熱泵熱水的製造方法
2023-07-23 04:12:51 4
熱泵熱水的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種熱泵熱水機。所述熱泵熱水機包括：依次連接的壓縮機、冷凝器和蒸發器；水箱，具有出水口和進水口；水泵，連接在水箱的出水口和熱水出水管之間；第一閥門，連接在冷水進水管和冷凝器的水側入口之間；第二閥門，連接在水箱的進水口和管網循環水管之間；第三閥門，一端連接於第一閥門和冷凝器的水側入口之間，另一端連接於水泵下遊的熱水出水管；冷凝器的水側出口與水箱的進水口通過水管連通。本發明的熱泵熱水機只需要一個水泵就能實現循環加熱、管網回水以及供應熱水等多個功能，從而降低材料成本和安裝成本。另外，本發明的熱泵熱水機還包括化霜流路，其可以避免除霜過程中有冷水進入水箱的情況發生，保證水箱溫度恆定。
【專利說明】熱泵熱水機
【技術領域】
[0001]本發明涉及熱泵設備領域，尤其涉及一種熱泵熱水機。
【背景技術】
[0002]循環加熱式和靜態加熱式空氣源熱泵熱水機需要被加熱的水多次進出熱泵才能達到設定溫度，而對於一次加熱式(直熱式)熱泵熱水機，冷水流過熱水機一次就達到設定終止溫度。因此，相比循環加熱式和靜態加熱式空氣源熱泵熱水機，一次加熱式(直熱式)熱泵熱水機不會在用戶用水過程中發生大的水溫變化，可以保證用戶用水舒適性。現有的熱泵熱水機主要用於商用場合，還需要實現管網回水功能，因此需要三個獨立的水泵，即水箱水循環加熱水泵、管網回水泵及熱水供水泵。因此，現有的熱泵熱水機的結構較為複雜，並且水泵等材料成本及安裝成本均較高。
[0003]因此，本領域需要一種結構簡單、成本較低且同時能夠實現水箱水循環加熱、管網水回水加熱以及熱水供水等多個功能的熱泵熱水機。
[0004]現有熱泵熱水機在除霜時多數是從冷凝器吸熱，從而會降低冷凝器內水的溫度，將會導致有冷水進入熱水儲水箱，導致水箱溫度降低，影響使用。
[0005]因此，本領域需要一種除霜時不向熱水儲水箱進冷水的熱泵熱水機，保證水箱溫度不降低，提高用戶使用舒適度。
【發明內容】
[0006]本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一。
[0007]為此，本發明的目的在於提供一種結構簡單、成本較低且同時能夠實現水箱水循環加熱、管網水回水加熱以及熱水供水等多個功能的熱泵熱水機。此外，本熱泵熱水機由於特殊的化霜流路設計，可以保證化霜時無冷水進入水箱，保證水箱溫度恆定。
[0008]為實現上述目的，本發明提出一種熱泵熱水機，所述熱泵熱水機包括:
[0009]依次連接的壓縮機、冷凝器和蒸發器，構成一個熱泵循環；
[0010]水箱，具有出水口和進水口；
[0011]水泵，連接在所述水箱的出水口和熱水出水管之間；
[0012]第一閥門，連接在冷水進水管和所述冷凝器的水側入口之間；
[0013]第二閥門，連接在所述水箱的進水口和管網循環水管之間；
[0014]第三閥門，一端連接於所述第一閥門和所述冷凝器的水側入口之間，另一端連接於所述水泵下遊的所述熱水出水管；
[0015]所述冷凝器的水側出口與所述水箱的進水口通過水管連通。
[0016]通過上述結構，本發明的熱泵熱水機只需要一個水泵就能實現循環加熱、管網回水以及供應熱水等多個功能，從而降低材料成本和安裝成本。
[0017]在一個優選實施例中，所述熱泵熱水機還包括化霜流路，所述化霜流路設置為與所述冷凝器並聯，用於為所述蒸發器除霜。採用熱氣旁通除霜，在機組化霜時冷媒不經過冷凝器，從而保證在化霜時不會降低進入水箱的水溫。在一個更優選的實施例中，冷媒單向閥設置在所述冷凝器和所述蒸發器之間，所述化霜流路包括依次連接的化霜電磁閥、化霜節流部件、化霜支路，所述化霜電磁閥的另一端連接於所述冷媒單向閥和所述蒸發器之間的連接管，所述化霜支路的另一端與所述壓縮機的回氣管相連接。
[0018]在一個優選實施例中，所述第一閥門為單向電磁閥，所述第二閥門為電磁閥，所述第三閥門為電動球閥。
