CN201053786Y - 高效节能热泵热水机组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高效节能热泵热水机组，是一种利用热泵供应热水的装置。包括压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，所述冷凝器为螺旋套管式换热器，螺旋套管式换热器的制冷剂进、出口分别连接压缩机和节流阀；所述热水机组还包括储水箱，储水箱内设有螺旋管换热器，所述螺旋管换热器的进水口连接自来水管路，出水口连接所述螺旋套管式换热器的进水口；所述螺旋套管式换热器的出水口连接到所述储水箱的上部。本实用新型所产生的有益效果是，通过两级换热对空调系统的冷凝热进行回收，回收率高，本实用新型的COP值可达6.0～10.0；可以提供55℃的热水，节约了电能，同时还减少了对环境的热污染；可以对蒸发器进行除霜，除霜效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种利用热泵原理供应热水的装置，具体地说是一种高效节能热泵热水机组。
背景技术
目前的空调系统无论是哪种型式的热泵热水机组(如普通风冷热泵、水冷热泵或家用热泵)，当运行时总是有相当少的冷凝热(在制热水工况下运行，冷凝热只能达到制冷量的1.15～1.3倍)在螺旋套管换热器中与自来水或者循环水箱中的冷热水直接换热，造成水资源、电能的较大浪费。普通的热泵热水机COP值一般为3.8～4.0，属低品位热能，采用一般的热交换器不能充分回收这部分热能。对于建筑物来说，它又需要大量的生活热水供应，特别是酒店宾馆类建筑。所以添加加热设备是必要的。随着人们的生活水平不断的提高，生活热水的需要量也是越来越大，如果能将冷凝热全部或部分回收(自来水在热水保温储水箱内置的螺旋管换热器作用下，提高自来水温度，达到自给自足的功效)来加热生活热水，不但可以减少冷凝热对周边环境的污染，而且还可以节省不少的能源。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种热回收率高，成本低，节能效果好的高效节能热泵热水机组。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：高效节能热泵热水机组，包括压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，所述冷凝器为螺旋套管式换热器，所述螺旋套管式换热器的制冷剂进、出口分别连接压缩机和节流阀；所述热水机组还包括储水箱，所述储水箱内设有螺旋管换热器，所述螺旋管换热器的进水口连接自来水管路，出水口连接所述螺旋套管式换热器的进水口；所述螺旋套管式换热器的出水口连接到所述储水箱的上部。
所述螺旋管换热器的进水口上设有过滤器；所述螺旋管换热器的出水口上串接有进水电磁阀、压力制水阀、热水循环泵和水流开关；所述螺旋套管式换热器的出水口上设有传感器套筒。
所述储水箱下部设有与所述螺旋套管式换热器的进水口相连的出水口，连接管路上设有单向阀和上游回水电磁阀。
所述储水箱上部设有高中低水位控制器，下部设有回水传感器。
所述压缩机与冷凝器之间的连接管路和所述蒸发器与压缩机之间的连接管路通过四通阀相连。
所述压缩机与四通阀之间的管路上设有高压开关和排气温度传感器；所述冷凝器与所述节流阀之间连接有贮液器；所述节流阀一侧设有旁通管，所述旁通管上设有单向阀；所述蒸发器与所述压缩机之间设有低压开关和气液分离器。
本实用新型所产生的有益效果是，通过两级换热对空调系统的冷凝热进行回收，回收率高，本实用新型的COP值可达6.0～10.0；可以提供55℃的热水，节约了电能，同时还减少了对环境的热污染；可以对蒸发器进行除霜，除霜效率高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型的高效节能热泵热水机组的一种实施列的结构原理图。
图中：1.制冷剂部分，2.水路部分，101.压缩机，102.高压开关，103.排气温度传感器，104.四通阀，105.螺旋套管式换热器(冷凝器)，106.贮液器，107.节流阀，108.单向阀，109.蒸发器，110.排风装置，111.低压开关，112.气液分离器，201.Y型过滤器，202.螺旋管换热器，203.进水电磁阀，204.压力制水阀，205.热水循环泵，206.水流开关，207.回水单向阀，208.上游回水电磁阀，209.传感器套筒，210.储水箱，211.高中低水位控制器，212.内牙接头，213.回水传感器。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的高效节能热泵热水机组的循环管路可以分成两部分：制冷剂部分1和水路部分2。
