專利名稱：利用生活用水作為低溫?zé)嵩吹募彝ス嵯到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用生活用水作為低溫?zé)嵩吹募彝ス嵯到y(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著人民生活水平的提高，家庭供暖和熱水供應(yīng)已成為現(xiàn)代人居環(huán)境中不可缺少 的一部分，特別是我國東北、西藏與大多數(shù)海拔較高的山林地區(qū)，需要消耗大量的生活熱 水，冬季、大部分的秋季和春季，亦即一年中有三分之二的天氣需要供暖，夏天基本不需要 供冷，有些地區(qū)又無集中供暖的條件，如果使用空氣源熱泵系統(tǒng)供暖即低溫?zé)嵩床捎檬彝?的大氣，系統(tǒng)的性能隨室外氣候變化明顯，隨著室外溫度的降低，其蒸發(fā)溫度也隨之降低， 蒸發(fā)器表面溫度隨之下降，甚至低于o°c，當(dāng)室外空氣流經(jīng)蒸發(fā)器被冷卻時(shí)，其所含的水分 就會(huì)析出并依附于蒸發(fā)器表面形成霜層，室外空氣溫度低于-10 -15°C時(shí)，熱泵機(jī)組不能 正常工作。嚴(yán)重影響系統(tǒng)的性能和正常的使用，帶來諸多不便。但如果采用水源作為熱泵 系統(tǒng)供暖的低溫?zé)嵩?，就?huì)消耗大量的水資源，不符合可持續(xù)發(fā)展的需求。而熱水器大都是 電熱水器、燃?xì)鉄崴鞯茸鳛楠?dú)立熱源的熱水供應(yīng)系統(tǒng)。因此，家庭供暖和熱水消耗的電能 帶來的能源問題和環(huán)境污染應(yīng)引起關(guān)注。近年來，研究者做了一些相關(guān)的工作，但都沒有提 供具體的實(shí)施方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種利用生活用水作為低溫?zé)?源，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約能源的集供熱和供應(yīng)熱水為一體的家庭供熱系統(tǒng)。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種利用生活用水作為低溫?zé)嵩吹募彝ス嵯到y(tǒng)，其特征在于，由供熱循環(huán)、熱水 循環(huán)和生活用水循環(huán)組成；所述供熱循環(huán)是利用CO2為工質(zhì)的跨臨界循環(huán)，包括壓縮機(jī)、油 分離器、殼管式熱交換器、翅片管式熱交換器、干燥過濾器、膨脹閥、蒸發(fā)盤管，壓縮機(jī)的排 氣口與油分離器的入口連接，油分離器的氣體出口分為兩路，一路通過第一控制閥與殼管 式熱交換器的管側(cè)入口連接，另一路通過第二控制閥與翅片管式換熱器的入口連接，殼管 式熱交換器的管側(cè)出口與翅片管式熱交換器的入口連接，翅片管式熱交換器的出口依次與 干燥過濾器、膨脹閥與蒸發(fā)盤管的入口連接，蒸發(fā)盤管的出口與壓縮機(jī)的入口連接，油分離 器的潤滑油出口與壓縮機(jī)的回油入口連接；所述熱水循環(huán)包括熱水箱、水泵、第三控制閥、 殼管式熱交換器，所述水泵的入口與熱水箱的冷水出口連接，水泵的出口與殼管式熱交換 器的殼側(cè)入口連接，殼管式熱交換器的殼側(cè)出口通過第三控制閥與熱水箱的熱水進(jìn)口連 接，熱水箱的加水口與自來水管連接補(bǔ)充所需的涼水；所述生活用水循環(huán)包括抽水馬桶、用 水儲(chǔ)水箱、沐浴缸、洗臉盆、洗菜池，熱水箱的熱水出口分別經(jīng)過各自的截止閥與洗臉盆、沐 浴缸、洗菜池的入口并聯(lián)連接，洗臉盆、沐浴缸、洗菜池的出口并聯(lián)連接到用水儲(chǔ)水箱的進(jìn) 水口，用水儲(chǔ)水箱的出水口與抽水馬桶的注水閥連接，用水儲(chǔ)水箱上設(shè)置有排水口。所述熱水箱外包有保溫隔熱層。