[0019]在一個優選實施例中，還包括控制器，所述控制器連接至所述水泵、所述第一閥門、所述第二閥門和所述第三閥門，並被配置為調整所述水泵、所述第一閥門、所述第二閥門和所述第三閥門的開啟和關閉。便於實現自動控制。
[0020]在一個優選實施例中，所述熱泵熱水機還包括設置於所述水箱中的水位開關。這樣可以檢測水箱中的水位，但低於設定水位時所述熱泵熱水機可以自動進入直熱產水模式。
[0021]在一個優選實施例中，所述熱泵熱水機還包括設置於所述水箱中的水箱溫度傳感器，用於檢測所述水箱中的水溫。當水箱中的水溫低於循環設定溫度時所述熱泵熱水機可以自動進入循環保溫模式。
[0022]在一個優選實施例中，所述熱泵熱水機還包括設置於管網循環水管中的溫度傳感器，用於檢測所述管網循環水管中的水溫。當管網循環水管中的水溫低於回水設定溫度時所述熱泵熱水機可以自動進入管網回水模式。
[0023]在一個優選實施例中，所述水箱為開式水箱。所述開式水箱與大氣連通，內部是常壓，具有結構簡單、成本低廉的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]本發明的優點和特徵通過如下的參照附圖描述的實施例會變得顯而易見，在附圖中:
[0025]圖1示出了本發明的一具體實施例的熱泵熱水機的示意圖。
[0026]附圖標記列表:
[0027]100:熱泵熱水機；
[0028]1:壓縮機；2:四通閥；3:冷凝器；3a:冷凝器的水側入口；
[0029]3b:冷凝器的水側出口 ； 4:節流部件；5:冷媒單向閥；
[0030]6:化霜電磁閥；7:化霜節流部件；8:蒸發器；9:化霜支路；
[0031]10:水箱； 1a:出水口 ； 1b:進水口
[0032]11:水位開關；12:水箱溫度傳感器；
[0033]13:冷水進水管；14:進水壓力開關；15:進水單向電磁閥
[0034]16:走水電子膨脹閥；17:水泵；18:水流開關；19:出水單向閥；
[0035]20:出水壓力開關；21:熱水出水管；22:循環加熱電動球閥；
[0036]23:管網循環電磁閥；24:管網循環水管。
【具體實施方式】
[0037]本領域技術人員應理解，以下對本發明的實施例的具體描述僅僅為了充分公開本發明，而不應理解為限制本發明的範圍；本發明的範圍由權利要求書限定。
[0038]本發明的熱泵熱水機包括:依次連接的壓縮機、冷凝器和蒸發器，構成一個熱泵循環；水箱，具有出水口和進水口 ；水泵，連接在所述水箱的出水口和熱水出水管之間；第一閥門，連接在冷水進水管和所述冷凝器的水側入口之間；第二閥門，連接在所述水箱的進水口和管網循環水管之間；第三閥門，一端連接於所述第一閥門和所述冷凝器的水側入口之間，另一端連接於所述水泵下遊的所述熱水出水管；所述冷凝器的水側出口與所述水箱的進水口通過水管連通。
[0039]通過上述結構，本發明的熱泵熱水機只需要一個水泵就能實現循環加熱、管網回水以及供應熱水等多個功能，從而降低材料成本和安裝成本。
[0040]圖1示出了本發明的一具體實施例的熱泵熱水機的示意圖。熱泵熱水機100包括熱泵和水箱10。所述熱泵具有依次連接的壓縮機1、四通閥2、冷凝器3、節流部件4和蒸發器8。水箱10具有保溫功能，包括出水口 1a和進水口 10b。優選地，水箱10可以為開式水箱，與大氣連通，內部是常壓。而循環加熱式和靜態加熱式熱泵熱水機使用的承壓式水箱。相比承壓式水箱，開式水箱具有結構簡單、成本低廉等優點。進水壓力開關14、進水單向電磁閥15和走水電子膨脹閥16依次連接在冷水進水管13和冷凝器3的水側入口 3a。例如，冷水進水管13可以連接至自來水龍頭，在自來水的供水壓力下，將冷水供應至冷凝器3。冷凝器3的水側出口 3b與水箱10的進水口 1b液體連通，用於將被加熱的水供應至水箱
