CN2685749Y - 余热回收式热泵热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种余热回收式热泵热水器，目的在于提供一种能充分回收废热水余热，具有很高制热效率的热泵热水器。本实用新型包括压缩机、安装有换热器的水箱、节流部件、余热蒸发器、安装在余热蒸发器上方的余热预热器和蒸发器，其中压缩机的出气口、换热器、节流部件、余热蒸发器的换热器、蒸发器、压缩机的进气口依次连通，水箱的进水口与余热预热器的换热器的出水口连接，余热预热器的换热器的进水口与上水管道连接。本实用新型不仅节能效果显著、使用安全，而且成本低廉。

Description

余热回收式热泵热水器

技术领域

本实用新型涉及一种热水器，更具体地说涉及一种热泵式热水器。

背景技术

现有的家庭或商用热水器主要有以下4种：

1.燃气热水器。加热迅速能即开即用，但使用成本较高，安全性较差，且燃气使用地域受到限制；

2.电热水器。预热后才能使用，使用成本很高，一些地区因电力紧缺影响使用受到限制；

3.太阳能热水器。使用成本很低，但安装成本高，安装所受限制较大，且单独使用不能全天候提供热水；

4.热泵热水器。应用了热泵制热原理，它主要不是将其它能量转化为热能，而是通过压缩机作功将热量从低温热源向高温热源转移。因此热泵热水器的制热效率很高，同等条件下消耗的电能通常仅为传统电热水器的1/3或更小。但是，热泵热水器的制热效率随环境温度降低而显著下降，在寒冷冬季使用时不能或难以提供需要的热水。

此外，各种热水器产生的热水用过后不经处理就以较高的温度直接排入下水系统，未能对余热进行回收利用或利用不充分，造成了能量的浪费。

实用新型内容

本实用新型的发明目的是克服现有技术的不足，提供一种能充分回收废热水余热，具有很高制热效率的热泵热水器。

本实用新型通过下述技术方案予以实现。

本实用新型包括压缩机、安装有换热器的水箱、节流部件、余热预热器、余热蒸发器和蒸发器，其中余热预热器设置在余热蒸发器的上方，水箱的进水口与余热预热器的换热器的出水口连接，余热预热器的换热器的进水口与上水管道连接。压缩机的出气口、水箱的换热器、节流部件、余热蒸发器、蒸发器、压缩机的进气口依次连通。

所述余热预热器的换热器设置在壳体中，并呈盘管状。所述余热蒸发器由壳体和安装在壳体中的盘管组成，所述盘管的两端分别与节流部件、蒸发器连接。

所述余热预热器是一个用废热水加热的换热器，其上方设有废水收集器和过滤器。废水收集器安装在室内侧洗浴底座下方，用过的废热水经废水收集器收集和过滤器过滤后向下流入余热预热器的壳体将进入余热预热器的换热器中的冷水预热。

所述余热蒸发器是一个从废热水中吸热的水冷蒸发器。余热蒸发器安装在室内侧余热预热器的下方。废热水从余热预热器的壳体流出后自然向下流入余热蒸发器的壳体，换热后流出余热蒸发器。

所述蒸发器是一个风冷管翅式换热器，并配有风扇电机和电控系统，可以从室外环境中吸热。典型地，蒸发器与压缩机装在同一个箱体内，安装在室外侧，类似于家用分体式空调的室外机。

所述室外机的节流部件，是一个或一组毛细管或热力膨胀阀或电子膨胀阀。

所述水箱是一个外包保温材料的承压式密闭水箱，作为热水器的水箱。水箱上设有温度控制器，用于控制热泵热水器的启停。

水箱的水冷换热器可以安装在水箱内与冷水直接进行热交换以提高换热效率，也可以紧贴水箱外壁安装在保温层内以防止腐蚀。

所述水冷换热器可以是盘管式或平板肋片式。

所述水箱内安装有辅助电加热器，用于在特殊情况下辅助加热。

压缩机、水箱、节流部件、余热蒸发器和蒸发器组成了热泵系统：压缩机排出的高温高压制冷剂气体进入水箱中放热冷凝，将水箱中的冷水加热；然后经节流部件节流后成为低温低压的制冷剂液体，先后进入余热蒸发器和蒸发器蒸发；最后回到压缩机吸气口，完成热泵制热循环。

余热预热器连通了水箱和上水管。自来水在余热预热器的盘管中被流经壳体的废热水预热后再进入水箱加热。用过的废热水仍然具有较高的温度，流入下水管后先进入余热预热器的壳体对余热预热器的换热器中的自来水进行预热，再进入余热蒸发器的壳体吸收制冷剂汽化热，最后排入排水系统。

