專利名稱：一種生產(chǎn)淋浴用熱水的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用淋浴廢水余熱來預熱淋浴用自來水，熱泵循環(huán)作為加熱熱源的生產(chǎn)淋浴用熱水的方法及其裝置。
現(xiàn)有的淋浴用熱水大多采用燃料燃燒加熱或電能直接發(fā)熱加熱自來水的方法來獲取。燃料燃燒會產(chǎn)生環(huán)境污染問題，必需安裝在淋浴室外進行操作，有些不便；受供電條件的制約，對于普通家庭，電功率很難大于3千瓦，采用電能直接發(fā)熱加熱方法生產(chǎn)淋浴用熱水，流量尚不到2升/分。因此，其裝置大多作成了儲水式結構，體積龐大，且不能多人連續(xù)淋浴。再者，電能屬于高品位能源，僅僅將其作為熱源直接使用，也帶來了熱力學意義上的浪費。由于傳熱過程中加熱壁面溫度及熱流密度很大，容易形成水垢，使加熱性能逐漸惡化進而導致加熱部分失效，縮短了整個裝置的使用壽命。
另一方面，雖然淋浴用熱水一般是從15℃左右加熱到40℃左右供人使用，但淋浴后廢水的溫度還在35℃左右。也就是說，淋浴過程實際上僅僅使用了四分之一左右的能量，其余大部分則白白地從下水道浪費了。
本發(fā)明的目的，在于克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種新型的生產(chǎn)淋浴用熱水的方法及其裝置。本發(fā)明的方法是有效回收淋浴廢水熱量以預熱淋浴用自來水，同時，把釋放余熱后的淋浴廢水作為低溫熱源，把經(jīng)過預熱后的淋浴用自來水作為高溫熱源，用電能驅(qū)動壓縮機，使制冷介質(zhì)從釋放余熱后的淋浴廢水中吸取熱量，再將所吸熱量和壓縮機消耗的電能一起排向預熱后的淋浴用自來水，將其加熱到淋浴溫度后從噴頭流出供人使用。
本發(fā)明的方法采用熱泵循環(huán)加熱，在平均蒸發(fā)溫度15℃，平均冷凝溫度50℃的條件下，以目前工業(yè)水平的熱泵平均效率計算，供熱效率是電能直接發(fā)熱加熱方式的4倍左右；另外，本發(fā)明方法中自來水先經(jīng)過預熱過程，以自來水溫度15℃，淋浴用熱水溫度40℃，淋浴后廢水溫度35℃，4℃?zhèn)鳠釡夭钣嬎悖A熱后自來水溫度可提高到30℃以上，所以需要用熱泵循環(huán)加熱的范圍就從通常的25℃溫差減少為不到10℃，因此，就可減小壓縮機的容量，降低造價。在上述條件下，采用本發(fā)明方法生產(chǎn)8升/分的淋浴用熱水，壓縮機的驅(qū)動功率約為1.25千瓦，而同樣的熱水流量，如果采用電能直接加熱方式或燃料燃燒方式加熱，所需加熱功率則為14千瓦。因此，本發(fā)明的技術方案與現(xiàn)有技術相比，具有很好的節(jié)能效果。
由于加熱過程依靠冷凝放熱來實現(xiàn)，而冷凝溫度僅為50℃左右，因此加熱壁面上溫度也僅50℃左右，不容易形成水垢，從而延長整個裝置的使用壽命。
以下將結合附圖對本發(fā)明方法作進一步的詳細描述

圖1是本發(fā)明方法的流程示意圖。
