專利名稱：一種空調熱水系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種空調熱水系統，具體是一種充分利用淋浴后廢水的廢熱、既能將吸收的能量儲存起來為熱泵熱水器下次開機提供熱量，又能提供冷氣功能的空調熱水系統。
背景技術：
熱泵熱水器是從水或空氣里面吸取熱量來加熱熱水的裝置，其優點是系統簡單、 運行穩定、熱效率高。目前常用的采用熱泵熱水器的空調熱水系統完全依靠消耗電能產生的熱能來提供生活用熱水或著連帶提供冷氣功能，能源消耗較大、使用成本較高；而絕大部分淋浴室，淋浴后的廢水都是直接排放掉，而這些廢水中所含的熱量也一同浪費掉，沒有得到充分利用，造成能源的浪費。
發明內容
本發明要解決的技術問題，是提供一種充分利用淋浴后廢水的廢熱、既能將吸收的能量儲存起來為熱泵熱水器下次開機提供熱量，又能提供冷氣功能的空調熱水系統。本發明要解決的技術問題，可以通過以下的技術方案實現一種空調熱水系統，其特征在于包括壓縮機1、儲水式冷凝器2、儲能式廢熱回收交換器5、蒸發器7、風冷式冷凝器8、水熱交換器6和淋浴裝置；其中所述壓縮機1的出口連通儲水式冷凝器2的進氣口 ；所述儲水式冷凝器2的出氣口連通第一轉換閥3的入口，該第一轉換閥3的其中一個出口連通儲能式廢熱回收交換器5的入口，該第一轉換閥3的另一出口連通第一節流閥4的入口， 所述第一節流閥4的出口連通儲能式廢熱回收交換器5的入口 ；所述儲能式廢熱回收交換器5的出口連通第二轉換閥10的入口，該第二轉換閥10的其中一個出口連通壓縮機1的入口，該第二轉換閥10的另一個出口連通風冷式冷凝器8的入口，所述風冷式冷凝器8的出口連通第二節流閥9的入口，所述第二節流閥9的出口連通蒸發器7的入口，所述蒸發器 7的出口連通壓縮機1的入口 ；所述淋浴裝置的入口連通所述儲水式冷凝器2的出水口，所述水熱交換器6設置在所述儲能式廢熱回收交換器5的上方，所述水熱交換器6的出口連通儲水式冷凝器2的進水口或者所述水熱交換器6的出口同時連通儲水式冷凝器2的進水口和淋浴裝置的入口。本發明中的壓縮機1、儲水式冷凝器2、節流閥4和儲能式廢熱回收交換器5連通構成第一套制冷系統；同時壓縮機1、儲水式冷凝器2、儲能式廢熱回收交換器5、風冷式冷凝器8、膨脹閥9、蒸發器7連通構成第二套制冷系統。使用本發明提供的空調熱水系統時， 首先將自來水管13連通水熱交換器6的進口。本空調熱水系統的淋浴熱回收功能首先自來水管經過水熱交換器6后分別連通本熱水器的儲水式冷凝器2的進水口或者同時連通儲水式冷凝器2的進水口和淋浴裝置的入口。可選擇內有集水擋板的水熱交換器6，以便將淋浴后的廢水集中在一處后排放。選擇本空調熱水系統在淋浴的同時帶冷氣的功能時，首先調整第一轉換閥3、第二
4轉換閥10，使儲水式冷凝器2的出氣口直接連通儲能式廢熱回收交換器5的入口，儲能式廢熱回收交換器的出口連通風冷式冷凝器8，此時本空調熱水系統的第二制冷系統連通。該第二制冷系統運行時，首先壓縮機工作，通過儲水式冷凝器2實行第一級冷凝，在冷凝的同時將儲水式冷凝器2的儲水箱內的水被加熱至合適的溫度提供淋浴用熱水，一般為55°C ；當熱水溫度較高時第一級冷凝無法滿足冷凝效果時，通過儲能式廢熱回收交換器5實行第二級冷凝，此時的儲能式廢熱回收交換器5是冷凝器功能，當儲能式廢熱回收交換器內部的水也被加熱無法滿足冷凝要求時，再通過風冷式冷凝器8實行第三級冷凝，通過分三級的冷凝確保整個制冷過程的冷凝效果。冷凝后工質通過第二節流閥10節流在蒸發器內蒸發， 在蒸發過程中提供冷氣。