專利名稱：一種多溫區(qū)二氧化碳熱泵熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種ニ氧化碳熱泵系統(tǒng)，尤其是涉及一種多溫區(qū)的ニ氧化碳熱泵熱水系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著生產(chǎn)エ藝的提高及人們生活水平的提高，人們對(duì)熱水的需求量越來越大。目前國內(nèi)的熱水器主要有電熱水器、燃?xì)鉄崴鳌⑻柲軣崴?、熱泵熱水器。其中電加熱熱水器雖然安裝簡(jiǎn)單、方便，但是其使用時(shí)需要預(yù)熱，熱水量受限制，耗電量大；燃?xì)鉄崴鞒鰺崴?，熱水量不受限制，但是其要求浴室通風(fēng)，且廢氣對(duì)環(huán)境有污染，使用時(shí)也容易發(fā)生燃?xì)庑孤吨卸臼录?；太陽能熱水器安全、?jié)能環(huán)保，但是其安裝復(fù)雜，維護(hù)較麻煩，且受天氣因素影響；熱泵熱水器由于其高效節(jié)能、安全可靠、全天候使用、長(zhǎng)久耐用等特點(diǎn)得到了迅速的發(fā)展。目前國內(nèi)的市場(chǎng)上的熱泵熱水器主要還是以R22，R410A等為主要エ質(zhì)，其具有破壞大氣層及會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)等缺點(diǎn)，不符合我國節(jié)能環(huán)保的發(fā)展戰(zhàn)略。而ニ氧化碳來源于自然界，是ー種對(duì)環(huán)境無害的天然存在的物質(zhì)(0DP=0，GWP=1)，其具有以下優(yōu)點(diǎn)優(yōu)良經(jīng)濟(jì)性，不存在回收問題；無毒，不可燃，安全性和化學(xué)穩(wěn)定性良好；蒸發(fā)潛熱大，具有良好的熱力學(xué)性質(zhì)；優(yōu)良的流動(dòng)和傳熱性能。ニ氧化碳的以上優(yōu)點(diǎn)迅速成為R22等傳統(tǒng)エ質(zhì)的最佳替代。ニ氧化碳熱泵熱水器能夠提供溫度較高的熱水，其不僅能滿足家庭生活的需要，同時(shí)也能滿足エ業(yè)生產(chǎn)的需要。針對(duì)不同人群，不同行業(yè)所需求的不同溫度的熱水這ー問題，目前普通熱泵熱水器采用的是高溫水與常溫水混合的方式，這樣必然會(huì)造成能源的浪費(fèi)，降低了整個(gè)熱泵熱水系統(tǒng)的利用率，増加了成本。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供ー種充分利用能源、節(jié)能環(huán)保井能提供多溫區(qū)熱水的ニ氧化碳熱泵熱水器。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種多溫區(qū)ニ氧化碳熱泵熱水器，其包括ニ氧化碳熱泵系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)所述的ニ氧化碳熱泵系統(tǒng)與所述的水循環(huán)系統(tǒng)的熱量交換的熱交換系統(tǒng)，所述的熱交換系統(tǒng)包括n個(gè)相串聯(lián)的氣體冷卻器， 且所述的熱交換系統(tǒng)具有熱泵系統(tǒng)進(jìn)ロ、熱泵系統(tǒng)出口、水循環(huán)進(jìn)ロ、水循環(huán)出口 ；所述的ニ氧化碳熱泵系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、回?zé)崞?