一种家用热水器洗浴废水热量回收装置制造方法
【专利摘要】本实用新型是一种家用热水器洗浴废水热量回收装置，可安装在淋浴房内，当使用淋浴房时，可开启本装置，回收洗浴废水的热量并预热家用热水器的进水，以降低家用热水器的能耗，该装置包括设置在热水器进水管路上的预热器、设置在淋浴间的压缩机蒸发盘管装置，所述预热器内设置的环形紫铜传热管与压缩机蒸发盘管装置中的干燥过滤器、毛细管、蛇形紫铜蒸发盘管、制冷压缩机以及相应的连接铜管形成热泵系统。
【专利说明】一种家用热水器洗浴废水热量回收装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种家用热水器洗浴废水热量回收装置，适用于家用热水器进水的预热，以降低家用热水器的使用能耗，也可根据需要安装在浴室淋浴区内，回收淋浴废水的热量用以加热冷水，以节省热水房提供的热水消耗量。
【背景技术】
[0002]目前，家用热水器在使用中，卫生热水通常在人体冲洗后直接排入下水道，根据实测结果，洗浴后的废水温度仍有35?40°C，这一部分废水仍然含有较高的热量，直接排出会造成能源的浪费。目前市场上也有部分废水能量回收的热泵装置，但这些装置普遍功率较大，不适宜于家庭使用，其次，这些能量回收装置使用的是预制水池内所收集的流经地面的废水，其蒸发器安装在预制池内进行热量回收。这种热量回收方式不可避免地带来一些问题:如蒸发器传热管需要采用耐腐蚀材料而导致其传热效率有所降低，此外，热废水在流动过程中由于与地面直接接触换热，导致收集的废水温度下降，而使取热源的热能品味降低、热量回收率较低。另外，这些热量回收装置的冷凝换热器直接安装于热水器中，装置运行中冷凝温度较高，从而导致压缩机的排气压力升高，装置的供热系数降低。并且压缩机在较为恶劣的工况下运行，其寿命与稳定性均有一定程度的下降。
[0003]根据以上分析可以发现:
[0004](I)目前尚没有用于家用热水器洗浴卫生热水热量回收装置；
[0005](2)目前尚没有直接用于冷水预热的废水热能回收热泵装置；
[0006](3)目前使用的废水热能回收热泵装置热能回收效率不高，装置运行的工况稳定性与寿命有待提闻。
[0007]利用本实用新型可将直接将洗浴废水的热量回收，并对进入热水器的冷水进行预热，有效地避免了以上的问题，可节约较多的能量。
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种运行工况良好的洗浴废水热量回收装置，采用热泵原理，在冷水进水管路上安设预热器(相当于热泵系统中冷凝器)，提闻热能回收的效率，解决现有技术中存在的问题。
[0009]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现:
[0010]一种家用热水器洗浴废水热量回收装置，包括设置在热水器进水管路上的预热器、设置在淋浴间的压缩机蒸发盘管装置，所述预热器内设置的环形紫铜传热管与压缩机蒸发盘管装置中的干燥过滤器、毛细管、蛇形紫铜蒸发盘管、制冷压缩机以及相应的连接铜管形成热泵系统。
[0011]进一步的，所述预热器内部由进水布水分配板和挡水隔板分为三个空间，分别为水分配腔、换热空间和出水腔，在进水布水分配板上还设置有一排均匀的小孔，水分配腔连通进水管，水分配腔通过进水布水分配板上的小孔连通换热空间，换热空间内设置环形紫铜传热管，换热空间通过挡水隔板上部小孔连通出水腔，出水腔连通进水管。
[0012]进一步的，所述压缩机蒸发盘管装置中还包括有废水集水盘，所述蛇形紫铜蒸发盘管设置在废水集水盘内，废水集水盘顶部安装有不锈钢孔板，所述不锈钢孔板上的小孔连通上部淋浴间。
[0013]进一步的，所述压缩机蒸发盘管装置还包括有制冷压缩机，所述制冷压缩机通过回气总管和蛇形紫铜蒸发盘管连通，制冷压缩机通过不锈钢安装板与淋浴间隔离。
[0014]进一步的，还包括有自动控制系统，所述自动控制系统由主控板、液位控制器、温度传感器、温度控制器和排水电磁阀组成，用于控制装置的正常运行。
