CN217178891U - 一种多热源协同制热的洗浴水制备系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多热源协同制热的洗浴水制备系统，其包括与浴室进水口连接的恒温水箱，所述恒温水箱通过管道分别与燃气装置、补水装置连接，所述补水装置通过制热单元与恒温水箱连接，所述制热单元包括污水换热单元和太阳能集热单元，所述恒温水箱、燃气装置、补水装置、污水换热单元和太阳能集热单元均与控制器电连接；本实用新型结构合理，设计新颖，将使用后洗浴水的余热、太阳能和燃气三者结合为恒温水箱内的洗浴水加热，使用后洗浴水的余热被有效提取，提高了能源利用率；采用太阳能弥补了使用后洗浴水的热量受限，增加了系统热水的产出量；在不能满足洗浴要求时，系统自动切换燃气加热，提高了系统的可靠性和洗浴热水的充足供应。

Description

一种多热源协同制热的洗浴水制备系统

技术领域

本实用新型涉及洗浴水控制领域，具体的说是一种多热源协同制热的洗浴水制备系统。

背景技术

在人员居住密集的区域，洗浴用水需求量大，传统洗浴水多采用燃煤锅炉烧制加热，燃煤锅炉烧制加热不光污染环境，而且能源利用率低、系统集成度低、运行成本高。

污染较大的燃煤锅炉烧制加热方式被污染较小的燃气锅炉加热系统替代，燃气锅炉加热系统虽然污染较小，但运行费用较高，甚至远高于以往的燃煤锅炉烧制加热。与此同时也存在一些利用空气源热泵系统制备洗浴热水的系统，但由于空气源热泵系统在冬季寒冷地区运行效率较低，且机组内部管道在冬季容易损坏，具有可靠性低、维修费用高的特点，也没有得到推广。

众所周知，使用后的洗浴水中虽含有大量污垢但也蕴藏大量的余热，如果这部分余热不被有效利用而白白浪费也很可惜；而且太阳能具有量大、普遍的特点，将其开发利用能够有效降低洗浴热水的制备成本。为合理利用使用后洗浴水的余热和大自然赋予的太阳能，有必要将使用后的洗浴水余热与太阳能结合用于洗浴热水的制备。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种多热源协同制热的洗浴水制备系统，采用多种加热方式为恒温水箱中的洗浴水加热，充分利用使用后洗浴水的余热和太阳能的热量，有效节约了燃气，能量利用率大大提高。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

本实用新型包括与浴室进水口连接的恒温水箱，所述恒温水箱通过管道分别与燃气装置、补水装置连接，所述补水装置通过制热单元与恒温水箱连接，所述制热单元包括污水换热单元和太阳能集热单元，所述污水换热单元吸热管的进水与补水装置连接，污水换热单元吸热管的出水与恒温水箱连接，所述污水换热单元放热管的进水与污水回收装置的出水连接，污水换热单元放热管的出水与污水管网连接，所述污水回收装置的进水与浴室的污水排出口连接，所述恒温水箱、燃气装置、补水装置、污水换热单元和太阳能集热单元均与控制器电连接。

进一步的，所述污水换热单元包括板式换热器和污水源热泵，所述补水装置通过第七电动阀与板式换热器吸热管的进水连接，板式换热器吸热管的出水与污水源热泵冷凝器的进水连接，所述污水源热泵冷凝器的出水通过给水泵、第三电动阀与恒温水箱连接，所述污水回收装置通过第九电动阀与板式换热器放热管的进水连接，板式换热器放热管的出水与污水源热泵蒸发器的进水连接，所述污水源热泵的出水与污水管网连接，所述第七电动阀、给水泵、第三电动阀和第九电动阀均与控制器的输出端电连接。

进一步的，所述补水装置包括与自来水连接的加药装置和设置在加药装置与板式换热器之间的第五电动阀和供水泵，所述第五电动阀和供水泵均与控制器的输出端电连接，所述供水泵和给水泵的进水、出水处均设有开通阀。

