專利名稱：儲能式熱泵熱水鍋爐供熱水裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及節(jié)能和儲能式供熱水裝置。
背景技術：
目前中國中部和南方的公用澡堂所使用供熱水的裝置大多是小型燃煤鍋爐，江淮流域的部分小單位的冬季供熱也采用小型燃煤鍋爐，由于環(huán)保需要，這些小型燃煤鍋爐逐漸被燃油鍋爐和電熱鍋爐所取代。電熱鍋爐十分簡潔，但高品質的電能用于熱洗澡熱水，在能量的品質上是一種浪費。燃油鍋爐時常受到油料供應及其價格波動的影響，感覺不太安穩(wěn)。澡堂的用熱量比較大，但洗澡中淋浴廢水的熱量和大池廢水的熱量都被流失，是能量的浪費。
實用新型技術內容本實用新型提出一種以利用廢熱水或環(huán)境空氣為熱源的熱泵熱水器加熱水為主，利用深夜富余廉價電力加熱水為輔，并有高溫熱水儲存箱的儲能式熱泵熱水鍋爐供熱水的裝置，以克服現(xiàn)有用小型燃煤鍋爐和電熱鍋爐供熱水或小范圍公共采暖裝置的上述缺陷。
這種儲能式熱泵熱水鍋爐供熱水裝置，其特征在于包括電熱水鍋爐(5)、給水泵(P1)、混合器(9)，熱泵熱水器(A)、廢熱水泵(P2)、儲熱水箱(6)以及連接管路組成，所述熱泵熱水器(A)包括壓縮機(1)、水冷冷凝器(2)、節(jié)流閥(3)和水熱式蒸發(fā)器(4)以及連接管路和熱泵系統(tǒng)內的制冷劑；各部件間的連接方式是給水泵(P1)的出口與冷凝器(2)的入水口連接，給水泵(P1)的入口(b)留與用戶的自來水管連接；冷凝器(2)的出水口與電熱水鍋爐(5)的入水口相連接；電熱水鍋爐(5)的出水口經閥(F4)與儲熱水箱(6)的入水口相連接；儲熱水箱(6)留有二個出水口，一個出水口接閥(F3)后留有接口(d)與供給用戶開水的管路連接，另一個出水口接閥(F2)后再與混合器(9)三個入水口中的一個相接，混合器(9)的另外兩個入水口中的一個接(F1)后再接至自來水管，另一個經過閥(F6)后與電熱水鍋爐(5)的出水口連接；混合器(9)的出水口接閥(F5)后留有接口(c)接用戶的生活熱水干管(10)；廢熱水泵(P2)的出口與熱泵熱水器(A)的水熱式蒸發(fā)器(4)的入水口相連接，廢熱水泵(P2)的入口(a)留與用戶的收集廢熱水的集熱水池(8)相連；水熱式蒸發(fā)器(4)的出水口(e)留與用戶的下水道相接；熱泵熱水器(A)的制冷劑循環(huán)回路是水熱式蒸發(fā)器(4)的制冷劑出口與壓縮機(1)的入口相接，壓縮機(1)的出口與冷凝器(2)的制冷劑入口相接，冷凝器(2)的制冷劑出口與節(jié)流閥(3)的入口相接，節(jié)流閥(3)的出口與蒸發(fā)器(4)的制冷劑入口相接。
上述儲能式熱泵熱水鍋爐供熱水裝置，也可在所述給水泵(P1)的出水口增加一個自來水的預熱器(7)，所述預熱器(7)是一路通自來水、另一路通廢熱水的水-水換熱器即其自來水通路側的入口與給水泵(P1)的出口連接，自來水通路側的出口與冷凝器(2)的入水口連接；其廢熱水通路側的入口與廢熱水泵(P2)的出口連接，廢熱水通路側的出口與熱泵熱水器(A)的水熱式蒸發(fā)器(4)的入水口連接。
上述儲能式熱泵熱水鍋爐供熱水裝置，還可在所述的熱泵熱水器(A)中增加一個與水熱式蒸發(fā)器(4)并聯(lián)的風熱式蒸發(fā)器(11)，該風熱式蒸發(fā)器(11)與水熱式蒸發(fā)器(4)的支路分別裝有控制閥(F10)和(F11)。
上述儲能式熱泵熱水鍋爐供熱水裝置，還可把所述的儲熱水箱(6)與電熱水鍋爐(5)合為一體，省去閥(F4)，把混合器(9)經閥(F6)的水路改與熱泵熱水器(A)之冷凝器(2)的出水口連接。