[0015]本装置的预热器起到冷凝器的作用，可对冷水进行预热，预热器安装在家用热水器的进水管路上，其主要换热部件是安装在其内部的环形紫铜传热管，预热器被进水布水分配板和挡水隔板分为三个空间，即进水分配空间、换热空间和出水腔空间，高温制冷剂气体经气体管进入安装在预热器筒体内部的环形紫铜传热管，与进入预热器的冷水进行热量交换，自身失去热量液化成制冷剂液体，同时加热了冷水，实现对冷水的预热作用。进水布水分配板上加工了一排均匀布置的小孔，使冷水进入进水分配空间后可均匀分配，在换热空间内，冷水均匀流动，与环形传热管内的制冷剂形成交叉流，预热后的水经挡水隔板上部空间的小孔流入左侧的出水腔空间，流出预热器，防止了预热水与冷水的混合，可有效提高预热后的冷水温度。
[0016]压缩机蒸发盘管装置，安装在淋浴间内，其主要零部件包括制冷压缩机、回气总管、毛细管、干燥过滤器、废水集水盘、蛇形紫铜蒸发盘管，安装在废水集水盘内的蛇形紫铜蒸发盘管起到蒸发器的作用，用于吸收废水的热量，并将这部分热量输送至热水器的进水中，设置废水集水盘，目的是将废水直接收集，避免了废水热量的散失，不锈钢孔板上的小孔与蛇形紫铜蒸发盘管位置相对应，可将废水直接分配在蛇形紫铜蒸发盘管的传热管表面，提高传热效率，不锈钢安装板可将废水与制冷压缩机隔离开来，防止制冷压缩机受潮而损坏，排水电磁阀关闭后可将废水蓄存在废水集水盘内，废水水位过高时经溢水管流出。
[0017]本实用新型的有益效果是:
[0018]利用本装置可以吸收洗浴废水的热量并将这部分热量输送至热水器的进水中，由于本装置的预热器设置在家用热水器的进水管路上，与预热器传热管内部的制冷剂进行热量交换的为冷水，因而可以保持较低的冷凝温度，压缩机蒸发盘管装置底部设置集水盘，可将废水直接收集，避免了废水热量的散失，以上两方面有效地保证了压缩机的运转效率与可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型总体结构示意图；
[0020]图2是本实用新型预热器的结构示意图；
[0021]图3是本实用新型压缩机蒸发盘管装置的结构示意图；
[0022]图4是本实用新型环形紫铜传热管结构示意图；
[0023]图5是本实用新型结合外部热水器和淋浴间安装位置与结构示意图。
[0024]图中:1为预热器、2为制冷剂连接管路、3为压缩机蒸发盘管装置、4为自动控制系统、5为壳体法兰、6为预热器筒体、7为环形紫铜传热管、8为挡水隔板、9为安装支架部件、10为保温层、11为热水出口接头、12为冷水进口接头、13为螺栓、14为进水布水分配板、15为橡胶垫片、16为液体管接头、17为液体管连接螺母、18为气体管接头、19为气体管连接螺母、20为封盖、21为压缩机安装螺栓组件、22为制冷压缩机、23为主控板、24为液位控制器、25为回气总管、26为不锈钢孔板、27为温度传感器、28为溢水管、29为毛细管、30为干燥过滤器、31为废水集水盘、32为排水电磁阀、33为排水管、34为温度控制器、35为不锈钢安装板、36为支架、37为压缩机减震垫、38为蛇形紫铜蒸发盘管、39为铜管管夹部件、40为顶针阀。
【具体实施方式】
[0025]下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。
[0026]参照图1和图5所示，一种家用热水器洗浴废水热量回收装置，采用热泵原理，包括预热器1、制冷剂连接管路2、压缩机蒸发盘管装置3与自动控制系统4等主要部件构成。本装置与外部的淋浴房(A)、花洒(B)、家用热水器(C)、热水管路(D)、冷水管路(E)、预热水管路(F)、混水阀(G)组合在一起使用。
