公布日：2023.10.24

申請(qǐng)日：2023.09.12

分類號(hào)：F24H4/02(2022.01)I;F24H9/17(2022.01)I;F24H9/1809(2022.01)I;F24H9/20(2022.01)I;F24H15/38(2022.01)I

摘要

本發(fā)明公開(kāi)了一種廢水回收熱泵型集成浴室及其熱回收方法，包括浴室本體、熱泵加熱系統(tǒng)、儲(chǔ)熱水箱、熱水增壓泵、混水閥、洗浴花灑、廢水回收系統(tǒng)和排氣扇，熱泵加熱系統(tǒng)處理得到的熱水連接到儲(chǔ)熱水箱，儲(chǔ)熱水箱內(nèi)熱水通過(guò)熱水增壓泵以及管道連接到混水閥，混水閥同樣外接自來(lái)水，混水閥連接到洗浴花灑，浴室本體底面的排水坡下方對(duì)接設(shè)置有廢水回收系統(tǒng)，所述廢水回收系統(tǒng)處的廢水熱能由熱泵加熱系統(tǒng)吸收，所述浴室本體上部開(kāi)設(shè)有散熱口，散熱口處安裝有排氣扇，為熱泵加熱系統(tǒng)中的翅片換熱器提供強(qiáng)制通風(fēng)氣流。通過(guò)上述方式，本發(fā)明能夠充分回收洗浴廢水熱能，進(jìn)行清水加熱，同時(shí)儲(chǔ)存需求熱水，完成洗浴熱水的生產(chǎn)和供應(yīng)。

權(quán)利要求書(shū)

