CN2502177Y - 储能式热泵热水锅炉供热水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型储能式热泵热水锅炉供热水装置,特征是采用热泵的水热式蒸发器与集热水池相连,冷凝器的入水口与自来水管连接,冷凝器的出水口与电热水锅炉的入水口相连接,电热水锅炉的出水口经阀与储热水箱的入水口相连接,储热水箱的出水口与生活热水干管连接,回路中装有水泵,通过热泵吸收洗澡等废热水的热量加热自来水供淋浴,夜间由电热水锅炉加热水至较高温后贮存供次日初期生活用热水和开水。本实用新型比传统的燃煤锅炉节能、清洁、无污染;比单纯的电热水锅炉,可大幅度节电,在回收洗澡废热水的热量后可节电70～85%;比单纯的热泵热水器(炉),可得高温开水,又能储能,对电网有移峰平谷作用。

Description

储能式热泵热水锅炉供热水装置

技术领域：本实用新型涉及节能和儲能式供热水装置。

背景技术：目前中国中部和南方的公用澡堂所使用供热水的装置大多是小型燃煤锅炉，江淮流域的部分小单位的冬季供热也采用小型燃煤锅炉，由于环保需要，这些小型燃煤锅炉逐渐被燃油锅炉和电热锅炉所取代。电热锅炉十分简洁，但高品质的电能用于热洗澡热水，在能量的品质上是一种浪费。燃油锅炉时常受到油料供应及其价格波动的影响，感觉不太安稳。澡堂的用热量比较大，但洗澡中淋浴废水的热量和大池废水的热量都被流失，是能量的浪费。

实用新型技术内容：

本实用新型提出一种以利用废热水或环境空气为热源的热泵热水器加热水为主，利用深夜富余廉价电力加热水为辅，并有高温热水儲存箱的储能式热泵热水锅炉供热水的装置，以克服现有用小型燃煤锅炉和电热锅炉供热水或小范围公共采暖装置的上述缺陷。

这种儲能式热泵热水锅炉供热水装置，其特征在于包括电热水锅炉(5)、给水泵(P1)、混合器(9)，热泵热水器(A)、废热水泵(P2)、儲热水箱(6)以及连接管路组成，所述热泵热水器(A)包括压缩机(1)、水冷冷凝器(2)、节流阀(3)和水热式蒸发器(4)以及连接管路和热泵系统内的制冷剂；各部件间的连接方式是：给水泵(P1)的出口与冷凝器(2)的入水口连接，给水泵(P1)的入口(b)留与用户的自来水管连接；冷凝器(2)的出水口与电热水锅炉(5)的入水口相连接；电热水锅炉(5)的出水口经阀(F4)与儲热水箱(6)的入水口相连接；儲热水箱(6)留有二个出水口，一个出水口接阀(F3)后留有接口(d)与供给用户开水的管路连接，另一个出水口接阀(F2)后再与混合器(9)三个入水口中的一个相接，混合器(9)的另外两个入水口中的一个接(F1)后再接至自来水管，另一个经过阀(F6)后与电热水锅炉(5)的出水口连接；混合器(9)的出水口接阀(F5)后留有接口(c)接用户的生活热水干管(10)；废热水泵(P2)的出口与热泵热水器(A)的水热式蒸发器(4)的入水口相连接，废热水泵(P2)的入口(a)留与用户的收集废热水的集热水池(8)相连；水热式蒸发器(4)的出水口(e)留与用户的下水道相接；热泵热水器(A)的制冷剂循环回路是：水热式蒸发器(4)的制冷剂出口与压缩机(1)的入口相接，压缩机(1)的出口与冷凝器(2)的制冷剂入口相接，冷凝器(2)的制冷剂出口与节流阀(3)的入口相接，节流阀(3)的出口与蒸发器(4)的制冷剂入口相接。

