一种旁通双回路速热式废水源热泵热水器及其控制方法技术

一种旁通双回路速热式废水源热泵热水器及其控制方法，该热水器包括压缩机，三通阀，冷凝器，蒸发器，膨胀阀，混水阀，预热换热器，该热水器分为热泵系统和供水系统；本发明专利技术还提供该热水器的控制方法；该热水器不设水箱，为一次流通速热式热水器，热水温度稳定；且使用废水余热作为热源，提高能源利用率，降低能耗；另外，使用一旁通回路在热水器开机时利用压缩机排气热量向蒸发器提供额外热量，解决开机时蒸发器易结冰的问题；另外，所述废水源热泵热水器不设储水箱，即使用一次通流的形式持续供热水，解决了常见热水器热水时间长，供水温度衰减的问题，提高了用户舒适性。

【技术实现步骤摘要】
一种旁通双回路速热式废水源热泵热水器及其控制方法
本专利技术属于热水器及热泵
，具体涉及一种旁通双回路速热式废水源热泵热水器及其控制方法。
技术介绍
目前家用热泵热水器多为空气源热泵热水器，但由于其体积庞大，安装维护不便，室外机易结霜，易受环境气候影响等问题，未能在市场上广泛推广。水源热泵热水器虽然没有以上问题，但若想应用到家用浴室中，则需要大量的自来水作为热源，造成水浪费。考虑到沐浴后的废热水仍然具有逾30℃的温度，因此可以使用沐浴废水作为热源，即将水源热泵热水器设计成废水源热泵热水器，回收其中的余热来加热供水，不仅节约了水资源，还提高了能源利用率，降低能耗。然而在此类热水器开机阶段，由于没有足够温度的废水作为热源，易会造成蒸发器结冰的问题，影响系统可靠性。另外，目前市场上具有保温水箱的热水器常常会出现热水时间长，热水温度在使用过程中逐渐衰减等问题，极大地降低用户使用舒适性。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种旁通双回路速热式废水源热泵热水器及其控制方法，可以回收废水余热，提高能源利用率，降低能耗；同时解决此类热水器开机时蒸发器易结冰的问题，提高系统可靠性；另外，本专利技术的热水器不设储水箱，一次流通供水，可以持续供应热水，温度稳定，热水时间短，舒适性高。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种旁通双回路速热式废水源热泵热水器，包括热泵系统和供水系统，所述热泵系统包括压缩机1，压缩机1出口与三通阀6入口相连，三通阀6第一出口与冷凝器2的制冷剂侧入口相连，第二出口与蒸发器4的第一入口相连，蒸发器4的第一出口与冷凝器2的制冷剂侧入口相连，冷凝器2制冷剂侧出口通过膨胀阀3与蒸发器4的第二入口相连，蒸发器4的第二出口与压缩机1相连；所述供水系统包括预热换热器7，预热换热器7的供水入口连接供水管道，预热换热器7的供水出口分为热水管路和冷水管路，热水管路连接冷凝器2的水侧入口，随后与冷水管路汇合连接流量可调的混水阀5，混水阀5出口供应卫生热水，卫生热水使用后变成废水，废水进入废水回收管路，废水回收管路连接预热换热器7的废水入口，预热换热器7的废水出口与蒸发器4的废水入口相连，通过蒸发器4的废水回收管路后通过蒸发器4的废水出口完成排水；所述压缩机1和三通阀6与控制器相连；所述蒸发器4上布置有温度传感器。该热水器不设加热水箱或废水箱，供水与排水均为一次流通形式。所述蒸发器4为翅片式换热器。所述冷凝器2为板式换热器。所述蒸发器4的废水回收管路设有过滤机构。所述的一种旁通双回路速热式废水源热泵热水器的控制方法，温度传感器检测蒸发器4温度T1，当T1<T0时，控制器控制运行开机速热工况；当T1≥T0时，运行稳定运行工况；T0为设定温度25～30℃；所述热水器的开机速热工况流程为：切换三通阀6使制冷剂流向蒸发器4一路，即被压缩机1压缩后的高温高压制冷剂先通过蒸发器4提供一定的热量，减缓温度较低的废水的降温速度，防止蒸发器结冰，影响可靠性；随后制冷剂回到三通阀6出口，再进入冷凝器2加热供水并形成低温液，经过膨胀阀3节流后进入蒸发器4吸收废水中的热量，最后回到压缩机1；所述热水器的稳定运行工况流程为：切换三通阀6使制冷剂流向冷凝器2一路，在其中加热供水并形成低温液，经过膨胀阀3节流后进入蒸发器4吸收废水中的热量，最后回到压缩机1。和现有技术相比较，本专利技术具备如下优点：1、更高的能源利用率。该热泵热水器以废水作为热源，回收其中的余热，提高能源利用率，降低能耗。2、更强的系统可靠性。该热泵热水器使用旁路双回路的结构，即串并联的结构，在开机阶段，利用压缩机排气向蒸发器提供一定的热量，防止蒸发器结冰，系统更稳定。3、更好的使用舒适性。该热水器不设储水箱，为一次流通供水，可持续供应恒温热水，热水时间短，不会有温度衰减问题。附图说明图1为本专利技术热水器的结构组成图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作详细的说明。如图1所示，本专利技术一种旁通双回路速热式废水源热泵热水器，包括热泵系统和供水系统。热泵系统各部件的连接方式是：压缩机1出口与三通阀6入口相连，三通阀6第一出口与冷凝器2的制冷剂侧入口相连，第二出口与蒸发器4的第一入口相连，通过蒸发器4第一出口与冷凝器2制冷剂侧入口相连，冷凝器2的制冷剂侧出口与膨胀阀3相连，膨胀阀3出口与蒸发器4第二入口相连，通过蒸发器4第二出口最后回到压缩机1；供水系统的连接方式是：供水管道的水先进入预热换热器7的供水入口，从预热换热器7供水出口出来后分为热水管路和冷水管路，热水管路进入冷凝器2的水侧入口，随后与冷水管路汇合连接流量可调的混水阀5，混水阀5出口供应卫生热水，卫生热水使用后变成废水，废水进入废水回收管路，废水回收管路连接预热换热器7废水入口，预热换热器7的废水出口与蒸发器4的废水入口相连，通过蒸发器4的废水回收管路后通过蒸发器4的废水出口完成排水。所述的一种旁通双回路速热式废水源热泵热水器不设加热水箱或废水箱，供水与排水均为一次流通形式。所述蒸发器(4)上布置有温度传感器。所述压缩机(1)、三通阀(6)与一控制器相连。作为本专利技术的优选实施方式，所述蒸发器4为翅片式换热器，具有传热系数高，易拆装更换的优点。作为本专利技术的优选实施方式，所述冷凝器2为板式换热器，具有传热系数高，结构紧凑，体积小，耗材少，不易结构，易拆洗的优点。作为本专利技术的优选实施方式，所述蒸发器4的废水回收管路设有过滤机构，可以避免洗漱沐浴污垢堵塞在蒸发器上残留影响换热，甚至堵塞管路。所述的一种旁通双回路速热式废水源热泵热水器的控制方法，温度传感器检测蒸发器温度T1，当T1<T0时，运行开机速热工况；当T1≥T0时，运行稳定运行工况；T0为设定温度25～30℃。其开机速热工况制冷剂流程为：所述压缩机1→三通阀6→蒸发器4→冷凝器2→膨胀阀3→蒸发器4→压缩机1。其稳定运行工况制冷剂流程为：压缩机1→三通阀6→冷凝器2→膨胀阀3→蒸发器4→压缩机1。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旁通双回路速热式废水源热泵热水器，其特征在于：包括热泵系统和供水系统，所述热泵系统包括压缩机(1)，压缩机(1)出口与三通阀(6)入口相连，三通阀(6)第一出口与冷凝器(2)的制冷剂侧入口相连，第二出口与蒸发器(4)的第一入口相连，蒸发器(4)的第一出口与冷凝器(2)的制冷剂侧入口相连，冷凝器(2)制冷剂侧出口通过膨胀阀(3)与蒸发器(4)的第二入口相连，蒸发器(4)的第二出口与压缩机(1)相连；所述供水系统包括预热换热器(7)，预热换热器(7)的供水入口连接供水管道，预热换热器(7)的供水出口分为热水管路和冷水管路，热水管路连接冷凝器(2)的水侧入口，随后与冷水管路汇合连接流量可调的混水阀(5)，混水阀(5)出口供应卫生热水，卫生热水使用后变成废水，废水进入废水回收管路，废水回收管路连接预热换热器(7)的废水入口，预热换热器(7)的废水出口与蒸发器(4)的废水入口相连，通过蒸发器(4)的废水回收管路后通过蒸发器(4)的废水出口完成排水；所述压缩机(1)和三通阀(6)与控制器相连；所述蒸发器(4)上布置有温度传感器。