[0027]参照图2所示，预热器I的为圆柱形，金属壳体外设有安装支架9，可以将预热器I固定在墙体上。预热器I的出水连接家用热水器的进水，即冷水在进入热水器前首先通过预热器I。预热器I由壳体法兰5、预热器筒体6、环形紫铜传热管7、挡水隔板8，安装支架9、保温层10、热水出口接头11、冷水进口接头12、螺钉13、进水布水分配板14、橡胶垫片15、液体管接头16、液体管连接螺母17、气体管接头18、气体管连接螺母19和封盖20组成。环形紫铜传热管7焊接在封盖20上的液体管接头16和气体管接头18上。封盖20通过螺钉13与焊接在预热器筒体6上的壳体法兰5连接，两者之间通过压紧橡胶垫片15进行密封，防止漏水。进水布水分配板14和挡水隔板8将预热器I分为三个空间，即进水分配腔、换热空间和出水腔。进水布水分配板14上加工了一排均匀布置的小孔,使冷水进入进水分配腔后均匀分配，形成在换热空间自下而上的均匀流动。预热后的冷水然后经挡水隔板8上部空间的小孔流入左侧的出水腔，再经过热水出口接头11流向热水器，防止了预热水与冷水的混合，可有效提高预热后的冷水温度。预热器筒体6外裹保温层10，以减少热量损失。
[0028]装置运转时，高温制冷剂气体经气体管接头18进入安装在预热器筒体6内部的环形紫铜传热管7，与进入预热器I的冷水进行热量交换，自身失去热量液化成制冷剂液体，同时加热了冷水，实现对冷水的预热作用。
[0029]参照图3和图4所示，压缩机蒸发盘管装置3安装在淋浴房内，包括安装螺栓组件21、制冷压缩机22、回气总管25、不锈钢孔板26、溢水管28、毛细管29、干燥过滤器30、废水集水盘31、排水电磁阀32、排水管33、不锈钢安装板35、支架36、减震垫37、蛇形紫铜蒸发盘管38、铜管管夹部件39、顶针阀40组成。
[0030]支架36由方管制作，用于安装制冷压缩机22、废水集水盘31、蛇形紫铜蒸发盘管38等零部件。废水集水盘31由工程塑料制作，安装在支架36中间。不锈钢孔板26安装在支架36低处的上表面，位于废水集水盘31的正上方。蛇形紫铜蒸发盘管38平铺在废水集水盘31的底部，分别与制冷压缩机22和毛细管29相连，穿过废水集水盘31边壁处用粘接剂密封。废水集水盘31底部安装排水管33和溢水管28，排水管33出安装排水电磁阀32。溢水管28和排水管33的汇总管接入卫生间地漏。
[0031 ] 制冷压缩机22安装在支架36高度较大的一侧，其底脚处设置减震垫37，并通过安装螺栓组件21固定在支架36上。其上方和侧面有不锈钢安装板35，可将废水与制冷压缩机22隔离开来，防止制冷压缩机22受潮而损坏。制冷压缩机22通过回气总管25和蛇形紫铜蒸发盘管38连接，其排气管与制冷剂连接管路2的一支焊接在一起。回气总管25上焊接顶针阀40，用于补充或排放制冷剂。
[0032]制冷压缩机22通电运转时，来自预热器I的液体制冷剂经干燥过滤器30、毛细管29进入蛇形紫铜蒸发盘管38，在其内沸腾蒸发，吸收蓄存在废水集水盘31内的洗浴废水热量，依靠热泵循环将这部分热量输送至预热器1，实现预热冷水的目的。不锈钢孔板26上的小孔与蛇形蒸发盘管38位置相对应，可将废水直接分配在蛇形紫铜蒸发盘管38的传热管表面，提高传热效率。排水电磁阀32关闭后可将废水蓄存在废水集水盘31内，废水水位过高时经溢水管28流出。停机时排水电磁阀32开启，将废水集水盘31内的余水排入地漏。
[0033]制冷剂连接管路2由两根铜管组成，一根连接预热器I上的液体管接头16和干燥过滤器30，另外一根气体管接头18和制冷压缩机22。铜管外裹保温管。
[0034]自动控制系统4包括主控板23、液位控制器24、温度传感器27、温度控制器34和排水电磁阀32等。当开启本装置时，排水电磁阀32保持关闭状态，当液位控制器24检测的水位高于最低液位、且水温高于设定温度上限时，制冷压缩机22在主控板23的控制下开始运转。当温度传感器27检测到水温低于设定温度下限时，制冷压缩机22停止运转，排水电磁阀32打开，开始排水，水位到达最低液位时，排水电磁阀32关闭，继续集水。装置断电时，排水电磁阀32打开，可将废水集水盘31全部排出。