1.一種廢水回收熱泵型集成浴室，其特征在于：包括：浴室本體（1）；熱泵加熱系統(tǒng)（2），設(shè)置在所述浴室本體（1）頂部，從廢水、洗浴廢熱氣以及壓縮機(jī)中吸收熱量，對(duì)自來(lái)水進(jìn)行加熱；儲(chǔ)熱水箱（3），熱泵加熱系統(tǒng)（2）加熱后熱水儲(chǔ)存在所述儲(chǔ)熱水箱（3）中；混水閥（5），混水閥（5）外接自來(lái)水，所述儲(chǔ)熱水箱（3）內(nèi)熱水通過(guò)熱水增壓泵（4）以及管道連接到混水閥（5）；洗浴花灑（6），混水閥（5）連接到洗浴花灑（6），冷熱水經(jīng)過(guò)混水閥（5）后經(jīng)洗浴花灑（6）噴出，形成淋浴；廢水回收系統(tǒng)（7），設(shè)置在所述浴室本體（1）底部，洗浴廢水流入廢水回收系統(tǒng)（7），廢水經(jīng)過(guò)廢水增壓泵后進(jìn)入熱泵加熱系統(tǒng)（2）；排氣扇（8），設(shè)置在所述浴室本體（1）上部的散熱口（12）處，排除浴室洗浴熱氣，同時(shí)為熱泵加熱系統(tǒng)（2）的翅片換熱器（25）提供強(qiáng)制通風(fēng)氣流；所述熱泵加熱系統(tǒng)（2）包括依次連接的吸收廢水熱量的一級(jí)加熱裝置、吸收浴室環(huán)境熱量以及洗浴熱氣的二級(jí)加熱裝置以及吸收廢水剩余熱量的三級(jí)加熱裝置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢水回收熱泵型集成浴室，其特征在于：所述一級(jí)加熱裝置采用水水換熱器（21），水水換熱器（21）兩端分別連接自來(lái)水和廢水回收系統(tǒng)（7）處廢水，廢水熱能能夠換熱到自來(lái)水，提升自來(lái)水溫度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢水回收熱泵型集成浴室，其特征在于：所述二級(jí)加熱裝置包括二級(jí)套管冷凝器（22）、二級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)（23）、二級(jí)電子膨脹閥（24）以及翅片換熱器（25），經(jīng)過(guò)一級(jí)加熱裝置的自來(lái)水接入二級(jí)套管冷凝器（22），二級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)（23）壓縮的制冷劑連接到二級(jí)套管冷凝器（22），二級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)（23）工作為二級(jí)套管冷凝器（22）提供熱能，一級(jí)加熱后自來(lái)水于二級(jí)套管冷凝器（22）處吸熱，進(jìn)行二級(jí)加熱，經(jīng)過(guò)二級(jí)套管冷凝器（22）的制冷劑經(jīng)過(guò)二級(jí)電子膨脹閥（24）、翅片換熱器（25）后回流到二級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)（23），形成循環(huán)，翅片換熱器（25）用于吸收浴室環(huán)境溫度以及洗浴廢熱氣。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢水回收熱泵型集成浴室，其特征在于：所述三級(jí)加熱裝置包括三級(jí)套管冷凝器（26）、三級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)（27）、三級(jí)電子膨脹閥（28）以及套管蒸發(fā)器（29），經(jīng)過(guò)二級(jí)加熱裝置的自來(lái)水接入三級(jí)套管冷凝器（26），三級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)（27）壓縮的制冷劑連接到三級(jí)套管冷凝器（26），對(duì)其進(jìn)行熱交換，經(jīng)過(guò)三級(jí)套管冷凝器（26）熱交換后制冷劑通過(guò)三級(jí)電子膨脹閥（28）、套管蒸發(fā)器（29）后回流到三級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)（27），經(jīng)過(guò)一級(jí)加熱裝置的廢水連接到套管蒸發(fā)器（29），套管蒸發(fā)器(29)吸收廢水中剩余熱量，經(jīng)過(guò)套管蒸發(fā)器（29）的廢水連接到廢水回收系統(tǒng)（7）的排污管道（74），經(jīng)過(guò)三級(jí)套管冷凝器（26）的自來(lái)水通過(guò)管道連接到儲(chǔ)熱水箱（3）。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種廢水回收熱泵型集成浴室，其特征在于：所述翅片換熱器（25）置于所述排氣扇（8）上方。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢水回收熱泵型集成浴室，其特征在于：所述廢水回收系統(tǒng)（7）包括過(guò)濾裝置（71）、廢水回收箱（72）、廢水增壓泵（73）以及排污管道（74），浴室本體（1）底面設(shè)置有排水坡（11），排水坡（11）低洼處下方對(duì)接設(shè)置有過(guò)濾裝置（71），過(guò)濾裝置（71）下方對(duì)接設(shè)置有廢水回收箱（72），廢水回收箱（72）內(nèi)廢水經(jīng)過(guò)廢水增壓泵（73）后進(jìn)入浴室頂部的熱泵加熱系統(tǒng)（2）的一級(jí)加熱裝置，所述廢水回收箱（72）底部設(shè)置有排污口（721），排污口（721）連接排污管道（74），所述廢水回收箱（72）側(cè)端上部開(kāi)設(shè)有與排污管道（74）相通的溢水口（722）。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢水回收熱泵型集成浴室，其特征在于：所述浴室本體（1）頂部還開(kāi)設(shè)有排氣口（13）。

