CN101280957A - 并列双循环热泵热水器 - Google Patents

Abstract

一种并列双循环热泵热水器装置，两组蒸气压缩热泵装置，各组蒸气压缩热泵装置均包括压缩机、散热器、水箱、节流元件、蒸发器，各自独立，其散热器并联连接于水箱中，各压缩机的出口端连接各自热泵的散热器，各压缩机的入口端连接各自热泵的蒸发器；各散热器内置于水箱中，通过管路各自连接节流元件，节流元件通过管路与各自蒸发器连通。各自独立的蒸气压缩式热泵装置其换热器、压缩机和节流元件间得到了很好的匹配；可以用开启其中一组或同时两组蒸气压缩热泵装置来生产热水，以这种方式来人为控制热泵制热量和噪音。

Description

并列双循环热泵热水器

技术领域

本发明涉及一种蒸气压缩式热泵热水系统，特别是一种可以以室外或室内空气源作为热源，用于热泵热水器中的并列双循环热泵热水器。

背景技术

在现有的蒸气压缩式空气源热泵热水器热泵循环中，工质被压缩机压缩后，被压缩机排放到散热器中，向高温热源(水)释放热量并冷凝，再经过节流元件(如毛细管、膨胀阀)时被节流，工质压力和温度均降低，然后进入蒸发器，从低温热源(空气)吸收热量并蒸发，最后重新进入压缩机被压缩，完成一个完整循环。

现有技术中，蒸气压缩式空气源热泵热水器已经商品化。其热泵循环采用单循环结构，使用室外空气源。此类热泵热水器，热泵蒸发器总成布置在室外，热泵散热器或内置散热器的水箱可布置在室外或室内。这种结构的热泵热水器，其热泵运行时，特别是压缩机为定转速的压缩机时，其热泵制热量相对比较难以被人为控制、其低温适应性相对较差，也影响了其应用范围。而且，这种结构的空气源热泵热水器，热泵安装工作的一部分是在室外进行，特别是在高层楼盘安装时，其安装工人具有一定的安全风险，热水器室外机也影响所在建筑、乃至整个宏观区域的美观。

目前已有的空气源热泵热水器，其热泵循环均为单循环，没有热泵热量输出控制的相关内容，这个方面的欠缺研究，也约束了热泵的应用范围，而且多利用室外空气源。本发明人2007年申报了发明专利“室内空气源双压缩机家用热泵热水器”(专利申请号：200710018740.8)，提出了双压缩机热泵热水器方案，该方案中压缩机并联，使用公共的蒸发器、节流元件和散热器，该方案使热泵热水器可全部安装于室内，可以灵活控制压缩机的启停来控制热泵的热量输出，单压缩机运行时，拥有较大的两器面积，因而具有高能效比的潜力。但是，由于两器面积既需要和单个压缩机运行时匹配，也要和多个压缩机共同运行时的性能匹配，因此，在实际运行中，会带来或者单个压缩机运行时，或多个压缩机运行时，系统工况可能不在适宜工况下运行，给系统稳定工作带来一定的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够进行热泵制热量输出控制、压缩机噪音控制的并列双循环热泵热水器。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括两组或两组以上并联的蒸气压缩热泵装置，各组蒸气压缩热泵装置均包括压缩机、散热器、节流元件、和蒸发器，所述的压缩机的出口与散热器相连通，散热器通过节流元件与蒸发器相连通，蒸发器的出口与压缩机的入口相连通，所说的各组散热器均置于同一个容器中。

