专利名称：具有热回收功能的储能热泵热水系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热泵系统，具体地说是一种具有热回收功能的储能热泵热水系统。
背景技术：
目前市场上的热水器主要以电热水器、燃气热水器、太阳能热水器为主，最近几年 又出现了一种热泵热水器。电热水器和燃气热水器的能源利用效率较低，且具有使用不安 全的特点，特别是采用高品位的电能来加热产生低品位的热水热能是极其不科学的。太阳 能热水器具有节能、环保的优点，在我国已得到广泛使用，但其不足之处是在夜间和阴雨天 无法使用，需要采用辅助电加热运行。热泵热水器具有节能、环保的优点，且其工作性能稳 定，它是采用少量的电能作为驱动能源，从周围环境中吸收低品位的热能提高其品位后传 输给高温热源。但现有的热泵热水器也存在一些缺点储热水箱较大，热量不能有效储存， 使其应用受到一些限制。随着我国国民经济的发展，电网峰谷差在逐渐增大，电网负荷率明显下降，这极大 地影响了发电成本和电网的安全运行。为了鼓励用户移峰填谷，电力部门已经会同地方制 定了峰谷电价政策，将高峰电价与低谷电价拉开，使低谷电价只有高峰电价的1/3-1/5，鼓 励用户使用低谷电。由于峰谷电价政策的实施，为储能热泵热水系统的应用提供了广阔的 发展前景。目前市场上，还没有出现具有热回收功能的储能热泵热水系统，该产品将具有广 阔的市场前景。
发明内容
为了克服现有热水器的不足，本发明的目的是提供一种具有热回收功能的储能热 泵热水系统。该系统体积小、结构紧凑，可以充分利用夜间的低谷电能，具有电力负荷移峰 填谷和节能环保的优点。该系统还具有热回收的功能，它可以从排放的生活废水中吸收热 能加以利用，提高了系统的能源利用效率。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的—种具有热回收功能的储能热泵热水系统，其特征在于该储能热泵热水系统包 括压缩机、储热装置、节流机构、室外换热器、热水喷头、水池、热回收器和循环泵，所述储热 装置包括热泵工质换热盘管、热水换热盘管、储热材料和壳体；热泵工质换热盘管和热水换 热盘管设置在储热材料中并位于壳体内；压缩机的出口与热泵工质换热盘管的进口连接、 压缩机的进口与室外换热器的出口连接；热泵工质换热盘管21的出口通过节流机构与室 外换热器的进口连接；热回收器供水一侧的进口与自来水连接、出口通过循环泵与热水换 热盘管的进口连接；热水换热盘管的出口与热水喷头连接；热水喷头设置在水池上方，水 池的排水口与热回收器回水一侧的进口连接；热回收器回水一侧的出口与排水管道连接。本发明中，所述的节流机构采用毛细管或热力膨胀阀或电子膨胀阀。所述热泵工质换热盘管内的热泵工质采用R410a或R134a。所述热泵工质换热盘管和热水换热盘 管采用螺旋盘管或蛇形盘管或“U”形盘管。所述的储热材料为相变材料，其熔化温度为 50-55°C。所述热回收器采用板式换热器。所述储热装置的壳体为长方体或圆柱体，且为钢 制或玻璃钢或钢筋混凝土结构。本发明消耗少量的电能从周围环境中吸收低品位的热能提高其品位后传输给储 热装置，将热能储存在储热装置的相变材料中，以备后续使用，本发明与现有技术相比，其 显著优点是(1)该系统充分利用了低品位的空气能，其能效比可达到3. 0以上，减少了能源消耗。
(2)该系统将热能储存在储热装置的相变材料中，具有体积小、结构紧凑的特点。(3)该系统充分利用夜间的低谷电能，具有电力负荷移峰填谷和节能环保的优点。(4)该系统具有热回收的功能，提高了能源利用效率。
图1为本发明具有热回收功能的储能热泵热水系统实施流程循环图。最佳实施方式一种本发明所述的具有热回收功能的储能热泵热水系统，见图1，该储能热泵热水 系统包括压缩机1、储热装置2、节流机构3、室外换热器4、热水喷头或水龙头5、水池或浴 池6、热回收器7和循环泵8。储热装置2包括热泵工质换热盘管21、热水换热盘管22、储 热材料23和壳体24。压缩机1的出口与热泵工质换热盘管21的进口连接、其进口与室外 换热器4的出口连接；热泵工质换热盘管21的一端与压缩机1的出口连接、另一端与节流 机构3的进口连接；节流机构3的一端与热泵工质换热盘管21的出口连接、另一端与室外 换热器4的进口连接；室外换热器4的一端与节流机构3的出口连接、另一端与压缩机1的 进口连接。热回收器7供水一侧的进口接自来水A、其出口接循环泵8的进口 ；循环泵8的 出口接热水换热盘管22的进口 ；热水换热盘管22的出口接热水喷头或水龙头5 ；水池或浴 池6的排水口与热回收器7回水一侧的进口连接；热回收器7回水一侧的出口与排水管道 B连接。节流机构3采用毛细管或热力膨胀阀或电子膨胀阀。热泵工质换热盘管21内的 热泵工质采用R410a或R134a。热泵工质换热盘管21和热水换热盘管22采用螺旋盘管或 蛇形盘管或“U”形盘管。储热材料23为相变材料，其熔化温度为50-55°C。热回收器7采 用板式换热器。储热装置2的壳体24为长方体或圆柱体，且为钢制或玻璃钢或钢筋混凝土 结构。