申请日2011.05.26
公开(公告)日2013.02.13
IPC分类号F24D17/02; F28D15/02; F24D17/00
摘要
一种通过废水热量回收来制备热水的装置，其借助具有压缩器(1)以及蒸发器的热泵特别是借助用于家用应用的小型热泵来工作。它设有热水蓄存器(2)，通过热泵的蒸发器给该热水蓄存器供应热能。热水蓄存器(2)与热泵的压缩器(1)通过至少一个热管(4)处于热连接中，其中热水蓄存器(2)设置在压缩器(1)上方，其中至少一个热管(4)用于把在压缩器(1)工作时产生的废热朝向热水蓄存器(2)排放。
权利要求书 [支持框选翻译]
1. 一种借助具有压缩器(1)以及蒸发器的热泵特别是借助用于家用应用的小型热泵通过废水热量回收来制备热水的装置，带有热水蓄存器(2)，通过热泵的蒸发器给该热水蓄存器供应热能，其特征在于，热水蓄存器(2)与热泵的压缩器(1)通过至少一个热管(4)处于热连接中，其中热水蓄存器(2)设置在压缩器(1)上方，其中至少一个热管(4)用于把在压缩器(1)工作时产生的废热朝向热水蓄存器(2)排放。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，热管借助在一端或两端进行的不可松开的连接通过粘接、焊接或钎焊与热水蓄存器(2)或压缩器(1)在良好的热接触中连接。
3. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，热管借助在一端或两端进行的可松开的连接通过牢固地连接在热水蓄存器(2)或压缩器(1)上的夹紧件(5)或相仿的连接机构在良好的热接触中连接。
4. 如权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，热管(4)由至少局部弹性地构造的管构成。
5. 如权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，压缩器(1)、热管(4)以及热水蓄存器(2)为了消除热量损失而设有绝缘物。
6. 如权利要求5所述的装置，其特征在于，压缩器(1)、热管(4)以及热水蓄存器(2)被共同的绝缘物包围。
7. 如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，绝缘物设有能反射红外辐射的涂层。
8. 如权利要求7所述的装置，其特征在于，涂层由铝构成。
9. 如权利要求1-8中任一项所述的装置，其特征在于，压缩器(1)具有带金属光泽的低辐射的表面。
10. 如权利要求9所述的装置，其特征在于，该表面由耐腐蚀的材料比如铝或铬构成。
说明书 [支持框选翻译]
用于通过废水热量回收来制备热水的装置
本发明涉及一种借助具有压缩器以及蒸发器的热泵特别是借助用于家用应用的小型热泵通过废水热量回收来制备热水的装置，其带有热水蓄存器，通过热泵的蒸发器给该热水蓄存器供应热能。
由实践已知的装置往往通过湿蒸汽循环过程来实现废热回收。这里所用的压缩器在工作中通常加热至在大约70℃和90℃之间范围内的温度，因而这种温度往往明显高于热水蓄存器的最大为60度的温度。由于这种高温，压缩器向外界排放出大量热量，所述热量可能轻易地就超过50瓦。这种压缩器热量由此丧失，致使小型热泵未达到用于经济运行的足够高的效率。
由EP 0 114 583 A2已知一种解决方案，据此，压缩器直接与热水容器连接。虽然由此实现了在压缩器工作期间使得压缩器的热量排放至热水蓄存器;但这样一来，在压缩器的往往较长的待机时间内，热量会反向地从热水容器流出到现在变冷的压缩器中，致使有用热量大量丧失。为了避免这种情况，就根据美国专利4,448,347的装置而言，压缩器甚至位于热水蓄存器内部，虽然由此可实现改善废热利用，但为此使得构造明显繁琐，进而提高了成本。由此还使得热水蓄存器的表面增大，由此增大了排放到外界的热量损失。
基于此，本发明的目的在于，以简单且经济的方式利用压缩器的废热，以便由此实现高效的废水热量回收工作方式。
根据本发明，该目的的实现方式为，使热水蓄存器与热泵的压缩器通过至少一个热管处于热连接中，其中热水蓄存器设置在压缩器上方，其中至少一个热管用于把在压缩器工作时产生的废热朝向热水蓄存器排放。
