循环加热式地源热泵辅助的洗浴废水源制取生活热水的系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种废水制取生活用水的技术领域，具体涉及一种循环加热式地源热泵辅助的洗浴废水源制取生活热水的系统。


背景技术：

2.本技术人之前申请提交了申请号为201910362566.1的专利，巧妙地将洗浴废水源与地源组合利用，通过洗浴废水来1:1加热得到洗浴热水，制热效果好、能耗较低。但是在实际使用过程中发现，一年四季中春夏秋三季均可以正常运行，但是到了冬季，使用效果相对较差。经研究发现是因为冬季的自来水温度相比于其余三季而言较低，而洗浴热水要求的温度相比于其余三季而言也略高，导致清水加热至热水所需温升相比于其余三季而言更高，这就导致最终出水的温度无法满足洗浴要求。另外，冬季除洗浴外，还存在着其他生活热水的刚性需求，生活热水用量超过洗浴废水排放量。
3.单纯利用上述专利的系统通过洗浴废水制取生活热水，在严寒的冬季自来水温度特别低时，洗浴废水中的热量即使最大限度回收也无法满足生活热水温升的需求，还必须使用辅助加热设备进行加热，虽然辅助制热在总制热中占比很小，但仍然对整体运行带来较多不便，而且会显著降低系统的性能系数。比如电辅热会严重增加设备的整体运行能耗，而且需要另外增加一套电辅热设备进行运行和维护，增加了额外的成本；普通地源热泵系统，施工时需要的地埋管数量多，且地埋管必须保持足够的距离，所以整体占地面积大，现场条件不易满足，而在实际运行时，由于地源温度较低，系统性能系数不高，而且也极易出现地源热失衡的情况，无法保证长期运行。
4.另外上述专利的系统在首次使用的时候，也必须要通过辅助加热系统得到热水进行洗浴之后，才能得到洗浴废水，进而运行系统。
5.所以如何才可以在一年四季任何工况下无需辅热系统就可使用，以及在冬季如何才可以制取得到比洗浴废水更多的热水是本领域技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种循环加热式地源热泵辅助的洗浴废水源制取生活热水的系统，相比普通地源热泵系统，洗浴废水源温度显著高于地源温度，废水与清水在换热器中直接换热，使系统制热量、性能系数均能提高50%左右；共两级热泵系统，使得废水中废热回收彻底，全年大部分时间仅利用废水中的热能就可以将清水加热到洗浴所需的温度，只有在自来水温度特别低时才利用地埋管从地源中吸热，仅在冬季作辅助热源使用，用量少，大部分时间不工作，不会导致地源的热失衡；与热泵c的蒸发器c连通的换热介质出液管、地埋管和换热介质进液管内的换热介质使用加了防冻剂的介质，介质不仅可以在冬季防冻，而且还可以降低凝固点的温度，从而可以在以较低的温度下仍然正常运行，与土壤换热时，获得更好的换热效果；而且由于全封闭结构，从而延长了本系统的使用寿命；在一年四季无需其他热水设备均能取得清水与废水流量之比≥1:1的
突出效果，用洗浴废水不仅可以制取洗浴热水还能制取厨房、卫生间洗菜、洗手、洗脸所需的所有生活热水；通过工作模式3可以无需其它电或空气源等辅热设备就能制备第一桶热水以便整个系统可以运行。
7.本实用新型所采取的技术方案是：