[0035]本装置为降低热泵系统运行的冷凝温度，将预热器设置在热水器的进水管路上，使被加热水的温度无需过高，且预热器进水温度相对稳定，改善了热泵系统的工况。在设计时，将预热器的内部空间分为进水分配腔、换热空间和出水腔三个空间，使得冷水与传热管内的制冷剂换热充分，进水和出水分别处于不同的空间内，互不影响，避免了冷水、热水的掺混，减少了预热水的热量损失，提高了热量回收率。
[0036]为防止洗浴废水的热量损失，本装置采用废水积水盘直接收集的方式，使用后的废水收集后立即与低压制冷剂进行换热，避免了废水热量散失过多导致热能回收率降低的问题。
[0037]本实用新型的原理:
[0038]当通电运行时，制冷压缩机22抽吸来自蛇形紫铜蒸发盘管38的低压制冷剂蒸气，并将其压缩成过热气体。过热气体排入环形紫铜传热管7中，与管外的冷水进行热量交换，加热冷水后自身液化成高压液体，制冷剂液体经干燥过滤器30滤除水分或其它杂质后流向毛细管29，由于毛细管29的节流作用，制冷剂的饱和压力降低，可在低温下蒸发并吸热。低压制冷剂在蛇形紫铜蒸发盘管38内沸腾蒸发，吸收废水的热量，自身变为低压制冷剂蒸气并被制冷压缩机22吸入，完成热泵循环，并可连续地将废水的热量传递给流过预热器I中的冷水，实现预热作用。
[0039]装置在运行中，依靠自动控制系统4自动运行。装置刚通电时，排水电磁阀32保持关闭状态。当液位控制器24检测的水位高于最低液位、且水温高于设定温度上限时，制冷压缩机22在主控板23的控制下开始运转。当温度传感器27检测到水温低于设定温度下限时，制冷压缩机22停止运转，排水电磁阀32打开，开始排水，水位到达最低时关闭并继续集水。装置断电时，排水电磁阀32打开，可将废水集水盘31全部排出，防止滋生细菌或霉变。
[0040]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种家用热水器洗浴废水热量回收装置，其特征在于，包括设置在热水器进水管路上的预热器(I)、设置在淋浴间的压缩机蒸发盘管装置(3)，所述预热器(I)内设置的环形紫铜传热管(7 )与压缩机蒸发盘管装置(3 )中的干燥过滤器(30 )、毛细管(29 )、蛇形紫铜蒸发盘管(38 )、制冷压缩机(22 )以及相应的连接铜管形成热泵系统。
2.根据权利要求1所述的家用热水器洗浴废水热量回收装置，其特征在于，所述预热器(I)内部由进水布水分配板(14)和挡水隔板(8)分为三个空间，分别为水分配腔、换热空间和出水腔，在进水布水分配板(14)上还设置有一排均匀的小孔，水分配腔连通进水管，水分配腔通过进水布水分配板(14)上的小孔连通换热空间，换热空间内设置环形紫铜传热管(7)，换热空间通过挡水隔板(8)上部小孔连通出水腔，出水腔连通进水管。
3.根据权利要求1所述的家用热水器洗浴废水热量回收装置，其特征在于，所述压缩机蒸发盘管装置(3 )中还包括有废水集水盘(31)，所述蛇形紫铜蒸发盘管(38 )设置在废水集水盘(31)内，废水集水盘(31)顶部安装有不锈钢孔板(26)，所述不锈钢孔板(26)上的小孔连通上部淋浴间。
4.根据权利要求1或3所述的家用热水器洗浴废水热量回收装置，其特征在于，所述压缩机蒸发盘管装置(3 )还包括有制冷压缩机(22 )，所述制冷压缩机(22 )通过回气总管(25 )和蛇形紫铜蒸发盘管(38 )连通，制冷压缩机(22 )通过不锈钢安装板(35 )与淋浴间隔离。
5.根据权利要求1所述的家用热水器洗浴废水热量回收装置，其特征在于，还包括有自动控制系统(4)，所述自动控制系统(4)由主控板(23)、液位控制器(24)、温度传感器(27)、温度控制器(34)和排水电磁阀(32)组成，用于控制装置的正常运行。
【文档编号】F24H9/00GK204115236SQ201420538618
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】王凌杰, 李竞, 张敏 申请人:苏州经贸职业技术学院