进一步的，所述污水回收装置包括与浴室的污水排出口连接的废水收集池、与所述废水收集池连接的沉淀池、与所述沉淀池连接的污水池、通过污水泵依次与所述污水池连接的毛发过滤器和沙缸过滤器，所述沙缸过滤器与板式换热器放热管的进水连接，所述沙缸过滤器与毛发过滤器之间设有第九电动阀，所述第九电动阀与毛发过滤器连接的管道通过第八电动阀与污水管网连接，所述污水泵、第八电动阀和第九电动阀均与控制器的输出端电连接。

进一步的，所述沉淀池内设有过滤网，所述毛发过滤器和沙缸过滤器的进水、出水处均设有开关阀。

进一步的，所述太阳能集热单元包括太阳能集热器和集水箱，所述太阳能集热器通过集热泵与集水箱连接，所述集水箱依次通过热水供应泵、第一电动阀与恒温水箱连接，所述热水供应泵、第一电动阀均与控制器的输出端电连接。

进一步的，所述集水箱通过第六电动阀与补水装置连接，所述第六电动阀与控制器的输出端电连接，所述集水箱、恒温水箱的进水、出水处均设有开关阀，所述集热泵、热水供应泵的进水、出水处均设有开通阀。

进一步的，所述燃气装置包括燃气锅炉，所述燃气锅炉通过第四电动阀、循环泵与恒温水箱连接，所述第四电动阀、循环泵均与控制器的输出端电连接，所述燃气锅炉的进水、出水处均设有开关阀，所述循环泵的进水、出水处均设有开通阀。

进一步的，所述集水箱内设有第一温度传感器和第一水位传感器，所述恒温水箱内设有第二温度传感器和第二水位传感器，所述第一温度传感器、第一水位传感器、第二温度传感器和第二水位传感器均与控制器的输入端电连接。

进一步的，所述恒温水箱通过浴水供应泵、第二电动阀与浴室连接，所述浴水供应泵、第二电动阀分别与控制器的输出端电连接，所述控制器的输入端与计时器电连接，所述浴水供应泵的进水、出水处均与开通阀连接。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的有益效果是：

本实用新型结构合理，设计新颖，充分将使用后洗浴水的余热、太阳能和燃气三者结合为恒温水箱内的洗浴水加热，使用后洗浴水的余热经板式换热器和污水源热泵两次换热，将使用后的洗浴水中蕴含低品位余热有效提取为补水装置提供的水加热后送入恒温水箱内，制备出新的洗浴热水，提高了能源利用率，降低了洗浴热水的制备成本；采用太阳能集热单元制备洗浴热水具有绿色环保的特点外，弥补了换热器制备热水产量受限于污水余热的状况，增加了系统热水的产出量；由于太阳能受环境限制不稳定，在洗浴水余热和太阳能不能满足洗浴要求时，系统自动切换燃气加热，提高了系统的可靠性，也保证洗浴热水制备量的充足。

其次系统通过温度传感器、液位传感器、时间传感器、控制器、电动阀和各种泵等进行系统的自动检测与控制，可根据工况实现三种加热模式的自动切换，提高了系统的集成度和运行的可靠性，降低了系统运行的人工成本，有大力推广的必要。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型制热单元的结构示意图；

图3是本实用新型控制器的工作原理示意图。

其中，1、太阳能集热器；2、热水供应泵；3-1、第一电动阀；3-2、第二电动阀；3-3、第三电动阀；3-4、第四电动阀；3-5、第五电动阀；3-6、第六电动阀；3-7、第七电动阀；3-8、第八电动阀；3-9、第九电动阀；4、循环泵；5、浴室；6、浴水供应泵；7、恒温水箱；8、给水泵；9、污水换热单元；9-1、板式换热器；9-2、污水源热泵；10、集热泵；11、开通阀；12、集水箱；13、燃气锅炉；14、开关阀；15、加药装置；16、供水泵；17、毛发过滤器；18、废水收集池；19、沉淀池；20、过滤网；21、污水泵、22、污水池；23、沙缸过滤器；24、控制器；25、第一温度传感器；26、第一水位传感器；27、第二温度传感器；28、第二水位传感器；29、计时器。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明：

