一种应用热管及废热水对生活用热水辅助加热系统的制作方法

1.本发明涉及一种应用热管及废热水对生活用热水辅助加热系统，属于建筑节能高效冷热设备与系统研究领域。


背景技术：

2.生活用热水具有高热量、回收集中及可回收热等优势，因此，生活用热水在满足了住户居民使用的同时，其剩余的热能也能在生活用热水的循环利用、再生、回收等方面获得一定的应用。然而，在淋浴后排出废热水后，大量的余热没有通过任何的换热设备进行热量的回收，因此，寻找一种能将废热水回收且安全、可靠、高效的换热系统成为目前的研究之重。相对于目前常用的余热热回收换热设备而言，热管作为一种依靠内部工质相变和连续循环来实现热量传递的非能动换热元件，其具有传热效率高、压力损失小、工作可靠性高等优点。此外，由于热管管束内每根热管相对独立，即使在单根热管失效时，也并不会影响其他热管的正常工作，不必对整个废热水回收设备与系统进行更换。因此，若能将热管及废热水应用于生活用热水辅助加热系统中，可以也大大降低由于空气源热泵所耗费的电能，导致整体换热性能有着较大提升，且可有效提高建筑节能效率和降低生活用热水加热的运行成本。
3.目前，在建筑生活用热水热回收领域应用热管及废热水的系统较少，尤其是针对整个废热水回收节能系统、热管换热的有效应用、节能高效系统的运行策略等方面的应用仍有许多不足。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种应用热管及废热水对生活用热水辅助加热系统。本发明利用热管及废热水，将高温废热水作为热管蒸发端对流传热的热源，蓄热水箱的净水作为热管冷凝端的冷源，应用热管内部工质相变和连续循环实现热量非能动高效传递，避免了废热能的耗散，节约了常规热泵加热系统热量和电量，从而直接对生活用热水加热系统进行了优化，提升了建筑生活用热水的利用效率。
5.为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
6.一种应用热管及废热水对生活用热水辅助加热系统，包括淋浴室、废热水水泵、废热水水箱、蓄热水箱、生活用热水水箱进水泵、生活用热水水箱、空气源热泵、冷凝器、蒸发器、生活用热水水泵和洗脸盆；在系统中设置设有淋浴自来水进口阀、淋浴热水进水调节阀、废热水止回阀、废热水水箱进口阀、废热水水箱出口阀、蓄热水箱进水调节阀、蓄热水箱出水阀、生活用热水进水调节阀、循环水调节阀、生活用热水水箱出口调节阀、洗脸盆热水进口调节阀和洗脸盆自来水进口阀；
7.其中所述淋浴室的进口和淋浴自来水进口阀的出口、淋浴热水进水调节阀的出口相连，淋浴室的出口和废热水水泵的进口相连，废热水水泵的出口和废热水止回阀的进口相连，废热水止回阀的出口和废热水水箱进口阀的进口相连，废热水水箱进口阀的出口和
废热水水箱的进口相连，废热水水箱的出口和废热水水箱出口阀的进口相连；
8.所述废热水水箱和蓄热水箱通过热管管束蒸发端和热管管束冷凝端相连；蓄热水箱的进口和蓄热水箱进水调节阀的出口相连；蓄热水箱的出口和蓄热水箱出水阀的进口相连，蓄热水箱出水阀的出口和生活用热水水箱进水泵的进口相连，生活用热水水箱进水泵的出口和生活用热水水箱进水调节阀的进口相连，生活用热水水箱进水调节阀的出口和生活用热水水箱的进口相连；
9.所述生活用热水水箱的出口和循环泵的进口相连，循环泵的出口和循环水调节阀的进口相连，循环水调节阀的出口和空气源热泵的进口相连；所述空气源热泵包括冷凝器和蒸发器两部分，空气源热泵的出口和生活用热水水箱的进口相连；
10.所述生活用热水水箱的出口和生活用热水水泵的进口相连，生活用热水水泵的出口和生活用热水水箱出口调节阀的进口相连，生活用热水水箱出口调节阀的出口分别和洗脸盆热水进口调节阀的进口、淋浴热水进水调节阀的进口相连，洗脸盆热水进口调节阀的出口、洗脸盆自来水进口阀的出口和洗脸盆的进口相连。
11.系统中热管管束蒸发端通过对流传热吸收废热水水箱中废热水的热量，热管管束冷凝端通过对流传热在蓄热水箱中放出热量；热管管束蒸发端内液态工质蒸发汽化，蒸汽在压差下流向热管管束冷凝端放出热量凝结成液体，再沿热管内多孔材料靠毛细力作用流回热管管束蒸发端，形成循环。
12.进一步的，系统的主要传热部件为热管，所述热管采用有吸液芯热管、分离式热管。
13.其中，所述有吸液芯热管用于废热水水箱和蓄热水箱任一形式下连接，所述分离式热管用于废热水水箱和蓄热水箱具有自然循环回路状况。
14.进一步的，所述热管内的工作介质根据不同的热管工作温度区、饱和蒸汽压、壳体材料相容性及其热稳定性、介质本身热物性选择，工作介质为氨或氟利昂。
15.进一步的，系统中热管管束的排布方式为正方形直列、正方形错列、等边三角形、同心圆形排列或异形排列。
16.作为优选的方案，系统中的热管管束蒸发端、热管管束冷凝端与废热水水箱、蓄热水箱接触间具有防腐蚀措施。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.本发明利用热管及废热水作为传递部件和热源，通过废热水水箱高温废热水作为热管管束蒸发端对流传热的热源，蓄热水箱自来水作为热管管束冷凝端对流传热的冷源，同时以热管内部工质相变和连续循环的方式实现热量从热管蒸发端传至热管冷凝端，将废热水热量回收至自来水中，为适用于生活用热水的加热和热回收提供新的思路和解决方案，为生活用热水加热和热回收提供了一个安全高效的传热系统。
附图说明
19.图1为本发明应用热管及废热水对生活用热水辅助加热系统的原理图。
20.图1中的标号名称：1
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淋浴自来水进口阀，2
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淋浴热水进水调节阀，3
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淋浴室，4
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废热水水泵，5
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废热水止回阀，6
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废热水水箱进口阀，7
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废热水水箱，8
