專利名稱：一種可循環(huán)利用能源的中央熱水系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
一種可循環(huán)利用能源的中央熱水系統(tǒng)技術(shù)領域[0001]本實用新型涉及中央熱水系統(tǒng)，具體涉及一種綜合利用空氣源熱泵和污水源熱泵回收日常生活產(chǎn)生的余熱加以循環(huán)利用，構(gòu)建一個節(jié)能環(huán)保的集中家庭生活供熱水系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]當前，人們對生活質(zhì)量的要求越來越高，追求舒適家居環(huán)境的潛在需求在飛速增長，各種新型家用電器一經(jīng)推出便會受到大眾青睞。家庭中央熱水系統(tǒng)可提供大容量的熱水，同時、多頭通過保溫管道供給從浴室到廚房的所有家庭生活用熱水，特別適用于有兩個或多個衛(wèi)生間的大房型、復式房屋或公寓、別墅等，是提高家居生活品質(zhì)的一種重要設施。如果需要24小時充足的恒溫熱水可隨時享用的話，現(xiàn)市場上的可掛在墻上的壁掛式快速熱水器是無法做到的。在歐美發(fā)達國家家庭，冷、熱水使用的比例是I : 9，但在中國是 9 I。歐美國家家庭中央熱水器的市場占有率在90%以上，但在中國還不到1%。熱水的使用涉及到能源消耗問題，這在資源日益短缺的今天，舒適性追求與社會發(fā)展趨勢構(gòu)成了一對矛盾，因此需從能源循環(huán)利用方面入手解決問題。[0003]我國《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展"十一五"規(guī)劃綱要》提出單位⑶P能耗降低20%左右的約束性目標，《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展"十二五"規(guī)劃綱要》又將“資源節(jié)約環(huán)境保護成效顯著”作為今后五年經(jīng)濟社會發(fā)展的主要目標之一，并明確提出“單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗降低16%”。據(jù)統(tǒng)計，目前的降耗只能達到約6%，離目標還差很遠，如果能從家庭節(jié)能做起，節(jié)能量將是一個不可估量的巨大數(shù)據(jù)，一定會為節(jié)約型社會的創(chuàng)建貢獻力量。實用新型內(nèi)容[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可循環(huán)利用能源的中央熱水系統(tǒng)，利用家庭日常生活產(chǎn)生能量的自回收而實現(xiàn)了能源的循環(huán)利用。[0005]本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種可循環(huán)利用能源的中央熱水系統(tǒng)，包括壓縮式空氣源熱泵裝置101、污水源熱泵裝置102、補水箱104、第一補水泵105、 第二補水泵106以及貯熱水箱103，所述補水箱104的進水口與自來水供水管相連接，所述補水箱104的出水口與第一補水泵105和第二補水泵106的進水口相連接，所述第一補水泵105和第二補水泵106的出水口分別與壓縮式空氣源熱泵裝置101、污水源熱泵裝置102 的進水口相連接；所述壓縮式空氣源熱泵裝置101獲取含有熱量的空氣，對其進行處理后產(chǎn)生的高溫熱量對經(jīng)由第一補水泵105流入的自來水進行加熱，加熱后的自來水通過出水口流入貯熱水箱103 ;所述污水源熱泵裝置102獲取含有余熱的家庭污水，對其進行處理后產(chǎn)生的高溫熱量對經(jīng)由第二補水泵106流入的自來水進行加熱，加熱后的自來水通過出水口流入貯熱水箱103。[0006]進一步，所述壓縮式空氣源熱泵裝置包括低壓壓縮機201、高壓壓縮機204、蒸發(fā)器202、冷凝器205、加熱水箱209、中冷器203、節(jié)流裝置208以及第一膨脹閥207、第二膨脹閥206，所述低壓壓縮機201獲取經(jīng)蒸發(fā)器202流出的低壓低溫制冷劑，經(jīng)低壓壓縮機201升溫升壓后流出，并與由中冷器203流出的飽和制冷劑氣體相混合后進入高壓壓縮機204， 經(jīng)過高壓壓縮達到生活熱水要求的高壓高溫氣體后進入冷凝器205，為加熱水箱209中的水加熱，經(jīng)冷凝器205冷凝后的過冷制冷劑經(jīng)節(jié)流裝置208節(jié)流后通過第一膨脹閥207進入中冷器203，中冷器203由兩個輸出端分別輸出過冷制冷劑內(nèi)的飽和制冷劑氣體和飽和制冷劑液體，其中，飽和制冷劑液體通過第二膨脹閥206進入蒸發(fā)器202吸熱蒸發(fā)，蒸發(fā)后形成低壓低溫制冷劑。[0007]進一步，所述系統(tǒng)還包括與所述污水源熱泵裝置102相連接的污水抽取泵107，用于獲取含有余熱的家庭污水進入污水源熱泵裝置102中。