一种多热源协同制热的洗浴水制备系统，其包括与浴室5进水口连接的恒温水箱7，所述恒温水箱7通过管道分别与燃气装置、补水装置连接，所述补水装置通过制热单元与恒温水箱7连接，补水装置的水经制热单元换热后温度升高的水进入恒温水箱7内供浴室5洗浴，所述制热单元包括污水换热单元9和太阳能集热单元，所述恒温水箱7、燃气装置、补水装置、污水换热单元9和太阳能集热单元均与控制器24电连接。所述控制器24为具有智能控制作用的PLC单元或单片机等，距离洗浴时间两小时内，当控制器24检测到恒温水箱7内的水温不能达到洗浴温度时，控制器24命令燃气装置工作，给恒温水箱7内的水加热到洗浴温度后，停止加热，为浴室5提供充足的洗浴用水。本装置根据需要可采用太阳能加热，还可以高效利用洗浴后的污水余热使补水装置的自来水升温供用户洗浴，在前两种加热方式不能满足洗浴水的温度要求时，还可通过燃气加热的方式使恒温水箱7内的水温升高供用户洗浴。

如图2所示，所述污水换热单元9吸热管的进水与补水装置连接，污水换热单元9吸热管的出水与恒温水箱7连接，所述污水换热单元9放热管的进水与污水回收装置的出水连接，污水换热单元9放热管的出水与污水管网连接，所述浴室5的污水经污水回收装置回收后，经污水回收装置在污水换热单元9放热管内放热供污水换热单元9吸热管内的自来水吸收，自来水吸热后温度升高被送入恒温水箱7内。

所述污水换热单元9包括板式换热器9-1和污水源热泵9-2，所述补水装置经第七电动阀3-7与板式换热器9-1吸热管的进水连接，板式换热器9-1吸热管的出水与污水源热泵9-2冷凝器的进水连接，所述污水源热泵9-2冷凝器的出水通过给水泵8、第三电动阀3-3与恒温水箱7连接，所述污水回收装置的出水通过第九电动阀3-9与板式换热器9-1放热管的进水连接，板式换热器9-1放热管的出水与污水源热泵9-2蒸发器的进水连接，所述污水源热泵9-2蒸发器的出水与污水管网连接，洗浴后污水的余热依次在板式换热器9-1的放热管和污水源热泵9-2的蒸发器内放热后经蒸发器的出水口排到污水管网，补水装置的自来水依次经板式换热器9-1的吸热管、污水源热泵9-2的冷凝器吸收污水的余热，温度升高被送入恒温水箱7内。这样洗浴污水的余热被合理利用，热效率大大提高。

如图3所示，所述第七电动阀3-7、给水泵8、第三电动阀3-3和第九电动阀3-9均与控制器24的输出端电连接。根据恒温水箱7内的水温和水位信息，控制器24智能控制第七电动阀3-7、给水泵8、第三电动阀3-3和第九电动阀3-9的开启和关闭，确保恒温水箱7内恒定的水温和水位。

所述补水装置包括与自来水连接的加药装置15和设置在加药装置15与板式换热器9-1之间的第五电动阀3-5和供水泵16，加药装置15的设置可起到净化自来水，防止自来水在管道及设备内部结垢的作用。根据恒温水箱7内的水温和水位信息，控制器24智能控制第五电动阀3-5和供水泵16的开启和关闭。