熱水箱內(nèi)設(shè)置有水溫溫度傳感器，水溫溫度傳感器與熱水箱外表面的水溫溫度顯 示盤連接。所述用水儲(chǔ)水箱熱水進(jìn)口設(shè)有過濾網(wǎng)。所述熱水箱內(nèi)設(shè)置有輔助電加熱器，輔助電加熱器的控制元件與水溫溫度傳感器 連接。所述用水儲(chǔ)水箱內(nèi)安裝有浮球閥。本發(fā)明具有下述技術(shù)效果1、本發(fā)明利用生活用水作為低溫?zé)嵩吹募彝ス嵯到y(tǒng)是利用生活中消耗的大量 的沐浴水、洗菜水和洗臉?biāo)热跃哂休^高溫度的溫水作為循環(huán)系統(tǒng)的低溫?zé)嵩矗龃蟮蜏?熱源與蒸發(fā)溫度間的溫差，提高蒸發(fā)溫度，降低壓縮機(jī)吸、排氣的壓力比，降低壓縮機(jī)消耗 的機(jī)械功，降低電能的消耗，節(jié)約能源。2、本發(fā)明的供熱系統(tǒng)采用綠色自然工質(zhì)CO2為工質(zhì)的跨臨界循環(huán)，利用CO2在氣體 冷卻過程中較大的溫度變化來加熱生活熱水，提供一種集供熱和供熱水為一體的多功能的 環(huán)保、節(jié)能型家庭供熱系統(tǒng)，避免了能源和水資源的浪費(fèi)，大大降低成本，滿足環(huán)保和低碳 發(fā)展的要求。3、本發(fā)明的利用生活用水作為低溫?zé)嵩吹募彝ス嵯到y(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，環(huán) 保節(jié)能，方便控制，安全可靠。


圖1為本發(fā)明利用生活用水作為低溫?zé)嵩吹募彝ス嵯到y(tǒng)的示意圖。圖2為用水儲(chǔ)水箱的接管示意圖。圖3為熱水箱的接管示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明詳細(xì)說明。圖1至圖3為本發(fā)明的利用生活用水作為低溫?zé)嵩吹募彝ス嵯到y(tǒng)的示意圖，由 供熱循環(huán)、熱水循環(huán)和生活用水循環(huán)組成。所述供熱循環(huán)是利用CO2為工質(zhì)的跨臨界循環(huán)， 包括壓縮機(jī)1、油分離器2、殼管式熱交換器3、翅片管式熱交換器4、干燥過濾器20、膨脹閥 15、蒸發(fā)盤管14，壓縮機(jī)1的排氣口與油分離器2的入口連接，油分離器2的氣體出口分為 兩路，一路通過第一控制閥31與殼管式熱交換3器的管側(cè)入口連接，另一路通過第二控制 閥30與翅片管式換熱器4的入口連接，殼管式熱交換器3的管側(cè)出口與翅片管式熱交換器 4的入口連接，翅片管式熱交換器4的出口依次與干燥過濾器20、膨脹閥15與蒸發(fā)盤管14 的入口 25連接，蒸發(fā)盤管14的出口 21與壓縮機(jī)1的入口連接，油分離器2的潤滑油出口 與壓縮機(jī)1的回油入口連接。所述熱水循環(huán)包括熱水箱6、水泵5、第三控制閥8、殼管式熱 交換器3，水泵5的入口與熱水箱6的冷水出口 27連接，水泵5的出口與殼管式熱交換器3 的殼側(cè)入口連接，殼管式熱交換器3的殼側(cè)出口通過第三控制閥8與熱水箱6的熱水進(jìn)口 26連接，熱水箱的加水口 28與自來水管連接補(bǔ)充所需的涼水。所述生活用水循環(huán)包括抽水 馬桶12、用水儲(chǔ)水箱16、沐浴缸17、洗臉盆18、洗菜池19，熱水箱6的熱水出口 29分別經(jīng) 過截止閥9、截止閥10、截止閥11與洗臉盆、沐浴缸、洗菜池的入口并聯(lián)連接，洗臉盆、沐浴缸、洗菜池的出口并聯(lián)連接到用水儲(chǔ)水箱的進(jìn)水口 22，用水儲(chǔ)水箱的出水口 23與抽水馬桶 的注水閥13連接，用水儲(chǔ)水箱上設(shè)置有排水口 24。
所述用水儲(chǔ)水箱內(nèi)安裝有浮球閥。
