一种废水余热利用系统的制作方法

本发明涉及水加热设备技术领域，具体地，涉及一种废水余热利用系统。

背景技术：

随着经济的快速发展与人们生活品位的提高，生活用热水已成为人们的生活必需品，然而传统的热水器(电热水器，燃油、气热水器)具有能耗大、费用高、污染严重等缺点；而节能环保型太阳能热水器的运行又受到气象条件的制约。因此，给一些例如学校宿舍、酒店、洗浴中心等场所的带来了一定的限制，不得不花费高额的电费、或者燃料费或者设备成本以满足其耗水需求。

另外，在例如理发店、美容院等场所，使用后的热水几乎都是用后即弃。因此，该类场所虽保持着对于热水的大量需求和消耗，但却未能实现对于废水热量的有效利用，致使其不得不支付高昂的电费，增加了其运营成本。

因此，针对当前不能有效利用废水余热的技术问题，需提出一种更为合理的技术方案，以解决现有技术中存在的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种废水余热利用系统，以实现对废水余热的利用效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种废水余热利用系统，包括：

至少一张洗头床；

废水箱，与所述洗头床连通，用于收集洗头床的废水；

蓄水箱，用于存储净水；以及

热交换装置，用于将吸收废水的热量，并将吸收到的所述热量传递至蓄水箱中，以加热蓄水箱中的净水。

在一种可能的设计中，所述热交换装置包括：

第一换热器，设置于所述废水箱中，用于吸收废水的热量；

第二换热器，设置于所述蓄水箱中，用于将热量传递给所述蓄水箱中的净水；

毛细管，分别连接于所述第一换热器的入口和所述第二换热器的出口；

高效罐，设置于所述废水箱与所述蓄水箱之间，包括具有密封结构的罐体，所述罐体中设有内管，所述内管的两端均与所述蓄水箱连通，且所述内管的进水端或出水端设置有循环泵，以形成循环水路，其中，所述内管外周与所述罐体之间形成有供冷媒流通的导流腔；以及

压缩机，设置于所述废水箱和所述高效罐之间；

所述第一换热器、所述压缩机、所述导流腔、所述第二换热器和所述毛细管依次连通，以形成供冷媒流通的循环通道。

在一种可能的设计中，所述第一换热器包括螺旋盘绕成多层的制冷管以及用于保持所述制冷管位置的第一限位件，每层制冷管通过第一限位件间隔设置；

所述第二换热器包括螺旋盘绕成多层的制热管以及用于保持所述制热管位置的第二限位件，每层制热管通过第二限位件间隔设置。

在一种可能的设计中，所述限位件包括可弯折的支撑架，所述支撑架上设有多个间隔设置的定位孔，使得所述支撑架在弯折后所述定位孔能够骑在所述制冷管上，所述支撑架的弯折处设有可抽离的压位件。