8.循环加热式地源热泵辅助的洗浴废水源制取生活热水的系统，包括清水进水管、换热器、热泵a、热泵b、热泵c、洗浴废水储水箱、洗浴废水排水管和热水储水箱，所述清水进水管分别并联连接有热水储水箱和换热器，所述洗浴废水储水箱与洗浴废水进水管连通，所述热水储水箱连通有出水管a，所述洗浴废水储水箱和清水进水管分别与换热器连接换热，经过换热器换热后的清水依次通过热泵a的冷凝器a和热泵b的冷凝器b分别换热后与热水储水箱连通，经过换热器换热后的洗浴废水依次通过热泵b的蒸发器b和热泵a的蒸发器a分别换热后与洗浴废水排水管连通，所述热水储水箱的出水管b通过热泵c的冷凝器c换热后通过热水进水管c再次回到热水储水箱。
9.本实用新型进一步改进方案是，所述清水进水管上并联连通连接有与热水储水箱连通的热水箱进水管a和与换热器的换热进水端a连通的换热进水管a，所述热水箱进水管a上连通设有阀门a，所述换热进水管a上连通设有阀门b。
10.本实用新型更进一步改进方案是，所述换热器与换热进水端a连通的换热出水端a通过换热出水管a与热泵a的冷凝器a的冷凝进水端a连通，所述冷凝器a的冷凝出水端a通过连接管a与热泵b的冷凝器b的冷凝进水端b连通，所述冷凝器b的冷凝出水端b通过热水箱进水管b连通热水储水箱。
11.本实用新型更进一步改进方案是，所述洗浴废水储水箱连通连接有与换热器的换热进水端b连通的洗浴废水出水管，所述洗浴废水出水管上连通设有废水泵a。
12.本实用新型更进一步改进方案是，所述换热器与换热进水端b连通的换热出水端b通过换热出水管b与热泵b的蒸发器b的蒸发进水端b连通，所述蒸发器b的蒸发出水端b通过连接管b与热泵a的蒸发器a的蒸发进水端a连通，所述蒸发器a的蒸发出水端a与洗浴废水排水管连通。
13.本实用新型更进一步改进方案是，所述出水管b上连通设有循环泵a。
14.本实用新型更进一步改进方案是，所述热泵c的蒸发器c的蒸发出液端c通过换热介质出液管与地埋管的一端连通，所述地埋管的另一端通过换热介质进液管与蒸发器c的蒸发进液端c连通。
15.本实用新型更进一步改进方案是，所述换热介质进液管上连通设有循环泵b。
16.本实用新型的有益效果在于：
17.第一、本实用新型的循环加热式地源热泵辅助的洗浴废水源制取生活热水的系统，相比普通地源热泵系统，洗浴废水源温度显著高于地源温度，废水与清水在换热器中直接换热，使系统制热量、性能系数均能提高50%左右。
18.第二、本实用新型的循环加热式地源热泵辅助的洗浴废水源制取生活热水的系统，共两级热泵系统，使得废水中废热回收彻底，全年大部分时间仅利用废水中的热能就可以将清水加热到洗浴所需的温度，只有在自来水温度特别低时才利用地埋管从地源中吸热，仅在冬季作辅助热源使用，用量少，大部分时间不工作，不会导致地源的热失衡。
19.第三、本实用新型的循环加热式地源热泵辅助的洗浴废水源制取生活热水的系
统，与热泵c的蒸发器c连通的换热介质出液管、地埋管和换热介质进液管内的换热介质使用加了防冻剂的介质，介质不仅可以在冬季防冻，而且还可以降低凝固点的温度，从而可以在以较低的温度下仍然正常运行，与土壤换热时，获得更好的换热效果；而且由于全封闭结构，从而延长了本系统的使用寿命。
20.第四、本实用新型的循环加热式地源热泵辅助的洗浴废水源制取生活热水的系统，在一年四季无需其他热水设备均能取得清水与废水流量之比≥1:1的突出效果，用洗浴废水不仅可以制取洗浴热水还能制取厨房、卫生间洗菜、洗手、洗脸所需的所有生活热水。
21.第五、本实用新型的循环加热式地源热泵辅助的洗浴废水源制取生活热水的系统，通过工作模式3可以无需其它电或空气源等辅热设备就能制备第一桶热水以便整个系统可以运行。
附图说明
22.图1为本实用新型的管路示意图。