所述熱水箱內(nèi)設(shè)置有輔助電加熱器7。所述熱水箱6外包有保溫隔熱層，防止熱水的熱量散發(fā)引起熱損失，造成能源的 浪費(fèi)。熱水箱6內(nèi)設(shè)置有水溫溫度傳感器感應(yīng)水箱內(nèi)的水溫，所述水溫溫度傳感器與熱水 箱6外表面的水溫溫度顯示盤和輔助電加熱器7的控制元件連接，并通過水溫溫度顯示盤 自動(dòng)顯示溫度，當(dāng)水溫不能滿足要求時(shí)，自動(dòng)接通輔助電加熱器7對(duì)水進(jìn)行加熱。所述用水 儲(chǔ)水箱16熱水進(jìn)口 22設(shè)有過濾網(wǎng)，過濾雜物并定期清洗。當(dāng)房間需要供暖時(shí)，啟動(dòng)壓縮機(jī)同時(shí)自動(dòng)打開第三控制閥8并啟動(dòng)水泵5，壓縮機(jī) 1排出的高溫高壓的CO2氣體在油分離器2中分離出夾帶的潤滑油后進(jìn)入殼管式熱交換器 3與管外殼管間流動(dòng)的水進(jìn)行熱交換放出熱量后進(jìn)入翅片管式熱交換器4，與房間中的空 氣熱交換，為房間提供熱源，經(jīng)干燥過濾器20干燥過濾，經(jīng)膨脹閥15節(jié)流降壓成低溫低壓 的流體進(jìn)入蒸發(fā)盤管14，吸收用水儲(chǔ)水箱16的熱量蒸發(fā)成為低溫低壓的CO2氣體回到壓縮 機(jī)。為保證壓縮機(jī)的潤滑油量，油分離器2中分離出的潤滑油及時(shí)地返回壓縮機(jī)。所述熱水箱6中的水由水泵5輸送到殼管式熱交換器3的殼側(cè)空間與管內(nèi)的高溫 高壓的CO2氣體熱交換，吸收熱量溫度升高后回到熱水箱6中，經(jīng)過截止閥9、截止閥10、截 止閥11分別進(jìn)入洗臉盆18、沐浴缸17、洗菜池19供不同的使用，洗臉盆18、沐浴缸17、洗 菜池19流出的溫水進(jìn)入用水儲(chǔ)水箱16中與蒸發(fā)盤管14管內(nèi)的低溫低壓的CO2氣體熱交 換放出熱量后，經(jīng)抽水馬桶12的注水閥13進(jìn)入抽水馬桶12的水槽中。用水儲(chǔ)水箱16中 的水位由浮球閥控制，當(dāng)水位超過限制高度時(shí)，自動(dòng)地經(jīng)排水口 24排出。熱水箱6設(shè)有溫度顯示和溫度傳感器，當(dāng)熱水用量較大，熱水箱6內(nèi)的水溫降低， 如果還不能滿足需要，則自動(dòng)啟用輔助電加熱器7輔助加熱。當(dāng)熱水用量較小，水溫升高， 則自動(dòng)關(guān)閉第一控制閥31，打開第二控制閥30，同時(shí)關(guān)閉第三控制閥8和水泵5。使壓縮機(jī) 排出的高溫高壓的CO2氣體不進(jìn)入殼管式熱交換器3，而進(jìn)入翅片管式熱交換器4，為房間 提供熱源，當(dāng)房間的溫度達(dá)到設(shè)定的要求時(shí)，供熱循環(huán)自動(dòng)停機(jī)，實(shí)現(xiàn)能量的自動(dòng)調(diào)節(jié)。盡管參照實(shí)施例對(duì)所公開的涉及一種利用生活用水作為低溫?zé)嵩吹募彝ス嵯?統(tǒng)進(jìn)行了特別描述，以上描述的實(shí)施例是說明性的而不是限制性的，在不脫離本發(fā)明的精 神和范圍的情況下，所有的變化和修改都在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種利用生活用水作為低溫?zé)嵩吹募彝ス嵯到y(tǒng)，其特征在于，由供熱循環(huán)、熱水循環(huán)和生活用水循環(huán)組成；所述供熱循環(huán)是利用CO2為工質(zhì)的跨臨界循環(huán)，包括壓縮機(jī)、油分離器、殼管式熱交換器、翅片管式熱交換器、干燥過濾器、膨脹閥、蒸發(fā)盤管，壓縮機(jī)的排氣口與油分離器的入口連接，油分離器的氣體出口分為兩路，一路通過第一控制閥與殼管式熱交換器的管側(cè)入口連接，另一路通過第二控制閥與翅片管式換熱