、?jié)流閥、蒸發(fā)器、氣液分離器；所述的壓縮機(jī)的出氣ロ與所述的熱交換系統(tǒng)的熱泵系統(tǒng)進(jìn)ロ相連接，相鄰的兩個(gè)所述的氣體冷卻器之間連接有與所述的ニ氧化碳熱泵系統(tǒng)相連接的第一三通閥，所述的第一三通閥具有第一端ロ、第二端ロ、第三端ロ，相鄰的兩個(gè)氣體冷卻器分別與所述的第一三通閥的第一端口和第三端ロ相連接，所述的熱交換系統(tǒng)還包括第一多通閥，所述的第一多通閥具有n+1個(gè)端ロ，每個(gè)所述的第一三通閥的第三端口和第n個(gè)所述的氣體冷卻器的出口分別與所述的第一多通閥的ー個(gè)端ロ相連接，所述的第一多通閥的ー個(gè)剩余的端ロ為所述的熱交換系統(tǒng)的熱泵系統(tǒng)出口而經(jīng)過所述的回?zé)崞骱退龅墓?jié)流閥與所述的蒸發(fā)器的進(jìn)ロ相連接，所述的蒸發(fā)器的出口經(jīng)過所述的氣液分離器和所述的回?zé)崞髋c所述的壓縮機(jī)的進(jìn)氣ロ相連接; 所述的水循環(huán)系統(tǒng)包括多層保溫水箱、水泵，所述的多層保溫水箱中具有n個(gè)保溫區(qū)，第一個(gè)所述的保溫區(qū)具有水循環(huán)出口且每個(gè)所述的保溫區(qū)均具有水循環(huán)進(jìn)口和出水ロ ；所述的水循環(huán)出ロ經(jīng)所述的水泵與所述的熱交換系統(tǒng)的水循環(huán)進(jìn)ロ相連接，相鄰兩個(gè)所述的氣體冷卻器之間連接有與所述的水循環(huán)系統(tǒng)相連接的第二三通閥，所述的第二三通閥具有第一端ロ、第二端ロ、第三端ロ，相鄰的兩個(gè)氣體冷卻器分別與所述的第二三通閥的第一端口和第三端ロ相連接，所述的第二三通閥的第二端ロ分別與所述的多層保溫水箱中的保溫區(qū)的水循環(huán)進(jìn)ロ 一一對(duì)應(yīng)連接，所述的水循環(huán)系統(tǒng)還包括第二多通閥，所述的第二多通閥具有n+1個(gè)端ロ，每個(gè)所述的保溫區(qū)的所述的出水ロ與所述的第二多通閥的ー個(gè)端ロ相連接，所述的第二多通閥的ー個(gè)剩余的端ロ為所述的水循環(huán)系統(tǒng)的出水ロ。優(yōu)選的，所述的熱交換系統(tǒng)包括三個(gè)所述的氣體冷卻器，分別為第一氣體冷卻器、第二氣體冷卻器、第三氣體冷卻器；所述的第一氣體冷卻器與所述的第二氣體冷卻器之間、所述的第二氣體冷卻器與所述的第三氣體冷卻器直接分別設(shè)置有一個(gè)所述的第一三通閥和一個(gè)所述的第二三通閥；所述的第一多通閥和所述的第二多通閥均為為四通閥；所述的多層保溫水箱中設(shè)置有三個(gè)所述的保溫區(qū)，分別為低溫區(qū)、中溫區(qū)、高溫區(qū)。優(yōu)選的，所述的蒸發(fā)器為翅片式蒸發(fā)器。優(yōu)選的，所述的蒸發(fā)器為風(fēng)冷式蒸發(fā)器。優(yōu)選的，所述的回?zé)崞鳛樘坠苁交責(zé)崞?。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型充分利用ニ氧化碳冷凝過程中所釋放的熱量，根據(jù)不同的用水需求，巧妙的將多種不同性能的氣體冷卻器串聯(lián)組成多級(jí)氣體冷卻器系統(tǒng)，制取多種不同溫區(qū)的熱水，并可提供以下多種制熱水模式，不僅響應(yīng)了國家節(jié)能環(huán)保的要求，還使得整個(gè)系統(tǒng)更加優(yōu)化，效率大大提高，同時(shí)滿足生活和生產(chǎn)的多元化需求，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值高。

