商用蓄能熱泵熱水系統的製作方法
2023-07-12 23:09:46 1
專利名稱：商用蓄能熱泵熱水系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種商用蓄能熱泵熱水系統。
背景技術：
目前國內的熱水裝置通常採用油鍋爐或電熱水器及太陽能熱水器等，這些裝置的熱效率低，一次能源消耗量大，不利於環境保護，而太陽能熱水器受氣候及安裝條件的影響，使用不是很方便。而熱泵性能係數高，因此作為熱水製作裝置。熱泵系統得到了越來越廣泛的應用。
熱泵的理論基礎起源於19世紀關於逆卡諾循環的論文，直到20世紀20-30年代，熱泵設備的開發工作才取得了較快的發展。當時，英國安裝了第一臺以空氣為熱源作熱水供應用的熱泵。1937年日本在大型建築場內裝備了以泉水為熱源的熱泵空調系統。1950年前後，英美兩國開始使用地熱作為熱源的家用熱泵的研究工作。由於石油危機的影響，熱泵在70年代得到較大的發展。近五年內，由於環保等原因的影響，國內逐漸研究，使用熱泵作為熱水器逐漸得到發展。
發明內容
本發明的目的是提供一種商用蓄能熱泵熱水系統。
熱泵熱水機進水管依次連接有水泵、電磁閥、冷水補水或冷水蓄水箱，熱泵熱水機出水管依次連接有第二閥門、熱水箱、水泵、蓄能熱水箱，熱水箱出水管依次連接有第三閥門、第四閥門、蓄能熱水箱，第三閥門與電磁閥相連接，熱泵熱水機出水管依次連接有第一閥門、蓄能熱水箱，熱泵熱水系統由自動控制裝置控制。
自動控制裝置的處理器分別與線控器控制迴路、模塊順序設置電路、輸出驅動電路、晶振電路、溫度模擬量採集電路、保護開關信號採集電路、濾波幹擾電路、濾波整流電路相接，濾波整流電路與電源變壓電路相接，保護開關信號採集電路與輸入指示電路相接，輸出驅動電路與輸出指示電路相接。
蓄能熱水箱、熱泵熱水機、熱水箱設有一個或多個。蓄能熱水箱設有節流裝置。節流裝置為分配管形式、迷宮形式、分層形式的一種或多種的結合。分配管形式為進入蓄能熱水箱中的水管上均勻開孔。迷宮形式為蓄能熱水箱中設有從左到右的，均勻的，長度相等的，上下間隔排布的擋板。分層形式為蓄能熱水箱中設有從上到下的，均勻的擋板，檔板上開有間距相等、大小相同的孔。
本發明在使用熱泵熱水機的基礎上，主要增加了蓄能熱水箱(小型系統不帶節流裝置，大型系統帶節流裝置)。利用峰谷電，在谷電時間，用熱泵熱水機制好熱水，並把熱水儲存在蓄能熱水箱(峰電時間熱泵熱水機不啟動)，在使用時釋放。起到「移峰填谷」進行蓄能的作用，保證終端24小時不間斷可以使用熱水，具有比一般熱泵熱水機更加明顯的對能源的合理化利用。
圖1是商用蓄能熱泵熱水系統結構示意圖；圖2是本發明的自動控制裝置電路方框圖；圖3是本發明的自動控制裝置軟體流程圖；圖4是本發明的蓄能熱水箱分配管形式結構圖；圖5是本發明的蓄能熱水箱迷宮形式結構圖；圖6是本發明的蓄能熱水箱分層形式結構圖。
具體實施例方式
如圖1所示，商用蓄能熱泵熱水系統的熱泵熱水機4進水管依次連接有水泵3、電磁閥2、冷水補水或冷水蓄水箱1，熱泵熱水機4出水管依次連接有第二閥門6、熱水箱7、水泵10、蓄能熱水箱11，熱水箱7出水管依次連接有第三閥門8、第四閥門9、蓄能熱水箱11，第三閥門8與電磁閥2相連接，熱泵熱水機4出水管依次連接有第一閥門5、蓄能熱水箱11，熱泵熱水系統由自動控制裝置控制。
生產的熱泵是利用環保型冷媒AK-1號吸收大氣中熱能並將之轉換於水中，水吸收了熱能後使水溫升高，並同時使環境中的空氣冷卻、溼度降低，達到以極低的能源消耗便能同時供應熱水或冷氣的理想境界。