參照圖1，一種生產(chǎn)淋浴用熱水的方法是自來水先在廢水換熱器[1]中吸取淋浴廢水的余熱使之預熱，然后再在冷凝加熱器[3]中吸收制冷介質(zhì)冷凝放出的熱量使之溫度升至淋浴溫度從噴頭[7]排出；收集的淋浴廢水經(jīng)自吸式廢水加壓泵[4]抽送到廢水換熱器[1]中向自來水釋放余熱后，再經(jīng)過蒸發(fā)吸熱器[2]向制冷介質(zhì)放熱后排往下水；液態(tài)制冷工質(zhì)經(jīng)節(jié)流裝置[6]后，在蒸發(fā)吸熱器[2]中吸收淋浴廢水放出的熱量而蒸發(fā)成氣態(tài)，電能驅(qū)動壓縮機[5]使氣態(tài)制冷介質(zhì)升壓后在冷凝加熱器[3]中向經(jīng)過淋浴廢水預熱的自來水放熱從而冷凝成液體。
在自來水溫度較低時，為了避免淋浴廢水在蒸發(fā)吸熱器[2]中放熱溫度過低而結冰，此時，淋浴廢水可部分或全部不經(jīng)過廢水換熱器[1]而直接進入蒸發(fā)吸收器[2]中散熱后排向下水。
以下將結合附圖對按照本發(fā)明方法生產(chǎn)淋浴用熱水的裝置進行描述
圖2是按本發(fā)明方法生產(chǎn)淋浴用熱水的裝置示意圖。
圖3是熱交換器的繞管式結構示意圖。
圖4是熱交換器的套管式結構示意圖。
參照附圖，由硬質(zhì)外殼[10]和裝于其中的壓縮機[5]，冷凝加熱器[3]，節(jié)流裝置[6]，蒸發(fā)吸熱器[2]，自吸式廢水加壓泵[4]，廢水換熱器[1]，連結管路，控制系統(tǒng)及地面放置的廢水收集器[12]等組成生產(chǎn)淋浴用熱水的裝置，自吸式廢水加壓泵[4]的吸入端與廢水收集器[12]相連，輸出端與廢水換熱器[1]廢水側的一端相連；廢水換熱器[1]廢水側的另一端與蒸發(fā)吸熱器[2]廢水側的一端相連，蒸發(fā)吸熱器[2]廢水側的另一端通向下水道；廢水換熱器[1]自來水側的一端連接自來水進水，另一端連結冷凝加熱器[3]水側的一端，冷凝加熱器[3]水側的另一端通向淋浴噴頭；冷凝加熱器[3]制冷介質(zhì)側的一端與壓縮機[5]排出端相連，冷凝加熱器[3]制冷介質(zhì)側的另一端與節(jié)流裝置[6]的一端相連；蒸發(fā)吸熱器[2]的制冷介質(zhì)側的一端與壓縮機[5]的吸入端相連，蒸發(fā)吸熱器[2]制冷介質(zhì)側的另一端與節(jié)流裝置[6]的另一端相連。圖中實線代表淋浴用水走向，虛線代表淋浴廢水走向，點劃線代表制冷介質(zhì)走向。如上裝置的工作循環(huán)是自吸式廢水加壓泵[4]抽取由廢水收集器[12]收集的經(jīng)過濾網(wǎng)過濾的淋浴廢水，廢水換熱器[1]將淋浴廢水剩余部分熱量傳給自來水，冷凝加熱器[3]使經(jīng)吸收廢水余熱溫度提高的自來水再吸收制冷介質(zhì)凝結放出熱量從而使溫度進一步升高至淋浴溫度后通向噴頭供人使用；蒸發(fā)吸熱器[2]使經(jīng)過廢水換熱器[1]后的廢水進一步降溫后排出至下水；蒸發(fā)吸熱器[2]中通過廢水降溫放出之熱量使制冷介質(zhì)蒸發(fā)；冷凝加熱器[3]使經(jīng)過壓縮機[5]壓縮后的高壓制冷介質(zhì)通過向經(jīng)過預熱后的溫自來水放熱而凝結為液體；節(jié)流裝置[6]使高壓的液體制冷介質(zhì)壓力降低至蒸發(fā)壓力，如此周而復始循環(huán)，從而連續(xù)提供淋浴用熱水。