在一种可能的设计中，所述内管沿所述罐体的轴线方向螺旋设置。

在一种可能的设计中，所述第一换热器与所述压缩机之间设有过滤器。

在一种可能的设计中，所述废水箱底部设有排水口，所述排水口设有通过液位自动排放废水的自排水装置。

在一种可能的设计中，该自排水装置包括：

套管，螺纹连接于所述排水口；以及

引流管，套设于所述套管的外周，并与所述废水箱可拆卸相连，且所述引流管的底部设有多个供水流通的开口；

其中，所述引流管与所述套管之间设有间隙，且所述引流管的顶端高度高于所述套管的顶端高度，以形成自排水通道。

在一种可能的设计中，所述引流管的底部设有滤网。

在一种可能的设计中，所述废水箱包括箱本体和用于覆盖所述箱本体的箱盖，所述箱盖上设有用于清除杂质的清洗装置。

在一种可能的设计中，所述清洗装置包括：

三叉喷水头，可转动地设置于所述箱盖上，且三叉喷水头的每个分叉管上倾斜地设有多个喷嘴；

水泵，分别连通于水源和所述三叉喷水头；以及

电磁阀，用于控制所述水泵的启停。

在一种可能的设计中，所述清洗装置还包括计时器和控制器，所述控制器分别与所述电磁阀和所述计时器通信连接，以根据所述计时器的检测时间控制所述电磁阀的开闭。

在一种可能的设计中，所述蓄水箱中还设有温度检测器。

在一种可能的设计中，所述废水余热利用系统还包括水垢处理装置，所述水垢处理装置与所述蓄水箱可拆卸地相连，并伸入至所述蓄水箱内，以用于处理净水中的杂质。

在一种可能的设计中，所述水垢处理装置为镁棒。

在一种可能的设计中，所述蓄水箱上设有与水源连通的冷水进口、与所述热交换装置的进水口连通的冷水出口、与所述热交换装置的吹水口连通的热水进口以及用于向所述洗头床供给热水的热水出口，所述冷水进口、所述冷水出口、所述热水进口以及所述热水出口均设置于所述蓄水箱的顶部。

在一种可能的设计中，所述废水箱、所述蓄水箱和所述热交换装置均设置于置物件上。

通过上述技术方案，由于热交换装置能够将废水中的热量传递给净水，可以实现对废水余热的利用，以此来对蓄水箱中的净水进行加热，从而提高净水的温度，以满足用户的使用。同时，由于蓄水箱能够保持对于水的加热状态，即使得蓄水箱中的水保持恒温，可以有效减少客户在洗头过程中的等待时间，提高顾客满意度。同时，可以有效降低对电量的消耗，减少门店的电费，降低企业的运营成本，具有较好的经济性。此外，还可以实现资源的回收利用，起到节能减排的有益效果。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本示例性实施方式中废水余热利用系统在一种实施例中的立体结构示意图；

图2是本示例性实施方式中废水余热利用系统在一种实施例中的立体结构示意图，其中，为了清楚的展示内部结构，去除了部分箱体；

图3是本示例性实施方式中废水余热利用系统在另一种实施例中的立体结构示意图；

图4是本示例性实施方式中废水余热利用系统在另一种实施例中的立体结构示意图，其中，为了清楚的展示内部结构，去除了部分箱体；

图5是本示例性实施方式中限位件与第一换热器(或第二换热器)的安装结构示意图；

图6是本示例性实施方式中清洗装置的结构示意图，其中，未示出水泵；

图7是本示例性实施方式中所述的热交换装置中限位件的结构示意图；

图8是本示例性实施方式中所述的热交换装置中引流管的结构示意图。

附图标记说明

1-水垢处理装置，2-废水箱，3-蓄水箱，31-冷水进口，32-冷水出口，33-热水进口，34-热水出口，4-热交换装置，41-第一换热器，42-第二换热器，43-毛细管，44-高效罐，45-压缩机，46-循环泵，5-第一限位件，51-支撑架，52-定位孔，53-压位件，6-自排水装置，61-引流管，62-开口，7-清洗装置，71-三叉喷水头，72-喷嘴，73-水泵，8-置物件。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。

在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。

本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并且不意在限制本发明的示例实施例。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解术语“包括”、“包括了”、“包含”、和/或“包含了”当在本文中使用时,指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性,并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。

还应当注意到在一些备选实施例中，所出现的功能/动作可能与附图出现的顺序不同。例如,取决于所涉及的功能/动作,实际上可以实质上并发地执行,或者有时可以以相反的顺序来执行连续示出的两个图。

在下面的描述中提供了特定的细节,以便于对示例实施例的完全理解。然而,本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实施例中，可以不以非必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。

根据本发明的第一方面，提供了一种废水余热利用系统，可用于理发店、美容院等热水需求量和消耗量大的场合，下文将以热交换装置4在理发店的洗头床上的应用为例详述本发明。其中，图1至图8示出了其中一种具体实施方式。

参阅图1至图8示，该废水余热利用系统包括至少一张洗头床、废水箱2、蓄水箱3和热交换装置4。

其中，废水箱2与所述洗头床连通，用于收集洗头床的废水。蓄水箱3用于存储净水。热交换装置4用于将吸收废水的热量，并将吸收到的所述热量传递至蓄水箱3中，以加热蓄水箱3中的净水。

其中，将多张洗头床中的废水聚集到废水箱2中，可以提高废水箱2中废水的流动速率，即，使废水箱2中的温度能够保持动态平衡的状态，由此保证热交换装置4的热循环效率，使蓄水箱3的水能够被快速加热。

