一种浴室废气潜热回收的热泵热水系统

本发明涉及一种热泵系统，尤其是涉及一种浴室废气潜热回收的热泵热水系统。

背景技术：

1、根据国标《工业企业设计卫生标准》gbz 1-2010规定，不同卫生等级的工业车间均需要配置不同规模的公共浴室，目前大多数公共浴室所采用的热源为燃煤、燃油锅炉、电锅炉等，能耗较高。

2、热泵作为一种高效节能的设备，可以利用少量高品位的电能作为驱动能源，从低温热源高效吸收低品位热能，并将其传输给高温热源。利用热泵回收余热资源用于制备热水，此技术比传统的电热水器或燃气热水器更加节能，具有明显的能源节约和环保优势，有助于降低能源消耗和减少温室气体排放。

3、公共浴室在运行过程中会产生大量的洗浴污水与水蒸气，其中，温度较高的水蒸气中除了可以回收的显热外，还存在着大量可以通过冷凝释放出的潜热，若对水蒸气中的余热加以回收利用，则有着很大的节能空间。然而，目前公共浴室普遍少有配备热回收系统。而且，极大部分配备热回收系统的公共浴室仅采用污水源热泵对洗浴污水中的余热进行回收，公共浴室中存在的大量水蒸气通常直接排至室外，造成了极大的热损失。因此，通过热泵对浴室中的湿空气进行热回收，用以加热淋浴用水，将会带来巨大的经济效益。

4、申请号为201110187383.4的中国专利提出了一种即热式热回收型浴室热泵热水器。其目的为通过吸收洗浴废水中的热量，将自来水进行两次加热。第一次通过废水与自来水逆流换热来回收热量，第二次通过逆卡诺循环原理，用废水加热制冷剂，通过热泵进一步加热自来水，实现从废水中进一步吸收热量。该专利通过实时加热自来水，舍去了水箱。但存在以下缺点：首先，废水中含有大量杂质，该专利没有配备过滤装置，废水经过管道、换热器后易造成堵塞、腐蚀等，影响换热效果，缩减系统寿命。其次，自来水温差与废水温差不大、冷却后的废水与制冷剂温差不大，二者的换热效果并不好，导致整体换热效率低，换热量小，加热的自来水量少。进一步的，该专利的即热式也无法实现，因为本身换热量较小，热水量少，没有水箱则会导致热水温度无法通过与自来水混合来调节，影响使用者体验。

5、对此，申请号为202111352001.9的中国专利提出了一种浴室热回收制热水装置。洗浴废水经过过滤水箱收集后，进入废水换热器，与自来水顺流换热。废水接着进入气液分离器加热压缩机吸气口处的制冷剂，提高压缩机吸气温度，同时压缩机的排气温度相应提高，高温制冷剂进一步加热废水换热器加热后的自来水，升温至需要的洗浴热水温度，从而与自来水混合，供淋浴用。但是废水与自来水换热后温度下降，还需进一步与制冷剂换热，温差较小，换热量较小，换热效果不佳。同时，该专利使用风机控制翅片换热器蒸发温度，因此实际消耗了更多能量，导致废水余热回收量较小，换热效率低，从而导致对自来水的加热效果差，热水量少。该浴室热回收制热水装置实际效果不佳。

6、另外，上述两个专利均未对浴室内产生的水蒸气进行热回收，水蒸气被直接排放至室外，造成热损失。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种浴室废气潜热回收的热泵热水系统。首先，系统依靠热泵对浴室内大量高温高湿的湿空气进行余热回收，回收的潜热用于加热洗浴用水，减少了直接排放到室外带来的热量损失，实现了节能效果。其次，湿空气经过热泵的蒸发侧(第二换热器)处理后，又通过热泵的冷凝器之一(第一换热器)重新吸收部分显热，仅被回收潜热部分，由此保证处理前后空气干球温度基本保持不变，避免经过降温除湿后空气温度降得过低而影响浴室内的舒适性。第三，回收潜热可以降低室内的相对湿度，使室内整体环境较为干燥，保证了浴室内的热舒适性。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种浴室废气潜热回收的热泵热水系统，包括压缩机、第一换热器、节流阀、第二换热器，以及载冷换热器；

