家用热水分配设备 |
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| 申请号 | CN201280053764.6 | 申请日 | 2012-10-31 | 公开(公告)号 | CN104024741A | 公开(公告)日 | 2014-09-03 |
| 申请人 | 夸安提亚公司; | 发明人 | 帕斯卡·诺迪; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种家用热 水 分配设备，其包括供水入口、 废水 收集器以及用于加热供水以便使用包含在废水中的热产生家用热水的加热装置(10、20)，该加热装置包括设计成将来自废水的热传递至待加热的供水的热电模 块 (25)，其特征在于，该加热装置(10、20)包括设计成同时执行用于热水的分配以及从废水到供水的热的第一传递，从而导致低于预定的差的 温度 差的至少一个第一 热交换器 (10)，并且热电模块(25)布置在第一热交换器的下游，在第二热交换器(20)中，热电模块(25)同时执行用于热水的分配以及从废水到供水的热的第二传递。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于分配家用热水的设备，其包括供水入口、废水收集器以及用于加热供水以便从包含在废水中的热产生家用热水的加热装置(10、20)，所述加热装置包括布置成对从废水至待加热的供水的热传递进行操作的热电模块(25)，其特征在于，所述加热装置(10、 |
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| 说明书全文 | 家用热水分配设备[0002] 在现有技术中已知的是，作为例如在文献US4,821,793中描述的集成了热回收设备的用于分配热水的设备。该文献公开了一种淋浴器，其包括用于操作从废水回收的能量的水-水线圈交换器。作为对应，该系统显著地具有笨重和对于回收大量的热不很有效的缺点。 [0003] 此外，文献US2009242005A1公开了一种洗碗机，其装备有用于加热洗碗机的清洁用水的珀尔帖模块。因为有关的温度范围，所以该系统不适合于家用热水的生产。实际上，例如，在洗碗机中，水被加热到85℃，这总体上与用于淋浴器的使用是不适宜的。该结果是效率上的显著的损失，以及为了家用用途，由该系统产生的水的冷却甚至将必须被提供以便使用该水。 [0004] 文献FR2486060描述了用热回收单元处理住宅的废水的设施。 [0005] 本发明的目标是克服现有技术的以上提到的文献的缺点，并且特别地，首先提出一种以能量回收中的显著效率产生家用热水的紧凑设备。 [0006] 为此，本发明的第一方面涉及一种用于分配家用热水的设备，其包括供水入口、废水收集器以及用于加热供水以便从包含在废水中的热生产家用热水的加热装置，其特征在于，该加热装置包括布置成执行从废水至待加热的供水的热传递的热电模块。根据本发明的设备提供了一种紧凑且经济的解决方案，以用于通过使用作为热泵的热电模块来回收废水中的热。家用热水以包括在35℃至60℃之间的温度来输送。 [0007] 有利地，加热装置包括布置成从废水至供水进行操作的至少一个第一热交换器，第一热传递导致少于预定的差的温度差，并且热电模块布置在第一热交换器的下游，在第二热交换器中，第二热交换器对从废水至供水的第二热传递进行操作。本发明合适地使用第一热交换器来对包括热电模块的第二交换器的操作产生预定的有利条件。热交换伴随有热水的分配，以用于回收环路中的热。换句话说，已分配的热水被回收并形成流入到第一交换器中的废水，该第一交换器布置成在热水分配期间将包含在废水中的一部分热传递至供水。从而，第一交换器执行供水的第一加热，同时进行热水的分配，以便向包括热电模块的第二交换器输送具有减小的温度差的供水和废水。该减小的温度差给出了使第二交换器的热电模块作为消耗非常小的电流的热泵处于有利的操作范围中以便执行第二热传递的可能性。冷供水在作为家用热水分配之前用该两个热交换器专门地加热。 [0008] 有利地，第一热交换器向第二热交换器输送具有最大温度差为20℃的废水和供水。理论上，在废水和供水之间的温度差的最大值为15℃。本申请人注意到，该温度范围对于获得具有大于1的COP的热电模块的操作是特别有利的。 [0009] 有利地，热电模块定义有最大操作温度差，并且第一热交换器向第二热交换器输送具有少于最大操作温度差的20％的额定温度差的废水和供水。本申请人注意到，该温度范围对于获得具有大于1的COP的热电模块的操作是特别有利的。 [0010] 有利地，热电模块定义有使用的最大电流，并且热电模块以少于使用的最大电流的20％的额定供电电流来供电。理论上，该额定供电电流是使用的最大电流的15％。本申请人注意到，使用的该范围对于获得具有大于1的性能系数(COP)的热电模块的经济操作是特别有利的。还可注意到，在热电模块中通过焦耳效应损失的能量将传送至供水，这进一步增加了性能系数。 [0011] 特别有意义的实施方式包括，第一热交换器布置成向第二热交换器输送具有少于预定的差的温度差的废水和供水，以用于使热电模块处于具有大于1的性能系数(COP)的操作范围中。根据本申请的第一交换器具体设计成操作第一热交换，同时输送具有最大温度差的废水和供水，这决定了热电模块的特定操作。实际上，热电模块作为热泵来使用，并且如果它们经受最大温度差，则将在具有大于1的性能系数(COP)的特别有利的操作范围中进行操作。换句话说，该COP表示通过热电模块提供给供水的能量除以提供给热电模块的电能量，如果其大于1，则表示热电模块向供水提供比供水真实消耗的能量多的能量。该设备变得比用电阻惯例地加热的备用水的解决方案更经济地使用。 [0012] 非常有利地，第一热交换器是水-水交换器。该解决方案是经济的。 [0013] 有利地，第二热交换器包括： [0014] -通过至少一个废水管道连接的废水入口和废水出口， [0015] -通过至少一个供水管道连接的供水入口和供水出口， [0016] 具有冷面和热面的热电模块布置在废水管道的壁和供水管道的壁之间，冷面布置成捕捉废水的热，并且热面布置成将热输送至供水， [0017] 废水管道和供水管道布置成使在热面和冷面之间的温度差沿第二交换器最小化。 [0018] 用于使温度差沿第二交换器最小化的管道的布置给出了对于使用热电模块来说尽可能长时间地保持在优选的范围中的可能性。 [0019] 有利地，废水管道和供水管道布置成在第二交换器中操作逆流循环。以该应用，确保沿包括热电模块的第二交换器的恒定的温度差是可能的，以用于将热电模块维持在优选的使用范围中。 [0020] 有利地，该设备以最终温度输送供水，并且包括用于调整供水的最终温度的装置，其能够控制热电模块以用于调整供水的最终温度。根据本发明的调整装置包括允许使用者限定供水的最终温度的人机界面，并且取决于该最终温度，调整装置用合适的电流给热电模块供电，以便获得希望的最终温度。 [0021] 本发明的第二方面是包括根据本发明的第一方面的用于分配家用热水的设备的淋浴器。根据本发明的第一方面的设备在淋浴器中的集成是非常便利的，因为该紧凑设备确实适合于在没有存储任何热水的情况下进行操作，因为其仅当淋浴器被使用时才产生热水。其次，借助于热电模块在由第一交换器产生的特定的操作范围中的使用，能量场是合适的，具有大于1的COP。应注意到，将根据本发明的第一方面的设备集成到洗盆或槽中是可能的，其中废水的排出伴随有热水的提供。 [0022] 本发明的另一方面涉及用于分配家用热水的方法，包括以下步骤： [0023] -分配家用热水， [0024] -回收该热水以形成废水， [0025] -在第一热交换器中，同时对热水的分配、从废水到供水的第一热传递进行操作，第一热传递导致在第一热交换器的出口处的废水和供水之间的少于预定的差的温度差，[0026] -在第一热交换器的下游并且在具有热电模块的第二热交换器中，同时对热水分配和从废水到供水的第二热交换进行操作， [0027] -作为家用热水分配由此加热的供水。 [0028] 根据本发明的方法允许在用于分配热水的设备中经济加热，对该设备而言，废水被回收，同时有分配，比如没有水的存储的淋浴器或洗盆，例如。 [0029] 有利地，用于开始该系统的预备步骤在开始热水分配时被执行，并且该方法包括用热电模块通过焦耳效应加热供水。 [0030] 有利地，该预定的差的最大值为20℃。 [0032] -图1表示装备有根据本发明的设备的淋浴器。 [0033] 图1阐示了具有用于分配热水的设备的淋浴器，该设备包括第一热交换器10和第二热交换器20。淋浴器包括淋浴器头和用于回收由淋浴器头射出的水的盘。废水通过出口12排出并且然后进入第一热交换器10。第一热交换器10包括例如通过淋浴器盘的出口12供给的容器以及布置在第一热交换器10中的螺旋管。该管通过供应入口11供应有冷水。 冷水的第一次加热通过将包含在废水中的一部分热传递至冷水而在第一交换器10中进行操作。通常地，废水具有包括在30℃和40℃之间的温度且冷水在5℃和15℃之间。第一交换器布置成使得在第一交换器的出口处，在点14处的废水和点13处的供水之间的温度差少于预定的值，例如20℃，该预定的值对应于第二热电热交换器的预定的操作范围，其中其性能系数将大于1。 [0034] 第二交换器20包括插入在废水管道27和供水管道26之间的多个热电模块(也被称为珀尔帖模块)25。该热电模块25包括两个主要的面，一个是冷面，另一个是热面。每个热电模块的热面布置成与供水管道26直接接触，并且冷面布置成与废水管道27直接接触。管道27和26布置成使得它们以逆流操作，以便保持在废水和供水之间的温度差尽可能恒定。另外，通过电供应热电模块，热电模块将类似热泵进行操作。理论上，将用少于热电模块的最大功率的一预定分数(例如20％)的功率实现电力供应，以便使热电模块处于具有大于1的性能系数的有利的范围中。第一交换器的布置给出了在进入第二交换器的废水和供水之间获得温度差使第二交换器处于其中其性能系数将大于1的操作范围中的可能性。 |
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