在自吸式廢水加壓泵[4]輸出端與蒸發(fā)吸熱器[2]間可直接連一通道，其間裝置調(diào)節(jié)閥門[13]，在自來水溫度很低時，部分或全部淋浴廢水可不經(jīng)過廢水換熱器[1]而直接進入蒸發(fā)吸熱器[2]。
為了提高換熱效率，廢水換熱器[1]，蒸發(fā)吸熱器[2]，冷凝加熱器[3]制成圖3圖4示意的繞管，套管式及板式列管式結構兩種熱交換介質(zhì)在其間成逆流或準逆流布置，并可分別在換熱面兩側布置擾流裝置或加裝翅片以提高傳熱系數(shù)。
為盡量減小裝置的體積，蒸發(fā)吸熱器[2]，廢水換熱器[1]，冷凝加熱器[3]除可制成分立元件外，還可制成圖2所示的筒狀合套結構。
為適合大小不同流量要求，節(jié)流裝置[6]可為毛細管，熱力膨脹閥，電子節(jié)流閥等不同形式。
為了便于操作，裝置的自吸式廢水加壓泵[4]，壓縮機[5]及閥門的啟閉可設計為電、聲遙控型式。
為了便于無自來水或水壓較低場合使用，在自來水進水管路上可與自吸式廢水加壓泵[4]同軸串接一個自吸式自來水加壓泵。
權利要求
1.一種生產(chǎn)淋浴用熱水的方法其特征是自來水先在廢水換熱器[1]中吸取淋浴廢水的余熱使之預熱，然后再在冷凝加熱器[3]中吸收制冷介質(zhì)冷凝放出的熱量使之溫度升至淋浴溫度從噴頭[7]排出；收集的淋浴廢水經(jīng)自吸式廢水加壓泵[4]抽送到廢水換熱器[1]中向自來水釋放余熱后，再經(jīng)過蒸發(fā)吸熱器[2]向制冷介質(zhì)放熱后排往下水；液態(tài)制冷工質(zhì)經(jīng)節(jié)流裝置[6]后，在蒸發(fā)吸熱器[2]中吸收淋浴廢水放出的熱量而蒸發(fā)成氣態(tài)，電能驅(qū)動壓縮機[5]使氣態(tài)制冷介質(zhì)升壓后在冷凝加熱器[3]中向經(jīng)過淋浴廢水預熱的自來水放熱從而冷凝成液體。
2.按權利要求1所述的一種生產(chǎn)淋浴用熱水的方法其特征是在自來水溫度較低時，淋浴廢水可部分或全部不經(jīng)過廢水換熱器[1]而直接進入蒸發(fā)吸熱器[2]中散熱后排向下水。
3.一種按照權利要求1所述方法生產(chǎn)淋浴用熱水的裝置其特征是由硬質(zhì)外殼[10]和裝于其中的壓縮機[5]，冷凝加熱器[3]，節(jié)流裝置[6]，蒸發(fā)吸熱器[2]，自吸式廢水加壓泵[4]，廢水換熱器[1]，連結管路，控制系統(tǒng)及地面放置的廢水收集器[12]等組成，自吸式廢水加壓泵[4]的吸入端與廢水收集器[12]相連，輸出端與廢水換熱器[1]廢水側的一端相連；廢水換熱器[1]廢水側的另一端與蒸發(fā)吸熱器[2]廢水側的一端相連，蒸發(fā)吸熱器[2]廢水側的另一端通向下水道；廢水換熱器[1]自來水側的一端連接自來水進水，另一端連結冷凝加熱器[3]水側的一端，冷凝加熱器[3]水側的另一端通向淋浴噴頭；冷凝加熱器[3]制冷介質(zhì)側的一端與壓縮機[5]排出端相連，冷凝加熱器[3]制冷介質(zhì)側的另一端與節(jié)流裝置[6]的一端相連；蒸發(fā)吸熱器[2]的制冷介質(zhì)側的一