本实用新型的积极效果：

1.节能效果显著。本实用新型提供的余热回收式热泵热水器，其热泵系统除通过安装在室内的余热蒸发器回收热量外，还要通过安装在室外的蒸发器从室外环境吸热，具有很高的制热效率。以环境温度为8℃时，将60升冷水加热到40℃的生活热水为例，所需制热量为8.06MJ(相当于2.24千瓦时)。忽略能量损耗，使用电热水器约需耗电2.24度。使用热泵热水器，制热能效比为3.0时，热泵热水器约需耗电0.75度，是电热水器的耗电量的1/3。使用余热回收式热泵热水器，废热水温度为32℃时，通过余热预热器可将冷水加热到24℃，所需热泵制热量为4.03MJ(相当于1.12千瓦时)，由于使用余热蒸发器强化换热，制热能效比可达到3.5以上，余热回收式热泵热水器约需耗电0.35度；

2.制造成本低，应用范围广。设置在室外的蒸发器的负荷小，不仅降低了制造成本，而且扩大了热水器的应用范围，可以与分体式冷暖空调器组合使用，利用冷暖空调器完成室外机除霜，实现全天候制热水；

3.该装置通过水冷换热器加热水箱中的冷水，电器系统与水箱不直接相连，消除了传统电热水器使用中存在的触电隐患。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型由压缩机1的出气口、外包保温材料的、并带有出水阀6的承压水箱2、毛细管3、余热蒸发器4、蒸发器5和压缩机1的进气口依次连通形成闭合回路。其中水箱2的内部安装有盘管式水冷换热器，并通过连接管将水箱2与压缩机1、毛细管3串接起来，同时设有控制水箱2启/停的温度控制器。蒸发器5是风冷管翅式换热器，并配有风扇电机和电控系统。

废水收集器7、过滤器安装在洗浴底座下方收集用过的废热水，余热预热器8、余热蒸发器4依次安装在废水收集器7、过滤器的下方。余热预热器8由壳体和安装在壳体中的、两端分别与上水管道、水箱2的进水口连接的盘管组成，所述余热蒸发器由壳体和安装在壳体中的、分别与毛细管3、蒸发器5相连通的盘管组成。其中废水收集器7和余热预热器8的壳体、余热蒸发器4的壳体、排水系统依次相连通。废热水自上而下通过废水收集器7依次流入余热预热器8和余热蒸发器4的壳体，释放余热后排入排水系统。

压缩机1排出的高温高压制冷剂气体进入水箱2的盘管中放热冷凝，将水箱2中的冷水加热。然后经毛细管3节流后成为低温低压的制冷剂液体，先进入余热蒸发器4的盘管蒸发，再进入蒸发器5蒸发，最后回到压缩机1的吸气口，完成热泵制热循环。

用过的废热水经废水收集器7收集和过滤器过滤后向下流入余热预热器8的壳体将通过余热预热器8盘管的冷水预热，再将预热后的冷水送入水箱2加热。过滤器由可拆卸清洗的机械式滤网和纤维体构成，用于过滤废热水中夹带的泥沙和杂质。

水箱2内可以安装有辅助电加热器，用于在特殊情况下辅助加热。

Claims (9)

1、余热回收式热泵热水器，包括压缩机、安装有换热器的水箱、节流部件、余热蒸发器、蒸发器，其中压缩机的出气口、水箱的换热器、节流部件、余热蒸发器、蒸发器、压缩机的进气口依次连通，其特征在于在余热蒸发器的上方设置有余热预热器，水箱的进水口与余热预热器的换热器的出水口连接，余热预热器的换热器的进水口与上水管道连接。

2、根据权利要求1所述的余热回收式热泵热水器，其特征在于所述余热预热器的换热器设置于余热预热器的壳体中，并呈盘管状。

3、根据权利要求1所述的余热回收式热泵热水器，其特征在于所述余热预热器的上方设有废水收集器和过滤器。

4、根据权利要求1或2或3所述的余热回收式热泵热水器，其特征在于所述余热蒸发器由壳体和安装在壳体中的盘管组成，所述盘管的两端分别与节流部件、蒸发器连接。

5、根据权利要求4所述的余热回收式热泵热水器，其特征在于所述水箱的换热器是水冷换热器。

6、根据权利要求5所述的余热回收式热泵热水器，其特征在于所述蒸发器是风冷管翅式换热器，并配有风扇电机和电控系统。

7、根据权利要求6所述的余热回收式热泵热水器，其特征在于所述节流部件是一个或一组毛细管、或热力膨胀阀，或电子膨胀阀。

8、根据权利要求7所述的余热回收式热泵热水器，其特征在于水箱是外包保温材料的承压式密闭水箱。

9、根据权利要求8所述的余热回收式热泵热水器，其特征在于所述水箱内安装有辅助电加热器，并设有控制水箱启/停的温度控制器。