一種用於多級熱水空調的冷凝熱梯級能量回收裝置的製作方法

2023-08-22 23:13:26 1

專利名稱：一種用於多級熱水空調的冷凝熱梯級能量回收裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於多級熱水空調的冷凝熱梯級能量回收裝置，採用節能循環改進 製冷系統、採用相應結構的換熱器分別承擔過冷、冷凝取熱、過熱取熱及製取開水功能，可 作為標準配套組件方便地用於熱泵系統的冷凝熱製取熱水裝置，屬於空調熱泵及供熱技術設 備領域。
背景技術：
目前廣泛應用的熱水器中，電熱水器能耗大、運行費用過高，燃氣熱水器安全問題突出、 受氣源限制，太陽能熱水器受陽光、佔用空間等因素影響過大。熱泵熱水器採用壓縮機製冷 系統從室外空氣中吸收熱量，並通過氟水換熱器將自來水加熱到所需溫度以作為生活熱水之 用，其耗電僅及電熱水器的1/4以下，全年綜合運行費用遠低於電熱水器，也比燃氣熱水器、 太陽能熱水器低得多，且節能環保、安全可靠、安裝使用及維修方便，適合全面推廣，因此 近年來得到快速推廣應用。
現有的空氣源熱泵熱水及開水器中，大多數都將加熱水用的冷凝器放置在熱水罐內，這 種悶燒方式的換熱器傳熱能力很低，導致換熱器面積很大，且一旦出現相關部分洩漏等故障， 會導致製冷劑進入熱水罐內或者製冷系統進水，且維修困難。
一般製取開水常採用電熱式、燃氣等，前者直接大量耗費高品位電能，後者也耗費了高 品位一次能源，且一般家用燃氣罩的熱能轉化率只有20 30%左右，因此實際上也存在很高 的能源浪費。
目前市場上新出現的熱泵技術生產開水的產品，系採用極大提高排氣壓力以獲取超過100 'C的排氣溫度以置備開水，熱泵循環的壓縮比過大，導致能效比大為下降，且換熱器面積過 大，使得設備初投資、運行費都較為高昂，難以取得預期節能效果，因而實際上遠不是可以 實際應用的成熟產品。
現有熱泵熱水器基本上都不採用節能循環器，由於加熱生活熱水到設計溫度(一般取50 6(TC左右)需要冷凝溫度很高，導致排氣壓力很高，壓縮比過大，特別是在冬季條件下更為 嚴重，這一方面造成能效比EER (制熱量/輸入功率)大大降低而使耗電增大，經濟性惡化， 另一方面壓縮機等部件的故障率增大，壽命降低。
發明內容
本實用新型的目的和任務是，針對上述存在的種種問題，利用壓縮機排氣冷凝熱的狀態 變化過程及其特點，釆取逆流交換最大程度的利用不同階段的溫度水平，分段取出相應品位 的熱量，創造性地將各種相應結構形式的換熱器組合成一套標準組件，方便地應用於小型家 用及中型商用空調/熱泵熱水及開水器、大中型工程用中央空調熱水機組，滿足回收制冷機組 冷凝熱以提供中溫生活熱水(45 60°C)、高溫蓄能熱水(60 75°C)及開水等多種熱水的需 要，且節能循環器的採用可極大降低壓縮機排氣壓力，提高制熱能效比。
為此，本實用新型設計了一種用於多級熱水空調的冷凝熱梯級能量回收裝置，由一組氟 水換熱器、 一個氟氟換熱器及其它配件組成，其中氟水換熱器組包括開水器、過熱器、常規 冷凝器、過冷器中的部分或全部。壓縮機排出的高溫高壓蒸汽依次通過開水器、過熱器、常 規冷凝器、過冷器及節能循環器，並在節能循環器中與蒸發器出來的低溫低壓蒸汽進行換熱， 完成整個冷凝及過冷過程並經節流機構降壓後送往蒸發器製冷。
在熱水環路中，低溫進水在過冷器吸收製冷劑的液體熱，在常規冷凝器中吸收兩相冷凝 熱和一部分蒸汽過熱量及液體熱，水溫達到45 60'C後，其中一部分可直接送出，另一部分 送往過熱器吸收過熱區的熱量，水溫達到60 75'C後，其中一部分可作為高溫熱水蓄存在熱 水罐中，另一部分送往過熱器吸收過熱區最高溫部分的熱量，水溫達到95 99'C後送出。
節能循環器、過冷器、過熱器及開水器均可實現良好的逆流換熱以充分實現冷凝熱的梯級能量利用。如用戶無需實現高溫蓄熱，可只設一級取水口，在過熱器中將熱水加熱到所需 的溫度後送出。如用戶無需開水功能，則可不設專用開水器而只設過熱器吸收過熱區的熱量。
節能循環器採用外肋盤管式或者套管式或者板式氟氟換熱器。採用節能循環器可在保持 冷凝溫度為較低溫度水平(40 54.4°C)時，即排氣壓力處於較低水平時，有效提升排氣溫 度以保持乃至大大提高出水溫度水平(熱水出水溫度範圍35 10(TC)，同時系統能效比保持 在很高水平，這是一般風冷熱泵及空氣源熱泵熱水、開水兩用機難以達到的，且排氣壓力的 降低可有效減少壓縮機等各部件出現故障的可能性，並延長整機壽命。
本實用新型可作為制冷機冷凝及節能循環部分的標準配置組件應用於熱泵熱水系統，從 而為對整機系統結構進行優化改進，實現高效節能穩定可靠地供冷、供熱、生產生活熱水及 開水的目的提供極佳的設備選擇，使整機結構緊湊、裝配方便、成本低，有效的降低了故障 率，延長使用壽命，安裝、運行、維修方便，地域及氣候適應性廣。


