一种回收淋浴废热的速热型热泵热水器及其运行方法技术

一种回收淋浴废热的速热型热泵热水器，其特征在于，包括压缩机、主水箱、副水箱、花洒、余热回收器、蒸发换热器、节流阀、恒温混水阀、泵、三通阀、温度传感器以及水流感应开关；同时，该热泵热水器的运行方法包括：系统预热、系统待机、系统正常运行及系统暂停四个部分。优点在于：该热泵热水器不受环境气候影响，可常年稳定运行；接近即开即热，实时回收利用余热，利用效率高；解决热泵热水器冷启动和压缩机低功耗待机问题，从而创造了热泵热水器系统即开即热的工作条件，以较低的代价保障了系统核心部件的运行安全，延长使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种回收淋浴废热的速热型热泵热水器及其运行方法
本专利技术涉及一种热泵热水器，具体涉及一种回收淋浴废热的速热型热泵热水器及其运行方法，属于节能设备

技术介绍
随着热泵技术的不断进步，国内外很多专利申请都提出回收淋浴废水余热作为热泵热水器的低温热源，从而构成新型热泵热水器。申请人在中国专利技术专利申请号201210077810.8中，提出了一种回收淋浴废热的速热型热泵热水器，并指出在线即时回收淋浴废水用作热泵热水器的热源在实际应用中会面临无热源启动和压缩机频繁启停的问题。其中，无热源启动问题可以通过副水箱预加热的方法很好地解决，而压缩机频繁启停的问题依然存在。熟知，电动机的启动电流是正常运行时的4～7倍，若频繁启停，这对电动机的破坏力很大。压缩机作为热泵的心脏，非常忌讳频繁启停。然而，人们在淋浴过程中往往会有数次短暂的停顿，而且习惯于关闭出水。在这种情形下，热泵难免要随着出水的关闭与开启而频繁启停。如果不停止压缩机运行，需要解决两个问题，一是要大幅度降低压缩机功耗以避免浪费电能，二是要提供蒸发热源和冷凝冷源以维持热泵系统低负荷运转。若让压缩机低功耗运行，仍需要有热源和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种回收淋浴废热的速热型热泵热水器，其特征在于，包括压缩机(1)、主水箱(2)、副水箱(3)、花洒(4)、余热回收器(5)、蒸发换热器(6)、节流阀(7)、恒温混水阀(8)、泵(9)、第一三通阀(10)、第二三通阀(11)、供水阀(12)、温度传感器(13)以及水流感应开关(14)；它们之间的位置连接关系是：压缩机(1)排气端与主水箱(2)的换热管道入口相连接，换热管道外是水流通道；压缩机(1)吸气端分别与蒸发换热器(6)和余热回收器(5)连接；主水箱(2)是管壳式换热器，主水箱(2)水流通道的出水口与副水箱(3)的入水口相连接；主水箱(2)水流通道的入水口通过第一三通阀(10)分别与供水阀(...