通过上述技术方案，由于热交换装置4能够将废水中的热量传递给净水，可以实现对废水余热的利用，以此来对蓄水箱3中的净水进行加热，从而提高净水的温度，以满足用户的使用。由于蓄水箱3能够保持对于水的加热状态，即使得蓄水箱3中的水保持恒温，可以有效减少客户在洗头过程中的等待时间，提高顾客满意度。同时，可以有效降低对电量的消耗，减少门店的电费，降低企业的运营成本，具有较好的经济性。此外，还可以实现资源的回收利用，起到节能减排的有益效果。

在一种具体实施方式中，如图1至图5所示，所述热交换装置4包括第一换热器41、第二换热器42、毛细管43、高效罐44和压缩机45。

第一换热器41设置于所述废水箱2中，用于吸收废水的热量。第二换热器42设置于所述蓄水箱3中，用于将热量传递给所述蓄水箱3中的净水。毛细管43分别连接于所述第一换热器41的入口和所述第二换热器42的出口。高效罐44设置于所述废水箱2与所述蓄水箱3之间，包括具有密封结构的罐体，所述罐体中设有内管，所述内管的两端均与所述蓄水箱3连通，且所述内管的进水端或出水端设置有循环泵46，以形成循环水路，其中，所述内管外周与所述罐体之间形成有供冷媒流通的导流腔。压缩机45设置于所述废水箱2和所述高效罐44之间。所述第一换热器41、所述压缩机45、所述导流腔、所述第二换热器42和所述毛细管43依次连通，以形成供冷媒流通的循环通道。

由于第一换热器41、压缩机45、高效罐44和第二换热器42能够组成一个可供冷媒循环流通的热交换系统，由此能够通过冷媒将废水箱2中热水的热量传递给蓄水箱3的冷水，从而使冷水升温，这样，产生的热水既可以直接供用户使用，也可以根据用户的需求将蓄水箱3输出的热水再次加热后使用，继而缩短中间热水的时间，减少了热能耗。由此，通过对废水余热的有效利用，节约了资源，减少了能耗，尤其是对于一些例如美容院、理发店等热水消耗量大的场合，能够极大的减少耗电量，具有较好的经济价值。

其中，循环泵46用于给水的循环提供动力，从而提高导热效率。例如，可以直接配置为水泵73。对于其工作原理和结构为本领域公知常识，故在此不做限制。

需要说明的是，压缩机45的工作原理以及结构为本领域技术人员的公知常识，故在此不做过多赘述。

在一种可能的设计中，参阅图2和图4所示，所述第一换热器41包括螺旋盘绕成多层的制冷管以及用于保持所述制冷管位置的第一限位件5，每层制冷管通过第一限位件5间隔设置，这样，能够增大制冷管与废水的接触面积，从而使制冷管能够充分均匀地吸收废水的热量，提高制冷管的吸热效率。

参阅图2和图4所示，所述第二换热器42包括螺旋盘绕成多层的制热管以及用于保持所述制热管位置的第二限位件，每层制热管通过第二限位件间隔设置。这样，能够增大制热管与水的接触面积，从而使水能够充分均匀地吸收制热管的热量，提高对水的加热效率。其中，制冷管和制热管的层数和圈数可以根据其自身的管径而定，也可以根据废水箱2和蓄水箱3的规格而定，本发明对此不做限制。

在本申请中，第二限位件采用了与第一限位件相同的结构。

应当说明的是，如图5所示，第一换热器41和第二换热器42的每层可以为多匝管道，在此并不限定为一匝。也即是说，第一换热器41和第二换热器42可以配置为单匝多层管道，也可以配置为多匝多层管道。

在本发明中，制冷管和制热管中所装的冷媒为氟利昂。其工作原理可以概括为：氟利昂从毛细管43进入到制冷管后，由于空间突然增大，压力减小，液态的氟利昂就会气华，变成气态低温的氟利昂，从而吸收废水的热量。之后，压缩机45将气态的氟利昂压缩为高温高压的液态氟利昂，该氟利昂进入高效罐44中后，能够对内管中的水进行加热，其后氟利昂能够继续流入制热管中，从而进一步对蓄水箱3中的水进行加热，氟利昂变冷后能够经由毛细管43再次进入制冷管，由此实现氟利昂的循环流通，并在此过程中实现对余热的高效利用。