圖1是本實用新型的結構流程示意圖。
圖1中各部件編號與名稱如下
開水器l、過熱器2、常規冷凝器3、過冷器4、節能循環器5、高溫高壓蒸汽進口A、 節能循環器過冷液出口 B、低溫低壓蒸汽進口 C、低溫低壓蒸汽出口 D、低溫進水E、中溫 出水F、高溫出水G、開水出水H。
具體實施方式
以下結合附圖和具體的實施應用例對本實用新型做進一步的說明。 附圖1為本實用新型的結構流程示意圖。
該實用新型由一組氟水換熱器、 一個氟氟換熱器及其它配件組成，其中氟水換熱器組包 括開水器或高溫熱水器(1)、過熱器(2)、常規冷凝器(3)、過冷器(4)中的部分或全部。 開水器或高溫熱水器(1)氟路進口端A與製冷壓縮機排氣管相連，出口端與過熱器(2)進 口相連，過熱器(2)出口端與常規冷凝器(3)進口相連，常規冷凝器(3)出口端與過冷器
(4)進口相連，過冷器(4)出口端與節能循環器(5)液側進口相連，節能循環器(5)液 側出口 B向製冷系統節流機構送出過冷液。過冷器(4)水路進口端E連接低溫供水，出口 端與冷凝器(3)進口相連，冷凝器(3)出口端一路送出中溫生活熱水F，另一路與過熱器
(2)進口相連，過熱器(2)出口端一路送出高溫蓄熱用生活熱水G，另一路與開水器或高 溫熱水器(1)進口相連，開水器或高溫熱水器(1)出口端送出開水H。節能循環器(5)蒸 汽側進口端C與制冷機蒸發出口相連，出口端D與壓縮機吸氣口相連。
開水器或高溫熱水器(1)、節能循環器(5)採用外肋盤管式或者套管式或者板式換熱器， 過熱器(2)、過冷器(4)採用套管式或者板式換熱器，常規冷凝器(3)採用殼管式、板式、 套管式等結構的換熱器。
權利要求1、一種用於多級熱水空調的冷凝熱梯級能量回收裝置，由一組氟水換熱器、一個氟氟換熱器及其它配件組成，其中氟水換熱器組包括開水器或高溫熱水器(1)、過熱器(2)、常規冷凝器(3)、過冷器(4)中的部分或全部；開水器或高溫熱水器(1)進口端與製冷壓縮機排氣管相連，出口端與過熱器(2)進口相連，過熱器(2)出口端與常規冷凝器(3)進口相連，常規冷凝器(3)出口端與過冷器(4)進口相連，過冷器(4)出口端與節能循環器(5)液側進口相連，節能循環器(5)液側出口向製冷系統節流機構送出過冷液；過冷器(4)水路進口端連接低溫供水，出口端與冷凝器(3)進口相連，冷凝器(3)出口端一路送出中溫生活熱水，另一路與過熱器(2)進口相連，過熱器(2)出口端一路送出高溫蓄熱用生活熱水，另一路與開水器或高溫熱水器(1)進口相連，開水器或高溫熱水器(1)出口端送出開水；節能循環器(5)蒸汽側進口端與制冷機蒸發出口相連，出口端與壓縮機吸氣口相連。
2、 如權利要求1所述的用於多級熱水空調的冷凝熱梯級能量回收裝置，其特徵在於所述的 開水器或高溫熱水器(1)、節能循環器(5)採用外肋盤管式或者套管式或者板式換熱器，過 熱器(2)、過冷器(4)採用套管式或者板式換熱器，常規冷凝器(3)採用殼管式、板式、 套管式等結構的換熱器。
專利摘要一種用於多級熱水空調的冷凝熱梯級能量回收裝置，由一組氟水換熱器、一個氟氟換熱器及其它配件組成，其中氟水換熱器組包括開水器、過熱器、常規冷凝器、過冷器中的部分或全部。該實用新型根據壓縮機排氣冷凝熱的狀態變化過程及其特點，採取逆流交換最大程度的利用不同階段的溫度水平，分段取出相應品位的熱量，可作為標準組件方便地應用於小型家用及中型商用空調/熱泵熱水及開水器、大中型工程用中央空調熱水機組，滿足回收制冷機組冷凝熱以提供中溫生活熱水(45～60℃)、高溫蓄能熱水(60～75℃)及開水等多種熱水的需要，且節能循環器的採用可實現極大降低壓縮機排氣壓力，提高制熱能效比(EER)。
文檔編號F24H4/02GK201138036SQ20072031053
公開日2008年10月22日 申請日期2007年12月13日 優先權日2007年12月13日
發明者張茂勇 申請人:張茂勇