專利名稱：一種新型高效高溫空氣源熱泵熱水機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種新型高效高溫空氣源熱泵熱水機(jī)組，特別是涉及一種能高溫制熱 水、可靠供熱水、小容量高溫儲水及循環(huán)保溫、低環(huán)溫穩(wěn)定運(yùn)行的直熱式空氣源熱泵熱水 機(jī)組。
技術(shù)背景
現(xiàn)有的空氣源熱泵熱水機(jī)組多是由壓縮機(jī)、風(fēng)側(cè)換熱器、風(fēng)機(jī)、水側(cè)換熱器、節(jié)流元
件、制冷劑R22、智能控制系統(tǒng)及相應(yīng)的水系統(tǒng)組成。其工作原理是制冷劑R22在風(fēng)側(cè)換 熱器中蒸發(fā)吸收空氣中的熱量，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后在水側(cè)換熱器中冷凝放熱，把吸收的熱量 釋放到水系統(tǒng)中，向用戶提供生活熱水。這種制熱水方式COP值高，節(jié)能環(huán)保，綜合經(jīng)濟(jì) 效益好。
根據(jù)水系統(tǒng)加熱方式的不同，現(xiàn)有空氣源熱泵熱水機(jī)組大致分為循環(huán)加熱式和直熱式
兩種循環(huán)加熱式的工作原理如圖2所示；直熱式的工作原理如圖3所示。
循環(huán)加熱式空氣源熱泵熱水機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)是供水簡單、可靠，儲水箱采用承壓式結(jié)構(gòu)， 使用時依靠自來水的壓力把水箱中的熱水壓出，自來水和熱水壓力一致，混水容易；省去 了供水泵及其控制系統(tǒng)，降低了機(jī)組的設(shè)計成本及使用能耗。但由于現(xiàn)有的R22制冷系統(tǒng)
自身的特點(diǎn)，存在以下突出問題
一、 出水溫度受限，不能滿足高水溫要求
現(xiàn)有的循環(huán)加熱式制冷系統(tǒng)對冷凝溫度有一限定值，所以循環(huán)加熱式空氣源熱泵熱水
機(jī)組的水箱最終溫度不能超過某一極限值(一般為55°C)，當(dāng)溫度超過此值時，機(jī)組的壓
力和溫度急劇升高，機(jī)組不能正常工作甚至造成事故。
二、 水箱溫度波動大，減小水箱的有效容積，影響使用的舒適性 循環(huán)加熱式空氣源熱泵熱水機(jī)組補(bǔ)水直接到水箱中，再經(jīng)過機(jī)組循環(huán)加熱使水溫逐漸 達(dá)到使用要求，這就造成機(jī)組剛開啟時，水箱水溫很低，隨著機(jī)組的運(yùn)行水溫逐漸升高， 直到水溫達(dá)到使用要求，因而等待時間較長。另外，在使用過程中為保證水位要求，冷水 直接補(bǔ)入水箱與水箱中的高溫水混合，使水箱水溫下降，最終不能使用。現(xiàn)有的水箱有效
熱水利用率只有50%左右，影響使用的舒適性。
直熱式空氣源熱泵熱水機(jī)組采用的是冷水進(jìn)熱水出的加熱方式，由電子膨脹閥調(diào)節(jié)水 流量，冷水經(jīng)過機(jī)組出來就是高溫?zé)崴苯拥奖厮洌圆淮嬖谘h(huán)式的上述弊端。
并且在相同的出水溫度下，機(jī)組的冷凝壓力低，效率更高。但這種方式也有其先天不足一、 儲水箱為開式結(jié)構(gòu)，水箱中的熱水壓力為大氣壓力；自來水先經(jīng)過機(jī)組加熱，出 來的高溫?zé)崴苯拥奖厮?；使用時，通過供水泵抽取保溫水箱中的熱水到使用側(cè)與自 來水混合，這種方式的益處是熱水側(cè)的溫度、流量穩(wěn)定；熱水利用率高，理論上可達(dá)100%。 但在使用中存在嚴(yán)重缺陷
1、 現(xiàn)有機(jī)組的供水泵多為定速增壓泵，揚(yáng)程較大，供水狀態(tài)不可調(diào)節(jié)，在自來水壓力 低時混水困難甚至熱水倒灌入自來水管網(wǎng)。如采用變頻水泵，則控制復(fù)雜，成本過高。
2、 現(xiàn)有機(jī)組只通過一個壓力開關(guān)控制供水泵的啟/停，具體地當(dāng)水泵出口壓力低于 某值，水泵開啟；當(dāng)水泵出口壓力高于某值，水泵停機(jī)。此壓力值一經(jīng)確定，不能更改， 所以適應(yīng)性很差。如果控制水泵停機(jī)的高壓值設(shè)定偏高，則水泵在某些情況下(諸如用戶 電壓低、水泵使用久效率下降等)可能不停水泵；如控制水泵停機(jī)的高壓值設(shè)定偏低，因 用戶側(cè)的水管網(wǎng)阻力不定，則水泵可能頻繁啟停，不能正常供水。