本发明的容器为水箱，散热器置于水箱中；蒸发器外侧设置有一个或与蒸发器数量相同的风扇。

本发明的容器为间接换热器，散热器置于间接换热器中，水箱通过间接换热器循环水泵与间接换热器构成封闭的循环水路；蒸发器外侧设置有一个或与蒸发器数量相同的风扇。

本发明的容器为水箱，散热器置于水箱中，且在水箱还设置有与自来水相连的即热换热器；蒸发器外侧设置有一个或与蒸发器数量相同的风扇。

本发明采用并列双蒸气压缩式热泵循环，每个蒸气压缩式循环有各自的蒸发器、压缩机、散热器和节流元件，每个循环的两器、节流元件和压缩机间都能得到很好的匹配。可以用开启其中一组或同时两组蒸气压缩热泵装置来生产热水，以这种方式来人为控制热泵制热量和噪音。当对热泵热水器的热水供应没有时间限制时，可以只启用其中一组蒸气压缩热泵装置的热泵运行方式。同单组蒸气压缩装置热泵相比，在两组蒸气压缩装置的压缩机的累加功率与单组压缩机功率相同的情况下，开启两组压缩热泵系统其中一组运行时，其压缩机功率将约为单组压缩机热泵系统的二分之一，各自独立的蒸气压缩式热泵装置其换热器、压缩机和节流元件间得到了很好的匹配；当不需要快速热水时，使用其中一组蒸气压缩热泵装置来运行热泵循环，在冬天使用，不会对室内空气温度场分布造成明显的改变；可以使用室内热源，也可以使用室外空气源，在夏天使用时，可以造成室内局部温度下降，有居室清凉的作用；又可以控制噪音，不对室内使用带来过大噪音。

附图说明

图1为本发明提供的采用两组蒸气压缩装置中蒸发器共用风扇的空气源并列双循环热泵热水器热泵循环示意图；

图2为本发明提供的采用两组蒸气压缩装置中蒸发器各自拥有风扇的并列双循环热泵热水器热泵循环示意图；

图3为本发明提供的采用中间换热器且两组蒸气压缩装置中蒸发器共用风扇的并列双循环热泵热水器示意图；

图4为本发明提供的采用中间换热器且两组蒸气压缩装置中蒸发器各自拥有风扇的并列双循环热泵热水器示意图；

图5为本发明提供的可用于非承压水箱中换热且两组蒸气压缩装置中蒸发器共用风扇的室内空气源并列双循环热泵热水器热力循环示意图；

图6为本发明提供的可用于非承压水箱中换热且两组蒸气压缩装置中蒸发器各自拥有风扇的室内空气源并列双循环热泵热水器示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明

实施例1，参见图1，图2。本发明的并列双循环热泵热水器，包括两组蒸气压缩热泵装置，第一压缩机20出口端通过管路51连接第一散热器60，第一压缩机20入口端连接第一蒸发器40。第一散热器60置于水箱10中，第一散热器60通过管路53与第一节流元件30连通，并且通过管路55连接第一蒸发器40，第一蒸发器40通过管路57与第一压缩机20相连。第二压缩机22出口端通过管路52与第二散热器61相连，第二压缩机22入口端连接第二蒸发器41。第二散热器61置于水箱10中，第二散热器61通过管路54与第二节流元件31连通，并且通过管路56连接第二蒸发器41，第二蒸发器通过管路58与压缩机22相连。

图1中第二蒸发器40、第二蒸发器41共用一个风扇70。图2中第一蒸发器40使用第一蒸发器风扇71，第二蒸发器41使用第二蒸发器风扇70。

本实施例中的第一压缩机20和第二压缩机22可以单独开启运行，也可以同时开启运行，蒸发器中工质与室内空气换热，也可以与室外空气换热。

当然，蒸气压缩装置的数量还可以根据需要增加，可以单独一个装置开启运行，也可以同时开启运行，均可以达到本发明的目的。

实施例2，参见图3、图4。本发明的并列双循环热泵热水器，包括两组蒸气压缩热泵装置，两组装置并联作用，第一压缩机20的出口端通过管路51连接第一散热器60，第一压缩机20的入口端连接第一蒸发器40，第二压缩机22的出口端通过管路52连接第二散热器61，第二压缩机22的入口端连接第二蒸发器41，第一散热器60、第二散热器61均置于间接换热器90中，水箱10通过间接换热器90、循环水泵80、管路101、102、103构成一个封闭循环水路，第一散热器60、第二散热器61在间接换热器90中与水箱10中的水实现换热，第一散热器60通过管路53与第一节流元件30连通，并且通过管路55连接第一蒸发器40，第一蒸发器40通过管路57与第一压缩机20相连。第二散热器61通过管路54与第二节流元件31连通，并且通过管路56连接第二蒸发器41，第二蒸发器41通过管路58与第二压缩机22相连。

