CN101435649B - 一种节能型双温饮水机的冷、热水供应方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于双温饮水机供应冷热水的方法技术领域。本发明所述的节能型双温饮水机的冷、热水供应方法是将跨临界CO2热泵循环系统中的压缩机、热胆或气体冷却器、膨胀阀、冷胆或蒸发器通过管道串联形成一个循环环路，其中热胆和气体冷却器并联，冷胆和蒸发器并联。本发明将二氧化碳热泵系统引入饮水机，形成一个跨临界二氧化碳热泵饮水机，可把冷水中的热量转移到热水中，从而同时供给冷水和热水，发挥二氧化碳热泵系统在节能和环保方面的优势。

Description

一种节能型双温饮水机的冷、热水供应方法 
技术领域
本发明属于双温饮水机供应冷热水的方法技术领域。 
背景技术
由于大气臭氧层破坏、全球气温变暖、气候异常等环境问题日益严重，节能和环保已成为全人类共同关注的课题。 
随着人们生活水平的提高，饮水机已经在人们生活和工作中得到普及，目前我国饮水机年产量已达3000万台，而且人们对饮水机性能的要求越来越高，不但能提供热水，还要提供冷水。饮水机加热功率一般为300-1000w，制冷功率一般为80-100w。一个家庭一天在饮水机上的用电量为0.5-1.5度，一座中型的办公大楼一天在饮水机上的用电量可达500-1000w，我国饮水机年产量达3000万台，由此可见在饮水机上的节能潜力非常可观。 
目前市场上的饮水机主要有供热水型(单温型)和供热水冷水型(双温型)两种型式。供热水型饮水机采用的是电加热，它具有结构简单、加热量大，加热迅速的优点，但它的耗能较大，且容易发生短路事故。供冷水热水型既能提供热水又能提供冷水，它的加热形式也是电加热，但其制冷形式有两种，一种是半导体制冷，另一种是压缩式制冷。半导体制冷的制冷量比较小，而普通压缩式制冷采用的制冷剂是氟利昂，只能提供低于30-40℃的热水，不能满足需求，需要电加热来补充加热，使饮水机装置复杂，且其对环境有一定的破坏作用。 
发明内容
本发明的目的就是克服上述的种种缺陷，提供一种节能环保型双温饮水机的冷、热水供应方法，本发明的方法是将二氧化碳热泵引入饮水机组成一个系统，形成一个跨临界二氧化碳热泵饮水机，同时供应冷热水，发挥二氧化碳热泵系统在环保和节能方面的优势。 
为达上述目的，本发明采取的具体技术方案如下： 
一种节能型双温饮水机的冷、热水供应方法，该方法是将跨临界CO2热泵循环系统中的压缩机、热胆或气体冷却器、膨胀阀、冷胆或蒸发器通过管道串联形成一个循环环路，其中热胆和气体冷却器并联，冷胆和蒸发器并联。 
本发明的双温饮水机供应冷、热水的方法就是通过跨临界CO2热泵循环系统中的气体冷却器和蒸发器分别对热胆加热和冷胆冷却从而实现供应冷热水目的的。其工作原理是：二氧化碳在压缩机中被压缩成高温高压的超临界气体，再通过三通阀B后进入热胆被热胆中的水冷却，同时把水加热到设定的温度。流出热胆后二氧化碳通过膨胀阀变为低温低压液体，然后通过三通阀C后进入冷胆蒸发吸热，冷却冷胆里的水，最后二氧化碳重新回到压缩机。 
上述的节能型双温饮水机的冷、热水供应方法，其中热胆和气体冷却器可以通过三通阀A、B并联，冷胆和蒸发器也通过三通阀C、D并联。较佳的方案是在冷胆和热胆上分别设置热电偶温度传感器，且与相应的三通阀连接，这样就可以通过检测冷胆温度(tL)和热胆温度(tR)来判断三通阀A、B、C、D的开启方向，从而实现不同系统循环的自动转换。 
本发明的有益效果： 
本发明的节能型双温饮水机的冷、热水供应方法将二氧化碳热泵系统引入饮水机做为供热水和供冷水系统，发挥了二氧化碳热泵系统在环保和节能方面的优势。本发明可把冷水或空气中的热量转移到热水中，从而同时供给冷水和热水。 
从节能环保方面来讲，因为(1)采用二氧化碳热泵循环，对环境的影响很小；(2)二氧化碳热泵系统可实现制冷和制热两种功能，结构简单；(3)二氧化碳跨临界热泵循环的放热温度较高，且存在一个相当大的温度滑移(约80～100℃)，非常适合对水的加热，可提供90℃的热水；(4)热泵循环是一种能量转移的循环，加热同样水量的热水，能耗仅是电加热和燃气加热的1/4。 
附图说明
图1是本发明的节能型双温饮水机的冷、热水供应方法具体实施方式之一的结构原理图。 
各主要部件的名称为： 
1-压缩机  2、5、7、10-三通阀A、B、C、D  3-热胆  4-气体冷却器 
6-膨胀阀  8-冷胆  9-蒸发器  11、12-热电偶温度传感器A、B 
具体实施方式
实施例1 
本发明所述的节能型双温饮水机的冷、热水供应方法，其加热和制冷的方法是通过跨临界CO2热泵循环系统中的气体冷却器4和蒸发器9分别对热胆3加热和冷胆8冷却而实现供应冷热水目的的。 
优选的实施方式如图1所示，将压缩机1、三通阀A2、热胆3或气体冷却 器4、三通阀B5、膨胀阀6、三通阀C7、冷胆8或蒸发器9、三通阀D10通过管道串联形成循环环路。 
更优选的方案是，在冷胆和热胆上分别设置热电偶温度传感器A11和热电偶温度传感器B12，且热电偶温度传感器A、B(11、12)与相应的制冷和加热装置上的三通阀连接。这样就可以通过检测冷胆温度(tL)和热胆温度(tR)来判断三通阀(2、5、7、10)的开启方向，从而实现不同系统循环的自动转换。给冷胆温度控制器设定两个对比温度值tL1、tL2(tL1＞tL2)；给热胆温度控制器设定两个对比温度值tR1、tR2(tR1＞tR2)。 
本发明能实现4种工作模式，分别是： 
1)冷水和热水的水温都没有达到要求的工况，即tL1＞tL＞tL2、tR1＞tR＞tR2，此时冷胆和热胆内的热量及压缩机的功基本能够平衡，这时系统运行，三通阀A2a-b接通、三通阀B5a-b接通、三通阀C7a-b接通、三通阀D10a-b接通，冷胆和热胆与系统连通，气体冷却器和蒸发器与系统连通断开。 
2)冷水水温达到要求而热水水温没有达到要求的工况，即tL＜tL2、tR＜tR1，此时冷胆内的水温度很低，热胆里的水温度还不够高，这时三通阀C、D(7、10)自动切换(三通阀C7a-c接通、三通阀D10c-b接通)，冷胆与系统断开，蒸发器连入系统，使二氧化碳通过蒸发器蒸发吸热。 
3)冷水水温没有达到要求而热水水温达到要求的工况，即tL＞tL2、tR＞tR1，此时热胆内的水温很高，冷胆内的水温度还不够低，这时三通阀A、B(2、5)自动切换(三通阀C7a-c接通、三通阀D10c-b接通)，热胆与系统断开，气体冷却器连入系统，使二氧化碳通过气体冷却器冷却。 
4)冷热水均达到饮用温度要求的工况，即tL＜tL2、tR＞tR1，这时冷水不需 再冷却，热水不需再加热，系统停止运行。 