[0008]采用上述進一步方案的有益效果是本實用新型提供的可循環(huán)利用能源的中央熱水系統(tǒng)無廢熱、廢水、廢氣產(chǎn)生，更加環(huán)保；比燃氣熱水器和電熱水器都更加安全，徹底消除了人們的安全顧慮。更重要的是實現(xiàn)了家庭日常生活產(chǎn)生能量的自回收和循環(huán)利用，對于約10人的住宅，采用熱泵技術(shù)回收家庭生活污水余熱可節(jié)能達50%，對于10人以上的住宅可節(jié)能達60%。利用熱泵的原理來制取熱水，消耗一度電所獲得的熱水比普通電熱水器消耗三度電所獲得的熱水還要多，這是傳統(tǒng)熱水器所不能企及的，因此顯示出較好的經(jīng)濟效益，也符合節(jié)約型、可持續(xù)發(fā)展的社會理念。


[0009]圖I為本實用新型實施例中可循環(huán)利用能源的中央熱水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；[0010]圖2為本實用新型實施例中壓縮式空氣源熱泵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
[0011]
以下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。[0012]本實用新型實施例提供了一種可循環(huán)利用能源的中央熱水系統(tǒng)，如圖I所示，所述系統(tǒng)包括壓縮式空氣源熱泵裝置101、污水源熱泵裝置102、補水箱104、第一補水泵105、 第二補水泵106以及貯熱水箱103，所述補水箱104的進水口與自來水供水管相連接，所述補水箱104的出水口與第一補水泵105和第二補水泵106的進水口相連接，所述第一補水泵105和第二補水泵106的出水口分別與壓縮式空氣源熱泵裝置101、污水源熱泵裝置102 的進水口相連接；所述壓縮式空氣源熱泵裝置101獲取含有熱量的空氣(廚房做飯燃氣燃燒時釋放的熱量、燈具照明時散發(fā)的熱量、家用大功率電器工作時釋放的熱量)，對其進行處理后產(chǎn)生的高溫熱量對經(jīng)由第一補水泵105流入的自來水進行加熱，加熱后的自來水通過出水口流入貯熱水箱103 ;所述污水源熱泵裝置102獲取含有余熱的家庭污水，對其進行處理后產(chǎn)生的高溫熱量對經(jīng)由第二補水泵106流入的自來水進行加熱，加熱后的自來水通過出水口流入貯熱水箱103。在該實施方式中，所述系統(tǒng)還包括與所述污水源熱泵裝置102 相連接的污水抽取泵107，用于獲取含有余熱的家庭污水(主要包括浴室用熱水和廚房用熱水)進入污水源熱泵裝置102中。本實用新型能夠?qū)⒓彝ト粘Ｉ钪挟a(chǎn)生的余熱充分回收利用起來，以達到節(jié)約能源的目的。[0013]在上述實施方式中，具有較高溫度的“相對高溫生活污水”經(jīng)污水泵進入污水源熱泵，經(jīng)污水源熱泵處理后排出“相對低溫生活污水”，二者具有一定溫差，該溫差對應的能量被污水源熱泵的蒸發(fā)器吸收，并通過冷凝器放熱將該部分能量轉(zhuǎn)移到貯能水箱。同時，具有較高溫度的“相對高溫制冷劑”和具有較低溫度的“相對低溫制冷劑”的工質(zhì)轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的能量被空氣源熱泵內(nèi)部的蒸發(fā)器吸收并經(jīng)冷凝器將該部分能量也轉(zhuǎn)移到貯能水箱。為保證充足持續(xù)的熱水供應，引入市政供水管網(wǎng)的自來水經(jīng)補水泵補給到污水源熱泵和空氣源熱泵，經(jīng)處理后也將能量提供給貯能水箱。經(jīng)循環(huán)處理后水溫一般可達65°C，通過循環(huán)水泵保證20%的循環(huán)水量，以維持管中一定的熱水溫度，并通過水泵進行補水或給水。[0014]在上述實施例中，所述壓縮式空氣源熱泵裝置201的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，包括低壓壓縮機201、高壓壓縮機204、蒸發(fā)器202、冷凝器205、加熱水箱209、中冷器203、節(jié)流裝置208以及第一膨脹閥207、第二膨脹閥206，所述低壓壓縮機201獲取經(jīng)蒸發(fā)器202流出的低壓低溫制冷劑，經(jīng)低壓壓縮機201升溫升壓后流出，并與由中冷器203流出的飽和制冷劑氣體相混合后進入高壓壓縮機204，經(jīng)過高壓壓縮達到生活熱水要求的高壓高溫氣體后進入冷凝器205，為加熱水箱209中的水加熱，經(jīng)冷凝器205冷凝后的過冷制冷劑經(jīng)節(jié)流裝置208節(jié)流后通過第一膨脹閥207進入中冷器203，中冷器203由兩個輸出端分別輸出過冷制冷劑內(nèi)的飽和制冷劑氣體和飽和制冷劑液體，其中，飽和制冷劑液體通過第二膨脹閥206 進入蒸發(fā)器202吸熱蒸發(fā)，蒸發(fā)后形成低壓低溫制冷劑。