選擇本空調熱水系統的純淋浴功能時，首先調整第一轉換閥3、第二轉換閥10，使儲水式冷凝器2的出氣口經節流閥4連通儲能式廢熱回收交換器5的入口，儲能式廢熱回收交換器5的出口直接連通壓縮機1的入口，此時本空調熱水系統的第一制冷系統連通。該第一制冷系統運行時，首先壓縮機工作，通過儲水式冷凝器冷凝，在冷凝的同時將儲水箱內的水被加熱至合適的溫度，一般為55°C提供淋浴用熱水；冷凝后工質通過膨脹閥節流在儲能式廢熱回收交換器內部蒸發，此時的儲能式廢熱回收交換是蒸發器功能。在上述兩種使用情況中，本空調熱水系統的儲能式廢熱回收交換器5和水熱交換器6均進行淋浴熱回收功能。打開淋浴裝置后，壓縮機工作，原來55°C的熱水經淋浴后，變為約為40°C的廢水，這些廢水經淋浴裝置首先噴到水熱交換器上6與水熱交換器內 10-15°C自來水進行換熱，這時實現第一重熱量回收。自來水經水熱交換器回收熱量后由 10-15°C提升至20-25°C或更高溫度，廢水由40°C下降至25-30°C或更低。當水熱交換器6 的出口僅連通儲水式冷凝器2的進水口時，第一重熱量回收后的自來水全部進入儲水式冷凝器2中進行進一步的熱交換；當水熱交換器6的出口同時連通儲水式冷凝器2的進水口和淋浴裝置的入口時，第一重熱量回收后的自來水中，一部分進入冷凝器進行進一步的熱交換，另一部分則直接進入淋浴裝置，兩部分自來水在淋浴裝置中混合達到合適的溫度。第二重的廢熱回收由蒸發器完成，蒸發器與廢水進行熱交換，使廢水由25-30°C制冷至5-10°C左右的冷水，此過程中，蒸發器內的制冷劑吸收了 20多度的熱量，被吸收的熱量通過壓縮機提升至冷凝器，其中提升溫度后的自來水與冷凝器進行熱交換，達到把自來水加熱成熱水的目的，然后再從淋浴裝置噴出來。加熱自來水的整個過程中第一重的熱量回收是由自然傳熱完成不需要消耗任何能量，第二重熱量回收通過壓縮機將吸收的熱量提升來對自來水加熱，壓縮機提升時消耗的電能是第二重回收能量的1/3左右。而且淋浴結束后，蒸發器內的5-10°C左右的冷水會通過交換器的四周吸收周圍環境空氣的熱量，并將熱量存儲下來為下次工作提供熱量。在上述基礎上，本發明所述風冷式冷凝器8和/或蒸發器7分別設有連通外界的風機；當使用本發明帶冷氣功能時，風冷式冷凝器8和/或蒸發器7上的風機連接至室內的排氣系統完成室內排氣功能，以加快室內空氣的流通。在上述基礎上，本發明所述淋浴裝置包括開關12和淋浴花灑頭11，所述開關12的入口與水熱交換器6的出口連接和儲水式冷凝器2的出水口 ；開關12的出口與淋浴花灑頭 11連接；所述淋浴花灑頭11位于水熱交換器6和儲能式廢熱回收交換器5的上方。所述淋浴裝置的開關12為冷、熱混合水龍頭或熱水龍頭；所述冷、熱混合水龍頭的熱水進水口、冷水進水口分別連通儲水式冷凝器2的出水口和水交換器6的出口，所述冷、熱混合水龍頭的出水口連通淋浴花灑頭11 ；所述熱水龍頭的進水口分別連通儲水式冷凝器2的出水口和水交換器6的出口，所述熱水龍頭的出水口連通淋浴花灑頭11。所述壓縮機1為渦旋式壓縮機、轉子式壓縮機或者往復式壓縮機。所述儲水式冷凝器2為板式熱交換器、套管式熱交換器或者盤管式熱交換器；所述儲水式冷凝器2由不銹鋼、紫銅、鎳白銅、鋁或者鈦制成，其還可以采用其它傳熱材料制作。所述儲能式廢熱回收交換器5為盤管式熱交換器、列管式熱交換器、蜂窩式熱交換器或者套管式熱交換器；所述儲能式廢熱回收交換器由不銹鋼、紫銅、鎳白銅、鋁或者鈦制成，其還可以采用其它傳熱材料制作。所述水熱交換器6為管式熱交換器或板式熱交換器；所述水熱換熱器6由不銹鋼、 紫銅、鎳白銅、鋁或者鈦制成，其還可以采用其它傳熱材料制作。所述第一轉換閥3和/或第二轉換閥10是三通閥、電磁閥或有換向功能閥門。