器的入口連接，殼管式熱交換器的管側(cè)出口與翅片管式熱交換器的入口連接，翅片管式熱交換器的出口依次與干燥過濾器、膨脹閥與蒸發(fā)盤管的入口連接，蒸發(fā)盤管的出口與壓縮機(jī)的入口連接，油分離器的潤滑油出口與壓縮機(jī)的回油入口連接；所述熱水循環(huán)包括熱水箱、水泵、第三控制閥、殼管式熱交換器，所述水泵的入口與熱水箱的冷水出口連接，水泵的出口與殼管式熱交換器的殼側(cè)入口連接，殼管式熱交換器的殼側(cè)出口通過第三控制閥與熱水箱的熱水進(jìn)口連接，熱水箱的加水口與自來水管連接補(bǔ)充所需的涼水；所述生活用水循環(huán)包括抽水馬桶、用水儲(chǔ)水箱、沐浴缸、洗臉盆、洗菜池，熱水箱的熱水出口分別經(jīng)過各自的截止閥與洗臉盆、沐浴缸、洗菜池的入口并聯(lián)連接，洗臉盆、沐浴缸、洗菜池的出口并聯(lián)連接到用水儲(chǔ)水箱的進(jìn)水口，用水儲(chǔ)水箱的出水口與抽水馬桶的注水閥連接，用水儲(chǔ)水箱上設(shè)置有排水口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用生活用水作為低溫?zé)嵩吹募彝ス嵯到y(tǒng)，其特征在于， 所述熱水箱外包有保溫隔熱層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用生活用水作為低溫?zé)嵩吹募彝ス嵯到y(tǒng)，其特征在于， 熱水箱內(nèi)設(shè)置有水溫溫度傳感器，水溫溫度傳感器與熱水箱外表面的水溫溫度顯示盤連 接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用生活用水作為低溫?zé)嵩吹募彝ス嵯到y(tǒng)，其特征在于， 所述用水儲(chǔ)水箱熱水進(jìn)口設(shè)有過濾網(wǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用生活用水作為低溫?zé)嵩吹募彝ス嵯到y(tǒng)，其特征在于， 所述熱水箱內(nèi)設(shè)置有輔助電加熱器，輔助電加熱器的控制元件與水溫溫度傳感器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用生活用水作為低溫?zé)嵩吹募彝ス嵯到y(tǒng)，其特征在于， 所述用水儲(chǔ)水箱內(nèi)安裝有浮球閥。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用生活用水作為低溫?zé)嵩吹募彝ス嵯到y(tǒng)，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約能源的集供熱和供應(yīng)熱水為一體的家庭供熱系統(tǒng)。由供熱循環(huán)、熱水循環(huán)和生活用水循環(huán)組成。所述供熱循環(huán)是利用CO2為工質(zhì)的跨臨界循環(huán)，包括壓縮機(jī)、油分離器、殼管式熱交換器、翅片管式熱交換器、干燥過濾器、膨脹閥、蒸發(fā)盤管，熱水循環(huán)包括熱水箱、水泵、第三控制閥、殼管式熱交換器。所述生活用水循環(huán)包括抽水馬桶、用水儲(chǔ)水箱、沐浴缸、洗臉盆、洗菜池。本發(fā)明充分利用生活中消耗的大量的仍具有較高溫度的溫水作為循環(huán)系統(tǒng)的低溫?zé)嵩?，增大低溫?zé)嵩磁c蒸發(fā)溫度間的溫差，提高蒸發(fā)溫度，降低了電能的消耗，節(jié)約了能源，降低了成本。
文檔編號(hào)F24D3/18GK101986043SQ20101057265
公開日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者嚴(yán)雷, 劉圣春, 寧靜紅, 苗惠 申請(qǐng)人:天津商業(yè)大學(xué)