由于本實用新型儲能式熱泵熱水爐供熱水裝置采取了包括電熱水鍋爐(5)、給水泵(P1)、混合器(9)，熱泵熱水器(A)、廢熱水泵(P2)、儲熱水箱(6)等部件和上述連結方式，可利用熱泵制冷劑循環(huán)回路來吸收廢熱水或空氣中的熱量加熱自來水，并采用電熱水鍋爐(5)在夜間加熱水至沸騰并儲存于儲熱水箱(6)，因此，與傳統(tǒng)的燃煤鍋爐相比，既節(jié)能、又清潔、無污染；與單純的電熱水鍋爐相比，可通過吸收空氣的熱量或廢熱水的熱量大幅度節(jié)電，特別是在作供洗澡琳浴等用水時回收其廢熱水的熱量后可節(jié)電70～85％；與單純的熱泵熱水器(爐)相比，由于本實用新型利用了夜間廉價電力加熱高溫水存于儲熱水箱(6)，既降低了加熱水的費用，又對電網有移峰平谷作用；重要的是可用夜間儲存的熱水提供每天初期使用的生活熱水，并回收其廢熱水為水熱式熱泵熱水器提供初始熱源。
附圖及其說明附


圖1是本實用新型的一種儲能式熱泵熱水鍋爐供熱水裝置的基本結構示意圖；附圖2是增加了自來水預熱器的儲能式熱泵熱水鍋爐供熱水裝置的結構示意圖；附圖3是增加了風熱式蒸發(fā)器的儲能式熱泵熱水鍋爐供熱水裝置的結構示意圖；附圖4是一種簡單型儲能式熱泵熱水鍋爐供熱水裝置的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖進一步說明本實用新型的具體實施方式
。
實施例1、一種儲能式熱泵熱水鍋爐供熱水裝置附
圖1的虛線框內是本實用新型儲能式熱泵熱水鍋爐供熱水裝置的基本實施方式。
該裝置包括電熱水鍋爐(5)、儲熱水箱(6)、熱泵熱水器(A)、給水泵(P1)、廢熱水泵(P2)、及連接管路等組成；在點劃線框內的是所述熱泵熱水器(A)，它包括壓縮機(1)、水冷冷凝器(2)、節(jié)流閥(3)、水熱式蒸發(fā)器(4)、以及連接管路和熱泵系統(tǒng)內的制冷劑等組成；給水泵(P1)的入口(b)留與用戶的自來水管連接，其出口與冷凝器(2)的入水口連接；冷凝器(2)的出水口與電熱水鍋爐(5)的入水口相連接；電熱水鍋爐(5)的出水口經閥(F4)與儲熱水箱(6)的入水口相連接；儲熱水箱(6)的出水口有二個，一個接閥(F3)留有接口(d)與用戶的供給開水管相接，另一個接閥(F2)后進入混合器(9)；自來水經(F1)后也進入混合器(9)，混合器(9)的出水口接閥(F5)后，留有接口(c)接生活熱水干管(10)；電熱水鍋爐(5)的出水口還可分一支路經閥(F6)后與混合器(9)連接；廢熱水泵(P2)的入口(a)留與用戶的集熱水池(8)相連，廢熱水泵(P2)的出口與熱泵熱水器(A)的水熱式蒸發(fā)器(4)的入水口相連接；水熱式蒸發(fā)器(4)的出水口(e)接用戶的下水道；熱泵熱水器(A)的制冷劑循環(huán)回路是水熱式蒸發(fā)器(4)的制冷劑出口與壓縮機(1)的入口連接，壓縮機(1)的出口與冷凝器(2)的制冷劑入口連接，冷凝器(2)的制冷劑出口與節(jié)流閥(3)的入口連接，節(jié)流閥(3)的出口與蒸發(fā)器(4)的制冷劑入口連接。
本實用新型的儲能式熱泵熱水爐供熱水裝置可通過以下使用方法來實現(xiàn)節(jié)能省錢的目的夜間用電低谷時，自來水經給水泵(P1)加壓，經過冷凝器(2)后進入電熱水鍋爐(5)，若集熱水池(8)仍然有廢熱水可開動廢熱水泵(P2)和熱泵熱水器(A)的壓縮機(1)，通過熱泵的壓縮機壓縮制冷劑，把熱泵吸收廢熱水的低溫熱量連同壓縮機消耗的電功，一起轉化為高溫熱量加熱冷水，可把自來水冷水加熱到40～50℃左右，而后電熱水鍋爐(5)消耗晚間廉價電功把水加熱到設定的高溫后送至儲熱水箱(6)儲存；第二天首次淋浴時，由儲熱水箱(6)放出熱水在混合器(9)內與自來水