所述第一節流閥4和/或第二節流閥9為膨脹閥或毛細管；所述膨脹閥3為熱力膨脹閥或電子膨脹閥；由于膨脹閥可調節范圍較大，而毛細管由于其內徑不變而不能進行調節，因此本發明的節流閥優選膨脹閥，以靈活地根據實際情況進行調節。所述風冷式冷凝器8是翅片式熱交換器、板式熱交換器、管殼式熱交換器、蜂窩式熱交換器、套管式熱交換器或者盤管式熱交換器。所述蒸發器7是翅片式熱交換器、板式熱交換器、管殼式熱交換器、套管式熱交換器或者盤管式熱交換器。與現有技術相比，本發明首先是多功能設計，其產熱水的同時，可提供冷氣和排氣功能；而且利用廢水與自來水的溫差進行第一重熱量回收，再利用廢水作為熱源來加熱熱水的熱泵熱水器，既能發揮熱泵熱水器的高效、穩定的優點，而且還可以盡可能利用廢水與自來水間的溫差減少加熱熱水的能源消耗。
圖1是本發明的結構示意圖。
具體實施例方式如圖1所示的空調熱水系統是本發明的實施例，它包括了壓縮機1、儲水式冷凝器 2、儲能式廢熱回收交換器5、蒸發器7、風冷式冷凝器8、水熱交換器6和淋浴裝置。其中，風冷式冷凝器8和蒸發器7分別設有連通外界的風機。壓縮機1的出口連通儲水式冷凝器2的進氣口 ；儲水式冷凝器2的出氣口連通第一轉換閥3的入口，該第一轉換閥3的其中一個出口連通儲能式廢熱回收交換器5的入口， 該第一轉換閥3的另一出口連通第一節流閥4的入口，第一節流閥4的出口連通儲能式廢熱回收交換器5的入口 ；儲能式廢熱回收交換器5的出口出口連通第二轉換閥10的入口， 該第二轉換閥10的其中一個出口連通壓縮機1的入口，該第二轉換閥10的另一個出口連通風冷式冷凝器8的入口，風冷式冷凝器8的出口連通第二節流閥9的入口，第二節流閥9 的出口連通蒸發器7的入口，蒸發器7的出口連通壓縮機1的入口。其中壓縮機1、儲水式冷凝器2、節流閥4和儲能式廢熱回收交換器5連通構成第一套制冷系統；同時壓縮機1、儲水式冷凝器2、儲能式廢熱回收交換器5、風冷式冷凝器8、膨脹閥9、蒸發器7連通構成第二套制冷系統。淋浴裝置包括用作開關的冷、熱混合水龍頭12和淋浴花灑頭11，冷、熱混合水龍頭12的熱水進水口、冷水進水口分別連通儲水式冷凝器2的出水口和水交換器6的出口， 水熱交換器6的出口還連通儲水式冷凝器2的進水口，冷、熱混合水龍頭的出水口連通淋浴花灑頭11 ；水熱交換器6設置在儲能式廢熱回收交換器5的正上方，而淋浴花灑頭11位于水熱交換器6的正上方。其中的壓縮機1為渦旋式壓縮機、轉子式壓縮機或者往復式壓縮機；儲水式冷凝器2為板式熱交換器、套管式熱交換器或者盤管式熱交換器；儲水式冷凝器2由不銹鋼、紫銅、鎳白銅、鋁或者鈦制成；儲能式廢熱回收交換器5為盤管式熱交換器、列管式熱交換器、 蜂窩式熱交換器或者套管式熱交換器；儲能式廢熱回收交換器由不銹鋼、紫銅、鎳白銅、鋁或者鈦制成，其還可以采用其它傳熱材料制作水熱交換器6為管式熱交換器或板式熱交換器；水熱換熱器6由不銹鋼、紫銅、鎳白銅、鋁或者鈦制成第一轉換閥3和第二轉換閥10是三通閥、電磁閥或有換向功能閥門第一節流閥4和第二節流閥9為膨脹閥或毛細管風冷式冷凝器8是翅片式熱交換器、板式熱交換器、管殼式熱交換器、蜂窩式熱交換器、套管式熱交換器或者盤管式熱交換器蒸發器7是翅片式熱交換器、板式熱交換器、管殼式熱交換器、 套管式熱交換器或者盤管式熱交換器。使用本發明提供的空調熱水系統時，首先將自來水管13連通水熱交換器6的進口。本空調熱水系統的淋浴熱回收功能首先自來水管經過水熱交換器6后分別連通本熱水器的儲水式冷凝器2的進水口或者同時連通儲水式冷凝器2的進水口和淋浴裝置的入口。 可選擇內有集水擋板的水熱交換器6，以便將淋浴后的廢水集中在一處后排放。