上述儲能式热泵热水锅炉供热水装置，也可在所述给水泵(P1)的出水口增加一个自来水的预热器(7)，所述预热器(7)是一路通自来水、另一路通废热水的水-水换热器：即其自来水通路侧的入口与给水泵(P1)的出口连接，自来水通路侧的出口与冷凝器(2)的入水口连接；其废热水通路侧的入口与废热水泵(P2)的出口连接，废热水通路侧的出口与热泵热水器(A)的水热式蒸发器(4)的入水口连接。

上述儲能式热泵热水锅炉供热水装置，还可在所述的热泵热水器(A)中增加一个与水热式蒸发器(4)并联的风热式蒸发器(11)，该风热式蒸发器(11)与水热式蒸发器(4)的支路分别装有控制阀(F10)和(F11)。

上述儲能式热泵热水锅炉供热水装置，还可把所述的储热水箱(6)与电热水锅炉(5)合为一体，省去阀(F4)，把混合器(9)经阀(F6)的水路改与热泵热水器(A)之冷凝器(2)的出水口连接。

由于本实用新型儲能式热泵热水炉供热水装置采取了包括电热水锅炉(5)、给水泵(P1)、混合器(9)，热泵热水器(A)、废热水泵(P2)、儲热水箱(6)等部件和上述连结方式，可利用热泵制冷剂循环回路来吸收废热水或空气中的热量加热自来水，并采用电热水锅炉(5)在夜间加热水至沸腾并儲存于儲热水箱(6)，因此，与传统的燃煤锅炉相比，既节能、又清洁、无污染；与单纯的电热水锅炉相比，可通过吸收空气的热量或废热水的热量大幅度节电，特别是在作供洗澡琳浴等用水时回收其废热水的热量后可节电70～85％；与单纯的热泵热水器(炉)相比，由于本实用新型利用了夜间廉价电力加热高温水存于儲热水箱(6)，既降低了加热水的费用，又对电网有移峰平谷作用；重要的是可用夜间儲存的热水提供每天初期使用的生活热水，并回收其废热水为水热式热泵热水器提供初始热源。

附图及其说明：附图1是本实用新型的一种儲能式热泵热水锅炉供热水装置的基本结构示意图；附图2是增加了自来水预热器的儲能式热泵热水锅炉供热水装置的结构示意图；附图3是增加了风热式蒸发器的儲能式热泵热水锅炉供热水装置的结构示意图；附图4是一种简单型儲能式热泵热水锅炉供热水装置的结构示意图。

具体实施方式：下面结合附图进一步说明本实用新型的具体实施方式。

实施例1、一种儲能式热泵热水锅炉供热水装置

附图1的虚线框内是本实用新型儲能式热泵热水锅炉供热水装置的基本实施方式。

该装置包括电热水锅炉(5)、儲热水箱(6)、热泵热水器(A)、给水泵(P1)、废热水泵(P2)、及连接管路等组成；在点划线框内的是所述热泵热水器(A)，它包括压缩机(1)、水冷冷凝器(2)、节流阀(3)、水热式蒸发器(4)、以及连接管路和热泵系统内的制冷剂等组成；给水泵(P1)的入口(b)留与用户的自来水管连接，其出口与冷凝器(2)的入水口连接；冷凝器(2)的出水口与电热水锅炉(5)的入水口相连接；电热水锅炉(5)的出水口经阀(F4)与儲热水箱(6)的入水口相连接；儲热水箱(6)的出水口有二个，一个接阀(F3)留有接口(d)与用户的供给开水管相接，另一个接阀(F2)后进入混合器(9)；自来水经(F1)后也进入混合器(9)，混合器(9)的出水口接阀(F5)后，留有接口(c)接生活热水干管(10)；电热水锅炉(5)的出水口还可分一支路经阀(F6)后与混合器(9)连接；废热水泵(P2)的入口(a)留与用户的集热水池(8)相连，废热水泵(P2)的出口与热泵热水器(A)的水热式蒸发器(4)的入水口相连接；水热式蒸发器(4)的出水口(e)接用户的下水道；热泵热水器(A)的制冷剂循环回路是：水热式蒸发器(4)的制冷剂出口与压缩机(1)的入口连接，压缩机(1)的出口与冷凝器(2)的制冷剂入口连接，冷凝器(2)的制冷剂出口与节流阀(3)的入口连接，节流阀(3)的出口与蒸发器(4)的制冷剂入口连接。