附圖1為本實(shí)用新型的一種多溫區(qū)ニ氧化碳熱泵熱水器的系統(tǒng)示意圖。以上附圖中A、壓縮機(jī)；B、第一氣體冷卻器；C第二氣體冷卻器；D、第三氣體冷卻器；E、回?zé)崞鳎籉、節(jié)流閥；G、蒸發(fā)器；H、氣液分離器；1、第一三通閥；J、第二三通閥；K、第一三通閥；L、第二三通閥；M、第一四通閥；N、水泵；P、多層保溫水箱；Q、第二四通閥。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所示的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步描述。實(shí)施例一參見附圖1所示。一種多溫區(qū)ニ氧化碳熱泵熱水器，其包括ニ氧化碳熱泵系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)ニ氧化碳熱泵系統(tǒng)與水循環(huán)系統(tǒng)的熱量交換的熱交換系統(tǒng)。熱交換系統(tǒng)包括n個(gè)相串聯(lián)的氣體冷卻器,姆個(gè)氣體冷卻器均具有エ質(zhì)進(jìn)ロ、エ質(zhì)出口、水進(jìn)口和水出口，第一個(gè)氣體冷卻器的エ質(zhì)進(jìn)ロ為熱交換系統(tǒng)的熱泵系統(tǒng)進(jìn)ロ，最后一個(gè)氣體冷卻器的エ質(zhì)出口與熱交換系統(tǒng)的熱泵系統(tǒng)出ロ相連接，第一個(gè)氣體冷卻器的水進(jìn)ロ為熱交換系統(tǒng)的水循環(huán)進(jìn)ロ。除第一個(gè)氣體冷卻器以外的各個(gè)氣體冷卻器的エ質(zhì)進(jìn)ロ與上ー氣體冷卻器的エ質(zhì)出口通過第一三通閥相連接。第一三通閥具有第一端ロ1、第二端ロ 2、第三端ロ 3，即除第一個(gè)氣體冷卻器以外的各個(gè)氣體冷卻器的エ質(zhì)進(jìn)口和上ー氣體冷卻器的エ質(zhì)出口分別連接于第一三通閥的兩個(gè)端ロ，如第一端ロ I和第三端ロ 3上。上述各個(gè)氣體冷卻器構(gòu)成多級(jí)氣體冷卻系統(tǒng)。熱交換系統(tǒng)還包括第一多通閥，第一多通閥具有(n+1)個(gè)端ロ，每個(gè)第一三通閥的第三端ロ 3和第n個(gè)氣體冷卻器的エ質(zhì)出口分別與第一多通閥的ー個(gè)端ロ相連接，第一多通閥的ー個(gè)剩余的端ロ為熱交換系統(tǒng)的熱泵系統(tǒng)出口。ニ氧化碳熱泵系統(tǒng)包括壓縮機(jī)A、回?zé)崞鱁、節(jié)流閥F、蒸發(fā)器G、氣液分離器H。蒸發(fā)器G為翅片式蒸發(fā)器G，且為風(fēng)冷式蒸發(fā)器。回?zé)崞鱁為套管式回?zé)崞?。壓縮機(jī)A的出氣ロ與熱交換系統(tǒng)的熱泵系統(tǒng)進(jìn)ロ相連接，而熱交換系統(tǒng)的熱泵系統(tǒng)出口經(jīng)過回?zé)崞鱁和節(jié)流閥F與蒸發(fā)器G的進(jìn)ロ相連接，蒸發(fā)器G的出ロ經(jīng)過氣液分離器H和回?zé)崞鱁與壓縮機(jī)A的進(jìn)氣ロ相連接。水循環(huán)系統(tǒng)包括多層保溫水箱P 、水泵N，多層保溫水箱P中具有n個(gè)保溫區(qū)。第ー個(gè)保溫區(qū)具有水循環(huán)出ロ且每個(gè)保溫區(qū)均具有水循環(huán)進(jìn)口和出水ロ。水循環(huán)出ロ經(jīng)水泵N與熱交換系統(tǒng)的水循環(huán)進(jìn)ロ相連接。