由此实现的优点主要在于，除了借助蒸发器传递的热量外，还能传递在热泵的压缩器工作时在该压缩器上产生的废热，其中如已知的那样，这些热管在适当地布置和设计情况下能输送大量热量，就此而言，热源即这里的压缩器位于热管的较低的端部，而冷却源即这里的热水蓄存器位于较高的端部。这些热管通常装有易于蒸发的液体，所述液体汇集在下端部的区域中。如果该区域被加热，液体就会蒸发，于是蒸汽在整个管内分布;蒸汽在较冷的上部区域中冷凝，于是冷凝液基于落差又向下流。通过蒸发和冷凝―在无外部驱动的情况下―输送大的热量流。
而若加热上端部，热量输送就会仅基于热量传递在薄的管壁中进行;由于液体位于下部，所以不发生蒸发，进而也不发生冷凝。从上端流向下端的热量流因而明显较小，结果在切断压缩器情况下热量保留在热水蓄存器中。
为了达到尽可能优化的效率，本发明还提出，热管借助在一端或两端进行的不可松开的连接通过粘接、焊接或钎焊与热水蓄存器或压缩器在良好的热接触中连接。
但在本发明的范围内也可行的是，热管借助在一端或两端进行的可松开的连接通过牢固地连接在热水蓄存器或压缩器上的夹紧件或相仿的连接机构在良好的热接触中连接。该方案允许灵活地安装装置;特别是还可以为了维护目的而轻易地进行拆卸。
此外有利的是，热管由至少局部弹性的管构成。这首先允许在很大程度上自由地选择热水蓄存器和压缩器的位置，其中前提条件仅仅是，压缩器布置得比热水蓄存器低。通过热管的弹性地构造的管，可以轻易地吸收掉压缩器的在工作中产生的振动，从而这种振动不会传递到蓄存器上。这在整体上实现了装置安静地工作。
此外，为了避免排放到外界的热量损失，建议压缩器、热管以及热水蓄存器被共同的绝缘物包围。
另外，在此特别有利的是，绝缘物设有能反射红外辐射的涂层，使得不会有辐射热量透过绝缘物丧失掉。
特别是适宜采用铝作为涂层的材料。
此外，为了使得在压缩器内产生的热量辐射保持得尽可能小，另外建议压缩器具有带金属光泽的低辐射的表面。该表面最好由耐腐蚀的材料比如铝或铬构成。
下面借助附图中所示的实施例来详述本发明;唯一的附图所示为根据本发明的装置的示意图。
图中仅示意性地示出的装置用于制备热水，其中借助热泵从优选在家用应用中产生的废水回收热量。该热泵通常包括压缩器1以及未详细示出的蒸发器，还包括图中同样未详细示出的冷凝器以及节流件。这些构造成小型热泵形式的装置特别是可用于家庭应用。
还设置有热水蓄存器2，通过热泵的蒸发器给该热水蓄存器供应热能。热水蓄存器2设有在附图中同样仅勾勒出的一方面用于水以及另一方面用于制冷回路的接头3，其中这些接头3在附图中为明了起见未详细地连接。
热水蓄存器2与热泵的压缩器1通过两个所谓的热管4热连接，其中适当地选择布置方式，使得热水蓄存器2布置在压缩器1上方。这些热管4装有易于蒸发的液体，所述液体汇集在下部区域中。若在此通过压缩器1来加热该下部区域，就会使得液体蒸发，且蒸汽在整个管内分布，其中所述蒸汽又在较冷的上部区域中冷凝，并在那里排放出冷凝热量。
这种热量传递方式用于主要从下向上进行热量输送，这是因为在上部区域中没有要蒸发的液体。因此，从上向下的热量输送仅通过利用热管的热量传递发生。但这部分相比较而言很小。结果这导致在工作中高于热水蓄存器2温度的压缩器1把热量排放至热水蓄存器2。而若切断压缩器1，则由于通过热管4主要进行单向热量传递来防止热量可能从热水容器流出至以后变冷的压缩器1。
为了实现优化的热量传递，两个热管4与热水蓄存器2或压缩器1良好地热接触，其中这种热接触可以通过粘接、焊接或钎焊在不可松开的连接中产生，但也可以在可松开的连接中产生，于是设置有与热水蓄存器2或压缩器1牢固地连接的其中容纳着热管4端部的夹紧件5或相仿的连接机构。
热管4可以采用附图中未详细示出的方式由至少局部弹性地构造的管构成，由此一方面可以进行简单的安装，以及可以在很大程度上自由地选择热水蓄存器2相对于压缩器1的位置。弹性的管还可以吸收掉压缩器1的在工作中产生的振动，从而所述振动不会传递到蓄存器上，由此可以在整体上安静地工作。
压缩器1、热管4以及热水蓄存器2通常为了消除热量损失而采用同样未详细示出的方式设有绝缘物，其中该绝缘物可以经过适当设计，使得压缩器1、热管4以及热水蓄存器2共同地被它包围。为了还在绝缘物内部屏蔽辐射热量，该绝缘物可以设有能反射红外辐射的涂层。对于该涂层来说，尤其适宜采用铝。为了还使得从压缩器1发出的红外辐射保持尽可能小，该压缩器不应―像通常那样―设有黑色漆，而是应具有带金属光泽的低辐射的表面。对此特别适宜采用耐腐蚀的材料比如铝或铬。