熱泵熱水系統由於能利用周圍環境產生的熱能，故「熱泵熱水系統」的效率可達到3.7或更高，如果同時也考慮它的免費冷氣的話，其效率可高達5.7。
熱泵熱水機有蒸發器、壓縮機、冷凝器和膨脹閥四部分組成，通過讓工質不斷完成蒸發(吸收空氣中的熱量)→壓縮→冷凝(放出熱量)→節流→再蒸發的熱力循環過程中，從而將環境裡的熱量轉移到水中如圖本發明的目的旨在以上基礎上，通過對整個系統的改良，配套儲熱水箱。故可以充分用谷電來製取熱水，將熱水儲存後，在使用時釋放。起到「移峰填谷」進行蓄能的作用，可以更大程度的節能。
當谷電時，首先電磁閥2打開，冷水補水或冷水蓄水箱1內的冷水通過水泵3打入本系統，此時閥門5、9關閉，其他閥門打開，當熱水箱7內的水裝滿後，電磁閥2同時關閉。在熱水箱7內的冷水通過水泵3打入熱泵熱水機4制熱，並通過循環幾次。當熱水箱7內的水溫度達到設定值時，水泵3關閉，水泵10打開。把熱水箱7內的熱水打入蓄能熱水箱11。當熱水箱7內的熱水全部打入蓄能熱水箱11後，水泵10關閉，電磁閥2，水泵3打開，把冷水補水或冷水蓄水箱1內的冷水打入系統，在重複以上的制熱水和蓄熱水過程。最終裝滿蓄能熱水箱11。蓄能熱水箱的容積一般比峰電時所需要使用的熱水體積略大。
如果蓄能熱水箱11內的熱水長時間不用，其內的熱水溫度會有所下降。此時通過關閉電磁閥2、閥門8、6、水泵10，打開水泵3、閥門9、5把蓄能熱水箱內的水通過熱泵熱水機4制熱，並達到設定要求。
如圖2所示，自動控制裝置的處理器分別與線控器控制迴路、模塊順序設置電路、輸出驅動電路、晶振電路、溫度模擬量採集電路、保護開關信號採集電路、濾波幹擾電路、濾波整流電路相接，濾波整流電路與電源變壓電路相接，保護開關信號採集電路與輸入指示電路相接，輸出驅動電路與輸出指示電路相接。
如圖3所示，在制熱水工作中，當控制器執行線控器的開機命令，或者在峰谷電時間到達要求開機時，控制器按照下面的流程進入開機流程。線控器上運行指示燈由紅色變成綠色。循環水泵啟動，持續檢測水流開關，進入制熱待機狀態。檢測高液位浮子開關是否斷開，斷開則開進水電磁閥，閉合則關進水電磁閥。水流開關正常同時加水二分鐘後，如果滿足壓縮機啟動條件，即溫度條件為T總回水≤T設-SP01，壓縮機停機時間≥EC01時，室外風機提前啟動；如果溫度條件和時間條件有一個不滿足，則繼續保持待機狀態。室外風機啟動SC04時間後，累計運行時間短的壓縮機先啟動，如果滿足另一臺壓縮機啟動的條件，則SC02時間後另一臺壓縮機也啟動。當加熱水箱溫度到達，主機進入待機狀態，蓄水箱浮子開關斷開則抽水水泵啟動，抽水到蓄水水箱，加熱水箱水位使低液位浮子開關斷開則抽水水泵停止，循環水泵啟動，進水電磁閥開，二分鐘後主機重新啟動。加水到高液位浮子開關閉合則進水電磁閥關，水溫到達後再次抽水。當加熱水箱連續給蓄水箱供水使蓄水箱浮子開關閉合時，抽水水泵不允許啟動，同時加熱水箱水溫也到目標溫度，則主機停機。當控制器執行線控器的關機命令，或者在峰谷電時間到達要求關機時，或者因為故障原因關機時，或者加熱水箱水溫到達同時蓄水箱浮子開關閉合時，控制器按照下面的流程進行關機。線控器上指示燈由綠色變成紅色。1#壓縮機關閉，2#壓縮機關閉，室外風機延時SC05關閉，循環水泵延時1分鐘關閉。
控制器根據系統回水溫度與設定溫度的比較來控制壓縮機的開停。當總回水溫度T總回水≤T設-SP01，同時壓縮機滿足啟動保護時間≥EC01時，壓縮機啟動制熱。若總回水溫度上升，當T總回水＞T設時，且壓縮機滿足運行時間≥EC02時，壓縮機停機處於待機狀態。T總回水≤T設下限時，壓縮機保持原狀態不變，這樣有一個設定的回差溫度SP01，避免壓縮機頻繁啟停。
