專利名稱：節(jié)水節(jié)能的供熱源與熱水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用生活用水作為低溫?zé)嵩吹墓?jié)水節(jié)能的供熱源與熱水裝置。
背景技術(shù)：
隨著人民生活水平的提高，家庭供暖和熱水供應(yīng)已成為現(xiàn)代人居環(huán)境中不可缺少 的一部分，特別是我國東北、西藏與大多數(shù)海拔較高的山林地區(qū)，需要消耗大量的生活熱 水，冬季、大部分的秋季和春季，亦即一年中有三分之二的天氣需要供暖，夏天基本不需要 供冷，有些地區(qū)又無集中供暖的條件，如果使用空氣源熱泵系統(tǒng)供暖即低溫?zé)嵩床捎檬彝?的大氣，系統(tǒng)的性能隨室外氣候變化明顯，隨著室外溫度的降低，其蒸發(fā)溫度也隨之降低， 蒸發(fā)器表面溫度隨之下降，甚至低于o°c，當(dāng)室外空氣流經(jīng)蒸發(fā)器被冷卻時(shí)，其所含的水分 就會析出并依附于蒸發(fā)器表面形成霜層，室外空氣溫度低于-10 -15°C時(shí)，熱泵機(jī)組不能 正常工作。嚴(yán)重影響系統(tǒng)的性能和正常的使用，帶來諸多不便。但如果采用水源作為熱泵 系統(tǒng)供暖的低溫?zé)嵩?，就會消耗大量的水資源，不符合可持續(xù)發(fā)展的需求。而熱水器大都是 電熱水器、燃?xì)鉄崴鞯茸鳛楠?dú)立熱源的熱水供應(yīng)系統(tǒng)。因此，家庭供暖和熱水消耗的電能 帶來的能源問題和環(huán)境污染應(yīng)引起關(guān)注。近年來，研究者做了一些相關(guān)的工作，但都沒有提 供具體的實(shí)施方案。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種利用生活用水作為低溫 熱源，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約能源的集供熱和供應(yīng)熱水為一體的節(jié)水節(jié)能的 供熱源與熱水裝置。本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種節(jié)水節(jié)能的供熱源與熱水裝置，其特征在于，由供熱循環(huán)、熱水循環(huán)和生活用 水循環(huán)組成；所述供熱循環(huán)是利用CO2為工質(zhì)的跨臨界循環(huán)，包括壓縮機(jī)、油分離器、殼管式 熱交換器、翅片管式熱交換器、干燥過濾器、膨脹閥、蒸發(fā)盤管，壓縮機(jī)的排氣口與油分離器 的入口連接，油分離器的氣體出口分為兩路，一路通過第一控制閥與殼管式熱交換器的管 側(cè)入口連接，另一路通過第二控制閥與翅片管式換熱器的入口連接，殼管式熱交換器的管 側(cè)出口與翅片管式熱交換器的入口連接，翅片管式熱交換器的出口依次與干燥過濾器、膨 脹閥與蒸發(fā)盤管的入口連接，蒸發(fā)盤管的出口與壓縮機(jī)的入口連接，油分離器的潤滑油出 口與壓縮機(jī)的回油入口連接；所述熱水循環(huán)包括熱水箱、水泵、第三控制閥、殼管式熱交換 器，所述水泵的入口與熱水箱的冷水出口連接，水泵的出口與殼管式熱交換器的殼側(cè)入口 連接，殼管式熱交換器的殼側(cè)出口通過第三控制閥與熱水箱的熱水進(jìn)口連接，熱水箱的加 水口與自來水管連接補(bǔ)充所需的涼水；所述生活用水循環(huán)包括抽水馬桶、用水儲水箱、沐浴 缸、洗臉盆、洗菜池，熱水箱的熱水出口分別經(jīng)過各自的截止閥與洗臉盆、沐浴缸、洗菜池的 入口并聯(lián)連接，洗臉盆、沐浴缸、洗菜池的出口并聯(lián)連接到用水儲水箱的進(jìn)水口，用水儲水箱的出水口與抽水馬桶的注水閥連接，用水儲水箱上設(shè)置有排水口。