在实际应用中，将热交换装置4应用到洗头床上时，从洗头床排出的废水温度大约为30℃～40℃，制冷管的吸热效率大约为60％～80％，即氟利昂的温度可以升至15℃～30℃，经压缩机45压缩后的氟利昂温度可以升至73℃～82℃，从而使得蓄水箱3中的水能够被加热至36℃以上，该温度恰好是热用户所需值，这样，实现了废水热量再利用，具有良好的经济性。

作为一种选择，在第一换热器41和第二换热器42为多匝多层管道时，所述第一限位件5大体上沿第一换热器41或第二换热器42的径向布置，且第一换热器41或第二换热器42的每一层管道均安装有多个第一限位件5。

在本发明提供的具体实施方式中，第一限位件5可以构造为任意合适的结构。

参阅图7所示，在一种可能的设计中，所述第一限位件5可以包括可弯折的支撑架51，所述支撑架51上设有多个间隔设置的定位孔52，使得所述支撑架51在弯折后所述定位孔52能够骑在所述制冷管每一匝管道上，所述支撑架51的弯折处设有可抽离的压位件53。所述支撑架51的弯折处的底端抵在下一层管道的顶端面上。由此，可以将制冷管和制热管快速盘绕成所需圈数和层数，由此完成第一换热器41和第二换热器42的快速安装。

需要说明的是，定位孔52的数量和孔径可以根据制热管和制冷管的管径而定，本领域技术人员可以根据实际需求灵活选择，本发明对此不做限制。

在另一种实施例中，当第一换热器41和第二换热器42配置为单匝多层管道时，第一限位件5大体上处于竖直状态。此时，所述定位孔52能够骑在所述制冷管每一层的单匝管道上。由此，可以将制冷管和制热管快速盘绕成所需层数，由此完成第一换热器41和第二换热器42的快速安装。

在使用过程中，冷媒的流通通道内可能会产生从管道本体内壁面掉落的屑状杂质，为了保证冷媒的纯度，所述第一换热器41与所述压缩机45之间设有过滤器(图中未示出)，由此虑除杂质以保证冷媒的纯度，从而使得冷媒能够在流通通道顺畅导通。

在一种具体实施例中，所述内管沿所述罐体的轴线方向螺旋设置，这样，可以增大内管与冷媒的接触面积，从而增大对余热的利用效率。其中，内管可以设置为两根、四根等任意合适的数量，本发明对此不做限制。

在本发明提供的一种具体实施方式中，所述废水箱2底部设有排水口，所述排水口设有通过液位自动排放废水的自排水装置6。这样，使得多余的废水自动排出废水箱2，使得废水箱2中的热水保持一个动态平衡的状态。

在本发明的具体实施方式中，自排水装置6可以构造为任意合适的结构。

作为一种选择，参阅图2、图4和图8所示，该自排水装置6可以包括套管和引流管61。其中，套管螺纹连接于所述排水口。引流管61套设于所述套管的外周，并与所述废水箱2可拆卸相连，且所述引流管61的底部设有多个供水流通的开口62。其中，所述引流管61与所述套管之间设有间隙，且所述引流管61的顶端高度高于所述套管的顶端高度，以形成自排水通道。

这样，废水导入废水箱2后，能够顺着引流管61的开口62进入到引流管61与套管之间的间隙中，由于套管的高度低于引流管61的高度，水会流入套管的通孔并从底部的排水口排出，由此实现对水箱水位的灵活调节，避免水溢出废水箱2。需要说明的是，引流管61的高度低于废水箱2的高度并高于第一换热器41的高度，对于其具体值，本领域技术人员可以根据实际需求灵活设置，故在此不做限制。

其中，由于套管和引流管61均可拆卸地设置在排水口上，可以定期对其进行清理，去除沾附在套管以及引流管61上的毛发等杂质，从而便于顺畅地排出废水。

在其他实施方式中，套管也可以通过焊接、胶接等任意合适的方式设置在排水口上，本领域技术人员可以根据实际需求灵活设置。

另外，在本发明中，套管与引流管61均选用塑料材质。在其他实施例中，也可以选用金属材质制备套管和/或引流管61。

在实际应用中，流出的废水可能含有毛发等杂质，为了保证废水的纯净度，所述引流管61的底部设有滤网，从而滤除毛发等杂质，避免杂质堵塞在套管与引流管61之间的间隙中。这样一来，可便于定期对滤网进行清理，使得开口62能够顺畅地排水。