【技术特征摘要】
1.一种回收淋浴废热的速热型热泵热水器，其特征在于，包括压缩机(1)、主水箱(2)、副水箱(3)、花洒(4)、余热回收器(5)、蒸发换热器(6)、节流阀(7)、恒温混水阀(8)、泵(9)、第一三通阀(10)、第二三通阀(11)、供水阀(12)、温度传感器(13)以及水流感应开关(14)；它们之间的位置连接关系是：压缩机(1)排气端与主水箱(2)的换热管道入口相连接，换热管道外是水流通道；压缩机(1)吸气端分别与蒸发换热器(6)和余热回收器(5)连接；主水箱(2)是管壳式换热器，主水箱(2)水流通道的出水口与副水箱(3)的入水口相连接；主水箱(2)水流通道的入水口通过第一三通阀(10)分别与供水阀(12)和蒸发换热器(6)连接；主水箱(2)换热管道的出口与节流阀(7)连接；副水箱(3)是一个水罐，内置温度传感器(13)及两组电加热器R1和R2；副水箱(3)的出水口通过恒温混水阀(8)与花洒(4)相连接；同时，该出水口也与泵(9)相连接；花洒(4)为淋浴出水设备，为使用者提供适温的水源；余热回收器(5)其换热管道出口与压缩机(1)的吸气端相连接，余热回收器(5)的换热管道入口通过第二三通阀(11)分别与节流阀(7)和蒸发换热器(6)的换热管道连接；蒸发换热器(6)是管壳式换热器；蒸发换热器(6)水流通道的入水口通过泵(9)与副水箱(3)的出水口相连接，蒸发换热器(6)水流通道的出水口通过第一三通阀(10)分别与供水阀(12)和主水箱(2)水流通道的入水口相连接；蒸发换热器(6)换热管道的入口通过第二三通阀(11)分别与节流阀(7)和余热回收器(5)相连接，蒸发换热器(6)换热管道的出口与压缩机(1)吸气端相连接；节流阀(7)的作用是通过节流效应将主水箱(2)换热管道中的压力和温度高的液态制冷剂转变为压力和温度低的液态制冷剂，同时通过第二三通阀(11)回流至蒸发换热器(6)或者余热回收器(5)的换热管道；恒温混水阀(8)包括C、H和O三个端口，作用是将供水阀(12)提供的冷水与副水箱(3)提供的热水按不同比例混合以保持出水温度与用户设定温度一致；泵(9)的作用是将水从副水箱(3)至蒸发换热器(6)，再至主水箱(2)，最后回流至副水箱(3)的闭合循环动力；第一三通阀(10)包括a1、b1、c1三个端口；第二三通阀(11)包括a2、b2、c2三个端口；作用是连通各条管路并切换管路；水流通道上游设有供水阀(12)；及电路系统。2.根据权利要求1所述的回收淋浴废热的速热型热泵热水器，其特征在于：所述的压缩机(1)为单相定频压缩机。3.根据权利要求1所述的回收淋浴废热的速热型热泵热水器，其特征在于：所述余热回收器(5)的结构包括一上层体(30)，由金属材质以挤压成型制成的方形体，具有一顶面(31)、一底面(32)、一前侧面(33)、一后侧面(34)及两相平行的侧边面(35)，该前侧面(33)与后侧面(34)的两末端边分别由该两侧边面(35)相接连，该底面(32)上凸设有数条相平行间隔排列的隔离墙(37)，并在其中一条隔离墙(37)的末端设有一条上卡合部(38)，且该每一条隔离墙(37)的墙面上采交错方式各贯穿有一连通孔(39)，而在该两侧边面(35)上分别穿设有一流体入口(301)及一流体出口；一下层体(40)，由塑料材质以注塑成型制成的平板，其轮廓形状及面积均与上层体相同，具有一顶面(41)、一底面(42)、一前侧面(43)、一后侧面(44)及两相平行的侧边面(45)，该顶面(41)上相对应于上层体(30)其中一条隔离墙(37)的上卡合部(38)位置处，凸设有一条下卡合部(46)，与该条隔离墙(37)的上卡合部(38)相互穿插后达成彼此固定不分离；及两封边盖(50)，分别盖贴于上层体(30)与下层体(40)相互组合后的前侧面及后侧面上的平板体，其面积大小将上层体(30)与下层体(40)的前侧面及后侧面完全密合封住，并同步在该上层体(30)的底面(32)与下层体(40)的顶面(41)及各隔离墙(37)之间形成数条流体流动通道，是制冷剂的流动通道，亦即换热管道；该上层体(30)与下层体(40)的前侧面与该后侧面上分别设有数个螺孔(36、47)，且相对应于该上层体(30)的螺孔与下层体(30)的螺孔位置的该两封边盖(50)的板面上，也分别穿设有相同数量的固定孔(51)，由螺丝(N)贯穿两封边盖(50)上各固定孔(51)，再旋入螺孔后，将上层体与下层体的前侧面及后侧面完全密合封住。4.根据权利要求1所述的回收淋浴废热的速热型热泵热水器，其特征在于：所述余热回收器(5)为盘管式余热回收器。5.根据权利要求1所述的回收淋浴废热的速热型热泵热水器，其特征在于：所述余热回收器(5)放置于地面上，在花洒(4)的正下方，花洒(4)出水直接淋到余热回收器(5)的上层体金属换热面上，水流经过余热回收器(5)之后直接进入下水道排出。6.根据权利要求1所述的回收淋浴废热的速热型热泵热水器，其特征在于：所述电路系统包括电源、继电器及电机M。7.根据权利要求6所述的回收淋浴废热的速热型热泵热水器，其特征在于：所述继电器是固态继电器、电磁继电器或者磁簧继电器，其作用是连通或断开电路；电机M即为压缩机的驱动电机；电源为220V交流电。8.一种回收淋浴废热的速热型热泵热水器的运行方法，其特征在于，详述如下：系统预热：用户控制开关接通电源，恒温混水阀(8)O端处于关闭状态，继电器T1接通触点p1，继电器T2接通触点p2，继电器T3接通触点p3，继电器T4断开，电加热器R1、R2并联工作，副水箱(3)内水温开始上升；副水箱(3)内置温度传感器，当水温达到用户设定出水水温时，将报警提示用户进入待机状态，同时压缩机(1)启动；当完成开机预热，副水箱(3)内的水温达到用户设定出水水温后，压缩机(1)将开始启动；启动时，继电器T1、继电器T2、继电器T3皆断开，电加热器R1、R2断电，继电器T4接通触点p4，压缩机(1)通电开始工作；如果压缩机(1)启动后，恒温混水阀(8)O端未开启，热泵热水器将自动进入待机状态；系统待机：恒温混水阀(8)O端处于关闭状态，继电器T1接通触点p1，继电器T2接通触点p2，电加热器R1、R2并联工作；继电器T3接通触点p4，继电器T4断开，压缩机(1)与电加热器R1、R2串联工作，压缩机(1)电压降低，电流减小，输出功率降低；第一三通阀(10)的b1和c1两端接通；第二三通阀(11)的b2和c2两端接通；泵(9)启动；在泵(9)的作用下，副水箱(3)中的水经过泵(9)进入蒸发换热器(6)壳程，再通过第一三通阀(10)进入主水箱(2)壳程，最后回到副水箱(3)完成闭合水循环；所述压缩机(1)、主水箱(2)、节流阀(7)和蒸发换热器(6)以及第二三通阀(11)构成待机热泵循环系统；系统正常运行：在副水箱(3)水温达到用户设定出水水温的条件下，开启混水阀O端，水流感应开关(14)发出热泵热水器进入工作状态的信号，控制电路发出控制信号导致变化如下：继电器T1断开，继电器T2接通触点p1，电加热器R1、R2串联工作；继电器T3接通触点p3，继电器T4接通触点p4，压缩机(1)与电加热器R1、R2并联工作；继电器T3的通断此时还受温度传感器(13)的控制，若水温持续高于用户设定出水水温，继电器T3就自动断开，使电加热器R1、R2停止工作，反之T3自动接通触点p3；电路切换的结果是压缩机(1)进入额定电压工作状态，起主要加热作用，电加热器R1、R2功率低，起辅助加热作用；第一三通阀(10)的a1和b1两端接通；第二三通阀(11)的a2和b2两端接通；泵(9)停止运...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁世强，蔡应麟，徐兆火，
申请(专利权)人：佛山市三角洲电器科技有限公司，中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44