8.一種采用權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的一種廢水回收熱泵型集成浴室的熱回收方法，其特征在于：包括以下步驟：S1、一次回收，一開(kāi)始洗浴花灑（6）噴灑自來(lái)水，洗浴廢水溫度與自來(lái)水一致，溫度為20度左右，自來(lái)水直接無(wú)熱交換的經(jīng)過(guò)一級(jí)加熱裝置，自來(lái)水經(jīng)過(guò)二級(jí)加熱裝置處的二級(jí)套管冷凝器（22），二級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)（23）工作將制冷劑壓縮至高溫高壓的氣體，溫度90度左右，為二級(jí)套管冷凝器（22）提供熱源，自來(lái)水與高溫高壓的氣體制冷劑進(jìn)行熱交換，溫度為30度左右，熱交換后制冷劑為中溫高壓的氣態(tài)或氣液并存狀態(tài)，經(jīng)過(guò)電子膨脹閥后快速冷卻變成低溫低壓的液態(tài)，翅片換熱器（25）吸收浴室環(huán)境溫度，制冷劑吸熱后為常溫低壓氣態(tài)，然后進(jìn)入二級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)（23）壓縮，進(jìn)行循環(huán)，自來(lái)水進(jìn)入三級(jí)加熱裝置的三級(jí)套管冷凝器（26），三級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)（27）工作將制冷劑壓縮至高溫高壓的氣體，溫度90度左右，為三級(jí)套管冷凝器（26）提供熱源，自來(lái)水與高溫高壓的氣體制冷劑進(jìn)行熱交換，溫度為50度左右，熱水進(jìn)入儲(chǔ)熱水箱（3）儲(chǔ)存，套管蒸發(fā)器（29）吸收常溫的廢水熱量，完成制冷劑的循環(huán)；S2、二次回收，洗浴花灑（6）噴灑步驟S1加熱后溫水，洗浴后的廢水排水坡（11）流入過(guò)濾裝置（71），對(duì)廢水中的頭發(fā)及其他雜物進(jìn)行過(guò)濾后，匯入廢水回收箱（72），溫度為30度左右，廢水經(jīng)過(guò)廢水增壓泵（73）后進(jìn)入一級(jí)加熱裝置，廢水和自來(lái)水于水水換熱器（21）處進(jìn)行水水換熱，換熱后廢水以及自來(lái)水溫度為25度左右，一次加熱后自來(lái)水進(jìn)入二級(jí)加熱裝置，與二級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)（23）壓縮高溫高壓的氣體制冷劑進(jìn)行熱交換，溫度為30度左右，此時(shí)翅片換熱器（25）吸收浴室熱氣，制冷劑能夠快速吸熱后為常溫低壓氣態(tài)，然后進(jìn)入二級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)（23）處壓縮進(jìn)行循環(huán)，此時(shí)二級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)（23）相比于常溫加熱時(shí)間端，效率高，二次加熱后自來(lái)水進(jìn)入三級(jí)加熱裝置，與高溫高壓的氣體制冷劑進(jìn)行熱交換，溫度為50度左右，熱水進(jìn)入儲(chǔ)熱水箱（3）儲(chǔ)存，套管蒸發(fā)器（29）吸收的一級(jí)加熱裝置后廢水熱量，25度左右，完成制冷劑的循環(huán)，相比于常溫的洗浴廢水，三級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)（27）加熱時(shí)間短、效率高，經(jīng)過(guò)套管蒸發(fā)器（29）的廢水為10度左右并連接到排污管道（74）；S3、重復(fù)回收，重復(fù)以上步驟S2中的二次回收，廢水溫度隨洗浴次數(shù)越來(lái)越高，轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)加熱時(shí)間越來(lái)越短，功放越來(lái)越高，直至達(dá)到其最高效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種廢水回收熱泵型集成浴室及其熱回收方法，能夠充分回收洗浴廢水熱能，進(jìn)行清水加熱，同時(shí)儲(chǔ)存需求熱水，完成洗浴熱水的生產(chǎn)和供應(yīng)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種廢水回收熱泵型集成浴室，該種廢水回收熱泵型集成浴室包括：浴室本體；熱泵加熱系統(tǒng)，設(shè)置在所述浴室本體頂部，從廢水、洗浴廢熱氣以及壓縮機(jī)中吸收熱量，對(duì)自來(lái)水進(jìn)行加熱；儲(chǔ)熱水箱，熱泵加熱系統(tǒng)加熱后熱水儲(chǔ)存在所述儲(chǔ)熱水箱中；混水閥，混水閥外接自來(lái)水，所述儲(chǔ)熱水箱內(nèi)熱水通過(guò)熱水增壓泵以及管道連接到混水閥；洗浴花灑，混水閥連接到洗浴花灑，冷熱水經(jīng)過(guò)混水閥后經(jīng)洗浴花灑噴出，形成淋浴；廢水回收系統(tǒng)，設(shè)置在所述浴室本體底部，洗浴廢水流入廢水回收系統(tǒng)，廢水經(jīng)過(guò)廢水增壓泵后進(jìn)入熱泵加熱系統(tǒng)；排氣扇，設(shè)置在所述浴室本體上部的散熱口處，排除浴室洗浴熱氣，同時(shí)為熱泵加熱系統(tǒng)的翅片換熱器提供強(qiáng)制通風(fēng)氣流；所述熱泵加熱系統(tǒng)包括依次連接的吸收廢水熱量的一級(jí)加熱裝置、吸收浴室環(huán)境熱量以及洗浴熱氣的二級(jí)加熱裝置以及吸收廢水剩余熱量的三級(jí)加熱裝置。

