CN202853109U - 生活废热水源热泵热水系统 - Google Patents
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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
技术领域
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
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
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。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
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。
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。
所述的蒸发器为螺旋环绕状。
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。
所述的废水池上方设有洗涤废水排放口。
本实用新型具有以下有益效果：
(1)冬季最不利工况下，冷水温度10℃，热泵系统制取250L热水，热水温度55℃，供5人使用，运行总时间为4.5h，废热水从30℃降温至6℃，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。
(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
图1为本实用新型的整体结构图；
图2为本实用新型的热泵主机图；
图3为本实用新型的工作示意图；
图4为本实用新型的废水池正视图；
图5为本实用新型的废水池俯视图；
图6为本实用新型的废水池左视图；
图7为本实用新型的能源转换示意图。
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
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1和废水池10构成，如图2所示，热泵主机1包括压缩机11、冷凝器12和热力膨胀阀14，热泵主机1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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
承压保温水箱6内的水温达到55℃，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。
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℃，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℃再次满足启动条件，重复上述控制。
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(1)和废水池(10)构成，热泵主机(1)包括压缩机(11)、冷凝器(12)和热力膨胀阀(14)，热泵主机(1)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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