專利名稱：高效節(jié)能熱泵熱水機組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種利用熱泵原理供應(yīng)熱水的裝置，具體地說是一種高效節(jié)能熱泵熱水 機組。
背景技術(shù)：
目前的空調(diào)系統(tǒng)無論是哪種型式的熱泵熱水機組(如普通風(fēng)冷熱泵、水冷熱泵或家用熱 泵)，當(dāng)運行時總是有相當(dāng)少的冷凝熱(在制熱水工況下運行，冷凝熱只能達到制冷量的
1.15-1.3倍)在螺旋套管換熱器中與自來水或者循環(huán)水箱中的冷熱水直接換熱，造成水資源、 電能的較大浪費。普通的熱泵熱水機COP值一般為3.8 4.0，屬低品位熱能，采用一般的熱 交換器不能充分回收這部分熱能。對于建筑物來說，它又需要大量的生活熱水供應(yīng)，特別是 酒店賓館類建筑。所以添加加熱設(shè)備是必要的。隨著人們的生活水平不斷的提高，生活熱水 的需要量也是越來越大，如果能將冷凝熱全部或部分回收(自來水在熱水保溫儲水箱內(nèi)置的 螺旋管換熱器作用下，提高自來水溫度，達到自給自足的功效)來加熱生活熱水，不但可以 減少冷凝熱對周邊環(huán)境的污染，而且還可以節(jié)省不少的能源。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種熱回收率高，成本低，節(jié)能效果好的高效節(jié)能 熱泵熱水機組。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是高效節(jié)能熱泵熱水機組，包括壓縮機、 冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器，所述冷凝器為螺旋套管式換熱器，所述螺旋套管式換熱器的制冷 劑進、出口分別連接壓縮機和節(jié)流閥；所述熱水機組還包括儲水箱，所述儲水箱內(nèi)設(shè)有螺旋 管換熱器，所述螺旋管換熱器的進水口連接自來水管路，出水口連接所述螺旋套管式換熱器 的進水口；所述螺旋套管式換熱器的出水口連接到所述儲水箱的上部。
所述螺旋管換熱器的進水口上設(shè)有過濾器；所述螺旋管換熱器的出水口上串接有進水電 磁閥、壓力制水閥、熱水循環(huán)泵和水流開關(guān)；所述螺旋套管式換熱器的出水口上設(shè)有傳感器 套筒。
所述儲水箱下部設(shè)有與所述螺旋套管式換熱器的進水口相連的出水口，連接管路上設(shè)有
單向阓和上游回水電磁閥。
所述儲水箱上部設(shè)有高中低水位控制器，下部設(shè)有回水傳感器。
所述壓縮機與冷凝器之間的連接管路和所述蒸發(fā)器與壓縮機之間的連接管路通過四通 閥相連。
所述壓縮機與四通閥之間的管路上設(shè)有高壓開關(guān)和排氣溫度傳感器；所述冷凝器與所述 節(jié)流閥之間連接有貯液器；所述節(jié)流閥一側(cè)設(shè)有旁通管，所述旁通管上設(shè)有單向閥；所述蒸 發(fā)器與所述壓縮機之間設(shè)有低壓開關(guān)和氣液分離器。
本實用新型所產(chǎn)生的有益效果是，通過兩級換熱對空調(diào)系統(tǒng)的冷凝熱進行回收，回收率 高，本實用新型的COP值可達6.0~10.0;可以提供55'C的熱水，節(jié)約了電能，同時還減少 了對環(huán)境的熱污染；可以對蒸發(fā)器進行除霜，除霜效率高。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1為本實用新型的高效節(jié)能熱泵熱水機組的一種實施列的結(jié)構(gòu)原理圖。 圖中l(wèi).制冷劑部分，2.水路部分，101.壓縮機，102.高壓開關(guān)，103.排氣溫度傳感器， 104.四通閥，105.螺旋套管式換熱器(冷凝器)，106.貯液器，107.節(jié)流閥，108.單向閥，109. 蒸發(fā)器，IIO.排風(fēng)裝置，lll.低壓開關(guān)，112.氣液分離器，201.Y型過濾器，202.螺旋管換熱 器，203.進水電磁閥，204.壓力制水閥，205.熱水循環(huán)泵，206.水流開關(guān)，207.回水單向閥， 208.上游回水電磁閥，209.傳感器套筒，210.儲水箱，211.高中低水位控制器，212.內(nèi)牙接頭， 213.回水傳感器。
