CN216244897U - 一种废水源热量回收的热泵热水装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及热泵设备技术领域，具体涉及一种废水源热量回收的热泵热水装置，该热泵热水装置包括第一换热器，第一换热器包括废水通道和第一进水通道，第一进水通道的进口通过进水管路连通低温水源，出口连通有热泵热水机的蒸发器，热泵热水机用于通过蒸发器吸收升温后的低温水源的热量；蒸发器的出口连通有第二换热器，第二换热器具有用于供废水通过的废水通道和供低温水通过的第二进水通道，第二进水通道的进口连通所述蒸发器的出口，第二进水通道的出口连通所述热泵热水机的冷凝器，以用于升温后形成供用户使用的热水，本实用新型能够充分回收利用废水源中的热量，节能环保，同时，避免废水腐蚀损坏热泵热水装置，保证整个装置的运行效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及热泵设备技术领域，具体涉及一种废水源热量回收的热泵热水装置。
背景技术
水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为热源，利用地球水体自然散热后的低温水作为冷源，进行能量转换的供暖空调系统。其中可以利用的水体，包括地下水或河流、地表部分的河流和湖泊以及海洋。常见的水源热泵系统可参考说明书图1，热源水（即图1中的水源）经过冷冻水入口进入水源热泵，被水源热泵抽走热量，流入下水道或回灌到井下，低温水（即图1中的补水）经过热水罐后在循环泵的作用下沿冷却水入口进入水源热泵，进行换热升温后回流至热水罐中，用户有需要时，流向用户使用，热水罐中的水降温或者是有新的低温水加入，则再次通过循环泵打入水源热泵，进行换热升温。
虽然，地下水具有稳定的热源，但上述水源热泵系统仍存在一定缺陷：地下热源水在与水源热泵换热完成后需通过回灌装置回灌至地下，传统的水源热泵系统会造成热源水的回灌压力较大，且回灌的冷水容易打破地下水的热平衡，容易造成污染和影响地下水生态，此外，循环水热量大，综合能效低。
与此形成对比的是，用户使用过后的生活废水，大都采用直接排放的形式排出，这些废水温度高，热能大，在没有任何利用的情况下就直接排出，造成大量热能散失，属于一种可利用的资源，因此，市场上出现了利用废水源热量的热泵热水装置，能够充分回收利用废水源中的热量，节能环保，避免出现使用地下热源水时存在的问题。
但废水源不同于地下水，使用过后的废水往往比较脏，且腐蚀性较强，很容易造成热泵热水机组损坏或效率降低。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种废水源热量回收的热泵热水装置，能够充分回收利用废水源中的热量，节能环保，同时，避免废水腐蚀损坏热泵热水装置，保证整个装置的运行效率。
为实现上述目的，本实用新型所提供的废水源热量回收的热泵热水装置采用如下技术方案：
一种废水源热量回收的热泵热水装置，包括第一换热器，所述第一换热器包括用于供废水通过的废水通道和供低温水源通过的第一进水通道，所述第一进水通道的进口通过进水管路连通新水源，第一进水通道的出口连通有热泵热水机的蒸发器，热泵热水机用于通过蒸发器吸收升温后的新水源的热量；
所述蒸发器的出口连通有第二换热器，所述第二换热器具有用于供废水通过的废水通道和供失去热量的新水源通过的第二进水通道，所述第二进水通道的进口连通所述蒸发器的出口，所述第二进水通道的出口连通所述热泵热水机的冷凝器的进口，所述冷凝器的出口连通供用于使用的热水管道或热水箱。