具体实施方式
23.如图1可知，循环加热式地源热泵辅助的洗浴废水源制取生活热水的系统，包括清水进水管1、换热器16、热泵a、热泵b、热泵c、洗浴废水储水箱24、洗浴废水排水管30和热水储水箱3，所述清水进水管1分别并联连接有热水储水箱3和换热器16，所述洗浴废水储水箱24与洗浴废水进水管23连通，所述热水储水箱3连通有出水管a4，所述洗浴废水储水箱24和清水进水管1分别与换热器16连接换热，经过换热器16换热后的清水依次通过热泵a的冷凝器a18和热泵b的冷凝器b20分别换热后与热水储水箱3连通，经过换热器16换热后的洗浴废水依次通过热泵b的蒸发器b27和热泵a的蒸发器a29分别换热后与洗浴废水排水管30连通，所述热水储水箱3的出水管b5通过热泵c的冷凝器c6换热后通过热水进水管c7再次回到热水储水箱3。
24.所述清水进水管1上并联连通连接有与热水储水箱3连通的热水箱进水管a2和与换热器16的换热进水端a连通的换热进水管a15，所述热水箱进水管a2上连通设有阀门a14，所述换热进水管a15上连通设有阀门b22。
25.所述换热器16与换热进水端a连通的换热出水端a通过换热出水管a17与热泵a的冷凝器a18的冷凝进水端a连通，所述冷凝器a18的冷凝出水端a通过连接管a19与热泵b的冷凝器b20的冷凝进水端b连通，所述冷凝器b20的冷凝出水端b通过热水箱进水管b21连通热水储水箱3。
26.所述洗浴废水储水箱24连通连接有与换热器16的换热进水端b连通的洗浴废水出水管25，所述洗浴废水出水管25上连通设有废水泵a31。
27.所述换热器16与换热进水端b连通的换热出水端b通过换热出水管b26与热泵b的蒸发器b27的蒸发进水端b连通，所述蒸发器b27的蒸发出水端b通过连接管b28与热泵a的蒸发器a29的蒸发进水端a连通，所述蒸发器a29的蒸发出水端a与洗浴废水排水管30连通。
28.所述出水管b5上连通设有循环泵a12。
29.所述热泵c的蒸发器c11的蒸发出液端c通过换热介质出液管8与地埋管9的一端连通，所述地埋管9的另一端通过换热介质进液管10与蒸发器c11的蒸发进液端c连通。
30.所述换热介质进液管10上连通设有循环泵b13。
31.实施例1
32.在春夏秋三季工作时，这时启动工作模式1：阀门b22打开、阀门a14关闭，洗浴废热梯级利用热泵启动；除了洗浴热水外，厨房和卫生间无需洗菜、洗手、洗脸等生活热水，废水与清水流量比为1：1，热水出水温度可达生活所需的42℃以上。
33.实施例2
34.在冬季工作时，为保证充足的生活热水，废水与清水流量比为1.0~1.4：1，热水出水温度低于42℃以下，这时启动工作模式2：热水储水箱3内的热水传送至热泵c的冷凝器c6换热之后通过热水进水管c7再次回到热水储水箱3内，重复上述操作对热水储水箱3内的水循环加热到生活所需的42℃以上；热泵c的蒸发器c11的蒸发出液端c通过换热介质出液管8与地埋管9的一端连通，所述地埋管9的另一端通过换热介质进液管10与蒸发器c11的蒸发进液端c连通，从而便于换热介质能够通过地埋管9与地热换热提升温度之后，通过热泵c的蒸发器c11换热之后再通过地埋管9继续进行换热得到提升。
35.实施例3
36.在初次使用本系统时，没有洗浴废水可供利用，这时启动工作模式3：热水储水箱3内的水传送至热泵c的冷凝器c6换热之后通过热水进水管c7再次回到热水储水箱3内，热泵c将把热水储水箱3内的冷水，循环加热到生活所需的42℃以上。