Claims (7)

1.一种节能型双温饮水机的冷、热水供应方法，该方法是将跨临界CO2热泵循环系统中的压缩机(1)、热胆(3)或气体冷却器(4)、膨胀阀(6)、冷胆(8)或蒸发器(9)通过管道串联形成一个循环环路，其中热胆(3)和气体冷却器(4)并联，冷胆(8)和蒸发器(9)并联。
2.如权利要求1所述的节能型双温饮水机的冷、热水供应方法，其特征在于：在冷胆上设有热电偶温度传感器A(11)，同时在热胆上设有热电偶温度传感器B(12)，用以检测冷胆温度和热胆温度来判断冷、热水的供给。
3.如权利要求1所述的节能型双温饮水机的冷、热水供应方法，其特征在于：热胆(3)和气体冷却器(4)通过三通阀A、B(2、5)并联，冷胆(8)和蒸发器(9)通过三通阀C、D(7、10)并联。
4.如权利要求1-3所述的任一节能型双温饮水机的冷、热水供应方法，其特征在于：当冷水和热水的水温都没有达到要求时，冷胆与热胆连通，气体冷却器和蒸发器与系统断开。
5.如权利要求1-3所述的任一节能型双温饮水机的冷、热水供应方法，其特征在于：当冷水水温达到要求而热水水温没有达到要求时，冷胆与系统断开，蒸发器连入系统，使二氧化碳通过蒸发器蒸发吸热。
6.如权利要求1-3所述的任一节能型双温饮水机的冷、热水供应方法，其特征在于：当冷水水温没有达到要求而热水水温达到要求时，热胆与系统断开，气体冷却器连入系统，使二氧化碳通过气体冷却器冷却。
7.如权利要求1-3所述的任一节能型双温饮水机的冷、热水供应方法，其特征在于：当冷热水均达到饮用温度要求时，整个循环系统停止运行。
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