本实用新型所提供的废水源热量回收的热泵热水装置的有益效果是：以废水为热源，通过第一换热器给新水流加热，所述新水流通过热泵热水机的蒸发器所释放热量成为低温新水，所述低温新水与废水流在所述第二换热器处换热，由于两者温差加大，换热效率更高；所述低温废水经换热后成为中温新水，所述中温新水流经所述热泵热水机的冷凝器，被加热升温成高温热水供用户使用。由此可知，所述热泵热水机的冷凝器所释放的热量，大部分来自所述该热泵热水机的蒸发器所吸收的新水流的热量。这样，废水余热利用的全过程中，废水完全不流经热泵热水机，从而使得该装置不仅效率高，而且使用寿命长，同时减少后期拆洗维修的工作量；同时，该装置能够利用第一换热器来加热新水流，从而避免新水流因为水温偏低而通过蒸发器后可能出现结冰等不利现象的发生。相比于现有技术，本实用新型不仅能够充分回收利用废水源中的热量，节能环保，同时，避免废水腐蚀损坏热泵热水装置，保证整个装置的运行效率。
进一步地，所述热泵热水机的数量为两个，分别定义为第一热泵热水机和第二热泵热水机，所述第一热泵热水机的蒸发器连通所述第一进水通道和第二热泵热水机的蒸发器，所述第二热泵热水机的蒸发器还连通所述第二进水通道的进口。串联的两组热泵热水机能够通过两级冷凝器对低温水逐级加热以得到较高温度的热水，同时也能够通过两级蒸发器对低温水逐级降温以获得较低温度的冷水。
进一步地，所述热泵热水机的数量为n个（n≥3），分别定义为第一热泵热水机、第二热泵热水机、第三热泵热水机、第n热泵热水机，所述第一热泵热水机的蒸发器连通所述第一进水通道和第二热泵热水机的蒸发器进口，所述第二热泵热水机的蒸发器出口连通所述第三热泵热水机的蒸发器进口…所述第n-1热泵热水机的蒸发器出口连通所述第n热泵热水机的蒸发器进口；所述第n热泵热水机的蒸发器出口连通所述第二进水通道进口；所述第n热泵热水机的冷凝器连通所述第二进水通道的出口和所述第n-1热泵热水机的冷凝器进口，所述第n-1热泵热水机的冷凝器出口连通所述第n-2热泵热水机的冷凝器进口，…所述第二热泵热水机的冷凝器出口连通所述第一热泵热水机的冷凝器进口,所述第一热泵热水机的冷凝器出口连通用户供水管路或热水箱。
进一步地，还包括用于放置所述第一热泵热水机的蒸发器的第一冷水箱、放置所述第一热泵热水机的冷凝器的第一热水箱、用于放置所述第二热泵热水机的蒸发器的第二冷水箱、放置所述第二热泵热水机的冷凝器的第二热水箱，所述第一热水箱和所述第二热水箱构成所述热水箱。在用户不使用水的情况下，热泵热水装置仍然可以持续运行，通过冷水箱完成对冷水的储存，通过热水箱完成对热水的储存。
进一步地，所述第二进水通道的出口分别连通所述第一热水箱和第二热水箱，且与所述第一热水箱连通的管路上还布置有泄压阀、排气阀。方便了对第一热水箱的管理调节。
进一步地，所述第二进水管道的出口与所述第一热水箱连通的管路上还布置有第一循环泵。
进一步地，所述第二冷水箱还具有泄流管路和连通所述进水管路的返流管路，所述返流管路上设置有第二循环泵，所述泄流管路上设置有排水阀。方便了对第二冷水箱的管理调节。
附图说明
图1是现有技术中水源热泵系统的示意图；
图2是本实用新型所提供的废水源热量回收的热泵热水装置的第一实施例的示意图；
图3是本实用新型所提供的废水源热量回收的热泵热水装置的第二实施例的示意图；
图4是本实用新型所提供的废水源热量回收的热泵热水装置的第三实施例的示意图；
图5是本实用新型所提供的废水源热量回收的热泵热水装置的第四实施例的示意图。
图中标号：1、第一换热器；2、蒸发器；3、第二换热器；4、冷凝器；5、第一冷水箱；6、第一热水箱；7、第二冷水箱；8、第二热水箱；9、第一循环泵；10、泄流管路；11、返流管路；12、第二循环泵。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图1-5，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，压缩机与膨胀阀为热泵热水机的常见组件，图中虽有标注，但因属于现有技术，在此不再赘述。
