複合源熱泵熱水機組的製作方法

2023-08-02 20:58:31

專利名稱：複合源熱泵熱水機組的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及熱泵熱水系統和節能技術領域，尤其是可利用生活、生產廢熱水餘熱 的複合源熱泵熱水系統。
背景技術：
目前，我國大部分城鎮的洗浴中心、酒店、賓館、工廠、學校，除少部分採用城市熱 網供熱外，大部分均採用燃料鍋爐或電鍋爐供熱。燃料鍋爐供熱裝置依靠直接燃燒煤、油 或天然氣來獲得熱量，不僅效率低，造成能源浪費，而且產生的二氧化碳溫室氣體及煙塵 嚴重汙染環境；電鍋爐則直接把高品位的電能轉化為熱能，有效能利用率很低。隨著全球 性的能源危機和人們的節能環保意識不斷增強，開發新型節能環保供熱裝置已成當務之 急。
熱泵熱水系統是利用製冷循環，通過製冷劑從低溫環境吸熱，經壓縮機壓縮成高溫高 壓氣體，然後在冷凝器中凝結放熱，加熱熱水的裝置，具有較高的能效比，節能潛力巨大。 目前的熱泵熱水系統主要是以空氣為熱源的空氣源熱泵和以水為熱源的水源熱泵。空氣源 熱泵系統簡單，應用方便，但是在低溫環境下使用時，其制熱能力和性能係數均大大降低， 壓縮機的排溫超高，易結霜、系統起閉頻繁，無法正常工作，難以滿足寒冷地區冬季供熱 要求。為使空氣源熱泵能夠在低溫環境下穩定、可靠、高效率的運行，國內外進行了許多 研究和改進，如採用變頻調速和噴液系統，釆用燃油加熱和電輔助加熱，利用渦旋壓縮機 內壓縮的特性，在渦旋壓縮機工作腔增設補氣口，在低溫工況時噴射製冷劑氣體形成準雙 級循環，或採用復迭式熱泵來解決低溫環境下制熱量不足的問題。但這些技術措施仍存在 融霜困難、系統複雜、匹配不合理等問題。水源熱泵則是以溫度較為穩定的土壤表層水、 地下水為熱源，地表水源熱泵對水質要求較高，並且仍然受環境影響較大，而對於地下水 源熱泵目前還存在著水井費用高及地下水回灌問題。
洗浴中心、酒店賓館、工廠、學校等有較多生活、生產熱水， 一般使用後還具有較高 溫度，因此如果將其收集起來作為熱泵熱水系統的熱源，可提高熱泵能效比，改善冬季運 行性能。例如空氣源熱泵熱水器加板式換熱器回收廢熱水裝置(ZL 200720200650. 6)是 用回收的廢熱水預熱補充水；帶廢熱回收裝置的空氣源熱泵熱水器(ZL 200620024573.9) 在空氣源熱泵熱水器的基礎上，與空氣換熱蒸發器並聯一放置在廢熱水承水盤內的廢熱水
3換熱蒸發器來回收餘熱；廢熱回收熱泵熱水器(ZL 200520074064. 2)則利用廢熱水預熱補 充水後再與蒸發器進行二次換熱，溫度降至約15'C排掉。這些裝置雖然都對廢熱水的餘熱 進行了不同程度的回收利用，但仍然不夠充分，另外在很多情況下，僅靠使用熱泵回收廢 熱水的餘熱來對補充水加熱以及對熱水保溫是不夠的。 發明內容
為了能夠克服單純的空氣源熱泵熱水機組和水源熱泵熱水機組的使用缺陷，使熱泵熱 水系統低溫下仍能夠有較高的性能，並且能充分利用廢熱水的餘熱，本實用新型提供一種 複合源熱泵熱水機組。
實現上述目的的技術解決方案如下
複合源熱泵熱水機組，包括壓縮機l、室外換熱器7和熱水箱17;