本实用新型的儲能式热泵热水炉供热水装置可通过以下使用方法来实现节能省钱的目的：夜间用电低谷时，自来水经给水泵(P1)加压，经过冷凝器(2)后进入电热水锅炉(5)，若集热水池(8)仍然有废热水可开动废热水泵(P2)和热泵热水器(A)的压缩机(1)，通过热泵的压缩机压缩制冷剂，把热泵吸收废热水的低温热量连同压缩机消耗的电功，一起转化为高温热量加热冷水，可把自来水冷水加热到40～50℃左右，而后电热水锅炉(5)消耗晚间廉价电功把水加热到设定的高温后送至儲热水箱(6)儲存；第二天首次淋浴时，由儲热水箱(6)放出热水在混合器(9)内与自来水混合至40～45℃后送到生活用温水的干管，供淋浴等生活用热水；当集热水池(8)收集到一定量的废温水后，启动废热水泵(P2)和热泵热水器(A)的压缩机(1)、并可视用水量和混合器(9)内的水温情况手动或自动关小或关闭进入混合器的自来水阀(F1)和高温水阀(F2)，自来水阀(F1)和高温水阀(F2)可以是电磁控制阀，废热水被废热水泵(P2)抽送至水式蒸发器(4)把热量交换给热泵的制冷剂后排放至下水道；热泵的压缩机(1)把制冷剂吸收废热水的低温热量连同压缩机消耗的电功一起转化成高温热量后在冷凝器(2)交换给经冷凝器(2)的自来水，在此过程中冷水可被加热至40℃以上，可经阀(6)直供淋浴用。各喷淋头上也装有控制阀，混合器(9)也是一个小儲水箱，可以兼做喷淋水量变动与热泵供水量恒定的水量调节平衡器。

因此，本实用新型儲能式热泵型供热水装置与传统的燃煤锅炉相比，既节能、又清洁、无污染；与单纯的电热水锅炉相比，可通过吸收废热水的热量大幅度节电，特别在作供洗澡淋浴等用水时回收其废热水的热量后可节电70～85％：与单纯的热泵热水器(炉)相比，可利用夜间廉价电力加热高温水存于儲热水箱(6)，既降低了加热水的费用，又对电网有移峰平谷作用，重要的是可用夜间儲存的热水提供每天初期使用的生活热水，并回收其废热水为水热式热泵热水器提供初始热源。

实施例2、增加了自来水的预热器的儲能式热泵热水锅炉供热水装置

附图2是本实用新型的另一种实施方式的结构示意图。它与实施例1的区别在于：所述给水泵(P1)的出水口增加一个自来水的预热器(7)，该预热器(7)是一路通自来水、另一路通废热水的水-水换热器：即其自来水通路侧的入口与给水泵(P1)的出口连接，自来水通路侧的出口与冷凝器(2)的入水口连接；其废热水通路侧的入口与废热水泵(P2)的出口连接，废热水通路侧的出口与热泵热水器(A)的水热式蒸发器(4)的入水口连接。自来水在进入冷凝器(2)之前先与废热水进行一次热交换，由此可提高热泵热水器的COP值约1倍。

实施例3、增加了风热式蒸发器的儲能式热泵热水锅炉供热水装置

附图3是本实用新型的一种效果较好的实施方式的结构示意图。它与实施例2的区别在于：在所述热泵热水器(A)中增加了一个与水热式蒸发器(4)并联的风热式蒸发器(10)，该风热式蒸发器(10)与水热式蒸发器(4)的支路分别装有控制阀(F10)和(F11)；这两个控制阀(10)和控制阀(11)也可用三通阀替代；另外，在混合器(9)的出口还增加了一个经阀(F7)供冬季取暖的供暖热水的出口(g)；在给水泵(P1)入口前增加了阀(F8)和阀(F9)，阀(F8)入口(f)留作供暖热水的回流口，阀(F9)的入口(b)是自来水进水口。