除第一個(gè)氣體冷卻器以外的各個(gè)氣體冷卻器的水進(jìn)ロ與上ー氣體冷卻器的水出ロ通過第二三通閥相連接，第二三通閥具有第一端ロ1、第二端ロ 2、第三端ロ 3，即除第一個(gè)氣體冷卻器以外的各個(gè)氣體冷卻器的水進(jìn)口和上ー氣體冷卻器的水出口分別連接于第二三通閥的兩個(gè)端ロ，如第一端ロ I和第三端ロ 3上。第二三通閥的第二端ロ 2分別與多層保溫水箱P中的各個(gè)保溫區(qū)的水循環(huán)進(jìn)ロ一一對(duì)應(yīng)連接。水循環(huán)系統(tǒng)還包括第二多通閥，第二多通閥具有(n+1)個(gè)端ロ，每個(gè)保溫區(qū)的出水ロ與第二多通閥的ー個(gè)端ロ相連接，第二多通閥的ー個(gè)剩余的端ロ為水循環(huán)系統(tǒng)的出水ロ。下面以熱交換系統(tǒng)為三級(jí)氣體冷卻系統(tǒng)為例進(jìn)行介紹。熱交換系統(tǒng)包括三個(gè)氣體冷卻器，分別為第一氣體冷卻器B、第二氣體冷卻器C、第三氣體冷卻器D。第一氣體冷卻器B與第二氣體冷卻器C之間、第二氣體冷卻器C與第三氣體冷卻器D直接分別設(shè)置有ー個(gè)第一三通閥1、K和ー個(gè)第二三通閥J、L，即第一氣體冷卻器B的エ質(zhì)出口與ー個(gè)第一三通閥I的第一端ロ I相連接，第二氣體冷卻器C的エ質(zhì)進(jìn)ロ與上述第一三通閥I的第三端ロ 3相連接；第二氣體冷卻器C的エ質(zhì)出口與另ー個(gè)第一三通閥K的第一端ロ I相連接，第三氣體冷卻器D的エ質(zhì)進(jìn)ロ與上述第一三通閥K的第三端ロ 3相連接；而第一氣體冷卻器B的水出口與ー個(gè)第二三通閥J的第一端ロ I相連接，第二氣體冷卻器C的水進(jìn)ロ與上述第二三通閥J的第三端ロ 3相連接；第二氣體冷卻器C的水出口與另ー個(gè)第二三通閥L的第一端ロ I相連接，第三氣體冷卻器D的水進(jìn)ロ與上述第二三通閥L的第三端ロ 3相連接。第一多通閥為第一四通閥M，其具有四個(gè)端ロ，分別為第一端ロ1、第二端ロ 2、第三端ロ 3、第四端ロ 4。連接于第一氣體冷卻器B和第二氣體冷卻器C之間的第一三通閥I的第二端ロ 2與第一四通閥M的第一端ロ I相連接，連接于第二氣體冷卻器C和第三氣體冷卻器D之間的第一三通閥K的第二端ロ 2與第一四通閥M的第二端ロ 2相連接，第三氣體冷卻器D的エ質(zhì)出口與第一四通閥M的第三端ロ 3相連接，第一四通閥M的第四端ロ 4為熱交換系統(tǒng)的熱泵系統(tǒng)出ロ并經(jīng)回?zé)崞鱁和節(jié)流閥F連接至蒸發(fā)器G中。多層保溫水箱P中設(shè)置有三個(gè)保溫區(qū)，分別為低溫區(qū)、中溫區(qū)、高溫區(qū)。低溫區(qū)具有水循環(huán)出口，且低溫區(qū)、中溫區(qū)、高溫區(qū)均具有水循環(huán)進(jìn)口和出水ロ。低溫區(qū)的水循環(huán)出ロ通過水泵N與第一氣體冷卻器B的水進(jìn)ロ相連接。連接于第一氣體冷卻器B和第二氣體冷卻器C之間的第二三通閥J的第二端ロ 2與低溫區(qū)的水循環(huán)進(jìn)ロ相連接，連接于第二氣體冷卻器C和第三氣體冷卻器D之間的第二三通閥L的第二端ロ 2與中溫區(qū)的水循環(huán)進(jìn)ロ相連接，第三氣體冷卻器D的水出口與高溫區(qū)的水循環(huán)進(jìn)ロ相連接。第二多通閥為第二四通閥Q，其也具有四個(gè)端ロ，分別為第一端ロ1、第二端ロ 2、第三端ロ 3、第四端ロ 4。第二四通閥Q的第一端ロ I與低溫區(qū)的出水ロ相連接，第二端ロ2與中溫區(qū)的出水ロ相連接，第三端ロ 3與高溫區(qū)的出水ロ相連接，第二四通閥Q的第四端ロ 4為熱交換系統(tǒng)的出水ロ。