端與壓縮機[5]的吸入端相連，蒸發(fā)吸熱器[2]制冷介質(zhì)側的另一端與節(jié)流裝置[6]的另一端相連；工作循環(huán)是自吸式廢水加壓泵[4]抽取由廢水收集器[12]收集的經(jīng)過濾網(wǎng)過濾的淋浴廢水，廢水換熱器[1]將淋浴廢水剩余部分熱量傳給自來水，冷凝加熱器[3]使經(jīng)吸收廢水余熱溫度提高的自來水再吸收制冷介質(zhì)凝結放出熱量從而使溫度進一步升高至淋浴溫度后通向噴頭供人使用；蒸發(fā)吸熱器[2]使經(jīng)過廢水換熱器[1]后的廢水進一步降溫后排出至下水；蒸發(fā)吸熱器[2]中通過廢水降溫放出之熱量使制冷介質(zhì)蒸發(fā)；冷凝加熱器[3]使經(jīng)過壓縮機[5]壓縮后的高壓制冷介質(zhì)通過向經(jīng)過預熱后的溫自來水放熱而凝結為液體；節(jié)流裝置[6]使高壓的液體制冷介質(zhì)壓力降低至蒸發(fā)壓力。
4.按權利要求3所述的一種生產(chǎn)淋浴用熱水的裝置其特征是在自吸式廢水加壓泵[4]輸出端與蒸發(fā)吸熱器[2]間可直接連一通道，其間裝置調(diào)節(jié)閥門[13]，部分或全部淋浴廢水可不經(jīng)過廢水換熱器[1]而直接進入蒸發(fā)吸熱器[2]。
5.按權利要求3所述的一種生產(chǎn)淋浴用熱水的裝置其特征是廢水換熱器[1]，蒸發(fā)吸熱器[2]，冷凝加熱器[3]可分別制成繞管式，板式，套管式及列管式結構，兩種熱交換介質(zhì)在其間成逆流或準逆流布置，并可分別在換熱面兩側布置擾流裝置或加裝翅片以提高傳熱系數(shù)。
6.按權利要求3所述的一種生產(chǎn)淋浴用熱水的裝置其特征是蒸發(fā)吸熱器[2]，廢水換熱器[1]，冷凝加熱器[3]除可制成分立元件外，還可制成圖2所示的筒狀合套結構。
7.按權利要求3所述的一種生產(chǎn)淋浴用熱水的裝置其特征是節(jié)流裝置[6]可為毛細管，熱力膨脹閥，電子節(jié)流閥等不同形式。
8.按權利要求3所述的一種生產(chǎn)淋浴用熱水的裝置其特征是自吸式廢水加壓泵[4]，壓縮機[5]及閥門的啟閉可設計為電、聲遙控型式。
9.按權利要求3所述的一種生產(chǎn)淋浴用熱水的裝置其特征是在自來水進水管路上可與自吸式廢水加壓泵[4]同軸串接一個自吸式自來水加壓泵。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)淋浴用熱水的方法及其裝置。該方法是回收淋浴廢水余熱來預熱自來水,同時把釋放余熱后的廢水作為低溫熱源,把預熱后的自來水作為高溫熱源,電能驅(qū)動壓縮機從廢水吸熱,通過凝結放熱加熱預熱后的自來水至淋浴溫度。其生產(chǎn)裝置由廢水換熱器,自吸式廢水加壓泵,蒸發(fā)吸熱器,冷凝加熱器等組成。加熱效率是現(xiàn)有直接加熱型熱水器的十倍左右,1.25千瓦功率即可生產(chǎn)8升/分的熱水。
文檔編號F28D7/02GK1172245SQ9611873
公開日1998年2月4日 申請日期1996年7月26日 優(yōu)先權日1996年7月26日
發(fā)明者黨坤選, 路英梅 申請人:路英梅