混合至40～45℃后送到生活用溫水的干管，供淋浴等生活用熱水；當集熱水池(8)收集到一定量的廢溫水后，啟動廢熱水泵(P2)和熱泵熱水器(A)的壓縮機(1)、并可視用水量和混合器(9)內的水溫情況手動或自動關小或關閉進入混合器的自來水閥(F1)和高溫水閥(F2)，自來水閥(F1)和高溫水閥(F2)可以是電磁控制閥，廢熱水被廢熱水泵(P2)抽送至水式蒸發(fā)器(4)把熱量交換給熱泵的制冷劑后排放至下水道；熱泵的壓縮機(1)把制冷劑吸收廢熱水的低溫熱量連同壓縮機消耗的電功一起轉化成高溫熱量后在冷凝器(2)交換給經冷凝器(2)的自來水，在此過程中冷水可被加熱至40℃以上，可經閥(6)直供淋浴用。各噴淋頭上也裝有控制閥，混合器(9)也是一個小儲水箱，可以兼做噴淋水量變動與熱泵供水量恒定的水量調節(jié)平衡器。
因此，本實用新型儲能式熱泵型供熱水裝置與傳統(tǒng)的燃煤鍋爐相比，既節(jié)能、又清潔、無污染；與單純的電熱水鍋爐相比，可通過吸收廢熱水的熱量大幅度節(jié)電，特別在作供洗澡淋浴等用水時回收其廢熱水的熱量后可節(jié)電70～85％與單純的熱泵熱水器(爐)相比，可利用夜間廉價電力加熱高溫水存于儲熱水箱(6)，既降低了加熱水的費用，又對電網有移峰平谷作用，重要的是可用夜間儲存的熱水提供每天初期使用的生活熱水，并回收其廢熱水為水熱式熱泵熱水器提供初始熱源。
實施例2、增加了自來水的預熱器的儲能式熱泵熱水鍋爐供熱水裝置附圖2是本實用新型的另一種實施方式的結構示意圖。它與實施例1的區(qū)別在于所述給水泵(P1)的出水口增加一個自來水的預熱器(7)，該預熱器(7)是一路通自來水、另一路通廢熱水的水-水換熱器即其自來水通路側的入口與給水泵(P1)的出口連接，自來水通路側的出口與冷凝器(2)的入水口連接；其廢熱水通路側的入口與廢熱水泵(P2)的出口連接，廢熱水通路側的出口與熱泵熱水器(A)的水熱式蒸發(fā)器(4)的入水口連接。自來水在進入冷凝器(2)之前先與廢熱水進行一次熱交換，由此可提高熱泵熱水器的COP值約1倍。
實施例3、增加了風熱式蒸發(fā)器的儲能式熱泵熱水鍋爐供熱水裝置附圖3是本實用新型的一種效果較好的實施方式的結構示意圖。它與實施例2的區(qū)別在于在所述熱泵熱水器(A)中增加了一個與水熱式蒸發(fā)器(4)并聯(lián)的風熱式蒸發(fā)器(10)，該風熱式蒸發(fā)器(10)與水熱式蒸發(fā)器(4)的支路分別裝有控制閥(F10)和(F11)；這兩個控制閥(10)和控制閥(11)也可用三通閥替代；另外，在混合器(9)的出口還增加了一個經閥(F7)供冬季取暖的供暖熱水的出口(g)；在給水泵(P1)入口前增加了閥(F8)和閥(F9)，閥(F8)入口(f)留作供暖熱水的回流口，閥(F9)的入口(b)是自來水進水口。
采用本實施例3的儲能式熱泵型供熱水裝置，可利用熱泵熱水器吸收廢熱水的熱量對自來水預加熱至40多度直接供淋浴，夜間由電熱鍋爐把預熱的水再加熱至沸騰后送至貯熱水箱，供飲用開水或與冷水摻混后供生活用水；在無廢熱水時熱泵也可采用風熱式蒸發(fā)器從環(huán)境空氣吸熱來對水進行預加熱，并在冬季提供熱水取暖；采用本裝置對公用澡堂供熱水比直接電加熱法可節(jié)電80％，晚間儲能部分可節(jié)約電費50％以上。該裝置也可兼作冬季供暖用或其他需要提供熱水的埸合使用。
實施例4、一種簡單型儲能式熱泵熱水鍋爐供熱水裝置本實施例的結構示意圖如附圖4所示，其主要特點是將儲熱水箱(6)與電熱水鍋爐(5)合為一體，省去閥(F4)，把混合器(9)經閥(F6)的水路改與熱泵熱水器(A)之冷凝器(2)的出水口連接。該裝置具有結構緊湊投資省的優(yōu)點。