上述ニ氧化碳熱泵熱水器充分利用ニ氧化碳冷凝過程中所釋放的熱量，根據(jù)不同的用水需求，巧妙的將三種不同性能的氣體冷卻器串聯(lián)組成三級(jí)氣體冷卻器系統(tǒng)，制取低溫、中溫、高溫三種不同溫區(qū)的熱水。其中低溫水為45-55°C的熱水，中溫水為55-75°C的熱水，高溫水為75-90°C的熱水。其可以提供以下7種制熱水模式①制取低溫?zé)崴谥迫≈袦責(zé)崴?，③制取高溫?zé)崴苤迫〉蜏睾椭袦責(zé)崴?，⑤制取低溫和高溫?zé)崴拗迫≈袦睾透邷責(zé)崴?，⑦同時(shí)制取低溫水、中溫水和高溫水。(1)單獨(dú)制取低溫水當(dāng)只需要用低溫?zé)崴畷r(shí)，將第一三通閥I的第一端ロ I的第二端ロ 2接通，第二三通閥J的第一端ロ I和第二端ロ 2接通，第一四通閥M的第一端ロ I和第四端ロ 4接通。此時(shí)系統(tǒng)的エ質(zhì)循環(huán)回路是經(jīng)壓縮機(jī)A壓縮后的高溫高壓ニ氧化碳經(jīng)第一氣體冷卻器B加熱水源，被冷卻后的ニ氧化碳經(jīng)過第一三通閥I的第一端ロ I至第二端ロ 2、第一四通閥M的第一端ロ I至第四端ロ 4后進(jìn)入回?zé)崞鱁中過冷，之后在節(jié)流閥F處膨脹降壓，經(jīng)降壓后的ニ氧化碳液體進(jìn)入蒸發(fā)器G中吸收熱量進(jìn)行蒸發(fā)，然后再進(jìn)入回?zé)崞鱁中過熱，經(jīng)過氣液分離器H進(jìn)入壓縮機(jī)A，完成一個(gè)制取低溫?zé)崴难h(huán)，即壓縮機(jī)A、第一氣體冷卻器B、回?zé)崞鱁、節(jié)流閥F、蒸發(fā)器G、氣液分離器H構(gòu)成ー個(gè)回路。此時(shí)單獨(dú)制取低溫水系統(tǒng)的水源循環(huán)回路是水泵N抽取常溫水經(jīng)過第一氣體冷卻器B進(jìn)行熱換熱后經(jīng)第二三通閥J的第一端ロ I至第二端ロ 2直接進(jìn)入多層保溫水箱P的低溫區(qū)。(2)單獨(dú)制取中溫水和同時(shí)制取低溫水與中溫水単獨(dú)制取中溫水與同時(shí)制取低溫水和中溫水系統(tǒng)的エ質(zhì)循環(huán)回路是ー樣的，不同的是第二三通閥J的流通方向。此時(shí)的系統(tǒng)的エ質(zhì)循環(huán)回路如下經(jīng)壓縮機(jī)A壓縮后的高溫高壓ニ氧化碳?xì)怏w經(jīng)第一氣體冷卻器B加熱水源，被冷卻后的ニ氧化碳經(jīng)過第一三通閥I的第一端ロ I和第三端ロ 3后進(jìn)入第二氣體冷卻器C繼續(xù)冷卻并加熱水源，被二次冷卻的ニ氧化碳經(jīng)第一三通閥K的第一端ロ I至第二端ロ 2、第一四通閥M的第二端ロ 2至第四端ロ 4后進(jìn)入回?zé)崞鱁進(jìn)ー步降溫，之后在節(jié)流閥F處膨脹降壓，經(jīng)降壓后的ニ氧化碳液體進(jìn)入翅片管式蒸發(fā)器G中吸收熱量進(jìn)行蒸發(fā)，然后在進(jìn)入回?zé)崞鱁中進(jìn)ー步吸熱，經(jīng)過氣液分離器H進(jìn)入壓縮機(jī)A，完成ー個(gè)循環(huán)。即壓縮機(jī)A、第一氣體冷卻器B、第二冷卻器、回?zé)崞鱁、節(jié)流閥F、蒸發(fā)器G、氣液分離器H構(gòu)成ー個(gè)回路。此時(shí)單獨(dú)制取中溫水系統(tǒng)的水源循環(huán)回路是水泵N抽取常溫水經(jīng)過第一氣體冷卻器B進(jìn)行熱交換后經(jīng)第二三通閥J的第一端ロ I至第三端ロ 3進(jìn)入第二氣體冷卻器C進(jìn)行二次熱交換，之后經(jīng)第二三通閥L的第一端ロ I和第二端ロ 2直接進(jìn)入多層保溫水箱P的中溫區(qū)。