所述熱水箱外包有保溫隔熱層。熱水箱內(nèi)設(shè)置有水溫溫度傳感器，水溫溫度傳感器與熱水箱外表面的水溫溫度顯 示盤連接。所述用水儲水箱熱水進(jìn)口設(shè)有過濾網(wǎng)。所述熱水箱內(nèi)設(shè)置有輔助電加熱器，輔助電加熱器的控制元件與水溫溫度傳感器 連接。所述用水儲水箱內(nèi)安裝有浮球閥。本實(shí)用新型具有下述技術(shù)效果1、本實(shí)用新型節(jié)水節(jié)能的供熱源與熱水裝置是利用生活中消耗的大量的沐浴水、 洗菜水和洗臉?biāo)热跃哂休^高溫度的溫水作為循環(huán)系統(tǒng)的低溫?zé)嵩?，增大低溫?zé)嵩磁c蒸發(fā) 溫度間的溫差，提高蒸發(fā)溫度，降低壓縮機(jī)吸、排氣的壓力比，降低壓縮機(jī)消耗的機(jī)械功，降 低電能的消耗，節(jié)約能源。2、本實(shí)用新型的節(jié)水節(jié)能的供熱源與熱水裝置采用綠色自然工質(zhì)CO2為工質(zhì)的跨 臨界循環(huán)，利用ω2在氣體冷卻過程中較大的溫度變化來加熱生活熱水，提供一種集供熱和 供熱水為一體的多功能的環(huán)保、節(jié)能型家庭供熱系統(tǒng)，避免了能源和水資源的浪費(fèi)，大大降 低成本，滿足環(huán)保和低碳發(fā)展的要求。3、本實(shí)用新型的節(jié)水節(jié)能的供熱源與熱水裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，環(huán)保節(jié)能，方 便控制，安全可靠。

圖1為本實(shí)用新型節(jié)水節(jié)能的供熱源與熱水裝置的示意圖；圖2為用水儲水箱的接管示意圖；圖3為熱水箱的接管示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型詳細(xì)說明。圖1至圖3為本實(shí)用新型的節(jié)水節(jié)能的供熱源與熱水裝置的示意圖，由供熱循環(huán)、 熱水循環(huán)和生活用水循環(huán)組成。所述供熱循環(huán)是利用(X)2為工質(zhì)的跨臨界循環(huán)，包括壓縮機(jī) 1、油分離器2、殼管式熱交換器3、翅片管式熱交換器4、干燥過濾器20、膨脹閥15、蒸發(fā)盤管 14，壓縮機(jī)1的排氣口與油分離器2的入口連接，油分離器2的氣體出口分為兩路，一路通 過第一控制閥31與殼管式熱交換3器的管側(cè)入口連接，另一路通過第二控制閥30與翅片 管式換熱器4的入口連接，殼管式熱交換器3的管側(cè)出口與翅片管式熱交換器4的入口連 接，翅片管式熱交換器4的出口依次與干燥過濾器20、膨脹閥15與蒸發(fā)盤管14的入口 25 連接，蒸發(fā)盤管14的出口 21與壓縮機(jī)1的入口連接，油分離器2的潤滑油出口與壓縮機(jī)1 的回油入口連接。所述熱水循環(huán)包括熱水箱6、水泵5、第三控制閥8、殼管式熱交換器3，水 泵5的入口與熱水箱6的冷水出口 27連接，水泵5的出口與殼管式熱交換器3的殼側(cè)入口 連接，殼管式熱交換器3的殼側(cè)出口通過第三控制閥8與熱水箱6的熱水進(jìn)口沈連接，熱 水箱的加水口 28與自來水管連接補(bǔ)充所需的涼水。所述生活用水循環(huán)包括抽水馬桶12、用水儲水箱16、沐浴缸17、洗臉盆18、洗菜池19，熱水箱6的熱水出口四分別經(jīng)過截止閥9、 截止閥10、截止閥11與洗臉盆、沐浴缸、洗菜池的入口并聯(lián)連接，洗臉盆、沐浴缸、洗菜池的 出口并聯(lián)連接到用水儲水箱的進(jìn)水口 22，用水儲水箱的出水口 23與抽水馬桶的注水閥13 連接，用水儲水箱上設(shè)置有排水口對。 