基于热泵技术的野外低温环境下节能型淋浴系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种淋浴系统，尤其涉及基于热泵技术的野外低温环境下节能型淋浴系统。
【背景技术】
[0002]进入21世纪，环保和能源问题倍受世界各国关注。热泵技术于二十世纪九十年代在美国等发达国家开始从试验室走向市场，目前在中国已广泛应用，发展成为一种完全成熟的先进的节能环保的暖通产品。它以空气、水源等作为热源，采用逆卡诺原理，通过制冷剂蒸发吸收外界空气、水源中的热量，并通过制冷剂循环将吸收的热量转移释放到用户侧水中，从而使用户侧水温升高，其能效比(cop ) 一般为2~8。
[0003]虽然空气源热泵以其高效、节能、环保、安全的独特优点，在南方地区受到了青睐，但是它的应用在北方受到气候条件的约束。
[0004]一是系统的能效比(COP)急剧下降的问题。随着室外气温的降低，压缩机压缩比不断增加，制冷剂吸气比容增大，压缩机也因防止过热而自动停机保护。同时，由于制冷剂蒸发量急剧减少，回液过多造成液击的可能性大大增加，这样会造成机组运行的不稳定，从而导致热泵系统的制热量减少。
[0005]二是蒸发器结霜问题。随着室外气温的降低，蒸发器表面温度随之下降，当室外空气流经蒸发器被冷却时，其所含水分就会析出依附于蒸发器表面形成霜层。随着霜层的形成，空气阻力也增大，蒸发器传热热阻增大，系统制热量减少。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是提供一种节能环保的基于热泵技术的野外低温环境下节能型淋浴系统。
[0007]为解决上述问题，本发明所述的基于热泵技术的野外低温环境下节能型淋浴系统，包括固定在汽车底盘上设有出入门的车厢，该车厢分设脱衣间、淋浴间、穿衣间及动力间，其特征在于:所述淋浴间设有数个淋浴喷头，其地面设有积水池，该积水池末端设有淋浴废水收集箱；所述动力间设有主电源汽油发电机组、汽车电瓶、PLC工控机、空气能热泵取热子系统、电磁加热子系统、水-水换热器、蓄热水箱、冷水箱、气-水换热器；所述主电源汽油发电机组分别与所述空气能热泵取热子系统、所述气-水换热器相连，该空气能热泵取热子系统分别与所述电磁加热子系统、所述水-水换热器相连；所述电磁加热子系统与所述蓄热水箱相连；所述水-水换热器的顶部与所述淋浴废水收集箱相连，其一侧分两路，分别与所述冷水箱、所述蓄热水箱相连；所述数个淋浴喷头分别与所述蓄热水箱、所述冷水箱相连；所述积水池与所述淋浴废水收集箱相连；所述蓄热水箱连有所述气-水换热器，该气-水换热器分别与汽车发电机尾气管道、所述主电源汽油发电机组尾气管道相连；所述淋浴废水收集箱、所述主电源汽油发电机组、所述空气能热泵取热子系统、所述电磁加热子系统、所述水-水换热器、所述蓄热水箱、所述冷水箱、所述数个淋浴喷头分别与所述PLC工控机相连。
[0008]所述淋浴废水收集箱的中上部设有液位传感器I，该液位传感器I与所述PLC工控机相连。
[0009]所述主电源汽油发电机组上设有汽油流量计，该汽油流量计与所述PLC工控机相连。
[0010]所述空气能热泵取热子系统包括蒸发器、压缩机和冷凝器；所述蒸发器分别与所述压缩机、所述冷凝器)、所述主电源汽油发电机组相连；所述蒸发器)与所述主电源汽油发电机组相连的管道I上依次设有三通电磁阀1、温度传感器I，该三通电磁阀I将所述主电源汽油发电机组尾气管道与所述气-水换热器连接在一起；所述冷凝器的一端与所述压缩机相连，其顶端通过温度传感器II与所述电磁加热子系统相连，其侧端依次通过三通电磁阀I1、温度传感器III与所述水-水换热器相连；所述三通电磁阀II与智能混水阀相连；所述温度传感器1、温度传感器I1、温度传感器III分别与所述PLC工控机相连。
[0011]所述电磁加热子系统由2个串联起来的的变频电磁加热器组成，并通过管道II与所述蓄热水箱相连，该管道II上依次设有水流开关1、温度传感器IV ;所述水流开关1、所述温度传感器IV分别与所述PLC工控机相连。
[0012]所述蓄热水箱分两路管线与所述气-水换热器相连，其中一路依次通过电磁阀IV、直流变频泵V与所述气-水换热器相连，另一路通过水流开关III与所述气-水换热器相连；所述蓄热水箱内的上部设有高液位传感器，其下部设有低液位传感器，其顶部设有温度传感器V ;所述高液位传感器、低液位传感器、温度传感器V分别与所述PLC工控机相连。