图3中第一蒸发器40、第二蒸发器41共用同一个风扇70。图4中第一蒸发器40使用第一蒸发器风扇71，第二蒸发器41使用第二蒸发器风扇70。

本实施例中的两组蒸气压缩装置可单独作用，即第一压缩机20和第二压缩机22可以单独开启运行，也可以同时开启运行，蒸发器中工质与室内空气换热，也可以与室外空气换热。

实施例3，参见图5、图6。本发明的并列双循环热泵热水器，包括两组蒸气压缩装置，两组装置并联连接作用，第一压缩机20的出口端通过管路51与第一散热器60相连，第一压缩机20的入口端连接第一蒸发器40，第二压缩机22的出口端通过管路52连接第二散热器61，第二压缩机22的入口端连接第二蒸发器41，第一散热器60和第二散热器61均置于水箱10中，自来水通过循环散热器63与在水箱10中的水实现换热，第一散热器60通过管路53与第一节流元件30连通，并且通过管路55连接第一蒸发器40，第一蒸发器40通过管路57与第一压缩机20相连。第二散热器61通过管路54与第二节流元件31连通，并且通过管路56连接第二蒸发器41，第二蒸发器41通过管路58与第二压缩机22相连。

图5中第一蒸发器40和第二蒸发器41共用同一个风扇70。图6中第一蒸发器40使用第一蒸发器风扇71，第二蒸发器41使用第二蒸发器风扇70。

本实施例中的两组蒸气压缩装置可单独作用，即压缩机20、22可以单独开启运行，也可以同时开启运行，蒸发器中工质与室内空气换热。

当然，蒸气压缩装置的数量还可以根据需要增加，以单独开启运行，也可以同时开启运行，均可以达到本发明的目的。

本发明采用各独立蒸气压缩热泵装置里的压缩机与两器、节流元件能更好的匹配，热泵系统运行能够更加稳定。在使用室内空气源时，在冬天使用，不会对室内空气温度场分布造成明显的改变，在夏天使用时，可以造成室内局部温度下降，有居室清凉的作用；又可以控制噪音，不对室内使用带来过大噪音。同时，可仅在室内安装，非常方便，避免了室外安装使用带来的种种的弊端。此时，小功率压缩机运行噪音将明显处于较小的水平；还有，小功率压缩机热泵运行时，其对空气源的吸热量也相对减小，如果使用室内空气源，室内空气温度场的变化将不明显，对人类以及室内环境的影响很小，压缩机也可以置于室外，这样更避免了对室内温度的影响。可根据工作环境条件自动切换两种运行模式，如果需要热泵系统高制热量输出时，同时开启多组蒸气压缩装置，可以提供最大供热量，满足热水供应需要。同时两个蒸发器可共用一个风扇，简化结构，也可以各用各的风扇。室内安装固定相对简单，避免了室外安装和破坏建筑物美观等麻烦。

Claims (7)

1、并列双循环热泵热水器，其特征在于：包括两组或两组以上并联的蒸气压缩热泵装置，各组蒸气压缩热泵装置均包括压缩机、散热器、节流元件、和蒸发器，所述的压缩机的出口与散热器相连通，散热器通过节流元件与蒸发器相连通，蒸发器的出口与压缩机的入口相连通，所说的各组散热器均置于同一个容器中。

2、根据权利要求1所述的并列双循环热泵热水器，其特征在于：所说的容器为水箱，散热器置于水箱中。

3、根据权利要求1或2所述的并列双循环热泵热水器，其特征在于：所说的蒸发器外侧设置有一个或与蒸发器数量相同的风扇。

4、根据权利要求1所述的并列双循环热泵热水器，其特征在于：所说的容器为间接换热器，散热器置于间接换热器中，水箱通过间接换热器循环水泵与间接换热器构成封闭的循环水路。

5、根据权利要求1或4所述的并列双循环热泵热水器，其特征在于：所说的蒸发器外侧设置有一个或与蒸发器数量相同的风扇。

6、根据权利要求1所述的并列双循环热泵热水器，其特征在于：所说的容器为水箱，散热器置于水箱中，且在水箱还设置有与自来水相连的即热换热器。

7、根据权利要求1或6所述的并列双循环热泵热水器，其特征在于：所说的蒸发器外侧设置有一个或与蒸发器数量相同的风扇。

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