如图2所示，所述污水回收装置包括与浴室5的污水排出口连接的废水收集池18、与所述废水收集池18连接的沉淀池19、与所述沉淀池19连接的污水池22、通过污水泵21依次与所述污水池22连接的毛发过滤器17和沙缸过滤器23，所述沉淀池19内设有过滤网20，经过使用后的洗浴水中含有大量杂质污垢，首先通过废水收集池18将洗浴污水收集起来，然后进入沉淀池19进行沉淀使污水中的可沉淀污染物沉淀，沉淀池19内的过滤网20可将污水中不沉淀较大的漂浮污染物过滤掉，然后送入污水池22。污水池22内的污水泵21为污水的抽取、被送入污水换热单元9提供动力。所述毛发过滤器17可将污水中的毛发过滤掉，所述沙缸过滤器23可将污水中的微型不溶污染物过滤掉。

所述沙缸过滤器23与板式换热器9-1放热管的进水连接，所述沙缸过滤器23与毛发过滤器17之间设有第九电动阀3-9，所述第九电动阀3-9与毛发过滤器17连接的管道通过第八电动阀3-8与污水管网连接，如图3所示，根据洗浴需要，控制器24智能控制污水泵21、第八电动阀3-8和第九电动阀3-9的开启，当恒温水箱7内水温满足洗浴时，控制器24命令关闭第九电动阀3-9、开启第八电动阀3-8使污水直接排向污水管网，当水温不足以洗浴时，控制器24控制污水泵21和第九电动阀3-9开启，关闭第八电动阀3-8。

如图1所示，所述太阳能集热单元包括太阳能集热器1和集水箱12，所述太阳能集热器1通过集热泵10与集水箱12连接，所述集水箱12通过第六电动阀3-6与补水装置连接，所述集水箱12依次通过热水供应泵2、第一电动阀3-1与恒温水箱7连接，自来水经过加药装置15处理后，通过供水泵16进入集水箱12，进入集水箱12的自来水通过集热泵10提供动力进入太阳能集热器1内加热，加热升温后的自来水再回到集水箱12，之后循环加热，直至集水箱12内的水温达到要求。如图3所示，根据需要，所述控制器24智能控制第六电动阀3-6、热水供应泵2、第一电动阀3-1的开启和关闭。

如图1所示，所述燃气装置包括燃气锅炉13，所述燃气锅炉13通过第四电动阀3-4、循环泵4与恒温水箱7连接，当制热单元不能满足恒温水箱7内的洗浴水温时，控制器24智能开启燃气锅炉13，燃气锅炉13内的水加热一段时间以后，控制器24开启第四电动阀3-4、循环泵4将燃气锅炉13内的高温水送入恒温水箱7内。

所述恒温水箱7通过浴水供应泵6、第二电动阀3-2与浴室5连接，所述集水箱12内设有第一温度传感器25和第一水位传感器26，所述恒温水箱7内设有第二温度传感器27和第二水位传感器28，如图3所示，所述浴水供应泵6、第二电动阀3-2分别与控制器24的输出端电连接，所述控制器24的输入端分别与计时器29、第一温度传感器25、第一水位传感器26、第二温度传感器27和第二水位传感器28电连接。

在洗浴水换热过程中，恒温水箱7内和第二水位传感器28测得的水位信息低于设定值时，控制器24自动打开第五电动阀3-5、供水泵16、第七电动阀3-7上水，上水的同时打开污水泵21和第九电动阀3-9，关闭第八电动阀3-8，启动污水换热单元9对自来水进行换热，当液位达到要求时第五电动阀3-5、供水泵16和第七电动阀3-7自动关闭。当第二温度传感器27检测到恒温水箱7内的水温未达到要求时，给水泵8和第三电动阀3-3自动打开的同时，污水泵21、第九电动阀3-9、污水换热单元9也处于开启状态，第八电动阀3-8处于关闭状态，开始对恒温水箱7内的水循环加热；当第二温度传感器27检测恒温水箱7内水温达到要求时，自动关闭给水泵8、第三电动阀3-3、第九电动阀3-9和污水换热单元9，同时打开第八电动阀3-8，停止循环加热，污水直接排到污水管网。