4、所述压缩机、第一换热器的制冷剂侧通道、节流阀、第二换热器制冷剂侧通道依次连通，构成制冷剂回路；

5、所述载冷换热器的制冷剂侧通道与第一换热器的制冷剂侧通道并联设置；

6、所述载冷换热器的载冷剂侧通道构成载冷剂流路；

7、作为优选的技术方案，所述载冷剂流路中，所用载冷剂为水。

8、所述第二换热器的空气侧通道、第一换热器的空气侧通道依次连通，构成浴室废气潜热回收流路。

9、进一步地，所述浴室废气潜热回收流路还包括设有进风风口和出风风口的壳体，以及设于壳体内并相连通的腔室；

10、进一步地，所述浴室废气潜热回收流路还包括用于驱动浴室废气流动的风机。

11、进一步地，所述压缩机设于浴室废气潜热回收流路上，并位于第一换热器的空气侧通道下游。

12、所述热泵热水系统还包括第一可调节三通阀、第二可调节三通阀；

13、进一步地，所述第一可调节三通阀的三个端口分别与压缩机出口、第一换热器的制冷剂侧通道进口、载冷换热器进口相连通；

14、进一步地，所述第二可调节三通阀的三个端口分别与节流阀进口、第一换热器的制冷剂侧通道出口、载冷换热器出口相连通，以使所述第一换热器通过第一可调节三通阀、第二可调节三通阀与载冷换热器并联设置。

15、所述第二换热器、第一换热器依次设于相应腔室内。

16、作为优选的技术方案，与第一换热器并联设置的载冷换热器，与第二换热器设于同一腔室内。

17、作为优选的技术方案，所述第一换热器、第二换热器采用翅片管式换热器、载冷换热器采用板式换热器。

18、本技术实现要素：的另一种实施方式为，所述载冷换热器串联设于第一换热器、第二换热器之间。

19、作为优选的技术方案，所述载冷换热器、第二换热器设于同一腔室。

20、本发明内容的另一种实施方式为，所述载冷换热器串联设于压缩机、第一换热器的制冷剂侧通道之间。

21、作为优选的技术方案，所述载冷换热器、压缩机、第一换热器位于同一腔室内。

22、本发明内容的另一种实施方式为，所述载冷换热器设有至少2个，分别与第一换热器并联和串联设置。与第一换热器串联设置的载冷换热器，设于第二可调节三通阀与第一换热器的制冷剂侧通道出口之间。与第一换热器并联设置的载冷换热器，设于第一可调三通阀与第二可调三通阀之间。

23、作为优选的技术方案，与第一换热器串联设置的载冷换热器、与第一换热器并联设置的载冷换热器，和第二换热器设于同一腔室内。

24、作为优选的技术方案，与第一换热器串联设置的载冷换热器、与第一换热器并联设置的载冷换热器，沿浴室废气流动方向一前一后设置。

25、本发明内容的另一种实施方式为，所述载冷换热器设有至少2个，并分别串联设于压缩机、第一换热器的制冷剂侧通道之间，第一换热器、第二换热器之间。

26、作为优选的技术方案，串联设于压缩机、第一换热器的制冷剂侧通道之间的载冷换热器，与压缩机、第一换热器位于同一腔室；串联设于第一换热器、第二换热器之间的载冷换热器，与第二换热器位于同一腔室。

27、作为优选的技术方案，相对于制冷剂回路流动方向，多个载冷换热器的载冷剂侧通道依次逆流连通，构成载冷剂流路。

28、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

29、1)本发明通过热泵对公共浴室产生的大量湿空气中的余热资源加以回收利用。主要通过热泵回收浴室中水蒸气冷凝过程释放的潜热，用以加热淋浴用水，减少了水蒸气直接排放到室外带来的热量损失，比传统的电热水器或燃气热水器更加节能。弥补了市面上大多数浴室热回收系统仅采用污水源热泵回收洗浴废水余热的不足。

30、2)本发明处理前后空气干球温度基本保持不变，保证了室内的热舒适性。湿空气依次流经第二换热器与第一换热器，在第二换热器仅被回收潜热部分，通过第一换热器重新吸收部分显热，由此保证处理前后空气干球温度基本保持不变，避免经过降温除湿后空气温度降得过低而影响浴室内的舒适性。

31、3)本发明处理后的湿空气被回收潜热，使室内的相对湿度降低，整体环境更加干燥，提高了浴室内的热舒适性。同时，可以避免大量水蒸气在浴室内壁面冷凝后温度降低，滴落在身上而造成的不适感，提高浴室的使用体验。

32、4)本发明通过多换热器合理排布，设计系统串并联结构，可以适用于不同工作环境。主要通过改变制冷剂冷凝侧的载冷换热器与第一换热器的连接方式，提供了五种公共浴室用热回收系统。