[发明专利]一种基于热泵的热能回收冷水预热系统

说明书

技术领域

本发明属于绿色建筑节能与能源利用技术领域，更具体地，涉及一种基于热泵的热能回收冷水预热系统。

背景技术

传统的热水器，其热源主要为煤气或电阻，这些热水器都遵循热量从高温热源传递至低温热源的原则，而近年来出现的热泵技术以消耗一部分低品位能源(机械能、电能或高温热能)为补偿，使热能从低温热源向高温热源传递，实现了上述传热过程的逆过程，大大提高了能量的有效利用率，为回收低温余热、利用环境介质中储存的能量提供了一条重要途径。简单地讲，热泵是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功，提供可被人们所用的高品位热能的装置，参见图1，它的工作原理如下：在蒸发器1处，经压缩的具有较高温度的制冷剂把热量传递给附近环境或介质，此后制冷剂流体在膨胀阀2处气压急剧减小并产生闪蒸作用，流体温度大大降低，该低温蒸气在冷凝器3处使与周围环境发生热交换，实现了对空间或相邻介质的制冷；而下一个过程中压力泵4将制冷剂的气压升高并增加其温度，使之成为液体和气体混合物，如此周而复始，实现制冷循环。专门用于加热水的热泵装置是热泵热水器，这也是当前最为节能且技术相对成熟的家用热水器，在实践中，热泵热水器的能效比可达到二至六，即用一分的能源能加热二至六分的热能，大规模地使用热泵热水器可节省大量能源和金钱。

在现代人的典型家居生活中，大部分电力都用在电热水器和空间制冷上，不过对于前者来说，约八成至九成用于加热热水的能量，会直接由排水管排放，而因后者而附加产生的热量，却大多数直接被排放到空气中，造成极大的浪费，近年来随着人们的环保意识日渐增强，有部分单位或个人在建筑的设计中试图将空间制冷设备、热泵热水器及淋浴间的余热集中回收利用，理论上讲，这种集成系统对电能的节约可达80％以上，不过由于以上系统的节能模式并不完全兼容，目前的实践中能够节省的电能实际大大低于所计算的数字，具体来说，如淋浴间的热能回收系统现时只适用于瞬时加热器，任何水加热并利用和热能回收之间的时间差，都会导致回收系统的低效；其次不管是否需要热水，空调和冷藏柜的制冷剂都会不停流动，若用户在某段时间后才需要热水，从何时开启加热装置并不容易确定；再次，实际中只在回收的余热并不能满足家居用热水的情况下(如利用回收余热加热后的水温还是较低)才需要热泵热水器，但目前也没有系统对是否开启、何时开启热泵热水器进行准确计量和控制。以上因素导致现有能源回收系统并不能将上述系统的余热很好的整合，致使能源节约大大低于理论值。

发明内容

本发明的目的，就是克服现有技术的不足，提供一种基于热泵的热能回收冷水预热系统，该系统有效地对淋浴间排放水、空调余热、冰箱余热进行回收并对热泵热水器实现了智能开启，整体可节约80％的电能

为了达到上述目的，采用如下技术手段：

一种基于热泵的热能回收冷水预热系统，其特征在于，包括控制单元、储水箱和分别与控制单元和储水箱连接的淋浴间余热回收装置、冰箱余热回收装置、空调余热回收装置和热泵热水器，所述储水箱内设置有用于探测水温和水位的传感器，所述传感器与控制单元相连，其中：

冰箱余热回收装置，用于回收冰箱释放的热量加热冷水；

空调余热回收装置，用于回收空调释放的热量加热冷水；

淋浴间余热回收装置，用于回收已用沐浴间用水的热量加热冷水；

控制单元、用于接收系统信号并控制热泵热水器和各余热回收装置。

进一步地，各余热回收装置分别设置有第一排水口和第二排水口，所述第一排水口与储水箱连通。

作为一种具体实施例，所述淋浴间余热回收装置通过第二排水口依次连接冰箱余热回收装置、空调余热回收装置和热泵热水器。

作为另一种具体实施例，所述冰箱余热回收装置和空调余热回收装置并联后接入淋浴间余热回收装置和热泵热水器之间。

进一步地，所述控制单元从各余热回收装置提取的信息至少包括流经当前余热回收装置水流的水温和流量。

更进一步地，所述控制单元还包括用于设置目标热水温度和计划用水时间的输入模块。

再进一步地，所述冰箱余热回收装置及空调余热回收装置利用制冷剂在冷水和待制冷空间之间进行热交换。

更进一步地，所述储水箱的制作材料为隔水隔热的材料。

再更进一步地，所述储水箱、各余热回收装置及热泵热水器之间的水流通道为接驳水管，所述接驳水管的制作材质为隔水隔热的材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：