第一实施例：如图2所示，一种废水源热量回收的热泵热水装置，包括第一换热器1，所述第一换热器1包括用于供废水通过的废水通道和供低温水源通过的第一进水通道，所述第一进水通道的进口通过进水管路连通新水源，第一进水通道的出口连通有热泵热水机的蒸发器2，热泵热水机用于通过蒸发器2吸收升温后的新水源的热量；
所述蒸发器2的出口连通有第二换热器3，所述第二换热器3具有用于供废水通过的废水通道和供失去热量的新水源通过的第二进水通道，所述第二进水通道的进口连通所述蒸发器2的出口，所述第二进水通道的出口连通所述热泵热水机的冷凝器4的进口，所述冷凝器4的出口连通供用于使用的热水管道或热水箱。
所述热泵热水机的数量为两个，分别定义为第一热泵热水机和第二热泵热水机，所述第一热泵热水机的蒸发器连通所述第一进水通道和第二热泵热水机的蒸发器，所述第二热泵热水机的蒸发器还连通所述第二进水通道的进口。串联的两组热泵热水机能够通过两级冷凝器4对低温水逐级加热以得到较高温度的热水，同时也能够通过两级蒸发器对低温水逐级降温以获得较低温度的冷水。
在其他实施例中，当热泵热水机的数量不是一个或两个时，即所述热泵热水机的数量为n个（n≥3），分别定义为第一热泵热水机、第二热泵热水机、第三热泵热水机、第n热泵热水机，所述第一热泵热水机的蒸发器连通所述第一进水通道和第二热泵热水机的蒸发器进口，所述第二热泵热水机的蒸发器出口连通所述第三热泵热水机的蒸发器进口…所述第n-1热泵热水机的蒸发器出口连通所述第n热泵热水机的蒸发器进口；所述第n热泵热水机的蒸发器出口连通所述第二进水通道进口；所述第n热泵热水机的冷凝器连通所述第二进水通道的出口和所述第n-1热泵热水机的冷凝器进口，所述第n-1热泵热水机的冷凝器出口连通所述第n-2热泵热水机的冷凝器进口，…所述第二热泵热水机的冷凝器出口连通所述第一热泵热水机的冷凝器进口,所述第一热泵热水机的冷凝器出口连通用户供水管路或热水箱。
还包括用于放置所述第一热泵热水机的蒸发器2的第一冷水箱5、放置所述第一热泵热水机的冷凝器4的第一热水箱6、用于放置所述第二热泵热水机的蒸发器2的第二冷水箱7、放置所述第二热泵热水机的冷凝器4的第二热水箱8，所述第一热水箱6和所述第二热水箱8构成所述热水箱。在用户不使用水的情况下，热泵热水装置仍然可以持续运行，通过冷水箱完成对冷水的储存，通过热水箱完成对热水的储存。
所述第二进水通道的出口分别连通所述第一热水箱6和第二热水箱8，且与所述第一热水箱6连通的管路上还布置有泄压阀、排气阀以及第一循环泵9。方便了对第一热水箱6的管理调节。
所述第二冷水箱7还具有泄流管路10和连通所述进水管路的返流管路11，所述返流管路11上设置有第二循环泵12，所述泄流管路10上设置有排水阀。方便了对第二冷水箱7的管理调节。
本实用新型所提供的废水源热量回收的热泵热水装置的工作原理是：以废水为热源，通过第一换热器1给新水流加热，所述新水流通过热泵热水机的蒸发器2所释放热量成为低温新水，所述低温新水与废水流在所述第二换热器3处换热，由于两者温差加大，换热效率更高；所述低温废水经换热后成为中温新水，所述中温新水流经所述热泵热水机的冷凝器4，被加热升温成高温热水供用户使用。由此可知，所述热泵热水机的冷凝器4所释放的热量，大部分来自所述该热泵热水机的蒸发器2所吸收的新水流的热量。这样，废水余热利用的全过程中，废水完全不流经热泵热水机，从而使得该装置不仅效率高，而且使用寿命长，同时减少后期拆洗维修的工作量；同时，该装置能够利用第一换热器1来加热新水流，从而避免新水流因为水温偏低而通过蒸发器2后可能出现结冰等不利现象的发生。相比于现有技术，本实用新型不仅能够充分回收利用废水源中的热量，节能环保，同时，避免废水腐蚀损坏热泵热水装置，保证整个装置的运行效率。