3、 供水泵的體積、重量、功耗均較大，機(jī)組的設(shè)計成本和使用成本高。
二、 在冬季低環(huán)溫、低水溫條件下，由于機(jī)組的制熱量衰減較大，為獲得高的水溫， 經(jīng)過機(jī)組的水流量很小，對電子膨脹閥的調(diào)節(jié)精度提出了更高要求，機(jī)器在短時間內(nèi)不能 達(dá)到穩(wěn)定的出水狀態(tài)。啟動過程中，為避免機(jī)器壓力過大，水流量調(diào)節(jié)幅度大，再加上冷 機(jī)器的熱損失，水箱中會混入大量的涼水，影響后續(xù)的儲水過程；出水溫度波動大、周期 長，甚至在水箱制滿水時水溫還達(dá)不到設(shè)定值。
為滿足使用要求，上述兩種形式空氣源熱泵熱水機(jī)組都需要配備大水箱，并且采用熱 泵循環(huán)加熱進(jìn)行保溫，由此帶來的弊端是1、成本高；2、安裝空間受限；3、儲水溫度受 限；4、水箱保溫需要消耗更多的能量。 發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種新型高效高溫空氣源熱泵熱 水機(jī)組，實現(xiàn)機(jī)組的高溫制熱水、可靠供熱水、低環(huán)溫穩(wěn)定運(yùn)行、小容量高溫儲水及循環(huán)保溫。
本實用新型解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案
一種新型高效高溫空氣源熱泵熱水機(jī)組，包括由壓縮機(jī)、風(fēng)側(cè)換熱器、風(fēng)機(jī)、毛細(xì)管 一、水側(cè)換熱器所組成的制冷系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)的介質(zhì)與水系統(tǒng)的循環(huán)水在水側(cè)換熱器內(nèi)完 成熱交換，所述水系統(tǒng)包括連通水側(cè)換熱器的進(jìn)水管、出水管及水箱，在所述制冷系統(tǒng)中 設(shè)置回?zé)峤粨Q器、兩個電磁閥及單向閥，以兩個電磁閥的轉(zhuǎn)換工作實現(xiàn)風(fēng)側(cè)換熱器的單獨(dú) 工作或風(fēng)側(cè)換熱器與回?zé)峤粨Q器的串聯(lián)工作。
所述制冷系統(tǒng)中設(shè)置有排氣壓力開關(guān)，當(dāng)排氣壓力開關(guān)在系統(tǒng)壓力達(dá)到設(shè)定值時，向系統(tǒng)發(fā)出指令停止壓縮機(jī)的工作。
所述水箱為承壓式水箱，水箱的進(jìn)水口及出水口分別設(shè)置有溫度傳感器，所述溫度傳 感器與制冷系統(tǒng)中的壓縮機(jī)及兩個電磁閥聯(lián)動。
與已有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果體現(xiàn)在
本實用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1、機(jī)組工作范圍廣，出水溫度可任意設(shè)定；2、在冬季低水 溫、低環(huán)溫的條件下運(yùn)行穩(wěn)定可靠既能迅速獲得高出水溫度，又能維持壓縮機(jī)的壓縮比 在正常范圍，延長了機(jī)組使用壽命；3、采用新型承壓水箱，利用自來水壓力供應(yīng)熱水，冷 /熱水可任意混合，熱水利用率高，系統(tǒng)成本低；4、實現(xiàn)了儲水箱高水溫循環(huán)保溫，儲水 箱可小型化，有利于降低成本、節(jié)省安裝空間、減少儲水箱的保溫能耗。


圖1為本實用新型機(jī)組工作原理圖。
圖2為現(xiàn)有循環(huán)加熱式機(jī)組的工作原理圖。
圖3為現(xiàn)有直熱式機(jī)組的工作原理圖。
圖4為折流板式水箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5螺旋板式水箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本實用新型機(jī)組的控制程序流程圖。
