空氣源熱泵冷暖、熱水機組的製作方法
2023-06-08 14:01:21
專利名稱：空氣源熱泵冷暖、熱水機組的製作方法
技術領域：
本發明涉及製冷、熱技術領域，具體地說是一種空氣源熱泵冷暖、熱水機組。
背景技術：
現在空調很多，都是採用單純的製冷或採用電輔加熱式，這些都是單式工作，所以夏天的效能比一般都在2.4-2.6之間，冬天效能比一般都在1.5-1.8之間，能源利用率只在50％左右，能源浪費十分嚴重。排出的熱量產生溫室效應。
現在使用的熱泵熱水器都是單溫單效技術，只單一的供應60℃以下的熱水，效能比一般只在3.5左右，能源利用率只在50％左右，浪費嚴重。
綜上所述，現在的空調，熱泵熱水器都是單效單溫，能源利用非常低，不符合現在的節約社會的要求。
發明內容
本發明的目的是利用空氣源設計一種多溫、多效的能效比可達4.5-7之間的空氣源熱泵冷暖、熱水機組。
本發明空氣源熱泵冷暖、熱水機組包括空調主機、機組連接箱、保溫水箱、風機盤管組四部分組成。各部分之間採取PPR熱水管連接。
(一)空調主機包括熱泵式壓縮機、油分、板式換熱器1(原理圖中左板式換熱器)、板式換熱器2(原理圖中右板式換熱器)、儲液器、四通閥、制熱用膨脹閥(圖中上膨脹閥)、製冷用膨脹閥(圖中下膨脹閥)、高壓控制器、高壓表、高壓閥、低壓控制器、低壓表、低壓閥、製冷單向閥(圖中上單向閥)、制熱單向閥(圖中下單向閥)、水單向閥、蒸發器(包括風扇電機、風扇、翅片式風機盤管)、水電磁閥、截止閥。
各部件之間的連接方式如下所有器件全部用二號電解紫銅管連接，除兩個過濾器兩端採用螺紋緊固錐形端面密封外，其餘全部為銀基銅焊條焊接密封。壓縮機的排氣口(圖中上出口)和油分上進氣口採取紫銅管兩端焊接方式連接，油分的出氣口和板式換熱器1的進氣口(原理圖中左板式換熱器的左上圓圈)採取紫銅管兩端焊接方式連接，板式換熱器1的出氣口(原理圖中左板式換熱器的左下圓圈)和四通閥高壓進氣口採取紫銅管兩端焊接方式連接，在之間的連接銅管上有杈形四通旁通管分別和高壓表、高壓閥、高壓控制器焊接。電磁四通閥的右支管和板式換熱器2左上進氣口相焊連(原理圖中右板式換熱器左上圓圈)，中支路和貯液器的低壓管口(圖中貯液器左一路)用銅管焊連接，左支路和蒸發器的出氣端(圖中蒸發器左端)銅管焊接。蒸發器的右端和儲液器的左二路用銅管焊接，儲液器的右二路和板式換熱器2左下出氣口相焊連(原理圖中右板式換熱器左下圓圈)，其間依次裝有製冷單向閥、製冷過濾器、製冷膨脹閥，流向由右向左。在製冷膨脹閥和貯液器的左二支路之間依次裝用制熱用的過濾器、膨脹閥、單向閥，流向由下至上。儲液器的右一路和壓縮機的吸氣管採取紫銅管焊連在一起，油分的毛細管和它相通，此管上焊有低壓旁通管，分別接有低壓表、低壓閥和低壓控制器。兩個板式換熱器每上下對應的一對進出口之間，在內部是對應相通的。儲液器的左一路和右一路、左二路和右二路在內部也是對應相通的。
其工作原理就是利用全封閉式壓縮機驅動工作介質(亦稱工質，以下同)，使其在獨立密封的工作迴路裡循環，利用熱平衡式膨脹閥根據室內熱負荷的不同，自動進行動態的工質流量調節；利用電磁四通換向閥進行製冷和制熱的工作模式轉換。