其中，滤网可以是以绑接、卡接等任意合适的方式与引流管61的底部相连，本发明在此不做限制。

在本发明提供的一种示例性实施方式中，所述废水箱2可以包括箱本体和用于覆盖所述箱本体的箱盖，所述箱盖上设有用于清除杂质的清洗装置7，由此可定期清除沾附在热交换装置4和箱本体上的污垢或杂屑，保证热交换装置4的换热效率。

具体地，在一种可能的设计中，参阅图6所示，所述清洗装置7可以包括三叉喷水头71、水泵73和电磁阀。该三叉喷水头71可转动地设置于所述箱盖上，且三叉喷水头71的每个分叉管上倾斜地设有多个喷嘴72。水泵73分别连通于水源和所述三叉喷水头71。电磁阀用于控制所述水泵73的启停。这样，当需要对箱本体和第一换热器41进行清洗时，可以通过电磁阀控制水泵73，使其处于打开状态，当引入水流后，由于喷嘴72倾斜设置，三叉喷水头71在水的喷洒过程中逐渐开始转动，并且水压越大，转速越快，清洁力度越强，由此通过具有一定流速的水流来冲洗箱本体和第一换热器41。

进一步地，为了提高清洗的智能性，所述清洗装置7还可以包括计时器和控制器，所述控制器分别与所述电磁阀和所述计时器通信连接，以根据所述计时器的检测时间控制所述电磁阀的开闭。由此一来，无需人工干涉，即可定期对废水箱2进行清洗，优化了用户的工作流程，使用户无需担心忘记清理废水箱2的问题。

在本发明的一种实施例中，所述控制器为可编程逻辑控制器。作为控制中枢，该可编程控制器可以通过信号线缆与计时器进行有线连接，还可以选用gprs、蓝牙等各种本领域公知的无线传输协议的方式实现信号传输，本发明对此不做过多赘述。

在本发明中，所述蓄水箱3中还设有温度检测器，从而实时对蓄水箱3中的水温进行检测，以及时地导出热水或者补入冷水。

在一种可能的设计中，所述废水余热利用系统还包括水垢处理装置1，所述水垢处理装置1与所述蓄水箱3可拆卸地相连，并伸入至所述蓄水箱3内，以用于处理净水中的杂质，既可以提高水质，又可以减少杂质或者金属离子对于蓄水箱3内部的污染。同时，基于可拆卸地连接方式，还便于更换和维护，灵活性好。

在一种可能的示例中，蓄水箱3采用金属内胆制成。

为了防止金属内胆腐蚀和软化水质，参阅图3和图4所示，在蓄水箱3中设置了镁棒。镁棒的保护原理又叫做阴极保护原理，实际上应用的就是原电池原理，主要目的在于保护金属内胆和热交换装置4。

由于自来水中含有大量游离的金属离子，这些金属离子在没有外界干扰的情况下，会夺热交换装置4(一般为铁金属)的自由电子，导致热交换装置4被腐蚀，从而容易生锈损坏。镁棒加入，让氧化性质比铁更活泼的镁失去其自由电子，从而更好的保护热交换装置4。

参阅图3和图4所示，所述蓄水箱3上设有与水源连通的冷水进口31、与所述热交换装置4的进水口连通的冷水出口32、与所述热交换装置4的吹水口连通的热水进口33以及用于向所述洗头床供给热水的热水出口34，所述冷水进口31、所述冷水出口32、所述热水进口33以及所述热水出口34均设置于所述蓄水箱3的顶部。由此，蓄水箱3中能够不断地导入冷水和导出热水，实现净水温度的动态平衡，以保证热交换效率。

在一种可能的设计中，参阅图3和图4所示，所述废水箱2、所述蓄水箱3和所述热交换装置4均设置于置物件8上，从而便于定位安装，以及后续的整体搬运工作。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。