本发明的工作原理叙述如下图1中热泵工质循环系统省略了干燥过滤器、气液分离器、液体分配器，热水喷头 或水龙头可以根据需要多组并联，图中只画出一个予以示意。当储热循环工作时(夜间用电负荷低谷期)，热泵工质由压缩机1压缩后排出，流 入热泵工质换热盘管21内，盘管内高温高压的热泵工质气体向盘管外的储热材料23放热 而冷凝，而盘管外的储热材料23因吸热而熔化，将热量储存在储热材料23内，而冷凝后的 热泵工质液体流经节流机构3进行节流降压，降压后的热泵工质液体流至室外换热器4内蒸发吸收室外环境的热量，蒸发气化后的热泵工质被吸入压缩机1。当供热循环工作时，自来水先进入热回收器7并从排放的生活废水中吸收热量 吸热升温后的自来水被循环泵8吸入并送入热水换热盘管22内，盘管内的循环水因吸收盘 管外的储热材料23的热量而升温，而盘管外的储热材料23因放热而凝固，吸热升温后的热 水被送入热水喷头或水龙头5供日常生活使用，使用后的废水流入热回收器7并将热量传 给低温的自来水，降温后的废水排入下水管道。当储热循环和供热循环一起工作时，热泵工质由压缩机1压缩后排出，流入热泵 工质换热盘管21内，盘管内高温高压的热泵工质气体向盘管外的储热材料23放热而冷凝， 而盘管外的储热材料23因吸热而熔化，而冷凝后的热泵工质液体流经节流机构3进行节流 降压，降压后的热泵工质液体流至室外换热器4内蒸发吸收室外环境的热量，蒸发气化后 的热泵工质被吸入压缩机1。与此同时，自来水先进入热回收器7并从排放的生活废水中吸 收热量，吸热升温后的自来水被循环泵8吸入并送入热水换热盘管22内，盘管内的循环水 因吸收盘管外的储热材料23的热量而升温，吸热升温后的热水被送入热水喷头或水龙头5 供日常生活使用，使用后的废水流入热回收器7并将热量传给低温的自来水，降温后的废 水排入下水管道。本发明体积小、结构紧凑，可以充分利用夜间的低谷电能，消耗少量的电能从周围 环境中吸收低品位的热能提高其品位后传输给储热装置，将热能储存在储热装置的相变材 料中，以备后续使用，该系统还具有热回收的功能，它可以从排放的生活废水中吸收热能加以利用，提高了系统的能源利用效率。
权利要求
一种具有热回收功能的储能热泵热水系统，其特征在于该储能热泵热水系统包括压缩机(1)、储热装置(2)、节流机构(3)、室外换热器(4)、热水喷头(5)、水池(6)、热回收器(7)和循环泵(8)，所述储热装置(2)包括热泵工质换热盘管(21)、热水换热盘管(22)、储热材料(23)和壳体(24)；热泵工质换热盘管(21)和热水换热盘管(22)设置在储热材料(23)中并位于壳体(24)内；压缩机(1)的出口与热泵工质换热盘管(21)的进口连接、压缩机(1)的进口与室外换热器(4)的出口连接；热泵工质换热盘管21的出口通过节流机构(3)与室外换热器(4)的进口连接；热回收器(7)供水一侧的进口与自来水连接、出口通过循环泵(8)与热水换热盘管(22)的进口连接；热水换热盘管(22)的出口与热水喷头(5)连接；热水喷头(5)设置在水池(6)上方，水池(6)的排水口与热回收器(7)回水一侧的进口连接；热回收器(7)回水一侧的出口与排水管道连接。
2.根据权利要求1所述的具有热回收功能的储能热泵热水系统，其特征在于所述的 节流机构(3)采用毛细管或热力膨胀阀或电子膨胀阀。
3.根据权利要求1所述的具有热回收功能的储能热泵热水系统，其特征在于所述热 泵工质换热盘管(21)内的热泵工质采用R410a或R134a。
4.根据权利要求1所述的具有热回收功能的储能热泵热水系统，其特征在于所述热 泵工质换热盘管(21)和热水换热盘管(22)采用螺旋盘管或蛇形盘管或“U”形盘管。
5.根据权利要求1所述的具有热回收功能的储能热泵热水系统，其特征在于所述的 储热材料(23)为相变材料，其熔化温度为50-55°C。
6.根据权利要求1所述的具有热回收功能的储能热泵热水系统，其特征在于所述热 回收器(7)采用板式换热器。
7.根据权利要求1所述的具有热回收功能的储能热泵热水系统，其特征在于所述储 热装置(2)的壳体(24)为长方体或圆柱体，且为钢制或玻璃钢或钢筋混凝土结构。
8.根据权利要求1所述的具有热回收功能的储能热泵热水系统，其特征在于所述热 水喷头(5)是多组并联。
全文摘要
本发明公开了一种具有热回收功能的储能热泵热水系统，该系统中的压缩机的出口与热泵工质换热盘管的进口连接、压缩机的进口与室外换热器的出口连接；热泵工质换热盘管21的出口通过节流机构与室外换热器的进口连接；热回收器供水一侧的进口与自来水连接、出口通过循环泵与热水换热盘管的进口连接；热水换热盘管的出口与热水喷头连接；热水喷头设置在水池上方，水池的排水口与热回收器回水一侧的进口连接；热回收器回水一侧的出口与排水管道连接。本发明体积小、结构紧凑，可以充分利用夜间的低谷电能。该系统还具有热回收的功能，它可以从排放的生活废水中吸收热能加以利用，提高了系统的能源利用效率。
文档编号F24H7/00GK101846390SQ20101013847
公开日2010年9月29日 申请日期2010年3月31日 优先权日2010年3月31日
发明者刘旭, 方贵银, 陈智 申请人:南京大学