[0013]所述水-水换热器呈蚊香状，包括套筒及穿过所述套筒的数根波纹管；所述套筒的一端设有热水进水口，其另一端设有热水出水口，其外壁敷设保温层；所述数根波纹管的一端设有冷水进水口，其另一端设有冷水出水口 ；所述热水进水口依次通过温度传感器νπ、电磁阀1、直流变频泵I与所述淋浴废水收集箱相连；所述热水出水口连有废水管，该废水管上依次设有温度传感器V1、水流开关II ;所述冷水进水口依次通过温度传感器珊、直流变频泵I1、三通电磁阀II1、三通电磁阀IV、常开电磁阀与所述冷水箱相连；所述冷水出水口依次通过温度传感器II1、三通电磁阀I1、所述空气能热泵取热子系统、温度传感器I1、水流开关1、温度传感器IV与所述蓄热水箱相连；所述温度传感器V1、水流开关I1、温度传感器νπ、电磁阀1、直流变频泵1、温度传感器珊、直流变频泵I1、三通电磁阀II1、三通电磁阀IV、常开电磁阀分别与所述PLC工控机相连。
[0014]所述冷水箱内设有液位传感器II ;所述液位传感器II与所述PLC工控机相连。
[0015]所述数个淋浴喷头连有进水管，该进水管上依次设有压力表、温度传感器IX、水流量计；所述水流量计连有智能混水阀，该智能混水阀的一端依次通过设在所述管道III上的温度传感器X、电磁阀I1、直流变频泵III与所述蓄热水箱相连，其另一端依次通过设在所述管道VI上的温度传感器X1、直流变频泵IV、电磁阀III与所述冷水箱相连；所述冷水箱连有潜水泵；所述压力表、温度传感器IX、水流量计、智能混水阀、温度传感器X、电磁阀I1、直流变频泵II1、温度传感器X1、直流变频泵IV、电磁阀II1、潜水泵分别与所述PLC工控机相连。
[0016]所述积水池通过过滤器与所述淋浴废水收集箱相连。
[0017]本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、由于本发明在淋浴作业时只有一个主电源发电机组消耗汽油能源，经实验测定平均油耗低于3.8L/h，整个淋浴系统综合能效比>2.5，因此，达到了低能耗的目的。
[0018]2、本发明设有气-水换热器、水-水换热器，该气-水换热器分别与汽车发电机尾气管道、主电源汽油发电机组尾气管道相连，该水-水换热器与淋浴废水收集箱相连，因此，不仅回收了两组尾气热能和淋浴废水余热，而且又有效降低了尾气和烟尘排放，达到节能环保的目的。
[0019]3、本发明设有水流量计，因此，可以根据淋浴作业需要自动调节淋浴用水量，达到了节水的目的，也符合野外淋浴需要。
[0020]4、本发明在淋浴作业中热泵蒸发器出口会产生低温冷空气，因此，如果将该冷空气加以利用，将具有除湿、降温等辅助功能。
[0021]5、经过在新疆乌鲁木齐市和北京市石景山区的实际应用表明，本发明在室外环境-20°C ~42°C情况下，淋浴作业正常，水温保持在38°C ~43°C，流量大于30升/分钟，连续淋浴洗消作业时间大于6小时，同时，热能利用和回收效果好，系统综合能效比cop达到了
2.5以上。
[0022]6、本发明既能达到野外淋浴要求，又能节能环保，具有重要的经济价值和良好的社会效益。
【附图说明】
[0023]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0024]图1为本发明的结构示意图。
[0025]图2为本发明中水-水换热器截面示意图。
[0026]图中:1 一主电源汽油发电机组11 一汽油流量计12—三通电磁阀I 13—温度传感器I 2—空气能热泵取热子系统21—蒸发器22—压缩机23—冷凝器3—电磁加热子系统31—温度传感器II 32—水流开关I 33—温度传感器IV 4—7jC_水换热器401—套筒402—波纹管403—热水进水口 404—热水出水口 405—冷水进水口 406—冷水出水口 41 一三通电磁阀II 42—温度传感器III 43—温度传感器VI 44—水流开关II 45—温度传感器VII 46—电磁阀I 47—直流变频泵I 5—蓄热水箱51—电磁阀IV 52—直流变频泵V 53—水流开关III 6一淋浴间61—淋浴喷头611—压力表612—温度传感器IX 613一水流量计614—智能混水阀615—温度传感器X 616 —电磁阀II 617—直流变频泵III 618—温度传感器XI 619—直流变频泵IV 62—积水池621—过滤器63—淋浴废水收集箱631—液位传感器I 7—冷水箱71—温度传感器VID 72—