優(yōu)選的是，所述一級(jí)加熱裝置采用水水換熱器，水水換熱器兩端分別連接自來(lái)水和廢水回收系統(tǒng)處廢水，廢水熱能能夠換熱到自來(lái)水，提升自來(lái)水溫度。

優(yōu)選的是，所述二級(jí)加熱裝置包括二級(jí)套管冷凝器、二級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)、二級(jí)電子膨脹閥以及翅片換熱器，經(jīng)過(guò)一級(jí)加熱裝置的自來(lái)水接入二級(jí)套管冷凝器，二級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)壓縮的制冷劑連接到二級(jí)套管冷凝器，二級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)工作為二級(jí)套管冷凝器提供熱能，一級(jí)加熱后自來(lái)水于二級(jí)套管冷凝器處吸熱，進(jìn)行二級(jí)加熱，經(jīng)過(guò)二級(jí)套管冷凝器的制冷劑經(jīng)過(guò)二級(jí)電子膨脹閥、翅片換熱器后回流到二級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)，形成循環(huán)，翅片換熱器用于吸收浴室環(huán)境溫度以及洗浴廢熱氣。

優(yōu)選的是，所述三級(jí)加熱裝置包括三級(jí)套管冷凝器、三級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)、三級(jí)電子膨脹閥以及套管蒸發(fā)器，經(jīng)過(guò)二級(jí)加熱裝置的自來(lái)水接入三級(jí)套管冷凝器，三級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)壓縮的制冷劑連接到三級(jí)套管冷凝器，對(duì)其進(jìn)行熱交換，經(jīng)過(guò)三級(jí)套管冷凝器熱交換后制冷劑通過(guò)三級(jí)電子膨脹閥、套管蒸發(fā)器后回流到三級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)，經(jīng)過(guò)一級(jí)加熱裝置的廢水連接到套管蒸發(fā)器，套管蒸發(fā)器吸收廢水中剩余熱量，經(jīng)過(guò)套管蒸發(fā)器的廢水連接到廢水回收系統(tǒng)的排污管道，經(jīng)過(guò)三級(jí)套管冷凝器的自來(lái)水通過(guò)管道連接到儲(chǔ)熱水箱。

優(yōu)選的是，所述翅片換熱器置于所述排氣扇上方。

優(yōu)選的是，所述廢水回收系統(tǒng)包括過(guò)濾裝置、廢水回收箱、廢水增壓泵以及排污管道，浴室本體底面設(shè)置有排水坡，排水坡低洼處下方對(duì)接設(shè)置有過(guò)濾裝置，過(guò)濾裝置下方對(duì)接設(shè)置有廢水回收箱，廢水回收箱內(nèi)廢水經(jīng)過(guò)廢水增壓泵后進(jìn)入浴室頂部的熱泵加熱系統(tǒng)的一級(jí)加熱裝置，所述廢水回收箱）底部設(shè)置有排污口，排污口連接排污管道，所述廢水回收箱側(cè)端上部開(kāi)設(shè)有與排污管道相通的溢水口。