同時(shí)制取低溫水和中溫水系統(tǒng)的水源循環(huán)回路是水泵N抽取常溫水經(jīng)過第一氣體冷卻器B進(jìn)行熱交換后，一部分水經(jīng)第二三通閥J的第一端ロ I和第二端ロ 2直接進(jìn)入多層保溫水箱P的低溫區(qū)，另一部分水經(jīng)第二三通閥J的第一端ロ I和第三端ロ 3進(jìn)入第ニ氣體冷卻器C進(jìn)行熱交換，被兩次加熱的水源經(jīng)第二三通閥L的第一端ロ I和第二端ロ2直接進(jìn)入多層保溫水箱P的中溫區(qū)。(3)單獨(dú)制取高溫水，同時(shí)制取低溫水和高溫水，同時(shí)制取中溫水和高溫水，同時(shí)制取低溫水、中溫水和高溫水單獨(dú)制取高溫水與同時(shí)制取低溫水和高溫水系統(tǒng)、同時(shí)制取中溫水和高溫水、同時(shí)制取低溫水、中溫水和高溫水系統(tǒng)的エ質(zhì)循環(huán)回路是ー樣的，不同的是第二三通閥J、L的流通方向。 此時(shí)的系統(tǒng)的エ質(zhì)循環(huán)回路如下經(jīng)壓縮機(jī)A壓縮后的高溫高壓ニ氧化碳?xì)怏w經(jīng)第一氣體冷卻器B加熱水源，被冷卻后的ニ氧化碳經(jīng)過第一三通閥I的第一端ロ I和第三端ロ 3后進(jìn)入第二氣體冷卻器C繼續(xù)冷卻并加熱水源，經(jīng)二次冷卻的ニ氧化碳經(jīng)第一三通閥K的第一端ロ I和第三端ロ 3進(jìn)入第三氣體冷卻器D再次冷卻并加熱水源，被三次冷卻的ニ氧化碳經(jīng)第一四通閥M的第三端ロ 3和第四端ロ 4后進(jìn)入回?zé)崞鱁中進(jìn)ー步降溫，之后在節(jié)流閥F處膨脹降壓，經(jīng)降壓后的ニ氧化碳液體進(jìn)入翅片管式蒸發(fā)器G中吸收熱量進(jìn)行蒸發(fā)，然后在進(jìn)入回?zé)崞鱁中進(jìn)ー步吸熱，經(jīng)過氣液分離器H進(jìn)入壓縮機(jī)A，完成ー個(gè)循環(huán)，即壓縮機(jī)A、第一氣體冷卻器B、第二冷卻器、第三氣體冷卻器D、回?zé)崞鱁、節(jié)流閥F、蒸發(fā)器G、氣液分離器H構(gòu)成ー個(gè)回路。此時(shí)單獨(dú)制取高溫水系統(tǒng)的水源循環(huán)回路是水泵N抽取常溫水經(jīng)過第一氣體冷卻器B進(jìn)行熱交換后經(jīng)第二三通閥J的第一端ロ I至第三端ロ 3進(jìn)入第二氣體冷卻器C進(jìn)行第二次熱交換，之后經(jīng)第二三通閥L的第一端ロ I和第三端ロ 3進(jìn)入第三氣體冷卻器D進(jìn)行第三次熱交換，最后直接進(jìn)入多層保溫水箱P的高溫區(qū)。制取低溫水和高溫水系統(tǒng)的水源循環(huán)回路是水泵N抽取常溫水經(jīng)過第一氣體冷卻器B進(jìn)行熱交換后，一部分水經(jīng)第二三通閥J的第一端ロ I和第二端ロ 2直接進(jìn)入多層保溫水箱P的低溫區(qū)；另一部分水經(jīng)第二三通閥J的第一端ロ I和第三端ロ 3進(jìn)入第二氣體冷卻器C進(jìn)行第二次熱交換，之后經(jīng)第二三通閥L的第一端ロ I和第三端ロ 3進(jìn)入第三氣體冷卻器D進(jìn)行第三次熱交換，最后直接進(jìn)入多層保溫水箱P的高溫區(qū)。