製冷工作模式從壓縮機流出的高溫高壓工質(氣態)首先進入油分進行油氣分離，將液體壓縮機油回送給低壓管路，被壓縮機吸回，氣態的高溫工質進入第一板式換熱器將熱能傳導給水，備作生活用熱水。流出第一板式換熱器的尚有部分過熱的高壓工質向上，和四通換向閥的左支路連通，流經機載風機盤管(圖中的蒸發器)，將熱傳導回空氣，工質變為高壓較低溫度的液體。高壓低溫工質過儲液器經熱平衡式膨脹閥節流，變為低溫低壓氣體工質進入第二板式換熱器，將冷能傳導給媒水，低溫的媒水將冷能輸送至用戶完成製冷，釋放過冷能的媒水回流給水箱參與機組的製冷循環。
制熱工作模式從壓縮機流出的高溫高壓工質(氣態)首先進入油分進行油氣分離，將液體壓縮機油回送給低壓管路，被壓縮機吸回，氣態的高溫工質進入第一板式換熱器將熱能傳導給水，備作生活用熱水。流出第一板式換熱器的尚有部分過熱的高壓工質向上，和四通換向閥的右支路連通，進入第二板式換熱器，將餘熱傳導給第二板中的媒水，高壓低溫的液態工質經制熱膨脹閥節流後，變成低溫低壓的氣態工質，輸送給機載風機盤管，風機驅動空氣流經機載風機盤管(圖中標註的蒸發器)，將空氣中的低位熱能傳導給盤管中溫度更低的工質帶走，低溫工質以汽化潛熱的形式將空氣中的熱能輸送至壓縮機的吸氣腔，壓縮機將低位能轉化為高位能，輸送給兩個板式換熱器和空調用的媒水交換，高溫的媒水將熱能輸送至用戶完成制熱。這種兩個板式換熱器同時工作時，暖空調和熱水可以兼用，只是剛開始工作時，由於生活熱水的水溫較低，第一板式換熱器換熱充分，可用於第二板式換熱器吸收的餘熱較少，暖空調效果較差，隨著生活熱水的溫度升高，第一板式換熱器吸收的熱量越來越少，暖空調的效果也越來越好。當不需要生活熱水時，可以關閉第一板式換熱器的進水，暖空調效果達到最好，春秋季節不需要空調時，關閉第二板式換熱器進水，制熱水效果達到最好。
(二)連接箱包括循環水泵、增壓水泵、兩個電子除垢儀、兩個水過濾器。
其連接關係如下連接箱就是兩個有過濾和除垢功能的主機進水管，它承擔水箱兩層和主機兩個板式換熱器之間的連接任務。生活水箱(保溫水箱上層)出水口和主機第一板式換熱器進水口(原理圖中左板式換熱器右下角圓圈)之間，管路連接依次為過濾器、除垢儀、增壓水泵。循環水箱(保溫水箱下層)出水口和主機第二板式換熱器進水口(原理圖中右板式換熱器右下角圓圈)之間，管路連接依次為過濾器、除垢儀、循環水泵。
其工作原理很簡單，過濾器功能就是濾除水中的雜質，除垢儀功能可以避免水容器和水管道中的結垢，水泵可以迫使水在兩層水箱中循環，實現製冷、制熱和製取生活用熱水。
(三)保溫水箱採用兩個互不幹涉的增壓儲水箱裝在一個外殼內。
水箱構造水箱外殼採用進口彩板防止腐蝕、耐老化。中部保溫層採用聚氨酯整體發泡工藝，泡沫密度要求80千克/立方米，強度均勻，封悶性好。厚度在4cm～5cm左右(東北嚴寒地區6cm以上)，確保保溫性能達到最佳。內膽採用SUS304不鏽鋼材質，重量輕、美觀、衛生，避免水垢、水鏽生產。其次，將水箱內部上下又分為兩部分。上層儲存生活熱水。下層儲存空調循環水。由於熱水的密度小於涼水密度，溫度較高的水在上部逐步遞減到水箱低部，固將熱水箱補水口設置在其下部。空調水箱補水口設置在其上部。減少在補水過程中水的混合，從而減少熱量的損耗。