具體實施方式
如
圖1所示，本實用新型的高效節(jié)能熱泵熱水機組的循環(huán)管路可以分成兩部分制冷劑 部分1和水路部分2。
其中，制冷劑部分1包括呈環(huán)路串接在一起的壓縮機101、冷凝器105、節(jié)流閥107和 蒸發(fā)器109，壓縮機101與冷凝器105之間的連接管路和所述蒸發(fā)器109與壓縮機101之間 的連接管路通過四通閥104相連；壓縮機101與四通閥104之間的管路上設(shè)有高壓開關(guān)102 和排氣溫度傳感器103;冷凝器105與節(jié)流閥107之間連接有貯液器106;節(jié)流閥107 —側(cè) 設(shè)有旁通管，旁通管上設(shè)有單向閥108;蒸發(fā)器109與壓縮機101之間設(shè)有低壓開關(guān)111和
氣液分離器112;冷凝器105為一螺旋套管式換熱器，螺旋套管式換熱器105的制冷劑進、 出口分別連接壓縮機101和節(jié)流閥107;蒸發(fā)器109旁邊設(shè)有排風(fēng)裝置110。
水路部分包括一個儲水箱210，儲水箱210內(nèi)設(shè)有螺旋管換熱器202，螺旋管換熱器202 的進水口連接自來水管路，出水口連接螺旋套管式換熱器105的進水口；螺旋套管式換熱器 105的出水口連接到儲水箱210的上部。螺旋管換熱器202的進水口上設(shè)有Y型過濾器201; 螺旋管換熱器202的出水口上串接有進水電磁閥203、壓力制水閥204、熱水循環(huán)泵205和 水流開關(guān)206;螺旋套管式換熱器105的出水口上設(shè)有傳感器套筒209。儲水箱210下部設(shè) 有與螺旋套管式換熱器105的進水口相連的出水口，連接管路上設(shè)有回水單向閥207和上游 回水電磁閥208。儲水箱210上部通過內(nèi)牙接頭212安裝有高中低水位控制器211，下部設(shè) 有回水傳感器213。
本實用新型的工作原理是
直出熱水運行
1 )壓縮機101得電工作將制冷劑蒸氣壓縮成高溫、高壓的氣體，并送入螺旋套管式換 熱器(以下簡稱冷凝器)105，此時四通閥104不工作，進水電磁閥203打開，上游回水電 磁閥208關(guān)閉。
2 )高溫高壓的制冷劑氣體在冷凝器105中被自來水冷卻，同時放出大量源源不斷55°C 的熱水儲存在保溫儲水箱210內(nèi)，并將熱水儲存起來以供生活所需，在這個過程冷凝成高壓 中溫液體，并流向節(jié)流閥107。
3 )高壓、中溫制冷劑液體在節(jié)流闊107中減壓，變成低溫、低壓的氣液兩相體。
4 )低溫、低壓的氣液兩相體進入蒸發(fā)器109中汽化并吸收空氣中的熱能，吸熱后的低 壓蒸氣被壓縮機101吸入且進入下一個循環(huán)。
5) 制冷系統(tǒng)保護功能高壓開關(guān)102，低壓開關(guān)lll，排氣溫度傳感器103;水路系統(tǒng) 保護功能水流開關(guān)206;防凍功能冬季為防止水管、水泵凍裂，機組在環(huán)境溫度《2t， 出水溫度小于l(TC時，且熱水循環(huán)泵205連續(xù)斷電時間超過30分鐘時，啟動熱水循環(huán)泵205 60秒后斷電。周期運行此時上游回水電磁閥208打開、熱水循環(huán)泵通電205，進水電磁 闊203關(guān)閉。主要避免水源結(jié)冰膨脹對冷凝器105的破壞，在零下氣溫低的環(huán)境下較適合， 比如北方。