第二实施例：
如图3所示，本实施例与第一实施例的区别在于，冷水箱与热水箱均可外置，并通过第一循环泵将冷凝器处理后的水打入热水箱，通过第二循环泵将蒸发器处理后的水打入冷水箱。
第三实施例：
如图4所示，本实施例与第一实施例的区别在于，不再设置冷水箱和热水箱，新水源、冷水与温水为同一股水流，在降温、升温后形成热水，流向用户。
第四实施例：
如图5所示，本实施例与第一实施例的区别在于，根据实际需要，在原有的一个热水出口的基础上，增加两个热水出口，形成热水出口1、热水出口2和热水出口3，以辅助用户获取不同温度的水。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种废水源热量回收的热泵热水装置，其特征在于：包括第一换热器，所述第一换热器包括用于供废水通过的废水通道和供低温水源通过的第一进水通道，所述第一进水通道的进口通过进水管路连通新水源，第一进水通道的出口连通有热泵热水机的蒸发器，热泵热水机用于通过蒸发器吸收升温后的新水源的热量；
所述蒸发器的出口连通有第二换热器，所述第二换热器具有用于供废水通过的废水通道和供失去热量的新水源通过的第二进水通道，所述第二进水通道的进口连通所述蒸发器的出口，所述第二进水通道的出口连通所述热泵热水机的冷凝器的进口，所述冷凝器的出口连通供用于使用的热水管道或热水箱。
2.根据权利要求1所述的废水源热量回收的热泵热水装置，其特征在于：所述热泵热水机的数量为两个，分别定义为第一热泵热水机和第二热泵热水机，所述第一热泵热水机的蒸发器连通所述第一进水通道和第二热泵热水机的蒸发器，所述第二热泵热水机的蒸发器还连通所述第二进水通道的进口。
3.根据权利要求1所述的废水源热量回收的热泵热水装置，其特征在于：所述热泵热水机的数量为n个，n≥3，分别定义为第一热泵热水机、第二热泵热水机、第三热泵热水机、第n热泵热水机，所述第一热泵热水机的蒸发器连通所述第一进水通道和第二热泵热水机的蒸发器进口，所述第二热泵热水机的蒸发器出口连通所述第三热泵热水机的蒸发器进口…所述第n-1热泵热水机的蒸发器出口连通所述第n热泵热水机的蒸发器进口；所述第n热泵热水机的蒸发器出口连通所述第二进水通道进口；所述第n热泵热水机的冷凝器连通所述第二进水通道的出口和所述第n-1热泵热水机的冷凝器进口，所述第n-1热泵热水机的冷凝器出口连通所述第n-2热泵热水机的冷凝器进口，…所述第二热泵热水机的冷凝器出口连通所述第一热泵热水机的冷凝器进口,所述第一热泵热水机的冷凝器出口连通用户供水管路或热水箱。
4.根据权利要求2所述的废水源热量回收的热泵热水装置，其特征在于：还包括用于放置所述第一热泵热水机的蒸发器的第一冷水箱、放置所述第一热泵热水机的冷凝器的第一热水箱、用于放置所述第二热泵热水机的蒸发器的第二冷水箱、放置所述第二热泵热水机的冷凝器的第二热水箱，所述第一热水箱和所述第二热水箱构成所述热水箱。
5.根据权利要求4所述的废水源热量回收的热泵热水装置，其特征在于：所述第二进水通道的出口分别连通所述第一热水箱和第二热水箱，且与所述第一热水箱连通的管路上还布置有泄压阀、排气阀。
6.根据权利要求5所述的废水源热量回收的热泵热水装置，其特征在于：所述第二进水管道的出口与所述第一热水箱连通的管路上还布置有第一循环泵。
7.根据权利要求4至6任一项所述的废水源热量回收的热泵热水装置，其特征在于：所述第二冷水箱还具有泄流管路和连通所述进水管路的返流管路，所述返流管路上设置有第二循环泵，所述泄流管路上设置有排水阀。
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