蓄能熱水箱(小型系統不帶節流裝置，大型系統帶節流裝置)由非金屬材料(SMC、PRF水箱等)或金屬材料(不鏽鋼水箱、鋼板水箱)，外加保溫材料組成。
節流裝置為分配管形式、迷宮形式、分層形式的一種或多種的結合。分配管形式為進入蓄能熱水箱11中的水管上均勻開孔(見圖4)。迷宮形式為蓄能熱水箱11中設有從左到右的，均勻的，長度相等的，上下間隔排布的擋板((見圖5)。分層形式為蓄能熱水箱(11)中設有從上到下的，均勻的擋板，檔板上開有間距相等、大小相同的孔((見圖6)。
權利要求
1.一種商用蓄能熱泵熱水系統，其特徵在於熱泵熱水機(4)進水管依次連接有水泵(3)、電磁閥(2)、冷水補水或冷水蓄水箱(1)，熱泵熱水機(4)出水管依次連接有第二閥門(6)、熱水箱(7)、水泵(10)、蓄能熱水箱(11)，熱水箱(7)出水管依次連接有第三閥門(8)、第四閥門(9)、蓄能熱水箱(11)，第三閥門(8)與電磁閥(2)相連接，熱泵熱水機(4)出水管依次連接有第一閥門(5)、蓄能熱水箱(11)，熱泵熱水系統由自動控制裝置控制。
2.根據權利要求1所述的一種商用蓄能熱泵熱水系統，其特徵在於所述的自動控制裝置的處理器分別與線控器控制迴路、模塊順序設置電路、輸出驅動電路、晶振電路、溫度模擬量採集電路、保護開關信號採集電路、濾波幹擾電路、濾波整流電路相接，濾波整流電路與電源變壓電路相接，保護開關信號採集電路與輸入指示電路相接，輸出驅動電路與輸出指示電路相接。
3.根據權利要求1所述的一種商用蓄能熱泵熱水系統，其特徵在於所述的蓄能熱水箱(11)、熱泵熱水機(4)、熱水箱(7)設有一個或多個。
4.根據權利要求1所述的一種商用蓄能熱泵熱水系統，其特徵在於所述的蓄能熱水箱(11)設有節流裝置。
5.根據權利要求4所述的一種商用蓄能熱泵熱水系統，其特徵在於所述的節流裝置為分配管形式、迷宮形式、分層形式的一種或多種的結合。
6.根據權利要求5所述的一種商用蓄能熱泵熱水系統，其特徵在於所述的分配管形式為進入蓄能熱水箱(11)中的水管上均勻開孔。
7.根據權利要求5所述的一種商用蓄能熱泵熱水系統，其特徵在於所述的迷宮形式為蓄能熱水箱(11)中設有從左到右的，均勻的，長度相等的，上下間隔排布的擋板。
8.根據權利要求5所述的一種商用蓄能熱泵熱水系統，其特徵在於所述的分層形式為蓄能熱水箱(11)中設有從上到下的，均勻的擋板，檔板上開有間距相等、大小相同的孔。
全文摘要
本發明公開了一種商用蓄能熱泵熱水系統。熱泵熱水機進水管依次連接有水泵、電磁閥、冷水補水或冷水蓄水箱，熱泵熱水機出水管依次連接有第二閥門、熱水箱、水泵、蓄能熱水箱，熱水箱出水管依次連接有第三閥門、第四閥門、蓄能熱水箱，第三閥門與電磁閥相連接，熱泵熱水機出水管依次連接有第一閥門、蓄能熱水箱，熱泵熱水系統由自動控制裝置控制。本發明在使用熱泵熱水機的基礎上，主要增加了蓄能熱水箱。利用峰谷電，在谷電時間，用熱泵熱水機制好熱水，並把熱水儲存在蓄能熱水箱，在使用時釋放。起到「移峰填谷」進行蓄能的作用，保證終端24小時不間斷可以使用熱水，具有比一般熱泵熱水機更加明顯的對能源的合理化利用。
文檔編號F25B30/02GK1731042SQ20051005060
公開日2006年2月8日 申請日期2005年7月7日 優先權日2005年7月7日
發明者虞海燦 申請人:虞海燦