其中，制冷剂部分1包括呈环路串接在一起的压缩机101、冷凝器105、节流阀107和蒸发器109，压缩机101与冷凝器105之间的连接管路和所述蒸发器109与压缩机101之间的连接管路通过四通阀104相连；压缩机101与四通阀104之间的管路上设有高压开关102和排气温度传感器103；冷凝器105与节流阀107之间连接有贮液器106；节流阀107一侧设有旁通管，旁通管上设有单向阀108；蒸发器109与压缩机101之间设有低压开关111和气液分离器112；冷凝器105为一螺旋套管式换热器，螺旋套管式换热器105的制冷剂进、出口分别连接压缩机101和节流阀107；蒸发器109旁边设有排风装置110。
水路部分包括一个储水箱210，储水箱210内设有螺旋管换热器202，螺旋管换热器202的进水口连接自来水管路，出水口连接螺旋套管式换热器105的进水口；螺旋套管式换热器105的出水口连接到储水箱210的上部。螺旋管换热器202的进水口上设有Y型过滤器201；螺旋管换热器202的出水口上串接有进水电磁阀203、压力制水阀204、热水循环泵205和水流开关206；螺旋套管式换热器105的出水口上设有传感器套筒209。储水箱210下部设有与螺旋套管式换热器105的进水口相连的出水口，连接管路上设有回水单向阀207和上游回水电磁阀208。储水箱210上部通过内牙接头212安装有高中低水位控制器211，下部设有回水传感器213。
本实用新型的工作原理是：
直出热水运行：
1)压缩机101得电工作将制冷剂蒸气压缩成高温、高压的气体，并送入螺旋套管式换热器(以下简称冷凝器)105，此时四通阀104不工作，进水电磁阀203打开，上游回水电磁阀208关闭。
2)高温高压的制冷剂气体在冷凝器105中被自来水冷却，同时放出大量源源不断55℃的热水储存在保温储水箱210内，并将热水储存起来以供生活所需，在这个过程冷凝成高压中温液体，并流向节流阀107。
3)高压、中温制冷剂液体在节流阀107中减压，变成低温、低压的气液两相体。
4)低温、低压的气液两相体进入蒸发器109中汽化并吸收空气中的热能，吸热后的低压蒸气被压缩机101吸入且进入下一个循环。
5)制冷系统保护功能：高压开关102，低压开关111，排气温度传感器103；水路系统保护功能：水流开关206；防冻功能：冬季为防止水管、水泵冻裂，机组在环境温度≤2℃，出水温度小于10℃时，且热水循环泵205连续断电时间超过30分钟时，启动热水循环泵20560秒后断电。周期运行：此时上游回水电磁阀208打开、热水循环泵通电205，进水电磁阀203关闭。主要避免水源结冰膨胀对冷凝器105的破坏，在零下气温低的环境下较适合，比如北方。
6)制热水运行时，水路系统上有一个进水电磁阀203、一个压力制水阀204、一个热水循环泵205参与工作，当压缩机101启动后的30秒钟内，压力制水阀204受压缩机101出来的高温高压的制冷剂作用，顶开压力制水阀204，达到一开机就有源源不断的55℃热水，然后进入保温储水箱210内储存。
直出热水时，自来水先进保温储水箱210内置螺旋管换热器202一级加热，自来水吸收热量，热水放出热量。介质是水-水，作用是提高自来水温度，目的是让螺旋式套管换热器105二级加热，让直出55℃热水与自来水的温差减小，提高COP值6.0到10.0。
除霜运行：
1)除霜传感器检测到蒸发器109结霜温度后(可设定)，压缩机101得电工作将制冷剂蒸气压缩成高温、高压的气体，并送入蒸发器109，此时四通阀104工作，上游回水电磁阀208打开，进水电磁阀204关闭。
2)高温高压的制冷剂气体在冷凝器105中释放热量，同时来自保温储水箱210大量的55℃热水进入冷凝器中循环吸收冷凝器中的冷量，达到除霜快，效率高的目的。在这个过程冷凝成高压中温的液体储存在贮液器106里面，利用贮液能力平衡和稳定系统内的制冷剂的循环量，并流向节流阀107。
3)高压、中温制冷剂液体在节流阀107中减压，变成低温、低压的液体。
4)低温、低压的液体进入蒸发器109后在那里汽化吸收保温储水箱210中热水传递给冷凝器105的热能，吸热后的低压蒸气被压缩机101吸入进入下一个循环。
5)除霜运行时，水路系统上有一个回水单向阀207、一个上游回水电磁阀208、一个共用的热水循环泵205参与工作，工作流程：上游回水电磁阀208得电，进水电磁阀203关闭，热水循环泵205启动将保温储水箱210中55℃热水输送到螺旋套管式换热器105中循环放热，然后进入保温储水箱210中温热水混合。
