循環(huán)回?zé)岣邷責(zé)岜脽崴骷凹訜岱椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱水器，尤其是以混合物為工質(zhì)、能夠提供開(kāi)水或高溫?zé)崴拇鬁乜缁責(zé)嵫h(huán)熱栗熱水器，屬加熱裝置技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]90°C以上的高溫?zé)崴谄笫聵I(yè)單位、酒店、車站、機(jī)場(chǎng)、工廠、醫(yī)院、部隊(duì)、學(xué)校等公共場(chǎng)合具有廣泛的需求。電加熱是上述場(chǎng)合獲得高溫?zé)崴闹饕侄?，其原理是直接利用高品位電能轉(zhuǎn)化為熱能給水加熱，由于存在漏熱損失，其實(shí)際效率小于1。直接利用電加熱獲得高溫?zé)崴畷?huì)消耗大量電能。以普遍采用的9千瓦熱水器為例，按照一天電熱開(kāi)水器加熱時(shí)間4小時(shí)計(jì)算，單臺(tái)全年耗電達(dá)13000度。據(jù)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)研究院提供的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2013年我國(guó)電熱水器銷售額達(dá)到60億元，按均價(jià)1500折算為9千瓦熱水器，則銷量達(dá)到400萬(wàn)臺(tái)，一年新增耗電520億度，超過(guò)半個(gè)三峽水電站的發(fā)電量。若按照我國(guó)常規(guī)火電廠每度電排放二氧化碳(C02)約0.9千克計(jì)算，可導(dǎo)致新增4680萬(wàn)噸C02溫室氣體的排放。
[0003]熱栗是一種高效的制熱方式，其制熱效率(C0P)—般大于1。按照前述熱水需求量，采用高溫?zé)崂醮骐姛衢_(kāi)水器，即使高溫?zé)崂醯闹茻酑0P按2.0保守計(jì)算，每年可節(jié)省電能260億度，相當(dāng)于減少⑶2排放2340萬(wàn)噸。因此，開(kāi)發(fā)高溫?zé)崂鯚崴?，提高高溫?zé)崴a(chǎn)效率，對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排戰(zhàn)略具有重要意義。
[0004]當(dāng)前市場(chǎng)上常規(guī)空氣源熱栗熱水器出水溫度受壓縮機(jī)工況限制，僅為55°C，多作為廚衛(wèi)生活熱水用。此類空氣源熱栗熱水器目前技術(shù)相對(duì)成熟，市場(chǎng)上已經(jīng)有規(guī)模銷售的產(chǎn)品。從環(huán)境溫度制取90°C以上的高溫?zé)崴?，是常?guī)空氣源熱栗熱水器難以實(shí)現(xiàn)的。采取跨臨界C02循環(huán)的熱栗系統(tǒng)是目前市場(chǎng)上唯一實(shí)現(xiàn)90°C出水溫度的空氣源熱栗產(chǎn)品，但也主要集中在部分發(fā)達(dá)國(guó)家，例如日本，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上尚不多見(jiàn)此類產(chǎn)品。雖然C02是一種自然工質(zhì)，但其常壓沸點(diǎn)低，在開(kāi)水工況下將處于超臨界狀態(tài)，為達(dá)到較高的制熱效率，其運(yùn)行高壓要達(dá)到lOMPa以上，需要專門(mén)設(shè)計(jì)制造的C02壓縮機(jī)，而熱栗系統(tǒng)的其他部件也要進(jìn)行高壓設(shè)計(jì)，技術(shù)成本投入巨大，同時(shí)高壓也帶來(lái)了不可忽視的安全問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是:
[0006]提供一種可使熱栗機(jī)組高效實(shí)現(xiàn)高溫制熱的目的循環(huán)回?zé)岣邷責(zé)崂鯚崴鳌?br>[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0008]—種循環(huán)回?zé)岣邷責(zé)崂鯚崴鳎ㄖ评鋭┭h(huán)回路和熱水加熱回路；
[0009]所述制冷劑循環(huán)回路包括由壓縮機(jī)單元、熱水換熱器、回?zé)釗Q熱器、節(jié)流元件、蒸發(fā)器、第一截止閥及第二截止閥組成的回路，其中:
[0010]所述壓縮機(jī)單元的高壓出口經(jīng)所述第二截止閥連接所述熱水換熱器的制冷劑側(cè)入口，所述熱水換熱器的制冷劑側(cè)出口連接所述回?zé)釗Q熱器的高壓制冷劑側(cè)入口，所述回?zé)釗Q熱器的高壓制冷劑側(cè)出口連接所述節(jié)流元件的入口，所述節(jié)流元件的出口連接所述蒸發(fā)器的入口，所述蒸發(fā)器的出口連接所述回?zé)釗Q熱器的低壓制冷劑側(cè)入口，所述回?zé)釗Q熱器的低壓制冷劑側(cè)出口連接所述壓縮機(jī)單元的低壓回氣管路以形成回路；
[0011]所述壓縮機(jī)單元的高壓出口還經(jīng)所述第一截止閥連接所述節(jié)流元件的入口，所述節(jié)流元件的出口連接所述蒸發(fā)器的入口，所述蒸發(fā)器的出口連接所述回?zé)釗Q熱器的低壓制冷劑側(cè)入口，所述回?zé)釗Q熱器的低壓制冷劑側(cè)出口連接所述壓縮機(jī)單元的低壓回氣管路以形成回路；
[0012]所述熱水加熱回路包括由所述回?zé)釗Q熱器和熱水換熱器組成的回路，冷水經(jīng)所述回?zé)釗Q熱器預(yù)熱然后進(jìn)入所述熱水換熱器充分換熱后流出。
[0013]下面對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)一步解釋:
[0014]所述第一截止閥和第二截止閥的開(kāi)閉可通過(guò)自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)。
[0015]另一方面，本發(fā)明還提供了一種循環(huán)回?zé)岣邷責(zé)崂鯚崴鞯募訜岱椒?，包?