(四)、風機盤管由增壓泵將儲存在水箱裡的空調用水經PPR熱水管輸送到風機盤管，(用戶通過對風機盤管的控制即可享受冷氣或暖氣)。再由風機盤管回水口經PPR熱水管回水箱，不斷循環。
本發明空氣源熱泵冷暖、熱水機組的優點是1、冷暖熱水機組採用的是三點加熱技術，不但可以供應60℃以下的熱水，還可以提供80-90℃的高溫水；2、可以同時提供冷暖氣和熱水，冷水溫度可以達到1℃，熱水溫度可以達到80-90℃，夏季用空調的同時可以提供免費的熱水；3、能效比一般在5-7之間；4、能源的利用率達到99％，既雙向利用，節能效果顯著；消除了溫室效應；6、使用環保冷媒，不破壞大氣臭氧層，保護人類賴以生存的地球；7、比現技術的空調節電50％，比現技術的熱泵熱水器節電39％。
圖1為空氣源熱泵冷暖、熱水機組原理圖。
圖2為主機原理圖。
其中1壓縮機，2油分，3毛細管，4截止閥，5板式換熱器1，6板式換熱器2，7四通換向閥，8氣分，9水電磁閥，10水單向閥，11高壓表，12高壓控制器，13高壓閥，14風機、盤管，15單向閥，16膨脹閥，17過濾器，18膨脹閥，19儲液器，20過濾器，21單向閥，22低壓表，23低壓控制器，24低壓閥。
具體實施例方式
本發明空氣源熱泵冷暖、熱水機組包括空調主機、機組連接箱、保溫水箱、風機盤管組四部分組成。各部分之間採取PPR熱水管連接。
(一)空調主機主要由壓縮機、油分、板式換熱器1(原理圖中左板式換熱器)、板式換熱器2(原理圖中右板式換熱器)、儲液器、四通閥、制熱用膨脹閥(圖中上膨脹閥)、製冷用膨脹閥(圖中下膨脹閥)、高壓控制器、高壓表、高壓閥、低壓控制器、低壓表、低壓閥、製冷單向閥(圖中上單向閥)、制熱單向閥(圖中下單向閥)、水單向閥、蒸發器(包括風扇電機、風扇、翅片式風機盤管)、水電磁閥、截止閥組成。
各部件之間的連接方式如下所有器件全部用二號電解紫銅管連接，除兩個過濾器兩端採用螺紋緊固錐形端面密封外，其餘全部為銀基銅焊條焊接密封。壓縮機的排氣口(圖中上出口)和油分上進氣口採取紫銅管兩端焊接方式連接，油分的出氣口和板式換熱器1的進氣口(原理圖中左板式換熱器的左上圓圈)採取紫銅管兩端焊接方式連接，板式換熱器1的出氣口(原理圖中左板式換熱器的左下圓圈)和四通閥高壓進氣口採取紫銅管兩端焊接方式連接，在之間的連接銅管上有杈形四通旁通管分別和高壓表、高壓閥、高壓控制器焊接。電磁四通閥的右支管和板式換熱器2左上進氣口相焊連(原理圖中右板式換熱器左上圓圈)，中支路和貯液器的低壓管口(圖中貯液器左一路)用銅管焊連接，左支路和蒸發器的出氣端(圖中蒸發器左端)銅管焊接。蒸發器的右端和儲液器的左二路用銅管焊接，儲液器的右二路和板式換熱器2左下出氣口相焊連(原理圖中右板式換熱器左下圓圈)，其間依次裝有製冷單向閥、製冷過濾器、製冷膨脹閥，流向由右向左。在製冷膨脹閥和貯液器的左二支路之間依次裝用制熱用的過濾器、膨脹閥、單向閥，流向由下至上。儲液器的右一路和壓縮機的吸氣管採取紫銅管焊連在一起，油分的毛細管和它相通，此管上焊有低壓旁通管，分別接有低壓表、低壓閥和低壓控制器。兩個板式換熱器每上下對應的一對進出口之間，在內部是對應相通的。儲液器的左一路和右一路、左二路和右二路在內部也是對應相通的。