所述用水儲水箱內(nèi)安裝有浮球閥。 所述熱水箱內(nèi)設(shè)置有輔助電加熱器7。所述熱水箱6外包有保溫隔熱層，防止熱水的熱量散發(fā)引起熱損失，造成能源的 浪費(fèi)。熱水箱6內(nèi)設(shè)置有水溫溫度傳感器感應(yīng)水箱內(nèi)的水溫，所述水溫溫度傳感器與熱水 箱6外表面的水溫溫度顯示盤和輔助電加熱器7的控制元件連接，并通過水溫溫度顯示盤 自動顯示溫度，當(dāng)水溫不能滿足要求時(shí)，自動接通輔助電加熱器7對水進(jìn)行加熱。所述用水 儲水箱16熱水進(jìn)口 22設(shè)有過濾網(wǎng)，過濾雜物并定期清洗。當(dāng)房間需要供暖時(shí)，啟動壓縮機(jī)同時(shí)自動打開第三控制閥8并啟動水泵5，壓縮機(jī) 1排出的高溫高壓的(X)2氣體在油分離器2中分離出夾帶的潤滑油后進(jìn)入殼管式熱交換器 3與管外殼管間流動的水進(jìn)行熱交換放出熱量后進(jìn)入翅片管式熱交換器4，與房間中的空 氣熱交換，為房間提供熱源，經(jīng)干燥過濾器20干燥過濾，經(jīng)膨脹閥15節(jié)流降壓成低溫低壓 的流體進(jìn)入蒸發(fā)盤管14，吸收用水儲水箱16的熱量蒸發(fā)成為低溫低壓的(X)2氣體回到壓縮 機(jī)。為保證壓縮機(jī)的潤滑油量，油分離器2中分離出的潤滑油及時(shí)地返回壓縮機(jī)。所述熱水箱6中的水由水泵5輸送到殼管式熱交換器3的殼側(cè)空間與管內(nèi)的高溫 高壓的CO2氣體熱交換，吸收熱量溫度升高后回到熱水箱6中，經(jīng)過截止閥9、截止閥10、截 止閥11分別進(jìn)入洗臉盆18、沐浴缸17、洗菜池19供不同的使用，洗臉盆18、沐浴缸17、洗 菜池19流出的溫水進(jìn)入用水儲水箱16中與蒸發(fā)盤管14管內(nèi)的低溫低壓的(X)2氣體熱交 換放出熱量后，經(jīng)抽水馬桶12的注水閥13進(jìn)入抽水馬桶12的水槽中。用水儲水箱16中 的水位由浮球閥控制，當(dāng)水位超過限制高度時(shí)，自動地經(jīng)排水口 M排出。熱水箱6設(shè)有溫度顯示和溫度傳感器，當(dāng)熱水用量較大，熱水箱6內(nèi)的水溫降低， 如果還不能滿足需要，則自動啟用輔助電加熱器7輔助加熱。當(dāng)熱水用量較小，水溫升高， 則自動關(guān)閉第一控制閥31，打開第二控制閥30，同時(shí)關(guān)閉第三控制閥8和水泵5。使壓縮機(jī) 排出的高溫高壓的(X)2氣體不進(jìn)入殼管式熱交換器3，而進(jìn)入翅片管式熱交換器4，為房間 提供熱源，當(dāng)房間的溫度達(dá)到設(shè)定的要求時(shí)，供熱循環(huán)自動停機(jī)，實(shí)現(xiàn)能量的自動調(diào)節(jié)。盡管參照實(shí)施例對所公開的涉及一種節(jié)水節(jié)能的供熱源與熱水裝置進(jìn)行了特別 描述，以上描述的實(shí)施例是說明性的而不是限制性的，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍 的情況下，所有的變化和修改都在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種節(jié)水節(jié)能的供熱源與熱水裝置，其特征在于，由供熱循環(huán)、熱水循環(huán)和生活用水 循環(huán)組成；所述供熱循環(huán)是利用(X)2為工質(zhì)的跨臨界循環(huán)，包括壓縮機(jī)、油分離器、殼管式 熱交換器、翅片管式熱交換器、干燥過濾器、膨脹閥、蒸發(fā)盤管，壓縮機(jī)的排氣口與油分離器 的入口連接，油分離器的氣體出口分為兩路，一路通過第一控制閥與殼管式熱交換器的管 