4的开停,二是控制自来水电动阀门9,来向承压保温水箱6、废水池10的补充水量,三是控制废水池10的废水排放。
[0027] 在废水池10废水水量不足或者水温过低,废水能量不足于供应系统需求时,电源控制器7会打开自来水电动阀门9向废水池10补充自来水。
[0028]自来水向三个方向提供水源:一个是承压保温水箱6,通过电动阀门9,在水箱水量不足时自动补充;一个是淋浴喷头5,热泵系统制取的热水温。
[0029] 承压保温水箱6内的水温达到55°C,不可以直接用于淋浴,喷淋前应通过调节三通水阀5,与冷水混合降温至合适水温才可使用。
[0030] 向废水池10补自来水的控制方式建议采用定时控制,时间设定为5min。当探测到废水温度未达到5°C,即打开自来水水管电动阀门9,并进行计时,到达5min后关闭电动阀门9。直至废水温度降到5°C再次满足启动条件,重复上述控制。
[0031] 如图3、图7所示,生活废热水源热泵热水系统利用逆卡诺循环原理,以制冷剂为媒介,通过压缩机11的做功,实现将废热水能和电能向热水制热量搬运的一种设备,其工作原理为:制冷剂经过外平衡式膨胀阀20节流膨胀成低温低压液体,进入钛管蒸发器2吸收废水的余热,蒸发成低压低温蒸汽。低压低温蒸汽进入压缩机11压缩成高温高压气体。压缩机11排放的高温高压气体进入套管冷凝器12,套管冷凝器12内制冷剂向洗浴用水放出热量而冷凝为高压液体,从而洗浴用水的水温升高。冷凝后制冷剂再通过干燥过滤器15进入蒸发器20,如此循环使承压式水箱7获得高温的洗浴热水。

Claims (5)

1. 一种生活废热水源热泵热水系统,其特征在于:由热泵主机(I)和废水池(10)构成,热泵主机(I)包括压缩机(11)、冷凝器(12)和热力膨胀阀(14),热泵主机(I)外壳设有三个接口,一个是设置与蒸发器(2)连接的铜管连接角阀(16),再一个是设置与电源控制器(7)相连的输入接口(23),还有一个是设置与承压保温水箱(6)连接的洗浴用水进出水口(18);压缩机(11)与连接角阀(16)的连接管间设有一气液分离器(13),压缩机(11)输出管道与冷凝器(12)相连;冷凝器(12)的输出管道设有热力膨胀阀(14),冷凝器(12)与热力膨胀阀(14)的连接管道间设有干燥过滤器(15),冷凝器(12)旁设有循环水泵(19),循环水泵(19)经连接管通过进出水口(18)与承压保温水箱(6)连接;废水池(10)包括蒸发器(2)、搅拌器(4)、排污管手阀(23)、废水排放阀(20)、溢流管(22)和洗浴水入水口(21),蒸发器(2)设在废水池(10)下部,废水池(10)底部边上设有排污管手阀(23),排污管手阀(23)上方设有废水排放阀(20),废水池(10)的接近顶部处设有溢流管(22),废水池(10)上方设有洗浴水入水口(21);搅拌器(4)的螺旋桨叶(3)伸入到废水池(10)中。
2.根据权利要求1所述的一种生活废热水源热泵热水系统,其特征在于:所述的废水池(10)分为两层空间,横截面均呈矩形,下层容积64L,上层容积96L,总容积160L;废水池(10)设有高为125mm的排放水位和高为350mm的溢流水位。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种生活废热水源热泵热水系统,其特征在于:所述的蒸发器(2)为螺旋环绕状。
4.根据权利要求3所述的一种生活废热水源热泵热水系统,其特征在于:所述的蒸发器(2)设在50mm高的底座上,螺旋桨叶(3)与钛管蒸发器(2)保持在同一水平面,均浸没在废水池的废水中。
5.根据权利要求4所述的一种生活废热水源热泵热水系统,其特征在于:所述的废水池(10)上方设有洗涤废水排放口(9)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106949626A (zh) * 2017-05-03 2017-07-14 仲恺农业工程学院 一种生活废热水源非承压式热泵热水装置的使用方法
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