選擇本空調熱水系統在淋浴的同時帶冷氣的功能時，首先調整第一轉換閥3、第二轉換閥10，使儲水式冷凝器2的出氣口直接連通儲能式廢熱回收交換器5的入口，儲能式廢熱回收交換器的出口連通風冷式冷凝器8，此時本空調熱水系統的第二制冷系統連通。該第二制冷系統運行時，首先壓縮機工作，通過儲水式冷凝器2實行第一級冷凝，在冷凝的同時將儲水式冷凝器2的儲水箱內的水被加熱至合適的溫度提供淋浴用熱水，一般為55°C ；當熱水溫度較高時第一級冷凝無法滿足冷凝效果時，通過儲能式廢熱回收交換器5實行第二級冷凝，此時的儲能式廢熱回收交換器5是冷凝器功能，當儲能式廢熱回收交換器內部的水也被加熱無法滿足冷凝要求時，再通過風冷式冷凝器8實行第三級冷凝，通過分三級的冷凝確保整個制冷過程的冷凝效果。冷凝后工質通過第二節流閥10節流在蒸發器內蒸發， 在蒸發過程中提供冷氣；而風冷式冷凝器8和蒸發器7上的風機連接至室內的排氣系統完成室內排氣功能。選擇本空調熱水系統的純淋浴功能時，首先調整第一轉換閥3、第二轉換閥10，使儲水式冷凝器2的出氣口經節流閥4連通儲能式廢熱回收交換器5的入口，儲能式廢熱回收交換器5的出口直接連通壓縮機1的入口，此時本空調熱水系統的第一制冷系統連通。該第一制冷系統運行時，首先壓縮機工作，通過儲水式冷凝器冷凝，在冷凝的同時將儲水箱內的水被加熱至合適的溫度，一般為55°C提供淋浴用熱水；冷凝后工質通過膨脹閥節流在儲能式廢熱回收交換器內部蒸發，此時的儲能式廢熱回收交換是蒸發器功能。
在上述兩種使用情況中，本空調熱水系統的儲能式廢熱回收交換器5和水熱交換器6均進行淋浴熱回收功能。打開淋浴裝置后，壓縮機工作，原來55°C的熱水經淋浴后，變為約為40°C的廢水，這些廢水經淋浴裝置首先噴到水熱交換器上6與水熱交換器內 10-15°C自來水進行換熱，這時實現第一重熱量回收。自來水經水熱交換器回收熱量后由 10-15°C提升至20-25°C或更高溫度，廢水由40°C下降至25_30°C或更低。第二重的廢熱回收由蒸發器完成，蒸發器與廢水進行熱交換，使廢水由25-30°C制冷至5-10°C左右的冷水， 此過程中，蒸發器內的制冷劑吸收了 20多度的熱量，被吸收的熱量通過壓縮機提升至冷凝器，其中提升溫度后的自來水與冷凝器進行熱交換，達到把自來水加熱成熱水的目的，然后再從淋浴裝置噴出來。加熱自來水的整個過程中第一重的熱量回收是由自然傳熱完成不需要消耗任何能量，第二重熱量回收通過壓縮機將吸收的熱量提升來對自來水加熱，壓縮機提升時消耗的電能是第二重回收能量的1/3左右。而且淋浴結束后，蒸發器內的5-10°C左右的冷水會通過交換器的四周吸收周圍環境空氣的熱量，并將熱量存儲下來為下次工作提供熱量。
權利要求
1.一種空調熱水系統，其特征在于包括壓縮機(1)、儲水式冷凝器(2)、儲能式廢熱回收交換器(5)、蒸發器(7)、風冷式冷凝器(8)、水熱交換器(6)和淋浴裝置；其中所述壓縮機(1)的出口連通儲水式冷凝器(2)的進氣口 ；所述儲水式冷凝器(2)的出氣口連通第一轉換閥(3)的入口，該第一轉換閥(3)的其中一個出口連通儲能式廢熱回收交換器(5)的入口，該第一轉換閥(3)的另一出口連通第一節流閥(4)的入口，所述第一節流閥(4)的出口連通儲能式廢熱回收交換器(5)的入口 ；所述儲能式廢熱回收交換器(5)的出口連通第二轉換閥(10)的入口，該第二轉換閥(10)的其中一個出口連通壓縮機(1)的入口，該第二轉換閥(10)的另一個出口連通風冷式冷凝器(8)的入口，所述風冷式冷凝器(8)的出口連通第二節流閥(9)的入口，所述第二節流閥(9)的出口連通蒸發器(7)的入口，所述蒸發器 (7)的出口連通壓縮機(1)的入口 ；所述淋浴裝置的入口連通所述儲水式冷凝器(2)的出水口，所述水熱交換器(6)設置在所述儲能式廢熱回收交換器(5)的上方，所述水熱交換器 (6)的出口連通儲水式冷凝器(2)的進水口或者所述水熱交換器6的出口同時連通儲水式冷凝器(2)的進水口和淋浴裝置的入口。