壓縮機1的排氣端連接著三通電磁閥14的一個入口，三通電磁閥14的另兩個出口分 別連接室外換熱器7和水冷換熱器13的製冷劑入口端；室外換熱器7的製冷劑出口端連 接著三通電磁閥A6的入口端，三通電磁閥A6的兩個出口分別連接氣液分離器2和單向閥 5的入口端；膨脹閥A4的出口端與第二換熱器3的製冷劑側入口端連接；第二換熱器3的
製冷劑側出口端連接氣液分離器2入口端;氣液分離器2出口端連接著壓縮機1的進氣端；
水冷換熱器13的製冷劑出口端通過串聯儲液器12和過濾器11連接著三通電磁閥B10的 入口，三通電磁閥B10的一個出口端連接著膨脹閥9的入口端，另一個出口端連接著單向 閥5的出口端和膨脹閥A4的入口端；
水冷換熱器13串聯著熱水箱17，熱水箱17的出口端與水冷換熱器13連接端之間串 聯著閥門A16和熱水箱循環水泵15;廢熱水換熱器19的一埠串聯閥門18，閥門18的 出口連接著閥門A16的出口，廢熱水換熱器19的另一埠連接著第二換熱器3的製冷劑 側一口端。
所述室外換熱器7為空氣型室外換熱器，所述的第二換熱器3為水-製冷劑換熱器。 本實用新型的有益技術效果體現在，複合源熱泵熱水系統中的室外換熱器和第二換熱 器可分別利用空氣和廢熱水的熱能，在環境溫度較高時為空氣源熱泵，當環境溫度較低時 為水源熱泵，除霜時室外換熱器作為冷凝器，第二換熱器利用廢熱水為熱源，作為蒸發器， 融霜效果好，並且不影響熱水溫度。本實用新型有機結合了空氣源熱泵和水源熱泵，使用 範圍廣，能效比高，尤其是可梯級利用廢熱水餘熱，改善冬季制熱性能，提高融霜效果， 節能降耗。

圖l為本實用新型結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖，通過實施例對本實用新型作進一步地說明。 實施例-
參見圖1，複合源熱泵熱水機組包括壓縮機1、氣液分離器2、第二換熱器3、膨脹 閥A4、單向閥5、三通電磁閥A6、室外換熱器7、風機8、膨脹閥9、三通電磁閥BIO、過 濾器ll、儲液器12、水冷換熱器13、三通電磁閥14、熱水箱循環水泵15、閥門A16、熱 水箱17、閥門18、廢熱水換熱器19、補充水20管路、廢熱水管路21。其中室外換熱器7
為空氣型室外換熱器，第二換熱器3為水-製冷劑換熱器。
壓縮機1的排氣端連接著三通電磁閥14的一個入口，三通電磁閥14的另兩個出口分 別連接室外換熱器7和水冷換熱器13的製冷劑入口端；室外換熱器7的製冷劑出口端連 接著三通電磁閥A6的入口端，三通電磁閥A6的兩個出口分別連接氣液分離器2和單向閥 5的入口端；膨脹閥A4的出口端與第二換熱器3的製冷劑側入口端連接；第二換熱器3的
製冷劑側出口端連接氣液分離器2入口端;氣液分離器2出口端連接著壓縮機1的進氣端；
水冷換熱器13的製冷劑出口端通過串聯儲液器12和過濾器11連接著三通電磁閥B10的 入口，三通電磁閥B10的一個出口端連接著膨脹閥9的入口端，另一個出口端連接著單向 閥5的出口端和膨脹閥A4的入口端；
水冷換熱器13串聯著熱水箱17，熱水箱17的出口端與水冷換熱器13連接端之間串 聯著閥門A16和熱水箱循環水泵15;廢熱水換熱器19的一埠串聯閥門18，閥門18的 出口連接著閥門A16的出口，廢熱水換熱器19的另一埠連接著第二換熱器3的製冷劑 側一口端。
本實用新型複合源熱泵熱水系統中所收集過濾後的廢熱水先在廢熱水換熱器19內預 熱補充水20，然後再送入第二換熱器3作為其熱源繼續放熱，最後排出。