制取中溫水和高溫水系統(tǒng)的水源循環(huán)回路是水泵N抽取常溫水經(jīng)過第一氣體冷卻器B進(jìn)行熱交換后經(jīng)第二三通閥J的第一端ロ I和第三端ロ 3進(jìn)入第二氣體冷卻器C進(jìn)行第二次熱交換井分成兩部分，一部分水經(jīng)第二三通閥L的第一端ロ I和第二端ロ 2直接進(jìn)入多層保溫水箱P的中溫區(qū)，另一部分水經(jīng)第二三通閥L的第一端ロ I和第三端ロ 3進(jìn)入第三氣體冷卻器D進(jìn)行第三次熱交換，最后直接進(jìn)入多層保溫水箱P的高溫區(qū)。同時(shí)制取低溫水+中溫水+高溫水系統(tǒng)的水源循環(huán)回路是水泵N抽取常溫水經(jīng)過第一氣體冷卻器B進(jìn)行熱交換后分成兩部分，一部分經(jīng)第二三通閥J的第一端ロ I和第ニ端ロ 2直接進(jìn)入多層保溫水箱P的低溫區(qū)；另一部分經(jīng)第二三通閥J的第一端ロ I和第三端ロ 3進(jìn)入第二氣體冷卻器C進(jìn)行第二次熱交換后再次分為兩部分，其中一部分經(jīng)第二三通閥L的第一端ロ I和第二端ロ 2后直接進(jìn)入多層保溫水箱P的中溫區(qū)，另一部分經(jīng)第二三通閥L的第一端ロ I和第三端ロ 3進(jìn)入第三氣體冷卻器D進(jìn)行第三次熱交換，最后直接進(jìn)入多層保溫水箱P的高溫區(qū)。本實(shí)用新型采用多級(jí)氣體冷卻器，充分利用ニ氧化碳的冷凝余熱，根據(jù)不同需求制取不同溫區(qū)的熱水，既滿足了用戶的多樣化需求，又提高了系統(tǒng)的能源利用效率。上述實(shí)施例只為說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神 實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種多溫區(qū)二氧化碳熱泵熱水器，其特征在于其包括二氧化碳熱泵系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)所述的二氧化碳熱泵系統(tǒng)與所述的水循環(huán)系統(tǒng)的熱量交換的熱交換系統(tǒng)，所述的熱交換系統(tǒng)包括η個(gè)相串聯(lián)的氣體冷卻器，且所述的熱交換系統(tǒng)具有熱泵系統(tǒng)進(jìn)口、熱泵系統(tǒng)出口、水循環(huán)進(jìn)口、水循環(huán)出口 ；所述的二氧化碳熱泵系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、回?zé)崞?、?jié)流閥、蒸發(fā)器、氣液分離器；所述的壓縮機(jī)的出氣口與所述的熱交換系統(tǒng)的熱泵系統(tǒng)進(jìn)口相連接，相鄰的兩個(gè)所述的氣體冷卻器之間連接有與所述的二氧化碳熱泵系統(tǒng)相連接的第一三通閥，所述的第一三通閥具有第一端口、第二端口、第三端口，相鄰的兩個(gè)氣體冷卻器分別與所述的第一三通閥的第一端口和第三端口相連接，所述的熱交換系統(tǒng)還包括第一多通閥，所述的第一多通閥具有η+1個(gè)端口，每個(gè)所述的第一三通閥的第三端口和第η個(gè)所述的氣體冷卻器的出口分別與所述的第一多通閥的一個(gè)端口相連接，所述的第一多通閥的一個(gè)剩余的端口為所述的熱交換系統(tǒng)的熱泵系統(tǒng)出口而經(jīng)過所述的回?zé)崞骱退龅墓?jié)流閥與所述的蒸發(fā)器的進(jìn)口相連接，所述的蒸發(fā)器的出口經(jīng)過所述的氣液分離器和所述的回?zé)崞髋c所述的壓縮機(jī)的進(jìn)氣口相連接；所述的水循環(huán)系統(tǒng)包括多層保溫水箱、水泵，所述的多層保溫水箱中具有η個(gè)保溫區(qū)，第一個(gè)所述的保溫區(qū)具有水循環(huán)出口且每個(gè)所述的保溫區(qū)均具有水循環(huán)進(jìn)口和出水口 ；所述的水循環(huán)出口經(jīng)所述的水泵與所述的熱交換系統(tǒng)的水循環(huán)進(jìn)口相連接，相鄰兩個(gè)所述的氣體冷卻器之間連接有與所述的水循環(huán)系統(tǒng)相連接的第二三通閥，所述的第二三通閥具有第一端口、第二端口、第三端口，相鄰的兩個(gè)氣體冷卻器分別與所述的第二三通閥的第一端口和第三端口相連接，所述的第二三通閥的第二端口分別與所述的多層保溫水箱中的保溫區(qū)的水循環(huán)進(jìn)口一一對(duì)應(yīng)連接，所述的水循環(huán)系統(tǒng)還包括第二多通閥，所述的第二多通閥具有η+1個(gè)端口，每個(gè)所述的保溫區(qū)的所述的出水口與所述的第二多通閥的一個(gè)端口相連接，所述的第二多通閥的一個(gè)剩余的端口為所述的水循環(huán)系統(tǒng)的出水口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多溫區(qū)二氧化碳熱泵熱水器，其特征在于所述的熱交換系統(tǒng)包括三個(gè)所述的氣體冷卻器，分別為第一氣體冷卻器、第二氣體冷卻器、第三氣體冷卻器；所述的第一氣體冷卻器與所述的第二氣體冷卻器之間、所述的第二氣體冷卻器與所述的第三氣體冷卻器直接分別設(shè)置有一個(gè)所述的第一三通閥和一個(gè)所述的第二三通閥；所述的第一多通閥和所述的第二多通閥均為為四通閥；所述的多層保溫水箱中設(shè)置有三個(gè)所述的保溫區(qū)，分別為低溫區(qū)、中溫區(qū)、高溫區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多溫區(qū)二氧化碳熱泵熱水器，其特征在于所述的蒸發(fā)器為翅片式蒸發(fā)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多溫區(qū)二氧化碳熱泵熱水器，其特征在于所述的蒸發(fā)器為風(fēng)冷式蒸發(fā)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多溫區(qū)二氧化碳熱泵熱水器，其特征在于所述的回?zé)崞鳛樘坠苁交責(zé)崞鳌?br> 專利摘要本實(shí)用新型涉及一種多溫區(qū)二氧化碳熱泵熱水器，包括壓縮機(jī)，多級(jí)氣體冷卻器、回?zé)崞?，?jié)流閥，蒸發(fā)器，氣液分離器，分區(qū)保溫水箱。多級(jí)氣體冷卻器采用串聯(lián)形式，壓縮機(jī)的出口的高溫高壓二氧化碳?xì)怏w經(jīng)過多級(jí)氣體冷卻器，根據(jù)用水需求，采用相應(yīng)的控制方法選擇經(jīng)過不同的氣體冷卻器制取相應(yīng)溫區(qū)的熱水，獲得的不同溫度的水并儲(chǔ)存在水箱的不同溫區(qū)。二氧化碳經(jīng)過的氣體冷卻器越多，其出水溫度越高。本實(shí)用新型采用多級(jí)氣體冷卻器，充分利用二氧化碳的冷凝余熱，根據(jù)不同需求制取不同溫區(qū)的熱水，既滿足了用戶的多樣化需求，又提高了系統(tǒng)的能源利用效率。
文檔編號(hào)F24H4/02GK202868984SQ20122053217
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者熊丹, 萬康, 湯曉亮 申請(qǐng)人:江蘇蘇凈集團(tuán)有限公司