圖中標(biāo)號l壓縮機(jī)，2風(fēng)側(cè)換熱器，3風(fēng)機(jī)，4毛細(xì)管一，44、毛細(xì)管二， 5水側(cè)換 熱器，6進(jìn)水管，7出水管，8水箱，9回?zé)峤粨Q器，IO電磁閥一，11電磁閥二， 12單向 閥，13排氣壓力開關(guān)，14溫度傳感器一，15溫度傳感器二， 16循環(huán)水泵，17流量調(diào)節(jié)閥， 18水箱內(nèi)膽，19保溫層，20冷水管，21熱水管，22固定桿，23折流板，24導(dǎo)流板。
以下通過具體實施方式
，并結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。
具體實施方式
，非限定實施例如下所述
實施例圖l、 6所示，本實施例的空氣源熱泵熱水機(jī)組，包括由壓縮機(jī)l、風(fēng)側(cè)換熱
器2、風(fēng)機(jī)3、毛細(xì)管一4、水側(cè)換熱器5所組成的制冷系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)的介質(zhì)與水系統(tǒng)的 循環(huán)水在水側(cè)換熱器5內(nèi)完成熱交換，所述水系統(tǒng)包括連通水側(cè)換熱器5的進(jìn)水管6、出 水管7及水箱8，在所述制冷系統(tǒng)中設(shè)置回?zé)峤粨Q器9、電磁閥一IO、電磁閥二ll及單向 閥12，常溫工況下，電磁閥一10關(guān)閉，電磁閥二ll打開，高溫、高壓的制冷劑R22由壓 縮機(jī)1排出，在水側(cè)換熱器5中冷凝放熱，經(jīng)過毛細(xì)管一 4和毛細(xì)管二 44降壓后到風(fēng)側(cè)換 熱器2中蒸發(fā)，吸收空氣中的熱量，返回壓縮機(jī)l再壓縮，形成一個循環(huán)；在低溫工況、 高水溫循環(huán)保溫、需高出水溫度等情況下，電磁閥一IO打開，電磁閥二ll關(guān)閉，高溫、 高壓的制冷劑R22由壓縮機(jī)1排出，在水側(cè)換熱器5及回?zé)峤粨Q器9中放熱，經(jīng)過毛細(xì)管 一4降壓后到風(fēng)側(cè)換熱器2及回?zé)峤粨Q器9中吸熱后，返回壓縮機(jī)l再壓縮，形成一個循環(huán)。
圖1所示，在壓縮機(jī)1與水側(cè)換熱器5之間設(shè)置有排氣壓力開關(guān)13，當(dāng)排氣壓力開關(guān) 在系統(tǒng)壓力達(dá)到設(shè)定值時，向系統(tǒng)發(fā)出指令停止壓縮機(jī)的工作。
具體設(shè)置中，水箱8為承壓式水箱，水箱的進(jìn)水口及出水口分別設(shè)置有溫度傳感器一14 和溫度傳感器二15，使用時，機(jī)組的啟/停及水箱保溫由水箱的兩個溫度傳感器和設(shè)定溫度 控制；進(jìn)水管上的循環(huán)水泵16與壓縮機(jī)聯(lián)動；循環(huán)水泵出口處的流量調(diào)節(jié)閥17用以控制進(jìn) 入水側(cè)換熱器內(nèi)的水流量。
圖4、 5所示，水箱采用承壓式，分為折流板式和螺旋板式兩種，折流板式水箱如圖4 所示，在具有保溫層19的水箱內(nèi)膽18中，設(shè)置冷水口位于水箱內(nèi)膽的底部，熱水口位于 水箱內(nèi)膽的頂部；在水箱內(nèi)膽的左右側(cè)壁上，分別設(shè)置折流板23，上下相鄰的兩片折流板 在水箱內(nèi)膽中分處在一左一右的位置上，水流通道是形成在相鄰的兩片折流板之間，以及 形成在折流板的外邊緣與水箱內(nèi)膽的側(cè)壁之間的迂回型流道。相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)置也包括為 了促使水流在水流通道中的均勻推進(jìn)，通過熱水口和冷水口，分別向水箱內(nèi)膽中水平插入 有熱水管21和冷水管20，沿所述熱水管21的軸向分布集水孔，沿所述冷水管20的軸向 分布分水孔。
為了便于固定，在水箱內(nèi)膽中，對應(yīng)于左右兩側(cè)的折流板分別設(shè)置縱向固定桿22，折 流板23在固定桿22上得以軸向定位，避免竄動。