(1) 當室外環境溫度^5r時，循環流程為壓縮機1—三通電磁閥14—水冷換熱器 13—儲液器12—過濾器11—三通電磁閥B10—膨脹閥9—室外換熱器7—三通電磁閥A6— 氣液分離器2—壓縮機l;此時室外換熱器7為蒸發器吸收空氣中的熱量，水冷換熱器13 為冷凝器對熱水箱17的水或補充水20加熱。
(2) 當環境溫度在<5〔時，循環流程為壓縮機1—三通電磁閥14—水冷換熱器13 —儲液器12—過濾器11—三通電磁閥B10—膨脹閥A4—第二換熱器3—氣液分離器2—壓 縮機l;此時第二換熱器3為蒸發器，吸收廢熱水中的熱量，水冷換熱器13為冷凝器對熱水箱17的水或補充水20加熱。
(3)本實用新型的室外換熱器7除霜時的循環流程為壓縮機1—三通電磁閥14—室 外換熱器7—三通電磁閥A6—單向閥5—膨脹閥A4—第二換熱器3—氣液分離器2—壓縮 機l;這種除霜方式不吸收保溫水箱的熱量，對水溫無影響。 本實用新型可廣泛用於洗浴中心、酒店賓館、學校工廠等處。
權利要求1、複合源熱泵熱水機組，包括壓縮機(1)、室外換熱器(7)和熱水箱(17)，其特徵在於壓縮機(1)的排氣端連接著三通電磁閥(14)的一個入口，三通電磁閥(14)的另兩個出口分別連接室外換熱器(7)和水冷換熱器(13)的製冷劑入口端；室外換熱器(7)的製冷劑出口端連接著三通電磁閥A(6)的入口端，三通電磁閥A(6)的兩個出口分別連接氣液分離器(2)和單向閥(5)的入口端；膨脹閥A(4)的出口端與第二換熱器(3)的製冷劑側入口端連接；第二換熱器(3)的製冷劑側出口端連接氣液分離器(2)入口端；氣液分離器(2)出口端連接著壓縮機(1)的進氣端；水冷換熱器(13)的製冷劑出口端通過串聯儲液器(12)和過濾器(11)連接著三通電磁閥B(10)的入口，三通電磁閥B(10)的一個出口端連接著膨脹閥(9)的入口端，另一個出口端連接著單向閥(5)的出口端和膨脹閥A(4)的入口端；水冷換熱器(13)串聯著熱水箱(17)，熱水箱(17)的出口端與水冷換熱器(13)連接端之間串聯著閥門A(16)和熱水箱循環水泵(15)；廢熱水換熱器(19)的一埠串聯閥門(18)，閥門(18)的出口連接著閥門A(16)的出口，廢熱水換熱器(19)的另一埠連接著第二換熱器(3)的製冷劑側一口端。
2、 根據權利要求1所述的複合源熱泵熱水機組，其特徵在於所述室外換熱器(7) 為空氣型室外換熱器，所述的第二換熱器(3)為水-製冷劑換熱器。
專利摘要本實用新型涉及利用生活、生產廢熱水餘熱的複合源熱泵熱水系統，解決了熱泵熱水系統低溫下仍能夠有較高的性能，並且能充分利用廢熱水餘熱的的問題。本實用新型壓縮機通過三通電磁閥(14)分別連接室外換熱器和水冷換熱器的製冷劑入口端；三通電磁閥B的入口連接過濾器的出口端，另兩個出口端分別連接膨脹閥(9)、單向閥和膨脹閥A的入口端；三通電磁閥A的入口連接室外換熱器的出口端，兩個出口分別連接氣液分離器和單向閥的入口端；膨脹閥A的出口端與第二換熱器的製冷劑側入口端連接。本實用新型可根據環境工況分別以空氣和水作為熱源，可回收利用生活、生產排放廢熱水的餘熱，節能，運行費用低。可廣泛應用於浴室、賓館等處。
文檔編號F24H4/02GK201392013SQ20092014328
公開日2010年1月27日 申請日期2009年3月11日 優先權日2009年3月11日
發明者芃 胡, 黃邦興 申請人:黃邦興;胡 芃