【技术特征摘要】
1.一种旁通双回路速热式废水源热泵热水器，其特征在于：包括热泵系统和供水系统，所述热泵系统包括压缩机(1)，压缩机(1)出口与三通阀(6)入口相连，三通阀(6)第一出口与冷凝器(2)的制冷剂侧入口相连，第二出口与蒸发器(4)的第一入口相连，蒸发器(4)的第一出口与冷凝器(2)的制冷剂侧入口相连，冷凝器(2)制冷剂侧出口通过膨胀阀(3)与蒸发器(4)的第二入口相连，蒸发器(4)的第二出口与压缩机(1)相连；所述供水系统包括预热换热器(7)，预热换热器(7)的供水入口连接供水管道，预热换热器(7)的供水出口分为热水管路和冷水管路，热水管路连接冷凝器(2)的水侧入口，随后与冷水管路汇合连接流量可调的混水阀(5)，混水阀(5)出口供应卫生热水，卫生热水使用后变成废水，废水进入废水回收管路，废水回收管路连接预热换热器(7)的废水入口，预热换热器(7)的废水出口与蒸发器(4)的废水入口相连，通过蒸发器(4)的废水回收管路后通过蒸发器(4)的废水出口完成排水；所述压缩机(1)和三通阀(6)与控制器相连；所述蒸发器(4)上布置有温度传感器。2.根据权利要求1所述的一种旁通双回路速热式废水源热泵热水器，其特征在于：该热水器不设加热水箱或废水箱，供水与排水均为一次流通形式。3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周乐，樊超超，晏刚，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61