側(cè)入口連接，另一路通過第二控制閥與翅片管式換熱器的入口連接，殼管式熱交換器的管 側(cè)出口與翅片管式熱交換器的入口連接，翅片管式熱交換器的出口依次與干燥過濾器、膨 脹閥與蒸發(fā)盤管的入口連接，蒸發(fā)盤管的出口與壓縮機(jī)的入口連接，油分離器的潤滑油出 口與壓縮機(jī)的回油入口連接；所述熱水循環(huán)包括熱水箱、水泵、第三控制閥、殼管式熱交換 器，所述水泵的入口與熱水箱的冷水出口連接，水泵的出口與殼管式熱交換器的殼側(cè)入口 連接，殼管式熱交換器的殼側(cè)出口通過第三控制閥與熱水箱的熱水進(jìn)口連接，熱水箱的加 水口與自來水管連接補(bǔ)充所需的涼水；所述生活用水循環(huán)包括抽水馬桶、用水儲水箱、沐浴 缸、洗臉盆、洗菜池，熱水箱的熱水出口分別經(jīng)過各自的截止閥與洗臉盆、沐浴缸、洗菜池的 入口并聯(lián)連接，洗臉盆、沐浴缸、洗菜池的出口并聯(lián)連接到用水儲水箱的進(jìn)水口，用水儲水 箱的出水口與抽水馬桶的注水閥連接，用水儲水箱上設(shè)置有排水口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)水節(jié)能的供熱源與熱水裝置，其特征在于，所述熱水箱外 包有保溫隔熱層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)水節(jié)能的供熱源與熱水裝置，其特征在于，熱水箱內(nèi)設(shè)置 有水溫溫度傳感器，水溫溫度傳感器與熱水箱外表面的水溫溫度顯示盤連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)水節(jié)能的供熱源與熱水裝置，其特征在于，所述用水儲水 箱熱水進(jìn)口設(shè)有過濾網(wǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)水節(jié)能的供熱源與熱水裝置，其特征在于，所述熱水箱內(nèi) 設(shè)置有輔助電加熱器，輔助電加熱器的控制元件與水溫溫度傳感器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)水節(jié)能的供熱源與熱水裝置，其特征在于，所述用水儲水 箱內(nèi)安裝有浮球閥。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種節(jié)水節(jié)能的供熱源與熱水裝置，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約能源的集供熱和供應(yīng)熱水為一體的家庭供熱系統(tǒng)。由供熱循環(huán)、熱水循環(huán)和生活用水循環(huán)組成。所述供熱循環(huán)是利用CO2為工質(zhì)的跨臨界循環(huán)，包括壓縮機(jī)、油分離器、殼管式熱交換器、翅片管式熱交換器、干燥過濾器、膨脹閥、蒸發(fā)盤管，熱水循環(huán)包括熱水箱、水泵、第三控制閥、殼管式熱交換器。所述生活用水循環(huán)包括抽水馬桶、用水儲水箱、沐浴缸、洗臉盆、洗菜池。本實(shí)用新型充分利用生活中消耗的大量的仍具有較高溫度的溫水作為循環(huán)系統(tǒng)的低溫?zé)嵩矗龃蟮蜏責(zé)嵩磁c蒸發(fā)溫度間的溫差，提高蒸發(fā)溫度，降低了電能的消耗，節(jié)約了能源，降低了成本。
文檔編號F24D15/00GK201909383SQ20102064114
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者嚴(yán)雷, 劉圣春, 寧靜紅, 苗惠 申請人:天津商業(yè)大學(xué)