当太阳能充足的情况下，集水箱12内的第一液位传感器26检测到集水箱12的液位低于设定液位时，控制器24自动控制打开供水泵16、第五电动阀3-5、第六电动阀3-6上水，当液位达到要求时供水泵16、第五电动阀3-5、第六电动阀自动关闭。集水箱12内液位达到要求后，控制器24自动打开集热泵10对集水箱12内的洗浴水循环加热。当集水箱12内的第一温度传感器25检测到水温达到要求时，控制器24命令集热泵10关闭，第四电动阀3-4和循环泵4自动打开，将集水箱12内的洗浴水打至恒温水箱7内储存。

当计时器29检测到距离洗浴时间两小时，第二温度传感器27检测到恒温水箱7内水温未达到要求时，关闭制热单元加热系统，即控制器24自动关闭给水泵8、第三电动阀3-3、第九电动阀3-9和污水换热单元9，打开第八电动阀3-8，停止循环加热，污水直接排向污水管网，同时开启燃气装置，即智能开启燃气炉、第四电动阀3-4、循环泵4，燃气装置对洗浴水进行强制加热，水温达到要求后，燃气装置自动关闭；当计时器29检测到距离洗浴热水供应前两小时，并且第一温度传感器25检测到太阳能集热水箱内水温未达到要求时，太阳能集热单元自动关闭，第一电动阀3-1和热水供应泵2自动打开，将集水箱12内的洗浴水打至恒温水箱7，然后开启燃气装置对恒温水箱7内的水强制循环加热，当恒温水箱7内水温达到要求时，燃气装置自动关闭。

当计时器29检测到洗浴时间到时，第二电动阀3-2、浴水供应泵6自动打开，对浴室5进行热水供应。

为了方便器件的更换和检修，在太阳能集热器1、集水箱12、燃气锅炉13、恒温水箱7、板式换热器9-2、污水源热泵9-2、毛发过滤器17、沙缸过滤器23的进水和出水处均设置了开关阀14，在给水泵8、供水泵16、热水供应泵2、循环泵4、集热泵10的进水和出水处均设置了开通阀11。

最后应该说明的是：上述实施例只是为清楚说明本实用新型而做的举例，绝非对实施方式的限定。对所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，在此无法对所有的实施方式进行穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种多热源协同制热的洗浴水制备系统，包括与浴室（5）进水口连接的恒温水箱（7），其特征在于：所述恒温水箱（7）通过管道分别与燃气装置、补水装置连接，所述补水装置通过制热单元与恒温水箱（7）连接，所述制热单元包括污水换热单元（9）和太阳能集热单元，所述污水换热单元（9）吸热管的进水与补水装置连接，污水换热单元（9）吸热管的出水与恒温水箱（7）连接，所述污水换热单元（9）放热管的进水与污水回收装置的出水连接，污水换热单元（9）放热管的出水与污水管网连接，所述污水回收装置的进水与浴室（5）的污水排出口连接，所述恒温水箱（7）、燃气装置、补水装置、污水换热单元（9）和太阳能集热单元均与控制器（24）电连接。

2.根据权利要求1所述的一种多热源协同制热的洗浴水制备系统，其特征在于：所述污水换热单元（9）包括板式换热器（9-1）和污水源热泵（9-2），所述补水装置通过第七电动阀（3-7）与板式换热器（9-1）吸热管的进水连接，板式换热器（9-1）吸热管的出水与污水源热泵（9-2）冷凝器的进水连接，所述污水源热泵（9-2）冷凝器的出水通过给水泵（8）、第三电动阀（3-3）与恒温水箱（7）连接，所述污水回收装置通过第九电动阀（3-9）与板式换热器（9-1）放热管的进水连接，板式换热器（9-1）放热管的出水与污水源热泵（9-2）蒸发器的进水连接，所述污水源热泵（9-2）的出水与污水管网连接，所述第七电动阀（3-7）、给水泵（8）、第三电动阀（3-3）和第九电动阀（3-9）均与控制器（24）的输出端电连接。