6) 制熱水運行時，水路系統(tǒng)上有一個進水電磁閥203、 一個壓力制水閥204、 一個熱 水循環(huán)泵205參與工作，當(dāng)壓縮機101啟動后的30秒鐘內(nèi)，壓力制水閥204受壓縮機101 出來的高溫高壓的制冷劑作用，頂開壓力制水閥204，達到一開機就有源源不斷的55'C熱水，
然后進入保溫儲水箱210內(nèi)儲存。
直出熱水時，自來水先進保溫儲水箱210內(nèi)置螺旋管換熱器202—級加熱，自來水吸收 熱量，熱水放出熱量。介質(zhì)是水-水，作用是提高自來水溫度，目的是讓螺旋式套管換熱器 105 二級加熱，讓直出55'C熱水與自來水的溫差減小，提高COP值6.0到10.0。
除霜運行
1 )除霜傳感器檢測到蒸發(fā)器109結(jié)霜溫度后(可設(shè)定)，壓縮機101得電工作將制冷 劑蒸氣壓縮成高溫、高壓的氣體，并送入蒸發(fā)器109，此時四通閥104工作，上游回水電磁 閥208打開，進水電磁閥204關(guān)閉。
2 )高溫高壓的制冷劑氣體在冷凝器105中釋放熱量，同時來自保溫儲水箱210大量的 55X:熱水進入冷凝器中循環(huán)吸收冷凝器中的冷量，達到除霜快，效率高的目的。在這個過程 冷凝成高壓中溫的液體儲存在貯液器106里面，利用貯液能力平衡和穩(wěn)定系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑的 循環(huán)量，并流向節(jié)流閥107。
3 )高壓、中溫制冷劑液體在節(jié)流閥107中減壓，變成低溫、低壓的液體。
4 )低溫、低壓的液體進入蒸發(fā)器109后在那里汽化吸收保溫儲水箱210中熱水傳遞給 冷凝器105的熱能，吸熱后的低壓蒸氣被壓縮機101吸入進入下一個循環(huán)。
5)除霜運行時，水路系統(tǒng)上有一個回水單向閥207、 一個上游回水電磁閥208、 一個 共用的熱水循環(huán)泵205參與工作，工作流程上游回水電磁閥208得電，進水電磁閥203關(guān) 閉，熱水循環(huán)泵205啟動將保溫儲水箱210中55'C熱水輸送到螺旋套管式換熱器105中循 環(huán)放熱，然后進入保溫儲水箱210中溫?zé)崴旌稀?br> 進入螺旋套管換熱器中的保溫儲水箱210中的55X:熱水，放熱后形成的溫水再流入保 溫儲水箱210內(nèi)，作用是提高壓縮機101的排氣溫度，效果是除霜時間短，3 — 5分鐘(可 設(shè)定)內(nèi)可完全除霜，水路工作流程是進水電磁閥203關(guān)閉，上游回水電磁閥208打開。
回水運行
1 )回水傳感器213檢測到保溫儲水箱210底部的設(shè)定溫差值(可設(shè)定)，壓縮機101 得電工作將制冷劑蒸氣壓縮成高溫、高壓的氣體，并送入螺旋套管式換熱器105，此時四通 閥104不工作，上游回水電磁閥208打開，進水電磁閥203關(guān)閉。
2 )高溫高壓的制冷劑氣體在冷凝器105中釋放熱量，同時來自保溫儲水箱210內(nèi)的 熱水進入冷凝器105中循環(huán)加熱，此時的加熱過程為循環(huán)加熱。然后在這個過程冷凝成高壓 中溫的液體儲存在貯液器106里面，利用貯液能力的平衡和穩(wěn)定系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑的循環(huán)量， 并流向節(jié)流閥107。3 )高壓、中溫制冷劑液體在節(jié)流閥107中減壓，變成低溫、低壓的氣液兩相體。
4 )低溫、低壓的氣液兩相體進入蒸發(fā)器109中汽化并吸收空氣中的熱能，吸熱后的低 壓蒸氣被壓縮機吸入進入下一個循環(huán)。