10。這樣可以實現熱泵熱水機100的直熱產水功能，下面會進行詳細描述。水泵17、水流開關18、出水單向閥19和出水壓力開關20依次連接在出水口 1a和熱水出水管21之間。使用水泵17可以實現供應熱水功能，下面會進行詳細描述。管網循環電磁閥23連接在水箱進水口 1b與管網循環水管24之間。使用水泵17可以實現管網回水功能，下面會進行詳細描述。循環加熱電動球閥22的一端連接於走水電子膨脹閥16和冷凝器3的水側入口3a之間的連接管，另一端連接於水流開關18和出水單向閥19之間的連接管。使用水泵17可以實現循環加熱功能，下面會進行詳細描述。
[0041]在一優選實施例中，熱泵熱水機100還可以包括化霜流路，所述化霜流路設置為與冷凝器3並聯，用於為蒸發器8除霜。冷媒單向閥5可以設置在冷凝器3和蒸發器8之間。所述化霜流路可以包括依次連接的化霜電磁閥6、化霜節流部件7、化霜支路9，化霜電磁閥9的另一端連接於冷媒單向閥5和蒸發器8之間的連接管，化霜支路9的另一端與壓縮機I的回氣管相連接。這樣可以採用熱氣旁通除霜實現熱泵的除霜功能，下面會進行詳細描述。在熱泵除霜時冷媒不經過冷凝器，從而保證在化霜時不會降低進入水箱的水溫。應理解，也可以採用其他除霜方式，例如逆循環除霜。採用逆循環除霜時，通過四通閥2的動作，熱泵從制熱運行模式切換到製冷運行模式。壓縮機排出的高溫高壓氣體進入蒸發器，溼氣表面溫度升高，將霜層融化除掉。然而，這種除霜方式在除霜時冷凝器作為蒸發器，表面溫度會降低，當恢復制熱後，較長一段時間不會出熱水。
[0042]在其它優選實施例中，熱泵熱水機100還可以包括設置於水箱10中的水位開關
11。這樣可以檢測水箱10中的水位，但低於設定水位時熱泵熱水機100可以自動進入直熱產水模式。
[0043]在其它優選實施例中，熱泵熱水機100還可以包括設置於水箱10中的水箱溫度傳感器12。這樣可以檢測水箱溫度，當水箱溫度低於循環設定溫度時熱泵熱水機100可以自動進入循環保溫模式。在管網循環水管24中還可以設有管網溫度傳感器(未示出)。這樣可以檢測管網溫度，當管網溫度低於回水設定溫度時熱泵熱水機100可以自動進入管網回水模式。
[0044]熱泵熱水機100還包括控制器(未示出)。該控制器通常會包括一個或多個處理器，以及存儲有所述處理器執行的例行程序的存儲器。所述處理器可以是任意合適類型，包括微處理器、現場可編程門陣列、專用和通用計算機的處理器等等。類似地，所述存儲器可包括隨機存儲器、快閃記憶體、只讀存儲器，或任何其他合適類型。儘管未示出，但所述控制器還包括用於接收(例如水位開關11、水箱溫度傳感器12、管網溫度傳感器、進水壓力開關14、水流開關18、出水壓力開關20等)感測信號的輸入/輸出電路，以及用於為閥系(化霜電磁閥6、進水單向電磁閥15、循環加熱電動球閥22、管網循環電磁閥23等)、電機(壓縮機1、水泵17)等等輸出控制信號的接口電路，或者所述電路與用於接收感測信號的輸入/輸出電路，以及用於為閥系、電機等等輸出控制信號的接口電路相關聯。當然，所述控制器還可以電連接至壓縮機I的電動機，控制其開停。
[0045]下面將詳細描述本發明的熱泵熱水機100的工作原理。熱泵熱水機100具有直熱產水、循環保溫、供應熱水、管網回水、熱泵除霜等多種工作模式。
[0046]1.直熱產水模式
[0047]當水箱10中的水位開關11檢測到水位低於設定水位一定位置(例如下一格時，此模式下熱泵開啟，進水壓力開關14、進水單向電磁閥15開啟，冷水從冷水進水管13在自來水的壓力下進入冷凝器3進行加熱(例如40?60°C)後，從水箱10的進水口 1b進入水箱10。直到水位開關11檢測到水位達到預定水位(例如第四格)時，停止直熱產水。
[0048]2.循環保溫模式
[0049]當水箱10中的水箱溫度傳感器12檢測到水箱溫度低於循環設定溫度(例如30?48°C)時，則開啟循環保溫模式。此模式下熱泵開啟，進水單向電磁閥15、管網循環電磁閥23均閉合，循環加熱電動球閥22開啟，水泵17開啟，此時水箱10中的水從出水口 1a通過水泵17經水流開關18、循環加熱電動球閥22從冷凝器3的水側入口 3a進入冷凝器3被加熱(例如溫升為5°C左右)，經冷凝器3的水側出口 3b，從進水口 1b進入水箱10。直到水箱溫度達到設定溫度，停止熱泵。