3.根据权利要求2所述的一种多热源协同制热的洗浴水制备系统，其特征在于：所述补水装置包括与自来水连接的加药装置（15）和设置在加药装置（15）与板式换热器（9-1）之间的第五电动阀（3-5）和供水泵（16），所述第五电动阀（3-5）和供水泵（16）均与控制器（24）的输出端电连接，所述供水泵（16）和给水泵（8）的进水、出水处均设有开通阀（11）。

4.根据权利要求2所述的一种多热源协同制热的洗浴水制备系统，其特征在于：所述污水回收装置包括与浴室（5）的污水排出口连接的废水收集池（18）、与所述废水收集池（18）连接的沉淀池（19）、与所述沉淀池（19）连接的污水池（22）、通过污水泵（21）依次与所述污水池（22）连接的毛发过滤器（17）和沙缸过滤器（23），所述沙缸过滤器（23）与板式换热器（9-1）放热管的进水连接，所述沙缸过滤器（23）与毛发过滤器（17）之间设有第九电动阀（3-9），所述第九电动阀（3-9）与毛发过滤器（17）连接的管道通过第八电动阀（3-8）与污水管网连接，所述污水泵（21）、第八电动阀（3-8）和第九电动阀（3-9）均与控制器（24）的输出端电连接。

5.根据权利要求4所述的一种多热源协同制热的洗浴水制备系统，其特征在于：所述沉淀池（19）内设有过滤网（20），所述毛发过滤器（17）和沙缸过滤器（23）的进水、出水处均设有开关阀（14）。

6.根据权利要求1所述的一种多热源协同制热的洗浴水制备系统，其特征在于：所述太阳能集热单元包括太阳能集热器（1）和集水箱（12），所述太阳能集热器（1）通过集热泵（10）与集水箱（12）连接，所述集水箱（12）依次通过热水供应泵（2）、第一电动阀（3-1）与恒温水箱（7）连接，所述热水供应泵（2）、第一电动阀（3-1）均与控制器（24）的输出端电连接。

7.根据权利要求6所述的一种多热源协同制热的洗浴水制备系统，其特征在于：所述集水箱（12）通过第六电动阀（3-6）与补水装置连接，所述第六电动阀（3-6）与控制器（24）的输出端电连接，所述集水箱（12）、恒温水箱（7）的进水、出水处均设有开关阀（14），所述集热泵（10）、热水供应泵（2）的进水、出水处均设有开通阀（11）。

8.根据权利要求7所述的一种多热源协同制热的洗浴水制备系统，其特征在于：所述燃气装置包括燃气锅炉（13），所述燃气锅炉（13）通过第四电动阀（3-4）、循环泵（4）与恒温水箱（7）连接，所述第四电动阀（3-4）、循环泵（4）均与控制器（24）的输出端电连接，所述燃气锅炉（13）的进水、出水处均设有开关阀（14），所述循环泵（4）的进水、出水处均设有开通阀（11）。

9.根据权利要求7所述的一种多热源协同制热的洗浴水制备系统，其特征在于：所述集水箱（12）内设有第一温度传感器（25）和第一水位传感器（26），所述恒温水箱（7）内设有第二温度传感器（27）和第二水位传感器（28），所述第一温度传感器（25）、第一水位传感器（26）、第二温度传感器（27）和第二水位传感器（28）均与控制器（24）的输入端电连接。

10.根据权利要求1-9任一项所述的洗浴水制备系统，其特征在于：所述恒温水箱（7）通过浴水供应泵（6）、第二电动阀（3-2）与浴室（5）连接，所述浴水供应泵（6）、第二电动阀（3-2）分别与控制器（24）的输出端电连接，所述控制器（24）的输入端与计时器（29）电连接，所述浴水供应泵（6）的进水、出水处均与开通阀（11）连接。

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