采用本实施例3的儲能式热泵型供热水装置，可利用热泵热水器吸收废热水的热量对自来水预加热至40多度直接供淋浴，夜间由电热锅炉把预热的水再加热至沸腾后送至贮热水箱，供饮用开水或与冷水掺混后供生活用水；在无废热水时热泵也可采用风热式蒸发器从环境空气吸热来对水进行预加热，并在冬季提供热水取暖；采用本装置对公用澡堂供热水比直接电加热法可节电80％，晚间储能部分可节约电费50％以上。该装置也可兼作冬季供暖用或其他需要提供热水的埸合使用。

实施例4、一种简单型儲能式热泵热水锅炉供热水装置

本实施例的结构示意图如附图4所示，其主要特点是将储热水箱(6)与电热水锅炉(5)合为一体，省去阀(F4)，把混合器(9)经阀(F6)的水路改与热泵热水器(A)之冷凝器(2)的出水口连接。该装置具有结构紧凑投资省的优点。

Claims (4)

1、一种儲能式热泵热水锅炉供热水装置，其特征在于包括电热水锅炉(5)、给水泵(P1)、混合器(9)，热泵热水器(A)、废热水泵(P2)、儲热水箱(6)以及连接管路组成，所述热泵热水器(A)包括压缩机(1)、水冷冷凝器(2)、节流阀(3)和水热式蒸发器(4)以及连接管路和热泵系统内的制冷剂；各部件间的连接方式是：给水泵(P1)的出口与冷凝器(2)的入水口连接，给水泵(P1)的入口(b)留与用户的自来水管连接；冷凝器(2)的出水口与电热水锅炉(5)的入水口相连接；电热水锅炉(5)的出水口经阀(F4)与儲热水箱(6)的入水口相连接；儲热水箱(6)留有二个出水口，一个出水口接阀(F3)后留有接口(d)与供给用户开水的管路连接，另一个出水口接阀(F2)后再与混合器(9)三个入水口中的一个相接，混合器(9)的另外两个入水口中的一个接(F1)后再接至自来水管，另一个经过阀(F6)后与电热水锅炉(5)的出水口连接；混合器(9)的出水口接阀(F5)后留有接口(c)接用户的生活热水干管(10)；废热水泵(P2)的出口与热泵热水器(A)的水热式蒸发器(4)的入水口相连接，废热水泵(P2)的入口(a)留与用户的收集废热水的集热水池(8)相连；水热式蒸发器(4)的出水口(e)留与用户的下水道相接；热泵热水器(A)的制冷剂循环回路是：水热式蒸发器(4)的制冷剂出口与压缩机(1)的入口相接，压缩机(1)的出口与冷凝器(2)的制冷剂入口相接，冷凝器(2)的制冷剂出口与节流阀(3)的入口相接，节流阀(3)的出口与蒸发器(4)的制冷剂入口相接。

2、如权利要求1所述的储能式热泵热水炉供热水装置，特征在于在所述给水泵(P1)的出水口增加一个自来水的预热器(7)，所述预热器(7)是一路通自来水、另一路通废热水的水-水换热器：即其自来水通路侧的入口与给水泵(P1)的出口连接，自来水通路侧的出口与冷凝器(2)的入水口连接；其废热水通路侧的入口与废热水泵(P2)的出口连接，废热水通路侧的出口与热泵热水器(A)的水热式蒸发器(4)的入水口连接。

3、如权利要求1所述的储能式热泵热水炉供热水装置，特征在于在所述的热泵热水器(A)中增加一个与水热式蒸发器(4)并联的风热式蒸发器(11)，该风热式蒸发器(11)与水热式蒸发器(4)的支路分别装有控制阀(F10)和(F11)。

4、如权利要求1所述的储能式热泵热水炉供热水装置，特征在于把所述的储热水箱(6)与电热水锅炉(5)合为一体，把混合器(9)经阀(F6)的水路改与热泵热水器(A)之冷凝器(2)的出水口连接。

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