[0050]3.供應熱水模式
[0051]當用戶打開用水末端時，出水壓力開關20檢測到熱水出水管21中的壓力下降，此時水泵17開啟，進水單向電磁閥15、循環加熱電動球閥22、管網循環電磁閥23均閉合，水箱10中的熱水從出水口 1a流出，這樣就可以實現供應熱水功能。當所有用水末端關閉，出水壓力開關20檢測到熱水出水管21中的壓力增大，達到一定值時，水泵17停止，從而停止供應熱水。
[0052]4.管網回水模式
[0053]當管網中的水溫低於回水溫度下限(例如40?48°C )時,循環加熱電動球閥22閉合、管網循環電磁閥23開啟、水泵17開啟，熱水被供應至管網中，涼水管網循環電磁閥23從水箱10的進水口 1b進入水箱10。當管網中的水溫高於回水溫度上限(例如45?500C )時，管網循環電磁閥23閉合、水泵17閉合，停止管網回水。
[0054]5.熱泵除霜模式[0055]當熱泵進入除霜模式時，化霜電磁閥6開啟。壓縮機I排出的高溫高壓氣體經過四通閥2進入蒸發器8，經化霜電磁閥6、化霜節流部件7、化霜支路9，回到壓縮機I的回氣管(見圖1中虛線箭頭指示的路線)。在除霜模式下，化霜流路與冷凝器3並聯，由於冷媒單向閥5的存在，從蒸發器8出來的冷媒不會進入冷凝器3。圖1中的實現箭頭指示的是熱泵進入制熱模式時的冷媒循環。在制熱模式下，化霜流路與蒸發器8並聯，但是由於此時化霜電磁閥6關閉，從冷凝器3出來的冷媒不會進入化霜流路。
[0056]以上描述了本發明的具體實施例。在本發明的範圍內，可以對上述實施例進行各種改進、修改。例如，可以採用多種方式組合本發明的特徵。
【權利要求】
1.一種熱泵熱水機，其特徵在於，包括: 依次連接的壓縮機、冷凝器和蒸發器，構成一個熱泵循環； 水箱，具有出水口和進水口 ； 水泵，通過管路連接在所述水箱的出水口和熱水出水管之間； 第一閥門，連接在冷水進水管和所述冷凝器的水側入口之間； 第二閥門，連接在所述水箱的進水口和管網循環水管之間； 第三閥門，一端連接於所述第一閥門和所述冷凝器的水側入口之間，另一端連接於所述水泵下遊的所述熱水出水管； 所述冷凝器的水側出口與所述水箱的進水口通過水管連通。
2.根據權利要求1所述的熱泵熱水機，其特徵在於，所述熱泵熱水機還包括化霜流路，所述化霜流路設置為與所述冷凝器並聯，用於為所述蒸發器除霜。
3.根據權利要求2所述的熱泵熱水機，其特徵在於，冷媒單向閥設置在所述冷凝器和所述蒸發器之間，所述化霜流路包括依次連接的化霜電磁閥、化霜節流部件、化霜支路，所述化霜電磁閥的另一端連接於所述冷媒單向閥和所述蒸發器之間的連接管，所述化霜支路的另一端與所述壓縮機的回氣管相連接。
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的熱泵熱水機，其特徵在於，所述第一閥門為單向電磁閥，所述第二閥門為電磁閥，所述第三閥門為電動球閥。
5.根據權利要求4所述的熱泵熱水機，其特徵在於，還包括控制器，所述控制器連接至所述水泵、所述第一閥門、所述第二閥門和所述第三閥門，並被配置為調整所述水泵、所述第一閥門、所述第二閥門和所述第三閥門的開啟和關閉。
6.根據權利要求4所述的熱泵熱水機，其特徵在於，還包括設置於所述水箱中的水位開關。
7.根據權利要求4所述的熱泵熱水機，其特徵在於，還包括設置於所述水箱中的溫度傳感器，用於檢測所述水箱中的水溫。
8.根據權利要求4所述的熱泵熱水機，其特徵在於，還包括設置於管網循環水管中的溫度傳感器，用於檢測所述管網循環水管中的水溫。
9.根據權利要求1-3中任意一項所述的熱泵熱水機，其特徵在於，所述水箱為開式水箱。
【文檔編號】F24H4/02GK104034031SQ201410289461
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月24日 優先權日:2014年6月24日
【發明者】駱名文 申請人:廣東美的暖通設備有限公司, 美的集團股份有限公司