螺旋板式水箱如圖5所示，設(shè)置承壓水箱內(nèi)膽18為具有保溫層19的圓筒體，在圓筒 體的承壓水箱內(nèi)膽中，圍繞圓筒體的軸線呈螺旋狀設(shè)置導(dǎo)流板24，冷水口設(shè)置在承壓水箱 內(nèi)膽的底部側(cè)壁上、位于導(dǎo)流板的底層中；熱水口設(shè)置在承壓水箱內(nèi)膽的頂部側(cè)壁上、位 于導(dǎo)流板的頂層中在冷水口和熱水口之間，沿著導(dǎo)流板形成螺旋形水流通道。相應(yīng)的結(jié) 構(gòu)設(shè)置也包括為了促使水流在水流通道中的均勻推進(jìn)，在熱水口和冷水口中，沿承壓水 箱內(nèi)膽徑向插入有熱水管21和冷水管20，并且，沿所述熱水管21的軸向分布集水孔，沿 所述冷水管20的軸向分布分水孔。為了便于固定，在承壓水箱內(nèi)膽的中央，設(shè)置縱向固定 桿22，導(dǎo)流板24圍繞固定桿18形成軸向定位，避免竄動。
權(quán)利要求1、一種新型高效高溫空氣源熱泵熱水機(jī)組，包括由壓縮機(jī)(1)、風(fēng)側(cè)換熱器(2)、風(fēng)機(jī)(3)、毛細(xì)管一(4)、水側(cè)換熱器(5)所組成的制冷系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)的介質(zhì)與水系統(tǒng)的循環(huán)水在水側(cè)換熱器(5)內(nèi)完成熱交換，所述水系統(tǒng)包括連通水側(cè)換熱器(5)的進(jìn)水管(6)、出水管(7)及水箱(8)，其特征在于，在所述制冷系統(tǒng)中設(shè)置回?zé)峤粨Q器(9)、兩個電磁閥(10、11)及單向閥(12)，以兩個電磁閥的轉(zhuǎn)換工作實現(xiàn)風(fēng)側(cè)換熱器(2)的單獨(dú)工作或風(fēng)側(cè)換熱器(2)與回?zé)峤粨Q器(9)的串聯(lián)工作。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型高效高溫空氣源熱泵熱水機(jī)組，其特征在于， 所述制冷系統(tǒng)中設(shè)置有排氣壓力開關(guān)(13)，當(dāng)排氣壓力開關(guān)在系統(tǒng)壓力達(dá)到設(shè)定值時， 向系統(tǒng)發(fā)出指令停止壓縮機(jī)(1)的工作。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型高效高溫空氣源熱泵熱水機(jī)組，其特征在于， 所述水箱(8)為承壓式水箱，水箱的進(jìn)水口及出水口分別設(shè)置有溫度傳感器(14、 15)， 所述溫度傳感器與制冷系統(tǒng)中的壓縮機(jī)(1)及兩個電磁閥(10、 11)聯(lián)動。
專利摘要本實用新型公開了一種新型高效高溫空氣源熱泵熱水機(jī)組，包括由壓縮機(jī)、風(fēng)側(cè)換熱器、風(fēng)機(jī)、毛細(xì)管一、水側(cè)換熱器所組成的制冷系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)的介質(zhì)與水系統(tǒng)的循環(huán)水在水側(cè)換熱器內(nèi)完成熱交換，所述水系統(tǒng)包括連通水側(cè)換熱器的進(jìn)水管、出水管及水箱，在所述制冷系統(tǒng)中設(shè)置回?zé)峤粨Q器、兩個電磁閥及單向閥，以兩個電磁閥的轉(zhuǎn)換工作實現(xiàn)風(fēng)側(cè)換熱器的單獨(dú)工作或風(fēng)側(cè)換熱器與回?zé)峤粨Q器的串聯(lián)工作。其工作范圍廣，調(diào)溫迅速、運(yùn)行平穩(wěn)、制熱水效率高；供水溫度高、穩(wěn)定、方便、可靠；儲水箱體積小、成本低、保溫耗能少。
文檔編號F24H9/20GK201377905SQ20092014346
公開日2010年1月6日 申請日期2009年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月25日
發(fā)明者婷 張, 曾曉程, 沈增友, 陳凌云 申請人:滁州揚(yáng)子必威中央空調(diào)有限公司