5)回水運行時，水路系統(tǒng)上有一個回水單向閥207、 一個上游回水電磁閥208、 一個 共用的熱水循環(huán)泵205參與工作，工作流程上游回水電磁閥208得電，進水電磁閥203關(guān) 閉，熱水循環(huán)泵205啟動將保溫儲水箱210中的中溫水輸送到螺旋套管式換熱器105中循環(huán) 放熱，然后進入保溫儲水箱210中溫?zé)崴旌?，?dāng)回水傳感器213檢測達到設(shè)定溫度時，熱 泵熱水機組停止運行。
權(quán)利要求1、高效節(jié)能熱泵熱水機組，包括壓縮機、冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器，其特征在于，所述冷凝器為螺旋套管式換熱器，所述螺旋套管式換熱器的制冷劑進、出口分別連接壓縮機和節(jié)流閥；所述熱水機組還包括儲水箱，所述儲水箱內(nèi)設(shè)有螺旋管換熱器，所述螺旋管換熱器的進水口連接自來水管路，出水口連接所述螺旋套管式換熱器的進水口；所述螺旋套管式換熱器的出水口連接到所述儲水箱的上部。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能熱泵熱水機組，其特征在于，所述螺旋管換熱器的 進水口上設(shè)有過濾器；所述螺旋管換熱器的出水口上串接有進水電磁閥、壓力制水閥、熱水 循環(huán)泵和水流開關(guān)；所述螺旋套管式換熱器的出水口上設(shè)有傳感器套筒。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能熱泵熱水機組，其特征在于，所述儲水箱下部設(shè)有 與所述螺旋套管式換熱器的進水口相連的出水口，連接管路上設(shè)有單向閥和上游回水電磁 閥。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能熱泵熱水機組，其特征在于，所述儲水箱上部設(shè)有 高中低水位控制器，下部設(shè)有回水傳感器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能熱泵熱水機組，其特征在于，所述壓縮機與冷凝器 之間的連接管路和所述蒸發(fā)器與壓縮機之間的連接管路通過四通閥相連。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高效節(jié)能熱泵熱水機組，其特征在于，所述壓縮機與四通閥 之間的管路上設(shè)有高壓開關(guān)和排氣溫度傳感器；所述冷凝器出口與所述節(jié)流閥之間連接有貯 液器；所述節(jié)流閥一側(cè)設(shè)有旁通管，所述旁通管上設(shè)有單向閥；所述蒸發(fā)器與所述壓縮機之 間設(shè)有低壓開關(guān)和氣液分離器。
專利摘要本實用新型公開了一種高效節(jié)能熱泵熱水機組，是一種利用熱泵供應(yīng)熱水的裝置。包括壓縮機、冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器，所述冷凝器為螺旋套管式換熱器，螺旋套管式換熱器的制冷劑進、出口分別連接壓縮機和節(jié)流閥；所述熱水機組還包括儲水箱，儲水箱內(nèi)設(shè)有螺旋管換熱器，所述螺旋管換熱器的進水口連接自來水管路，出水口連接所述螺旋套管式換熱器的進水口；所述螺旋套管式換熱器的出水口連接到所述儲水箱的上部。本實用新型所產(chǎn)生的有益效果是，通過兩級換熱對空調(diào)系統(tǒng)的冷凝熱進行回收，回收率高，本實用新型的COP值可達6.0～10.0；可以提供55℃的熱水，節(jié)約了電能，同時還減少了對環(huán)境的熱污染；可以對蒸發(fā)器進行除霜，除霜效率高。
文檔編號F25B13/00GK201053786SQ200720153819
公開日2008年4月30日 申請日期2007年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月25日
發(fā)明者桂海燕 申請人:桂海燕