[0015]應用逆卡諾原理，讓工質(zhì)不斷完成蒸發(fā)(吸取環(huán)境中的熱量)一壓縮一冷凝(放出熱量)一節(jié)流一再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過程。其中壓縮機將回流的低壓冷媒(空氣)壓縮后， 變成高溫高壓的氣體排出，高溫高壓的氣體流經(jīng)纏繞在水箱外面的銅管，熱量經(jīng)銅管傳導到水箱內(nèi)，將環(huán)境里的熱量轉(zhuǎn)移到水中，把水加熱起來。整個過程是一種能量轉(zhuǎn)移過程(從空氣中轉(zhuǎn)移到水中)，沒有通過電加熱元件加熱熱水，或者燃燒可燃氣體加熱熱水。如此不斷地循環(huán)加熱，可以把水加熱至50°C _65°C。雙級壓縮循環(huán)空氣源熱泵的使用，可制備較高溫度熱水，增大制熱量，拓展了該中央熱水系統(tǒng)的應用范圍，同時可克服普通空氣源熱泵壓縮比過大造成的一系列問題。[0016]空氣源熱泵在工作時，把較低溫空氣中貯存的能量EA在蒸發(fā)器中加以吸收；它本身要消耗一部分功進行補償，即壓縮機耗電EB ;通過工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)在冷凝器中放熱EC，由能量守恒得EC = EA+EB。由此可以看出熱泵輸出的能量為壓縮機輸出的和熱泵從環(huán)境中吸收的熱量，因此，采用熱泵可以節(jié)約大量的電能。[0017]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種可循環(huán)利用能源的中央熱水系統(tǒng)，其特征在于，包括壓縮式空氣源熱泵裝置(101)、污水源熱泵裝置(102)、補水箱(104)、第一補水泵(105)、第二補水泵(106)以及貯熱水箱(103)，所述補水箱(104)的進水口與自來水供水管相連接，所述補水箱(104)的出水口與第一補水泵(105)和第二補水泵(106)的進水口相連接，所述第一補水泵(105)和第二補水泵(106)的出水口分別與壓縮式空氣源熱泵裝置(101)、污水源熱泵裝置(102)的進水口相連接；所述壓縮式空氣源熱泵裝置(101)獲取含有熱量的空氣，對其進行處理后產(chǎn)生的高溫熱量對經(jīng)由第一補水泵(105)流入的自來水進行加熱，加熱后的自來水通過出水口流入貯熱水箱(103);所述污水源熱泵裝置(102)獲取含有余熱的家庭污水，對其進行處理后產(chǎn)生的高溫熱量對經(jīng)由第二補水泵(106)流入的自來水進行加熱，加熱后的自來水通過出水口流入貯熱水箱(103)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮式空氣源熱泵裝置包括低壓壓縮機(201)、高壓壓縮機(204)、蒸發(fā)器(202)、冷凝器(205)、加熱水箱(209)、中冷器 (203)、節(jié)流裝置(208)以及第一膨脹閥(207)、第二膨脹閥(206)，所述低壓壓縮機(201) 獲取經(jīng)蒸發(fā)器(202)流出的低壓低溫制冷劑，經(jīng)低壓壓縮機(201)升溫升壓后流出，并與由中冷器(203)流出的飽和制冷劑氣體相混合后進入高壓壓縮機(204)，經(jīng)過高壓壓縮達到生活熱水要求的高壓高溫氣體后進入冷凝器(205)，為加熱水箱(209)中的水加熱，經(jīng)冷凝器(205)冷凝后的過冷制冷劑經(jīng)節(jié)流裝置(208)節(jié)流后通過第一膨脹閥(207)進入中冷器 (203)，中冷器(203)由兩個輸出端分別輸出過冷制冷劑內(nèi)的飽和制冷劑氣體和飽和制冷劑液體，其中，飽和制冷劑液體通過第二膨脹閥(206)進入蒸發(fā)器(202)吸熱蒸發(fā)，蒸發(fā)后形成低壓低溫制冷劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括與所述污水源熱泵裝置(102)相連接的污水抽取泵(107)，用于獲取含有余熱的家庭污水進入污水源熱泵裝置(102)中。
專利摘要本實用新型涉及一種可循環(huán)利用能源的中央熱水系統(tǒng)，包括壓縮式空氣源熱泵裝置、污水源熱泵裝置、補水箱、第一補水泵、第二補水泵以及貯熱水箱，其中，補水箱的進水口與自來水供水管相連接，補水箱的出水口與第一補水泵和第二補水泵的進水口相連接，第一補水泵和第二補水泵的出水口分別與壓縮式空氣源熱泵裝置、污水源熱泵裝置的進水口相連接；由壓縮式空氣源熱泵裝置以及污水源熱泵裝置分別將含有熱量的空氣以及含有余熱的家庭污水進行處理而產(chǎn)生高溫，通過高溫為第一補水泵和第二補水泵注入的自來水進行加熱，加熱后的自來水通過出水口流入貯熱水箱。本實用新型綜合利用了空氣源熱泵和污水源熱泵，最大程度回收日常生活產(chǎn)生的余熱并循環(huán)利用。
文檔編號F25B41/06GK202734038SQ20122023873
公開日2013年2月13日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者杜明芳, 方建軍 申請人:北京聯(lián)合大學