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废热水水箱出口阀，9
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热管管束蒸发端，10
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热管管束冷凝端，11
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蓄热水箱，12
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蓄热水箱进水调节阀，13
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蓄热水
箱出水阀，14
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生活用热水水箱进水泵，15
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生活用热水进水调节阀，16
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生活用热水水箱，17
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循环泵，18
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循环水调节阀，19
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空气源热泵，20
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冷凝器，21
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蒸发器，22
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生活用热水水泵，23
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生活用热水水箱出口调节阀，24
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洗脸盆热水进口调节阀，25
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洗脸盆自来水进口阀，26
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洗脸盆。
具体实施方式
21.以下通过实施例的形式对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
22.如图1所示，一种应用热管及废热水对生活用热水辅助加热系统主要由淋浴自来水进口阀1、淋浴热水进水调节阀2、淋浴室3、废热水水泵4、废热水止回阀5、废热水水箱进口阀6、废热水水箱7、废热水水箱出口阀8、热管管束蒸发端9、热管管束冷凝端10、蓄热水箱11、蓄热水箱进水调节阀12、蓄热水箱出水阀13、生活用热水水箱进水泵14、生活用热水进水调节阀15、生活用热水水箱16、循环泵17、循环水调节阀18、空气源热泵19、冷凝器20、蒸发器21、生活用热水水泵22、生活用热水水箱出口调节阀23、洗脸盆热水进口调节阀24、洗脸盆自来水进口阀25、洗脸盆26组成。
23.其中淋浴自来水进口阀1的出口、淋浴热水进水调节阀2的出口和淋浴室3的进口相连，淋浴室3的出口和废热水水泵4的进口相连，废热水水泵4的出口和废热水止回阀5的进口相连，废热水止回阀5的出口和废热水水箱进口阀6的进口相连，废热水水箱进口阀6的出口和废热水水箱7的进口相连，废热水水箱7的出口和废热水水箱出口阀8的进口相连。
24.废热水水箱7和蓄热水箱11通过热管管束蒸发端9和热管管束冷凝端10相连。
25.蓄热水箱进水调节阀12的出口和蓄热水箱11的进口相连，蓄热水箱11的出口和蓄热水箱出水阀13的进口相连，蓄热水箱出水阀13的出口和生活用热水水箱进水泵14的进口相连，生活用热水水箱进水泵14的出口和生活用热水水箱进水调节阀15的进口相连，生活用热水水箱进水调节阀的出口15和生活用热水水箱16的进口相连。
26.生活用热水水箱16的出口和循环泵17的进口相连，循环泵17的出口和循环水调节阀18的进口相连，循环水调节阀18的出口和空气源热泵19的进口相连，空气源热泵19中主要包括冷凝器20和蒸发器21两部分，空气源热泵19的出口和生活用热水水箱16的进口相连。
27.生活用热水水箱16的出口和生活用热水水泵22的进口相连，生活用热水水泵22的出口和生活用热水水箱出口调节阀23的进口相连，生活用热水水箱出口调节阀23的出口分别和洗脸盆热水进口调节阀24的进口、淋浴热水进水调节阀2的进口相连，洗脸盆热水进口调节阀24的出口、洗脸盆自来水进口阀的25出口和洗脸盆26的进口相连。
28.在废热侧环路中，开启废热水水泵4、废热水止回阀5，在淋浴室3的排出废热水时，开启废热水水箱进口阀6，通过废热水水箱7收集废热水。
29.在热管管束内环路中，该系统中的热管管束蒸发端9通过对流传热吸收废热水水箱7中废热水的热量，热管管束冷凝端10通过对流传热在蓄热水箱11中放出热量；热管管束蒸发端9内液态工质蒸发汽化，蒸汽在压差下流向热管管束冷凝端10放出热量凝结成液体，再沿热管内多孔材料靠毛细力作用流回热管管束蒸发端9，如此循环不已。
30.在加热环路中，开启循环泵17、循环水调节阀18，生活用热水水箱16中水流经空气源热泵19，热泵中的冷凝器20侧与生活用热水进行换热放出热量，再流回生活用热水水箱16中。空气源热泵19内的蒸发器21侧与空气进行换热吸收热量，冷凝器20与蒸发器21再通过热泵其中的节流装置和压缩机实现热量的循环。
31.在用户侧环路中，经过加热且储蓄在生活用热水水箱16的高温水流经生活用热水水泵22、生活用热水水箱出口调节阀23，开启洗脸盆热水进口调节阀24和淋浴热水进水调节阀2供用户侧使用。
32.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。