2.根據權利要求1所述的空調熱水系統，其特征在于所述的風冷式冷凝器(8)和/或蒸發器(7)分別設有連通外界的風機。
3.根據權利要求2所述的空調熱水系統，其特征在于所述淋浴裝置包括開關(12)和淋浴花灑頭(11)，所述開關(12)的入口與水熱交換器(6)的出口連接和儲水式冷凝器(2) 的出水口 ；開關(12)的出口與淋浴花灑頭(11)連接；所述淋浴花灑頭(11)位于水熱交換器(6)和儲能式廢熱回收交換器(5)的上方。
4.根據權利要求3所述的空調熱水系統，其特征在于所述淋浴裝置的開關(12)為冷、熱混合水龍頭或熱水龍頭；所述冷、熱混合水龍頭的熱水進水口、冷水進水口分別連通儲水式冷凝器(2)的出水口和水交換器(6)的出口，所述冷、熱混合水龍頭的出水口連通淋浴花灑頭(11)；所述熱水龍頭的進水口分別連通儲水式冷凝器(2)的出水口和水交換器 (6)的出口，所述熱水龍頭的出水口連通淋浴花灑頭(11)。
5.根據權利要求4所述的空調熱水系統，其特征在于所述壓縮機(1)為渦旋式壓縮機、轉子式壓縮機或者往復式壓縮機；所述儲水式冷凝器(2)為板式熱交換器、套管式熱交換器或者盤管式熱交換器；所述儲水式冷凝器(2)由不銹鋼、紫銅、鎳白銅、鋁或者鈦制成。
6.根據權利要求5所述的空調熱水系統，其特征在于所述儲能式廢熱回收交換器(5) 為盤管式熱交換器、列管式熱交換器、蜂窩式熱交換器或者套管式熱交換器；所述儲能式廢熱回收交換器由不銹鋼、紫銅、鎳白銅、鋁或者鈦制成。
7.根據權利要求6所述的空調熱水系統，其特征在于所述水熱交換器(6)為管式熱交換器或板式熱交換器；所述水熱換熱器(6)由不銹鋼、紫銅、鎳白銅、鋁或者鈦制成。
8.根據權利要求7所述的空調熱水系統，其特征在于所述第一轉換閥(3)和/或第二轉換閥(10)是三通閥、電磁閥或有換向功能閥門。
9.根據權利要求8所述的空調熱水系統，其特征在于所述第一節流閥(4)和/或第二節流閥(9)為膨脹閥或毛細管；所述膨脹閥3為熱力膨脹閥或電子膨脹閥。
10.根據權利要求9所述的空調熱水系統，其特征在于所述風冷式冷凝器(8)是翅片式熱交換器、板式熱交換器、管殼式熱交換器、蜂窩式熱交換器、套管式熱交換器或者盤管式熱交換器；所述蒸發器(7)是翅片式熱交換器、板式熱交換器、管殼式熱交換器、套管式熱交換器或者盤管式熱交換器。
全文摘要
本發明涉及一種空調熱水系統，其特征在于包括壓縮機(1)、儲水式冷凝器(2)、第一轉換閥(3)、第一節流閥(4)、儲能式廢熱回收交換器(5)、蒸發器(7)、風冷式冷凝器(8)、第二節流閥(9)、第二轉換閥(10)、水熱交換器(6)和淋浴裝置；本發明提供的空調熱水系統為多功能設計，其產熱水的同時，可提供冷氣和排氣功能；而且利用廢水與自來水的溫差進行第一重熱量回收，再利用廢水作為熱源來加熱熱水的熱泵熱水器，既能發揮熱泵熱水器的高效、穩定的優點，而且還可以盡可能利用廢水與自來水間的溫差減少加熱熱水的能源消耗。
文檔編號F25B41/04GK102393054SQ201110382258
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月25日 優先權日2011年11月25日
發明者彭越誠, 曾森權, 蔡林潤 申請人:佛山市確正冷熱設備有限公司