进入螺旋套管换热器中的保温储水箱210中的55℃热水，放热后形成的温水再流入保温储水箱210内，作用是提高压缩机101的排气温度，效果是除霜时间短，3-5分钟(可设定)内可完全除霜，水路工作流程是进水电磁阀203关闭，上游回水电磁阀208打开。
回水运行：
1)回水传感器213检测到保温储水箱210底部的设定温差值(可设定)，压缩机101得电工作将制冷剂蒸气压缩成高温、高压的气体，并送入螺旋套管式换热器105，此时四通阀104不工作，上游回水电磁阀208打开，进水电磁阀203关闭。
2)高温高压的制冷剂气体在冷凝器105中释放热量，同时来自保温储水箱210内的热水进入冷凝器105中循环加热，此时的加热过程为循环加热。然后在这个过程冷凝成高压中温的液体储存在贮液器106里面，利用贮液能力的平衡和稳定系统内的制冷剂的循环量，并流向节流阀107。
3)高压、中温制冷剂液体在节流阀107中减压，变成低温、低压的气液两相体。
4)低温、低压的气液两相体进入蒸发器109中汽化并吸收空气中的热能，吸热后的低压蒸气被压缩机吸入进入下一个循环。
5)回水运行时，水路系统上有一个回水单向阀207、一个上游回水电磁阀208、一个共用的热水循环泵205参与工作，工作流程：上游回水电磁阀208得电，进水电磁阀203关闭，热水循环泵205启动将保温储水箱210中的中温水输送到螺旋套管式换热器105中循环放热，然后进入保温储水箱210中温热水混合，当回水传感器213检测达到设定温度时，热泵热水机组停止运行。
Claims (6)
1.高效节能热泵热水机组，包括压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，其特征在于，所述冷凝器为螺旋套管式换热器，所述螺旋套管式换热器的制冷剂进、出口分别连接压缩机和节流阀；所述热水机组还包括储水箱，所述储水箱内设有螺旋管换热器，所述螺旋管换热器的进水口连接自来水管路，出水口连接所述螺旋套管式换热器的进水口；所述螺旋套管式换热器的出水口连接到所述储水箱的上部。
2.根据权利要求1所述的高效节能热泵热水机组，其特征在于，所述螺旋管换热器的进水口上设有过滤器；所述螺旋管换热器的出水口上串接有进水电磁阀、压力制水阀、热水循环泵和水流开关；所述螺旋套管式换热器的出水口上设有传感器套筒。
3.根据权利要求1所述的高效节能热泵热水机组，其特征在于，所述储水箱下部设有与所述螺旋套管式换热器的进水口相连的出水口，连接管路上设有单向阀和上游回水电磁阀。
4.根据权利要求1所述的高效节能热泵热水机组，其特征在于，所述储水箱上部设有高中低水位控制器，下部设有回水传感器。
5.根据权利要求1所述的高效节能热泵热水机组，其特征在于，所述压缩机与冷凝器之间的连接管路和所述蒸发器与压缩机之间的连接管路通过四通阀相连。
6.根据权利要求5所述的高效节能热泵热水机组，其特征在于，所述压缩机与四通阀之间的管路上设有高压开关和排气温度传感器；所述冷凝器出口与所述节流阀之间连接有贮液器；所述节流阀一侧设有旁通管，所述旁通管上设有单向阀；所述蒸发器与所述压缩机之间设有低压开关和气液分离器。
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Effective date of registration: 20111025 Address after: 528200 Guangdong Province Nanhai District of Foshan City Heng Tian Industrial Zone under water Patentee after: FOSHAN NANHAI JUTENG ENVIRONMENTAL PROTECTION EQUIPMENT CO., LTD. Address before: 425000 Yongzhou province Hunan city Lingling District Huilong Road No. 44 Patentee before: Gui Haiyan |
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| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20080430 |
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| CX01 | Expiry of patent term |