優(yōu)選的是，所述浴室本體頂部還開(kāi)設(shè)有排氣口。

一種廢水回收熱泵型集成浴室的熱回收方法，包括以下步驟：S1、一次回收，一開(kāi)始洗浴花灑噴灑自來(lái)水，洗浴廢水溫度與自來(lái)水一致，溫度為20度左右，自來(lái)水直接無(wú)熱交換的經(jīng)過(guò)一級(jí)加熱裝置，自來(lái)水經(jīng)過(guò)二級(jí)加熱裝置處的二級(jí)套管冷凝器，二級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)工作將制冷劑壓縮至高溫高壓的氣體，溫度90度左右，為二級(jí)套管冷凝器提供熱源，自來(lái)水與高溫高壓的氣體制冷劑進(jìn)行熱交換，溫度為30度左右，熱交換后制冷劑為中溫高壓的氣態(tài)或氣液并存狀態(tài)，經(jīng)過(guò)電子膨脹閥后快速冷卻變成低溫低壓的液態(tài)，翅片換熱器吸收浴室環(huán)境溫度，制冷劑吸熱后為常溫低壓氣態(tài)，然后進(jìn)入二級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)壓縮，進(jìn)行循環(huán)，自來(lái)水進(jìn)入三級(jí)加熱裝置的三級(jí)套管冷凝器，三級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)工作將制冷劑壓縮至高溫高壓的氣體，溫度90度左右，為三級(jí)套管冷凝器提供熱源，自來(lái)水與高溫高壓的氣體制冷劑進(jìn)行熱交換，溫度為50度左右，熱水進(jìn)入儲(chǔ)熱水箱儲(chǔ)存，套管蒸發(fā)器吸收常溫的廢水熱量，完成制冷劑的循環(huán)；S2、二次回收，洗浴花灑噴灑步驟S1加熱后溫水，洗浴后的廢水排水坡流入過(guò)濾裝置，對(duì)廢水中的頭發(fā)及其他雜物進(jìn)行過(guò)濾后，匯入廢水回收箱，溫度為30度左右，廢水經(jīng)過(guò)廢水增壓泵后進(jìn)入一級(jí)加熱裝置，廢水和自來(lái)水于水水換熱器處進(jìn)行水水換熱，換熱后廢水以及自來(lái)水溫度為25度左右，一次加熱后自來(lái)水進(jìn)入二級(jí)加熱裝置，與二級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)壓縮高溫高壓的氣體制冷劑進(jìn)行熱交換，溫度為30度左右，此時(shí)翅片換熱器吸收浴室熱氣，此時(shí)洗浴室熱氣溫度高于浴室環(huán)境溫度，制冷劑能夠快速吸熱后為常溫低壓氣態(tài)，然后進(jìn)入二級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)處壓縮進(jìn)行循環(huán)，此時(shí)二級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)相比于常溫加熱時(shí)間端，效率高，二次加熱后自來(lái)水進(jìn)入三級(jí)加熱裝置，與高溫高壓的氣體制冷劑進(jìn)行熱交換，溫度為50度左右，熱水進(jìn)入儲(chǔ)熱水箱儲(chǔ)存，套管蒸發(fā)器吸收的一級(jí)加熱裝置后廢水熱量，25度左右，完成制冷劑的循環(huán)，相比于常溫的洗浴廢水，三級(jí)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)加熱時(shí)間短、效率高，經(jīng)過(guò)套管蒸發(fā)器的廢水為10度左右并連接到排污管道；S3、重復(fù)回收，重復(fù)以上步驟S2中的二次回收，廢水溫度隨洗浴次數(shù)越來(lái)越高，轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)加熱時(shí)間越來(lái)越短，功放越來(lái)越高，直至達(dá)到其最高效率。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：充分考慮洗浴過(guò)程的可回收資源，包括廢水以及廢熱氣，通過(guò)熱泵技術(shù)，合理的對(duì)上述廢熱進(jìn)行余熱回收，利用熱泵原理回收廢水熱量，充分利用廢水資源，節(jié)水節(jié)電，降低熱水能源成本，同時(shí)對(duì)集成浴室中的洗浴廢水和需要排除的廢熱汽進(jìn)行余熱回收，加熱清水；系統(tǒng)集成性高，改變了以往集成浴室的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)，滿足僅提供自來(lái)水來(lái)源和系統(tǒng)需求電力，就可以完成洗浴熱水的生產(chǎn)和供給；設(shè)計(jì)有廢水回收系統(tǒng)和熱泵加熱系統(tǒng)，充分考慮廢水回收和熱水供應(yīng)的特性，設(shè)計(jì)上下分布的水箱結(jié)構(gòu)；熱水儲(chǔ)水箱集成在浴室中，無(wú)需外部供熱水，無(wú)集中熱源的建筑也可以安裝。

（發(fā)明人：黃晨東;王飛）