(二)連接箱主要由循環水泵、增壓水泵、兩個電子除垢儀、兩個水過濾器組成。
其連接關係如下連接箱就是兩個有過濾和除垢功能的主機進水管，它承擔水箱兩層和主機兩個板式換熱器之間的連接任務。生活水箱(保溫水箱上層)出水口和主機第一板式換熱器進水口(原理圖中左板式換熱器右下角圓圈)之間，管路連接依次為過濾器、除垢儀、增壓水泵。循環水箱(保溫水箱下層)出水口和主機第二板式換熱器進水口(原理圖中右板式換熱器右下角圓圈)之間，管路連接依次為過濾器、除垢儀、循環水泵。
(三)保溫水箱採用雙層互不幹涉的增壓儲水箱裝在一個外殼內。
水箱構造水箱外殼採用進口彩板防止腐蝕、耐老化。中部保溫層採用聚氨酯整體發泡工藝，泡沫密度要求80千克/立方米，強度均勻，封悶性好。厚度在4cm～5cm左右(東北嚴寒地區6cm以上)，確保保溫性能達到最佳。內膽採用SUS304不鏽鋼材質，重量輕、美觀、衛生，避免水垢、水鏽生產。其次，將水箱內部上下又分為兩部分。上層儲存生活熱水。下層儲存空調循環水。由於熱水的密度小於涼水密度，溫度較高的水在上部逐步遞減到水箱低部，固將熱水箱補水口設置在其下部。空調水箱補水口設置在其上部。減少在補水過程中水的混合，從而減少熱量的損耗。
(四)風機盤管由增壓泵將儲存在水箱裡的空調用水經PPR熱水管輸送到風機盤管，(用戶通過對風機盤管的控制即可享受冷氣或暖氣)。再由風機盤管回水口經PPR熱水管回水箱，不斷循環。
權利要求
1.一種空氣源熱泵冷暖、熱水機組，包括空調主機，機組連接箱，保溫水箱，風機盤胳組，其特徵在於空調主機中裝有板式換熱器。
2.根據權利要求所述的空氣源熱泵冷暖、熱水機組，其特徵在於保溫水箱為外殼內裝有兩個互不幹涉的增壓儲水箱。
3.根據權利要求所述的空氣源熱泵冷暖、熱水機組，其特徵在於板式換熱器可為一塊、二塊或多塊。
全文摘要
一種空氣源熱泵冷暖、熱水機組，包括空調主機，機組連接箱，保溫水箱，風機盤管組，空調主機中裝有板式換熱器。優點是冷暖熱水機組採用的是三點加熱技術，不但可以供應60℃以下的熱水，還可以提供80－90℃的高溫水；可以同時提供冷暖氣和熱水，冷水溫度可以達到1℃，熱水溫度可以達到80－90℃，夏季用空調的同時可以提供免費的熱水；能效比一般在5－7之間；能源的利用率達到99％，既雙向利用，節能效果顯著；消除了溫室效應；使用環保冷媒，不破壞大氣臭氧層，保護人類賴以生存的地球；比現技術的空調節電50％，比現技術的熱泵熱水器節電39％。
文檔編號F24H4/00GK1945147SQ20061012487
公開日2007年4月11日 申請日期2006年10月26日 優先權日2006年10月26日
發明者趙克, 吳天金 申請人:武漢朗肯節能技術有限公司