[0016]在保溫加熱狀態(tài)時(shí)，啟動(dòng)所述壓縮機(jī)單元，關(guān)閉所述第二截止閥，打開(kāi)所述第一截止閥，制冷劑通過(guò)所述節(jié)流元件進(jìn)行節(jié)流，并在所述蒸發(fā)器中蒸發(fā)，吸熱后返回至所述壓縮機(jī)單元，快速提升排氣溫度;在溫度達(dá)到開(kāi)水溫度后，打開(kāi)所述第二截止閥，關(guān)閉所述第一截止閥，從所述壓縮機(jī)單元高壓出口排出的高溫工質(zhì)進(jìn)入所述熱水換熱器給水加熱或保溫，然后進(jìn)入所述回?zé)釗Q熱器換熱后進(jìn)入所述節(jié)流元件，節(jié)流后在所述蒸發(fā)器蒸發(fā)吸熱，再次進(jìn)入所述回?zé)釗Q熱器形成回?zé)嵛詹糠止べ|(zhì)的冷凝熱，所述高溫工質(zhì)溫度進(jìn)一步升高，并回到所述壓縮機(jī)單元完成一個(gè)工作循環(huán)；
[0017]在注入冷水時(shí)，啟動(dòng)所述壓縮機(jī)單元，打開(kāi)所述第二截止閥，關(guān)閉所述第一截止閥，從所述壓縮機(jī)單元高壓出口排出的高溫工質(zhì)進(jìn)入所述熱水換熱器給水加熱或保溫，然后進(jìn)入所述回?zé)釗Q熱器預(yù)熱新注入冷水，換熱后進(jìn)入所述節(jié)流元件，節(jié)流后在所述蒸發(fā)器蒸發(fā)吸熱，再次進(jìn)入所述回?zé)釗Q熱器形成回?zé)嵛詹糠止べ|(zhì)的冷凝熱，所述高溫工質(zhì)溫度進(jìn)一步升高，并回到所述壓縮機(jī)單元完成一個(gè)工作循環(huán)。
[0018]所述制冷劑包括四氟化碳、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、異丁烷、異戊烷、正己烷、二氟甲烷、三氟甲烷、三氟碘甲烷、1，1_ 二氟乙烷、1，1，1，2_四氟乙烷、1，1，2，2_四氟乙烷、1，1，1，2，3，3，3-七氟丙燒、1，1，1，3，3，3-六氟丙燒、1，1，1，2，3，3-六氟丙燒、1，1，1，3，3-五氟丙烷和1，1，2，2，3-五氟丙烷、順式1，3，3，3-四氟丙烯、反式1，3，3，3-四氟丙烯、2，3，3，3-四氟丙烯中的兩種或多種。
[0019]采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0020]本發(fā)明提供的循環(huán)回?zé)岣邷責(zé)崂鯚崴鳎ㄓ蓧嚎s機(jī)單元、熱水換熱器、回?zé)釗Q熱器、節(jié)流元件、蒸發(fā)器、第一截止閥及第二截止閥組成的制冷劑循環(huán)回路及由所述回?zé)釗Q熱器和熱水換熱器組成的熱水加熱回路，采用混合工質(zhì)大溫跨回?zé)嵫h(huán)，充分利用壓縮機(jī)冷凝熱，在冷水進(jìn)入水箱前就已加熱到一定溫度，回收了熱量，減少了在水箱內(nèi)的加熱負(fù)荷，提高了壓縮機(jī)單元的排氣溫度，可用于生產(chǎn)高溫?zé)崴踔灵_(kāi)水;此外，利用混合工質(zhì)大溫跨特性，水箱及換熱器中的換熱溫差保持在較小的范圍內(nèi)，相比純工質(zhì)大幅減少了不可逆損失，提高了系統(tǒng)效率。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明一較佳實(shí)施例提供的循環(huán)回?zé)岣邷責(zé)崂鯚崴鹘Y(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實(shí)施方式。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
[0023]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施方式的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0024]實(shí)施例A
[0025]請(qǐng)參閱圖1，為本發(fā)明一較佳實(shí)施例提供的循環(huán)回?zé)岣邷責(zé)崂鯚崴鹘Y(jié)構(gòu)示意圖，包括:制冷劑循環(huán)回路和熱水加熱回路。
[0026]所述制冷劑循環(huán)回路包括由壓縮機(jī)單元(CU)llO、熱水換熱器(HX1)120、回?zé)釗Q熱器(HX2)130、節(jié)流元件(V3)140、蒸發(fā)器(HX3)150、第一截止閥(Vl)160、第二截止閥(V2)170組成的回路。
[0027]所述壓縮機(jī)單元(CU)llO的高壓出口經(jīng)所述第二截止閥(V2)170連接所述熱水換熱器(HX1) 120的制冷劑側(cè)入口，所述熱水換熱器(HX1) 120的制冷劑側(cè)出口連接所述回?zé)釗Q熱器(HX2)130的高壓制冷劑側(cè)入口，所述回?zé)釗Q熱器(HX2) 130的高壓制冷劑側(cè)出口連接所述節(jié)流元件(V3) 140的入口，所述節(jié)流元件(V3) 140的出口連接所述蒸發(fā)器(HX3) 150的入口，所述蒸發(fā)器(HX3)150的出口連接所述回?zé)釗Q熱器(HX2)130的低壓制冷劑側(cè)入口，所述回?zé)釗Q熱器(HX2)130的低壓制冷劑側(cè)出口 134連接所述壓縮機(jī)單元(CU) 110的低壓回氣管路以形成回路；
[0028]