權利要求1.一種儲能式熱泵熱水鍋爐供熱水裝置，其特征在于包括電熱水鍋爐(5)、給水泵(P1)、混合器(9)，熱泵熱水器(A)、廢熱水泵(P2)、儲熱水箱(6)以及連接管路組成，所述熱泵熱水器(A)包括壓縮機(1)、水冷冷凝器(2)、節(jié)流閥(3)和水熱式蒸發(fā)器(4)以及連接管路和熱泵系統(tǒng)內的制冷劑；各部件間的連接方式是給水泵(P1)的出口與冷凝器(2)的入水口連接，給水泵(P1)的入口(b)留與用戶的自來水管連接；冷凝器(2)的出水口與電熱水鍋爐(5)的入水口相連接；電熱水鍋爐(5)的出水口經閥(F4)與儲熱水箱(6)的入水口相連接；儲熱水箱(6)留有二個出水口，一個出水口接閥(F3)后留有接口(d)與供給用戶開水的管路連接，另一個出水口接閥(F2)后再與混合器(9)三個入水口中的一個相接，混合器(9)的另外兩個入水口中的一個接(F1)后再接至自來水管，另一個經過閥(F6)后與電熱水鍋爐(5)的出水口連接；混合器(9)的出水口接閥(F5)后留有接口(c)接用戶的生活熱水干管(10)；廢熱水泵(P2)的出口與熱泵熱水器(A)的水熱式蒸發(fā)器(4)的入水口相連接，廢熱水泵(P2)的入口(a)留與用戶的收集廢熱水的集熱水池(8)相連；水熱式蒸發(fā)器(4)的出水口(e)留與用戶的下水道相接；熱泵熱水器(A)的制冷劑循環(huán)回路是水熱式蒸發(fā)器(4)的制冷劑出口與壓縮機(1)的入口相接，壓縮機(1)的出口與冷凝器(2)的制冷劑入口相接，冷凝器(2)的制冷劑出口與節(jié)流閥(3)的入口相接，節(jié)流閥(3)的出口與蒸發(fā)器(4)的制冷劑入口相接。
2.如權利要求1所述的儲能式熱泵熱水爐供熱水裝置，特征在于在所述給水泵(P1)的出水口增加一個自來水的預熱器(7)，所述預熱器(7)是一路通自來水、另一路通廢熱水的水-水換熱器即其自來水通路側的入口與給水泵(P1)的出口連接，自來水通路側的出口與冷凝器(2)的入水口連接；其廢熱水通路側的入口與廢熱水泵(P2)的出口連接，廢熱水通路側的出口與熱泵熱水器(A)的水熱式蒸發(fā)器(4)的入水口連接。
3.如權利要求1所述的儲能式熱泵熱水爐供熱水裝置，特征在于在所述的熱泵熱水器(A)中增加一個與水熱式蒸發(fā)器(4)并聯(lián)的風熱式蒸發(fā)器(11)，該風熱式蒸發(fā)器(11)與水熱式蒸發(fā)器(4)的支路分別裝有控制閥(F10)和(F11)。
4.如權利要求1所述的儲能式熱泵熱水爐供熱水裝置，特征在于把所述的儲熱水箱(6)與電熱水鍋爐(5)合為一體，把混合器(9)經閥(F6)的水路改與熱泵熱水器(A)之冷凝器(2)的出水口連接。
專利摘要本實用新型儲能式熱泵熱水鍋爐供熱水裝置,特征是采用熱泵的水熱式蒸發(fā)器與集熱水池相連,冷凝器的入水口與自來水管連接,冷凝器的出水口與電熱水鍋爐的入水口相連接,電熱水鍋爐的出水口經閥與儲熱水箱的入水口相連接,儲熱水箱的出水口與生活熱水干管連接,回路中裝有水泵,通過熱泵吸收洗澡等廢熱水的熱量加熱自來水供淋浴,夜間由電熱水鍋爐加熱水至較高溫后貯存供次日初期生活用熱水和開水。本實用新型比傳統(tǒng)的燃煤鍋爐節(jié)能、清潔、無污染;比單純的電熱水鍋爐,可大幅度節(jié)電,在回收洗澡廢熱水的熱量后可節(jié)電70～85%;比單純的熱泵熱水器(爐),可得高溫開水,又能儲能,對電網有移峰平谷作用。
文檔編號F24D17/02GK2502177SQ01244858
公開日2002年7月24日 申請日期2001年7月14日 優(yōu)先權日2001年7月14日
發(fā)明者陳則韶, 程文龍, 胡芃 申請人:中國科學技術大學