CN102997416B - 一种直热式热泵系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种直热式热泵系统，包括压缩机、热泵水箱、节流元件和蒸发器，所述热泵水箱内设有与换热工质循环回路连通的换热管路，所述热泵水箱设置有热出水管和冷进水管；所述压缩机的排气口与热泵水箱内换热管路之间旁通连接有对热泵水箱的热出水管水快速加热的第一旁通管；在第一旁通管与压缩机的排气口连接处还设有控制热泵水箱内换热管路或第一旁通管中换热工质通断的第一控制阀，所述热泵水箱的热出水管处设有感测出水温度的第一感温元件，所述热泵水箱内设有感测水温的第二感温元件，所述第一控制阀、第一感温元件和第二感温元件分别与设置的控制单元连接。
Description
【技术领域】
本发明涉及热泵技术，尤其涉及一种直热式热泵系统。
【背景技术】
常见的热泵热水器包括有压缩机、第一换热器、第二换热器及节流元件，然后通过连接管连通而形成换热工质循环回路，压缩机排气口排出高压的换热工质进入第一换热器并在第一换热器中冷凝而释放热量，再流经节流元件，换热工质的压力降低，压力较低的换热工质进入第二换热器后蒸发并吸收热量，低压的换热工质再流回压缩机的吸气口，经压缩机加压后再从排气口排出。
现有的热泵热水器，工作模式是将热泵水箱中的水加热到设定的温度后进行使用，期间用户需要花费很长一段时间等待整个热泵水箱中的水到达目标温度后，才可以使用，其缺点是热水供给需要准备的时间比较长，无法开机就可获得热水供给，对于只有少量用水需求的用户来说，需要消耗大量的能量去加热一整箱水到某个温度，大大浪费了电能。
【发明内容】
本发明提供一种能够有效节约能源，开机后短时间内就可使用到热水的直热式热泵系统。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种直热式热泵系统，包括压缩机、热泵水箱、节流元件和蒸发器，所述压缩机、热泵水箱、节流元件和蒸发器通过管路连接构成一个循环的换热工质循环回路，所述热泵水箱内设有与换热工质循环回路连通的换热管路，所述热泵水箱的上、下侧分别设置有热出水管和冷进水管；所述压缩机的排气口与热泵水箱内换热管路之间旁通连接有对热泵水箱的热出水管水快速加热的第一旁通管；在第一旁通管与压缩机的排气口连接处还设有控制热泵水箱内换热管路或第一旁通管中换热工质通断的第一控制阀，所述热泵水箱的热出水管处设有感测出水温度的第一感温元件，所述热泵水箱内设有感测水温的第二感温元件，所述第一控制阀、第一感温元件和第二感温元件分别与设置的控制单元连接，控制单元通过第一感温元件和第二感温元件感测的温度信号由第一控制阀控制热泵水箱内换热管路、第一旁通管中换热工质的通断；所述第一旁通管末端还设有与节流元件、蒸发器和压缩机吸气口管路直接连接的第二旁通管，第二旁通管上设有由所述控制单元控制连接的第二控制阀，压缩机排气口排出的换热工质由第一控制阀、第二控制阀控制依次经过第一旁通管和第二旁通管经节流元件、蒸发器后直接回到压缩机的吸气口。
所述第一感温元件和第二感温元件分别为感温包。
所述热泵水箱的热出水管上还设有小型储水箱，所述第一旁通管可对小型储水箱内水快速加热。
本发明的有益效果是：
本发明通过对压缩机排气热源进行热量的分配，设置第一旁通管、第二旁通管和控制元件，使至少一部分热量直接作用于热水供给的热泵水箱热出水管上的小型储水箱，按照不同需求，通过对热量的分配比例进行控制，使得另一部分热量继续通过传统管路给热泵水箱中的其余存水进行加热。当需要大量的热水时，通过压缩机排气口排出的换热工质由第一控制阀、第二控制阀控制依次经过第一旁通管和第二旁通管经节流元件、蒸发器后直接回到压缩机的吸气口，让全部的热量作用于热水供给的热泵水箱的热出水管附近。通过温度采集及参数设置，可在恰当的温度关闭热量旁通，保证快速供给热水和持久供给热水。
【附图说明】
图1是本发明的系统原理图；
图2是本发明热泵水箱部分结构示意图。
【具体实施方式】
一种直热式热泵系统，如图1和图2所示，包括压缩机1、热泵水箱2、节流元件3和蒸发器4，所述压缩机1、热泵水箱2、节流元件3和蒸发器4通过管路连接构成一个循环的换热工质循环回路，所述热泵水箱2内设有与换热工质循环回路连通的换热管路5，所述热泵水箱2的上、下侧分别设置有热出水管20和冷进水管21；在压缩机1的排气口与热泵水箱2内换热管路5之间旁通连接有对热泵水箱2的热出水管5水快速加热的第一旁通管6；在第一旁通管6与压缩机1的排气口连接处还设有控制热泵水箱2内换热管路5或第一旁通管6中换热工质通断的第一控制阀7，在热泵水箱2的热出水管20处设有感测出水温度的第一感温元件8，在热泵水箱2内设有感测水温的第二感温元件9，第一感温元件8和第二感温元件9分别为感温包；所述第一控制阀7、第一感温元件8和第二感温元件9分别与设置的控制单10元连接，控制单元10通过第一感温元件8和第二感温元件9感测的温度信号由第一控制阀7控制热泵水箱2内换热管路5、第一旁通管6中换热工质的通断；如图2所示，包在热泵水箱2的热出水管20上还设有小型储水箱22，第一旁通管6可对小型储水箱22内水快速加热。工作时，使至少一部分热量直接作用于热水供给的热泵水箱2热出水管20的小型储水箱22上，直接加热将要被使用的水，按照不同需求，通过对热量的分配比例进行控制，使得另一部分热量继续通过传统管路(热泵水箱2内换热管路5的一部分)给热泵水箱2中的其余存水进行加热。
继续如图1所示，在第一旁通管6末端还设有与节流元件3、蒸发器4和压缩机1吸气口管路直接连接的第二旁通管11，第二旁通管11上设有由所述控制单元10控制连接的第二控制阀12，压缩机1排气口排出的换热工质由第一控制阀7、第二控制阀12控制依次经过第一旁通管6和第二旁通管11经节流元件3、蒸发器4后直接回到压缩机1的吸气口。当需要大量的热水时，通过压缩机1排气口排出的换热工质由第一控制阀10、第二控制阀12控制直接经过第一旁通管6和第二旁通管11回到压缩机1的吸气口，不经过热泵水箱2中的换热管路5，让全部的热量作用于热水供给的热泵水箱2的热出水管20附近，更加快速足量的供给热水。
以上所述实施例只是为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，如热泵水箱2的热出水管20出水部分的加热结构，可以设置在热泵水箱2内、或是热泵水箱2外，或是热泵水箱2本体之上；凡依本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种直热式热泵系统，包括压缩机、热泵水箱、节流元件和蒸发器，所述压缩机、热泵水箱、节流元件和蒸发器通过管路连接构成一个循环的换热工质循环回路，所述热泵水箱内设有与换热工质循环回路连通的换热管路，所述热泵水箱的上、下侧分别设置有热出水管和冷进水管；其特征在于：
所述压缩机的排气口与热泵水箱内换热管路之间旁通连接有对热泵水箱的热出水管水快速加热的第一旁通管；
在第一旁通管与压缩机的排气口连接处还设有控制热泵水箱内换热管路或第一旁通管中换热工质通断的第一控制阀，所述热泵水箱的热出水管处设有感测出水温度的第一感温元件，所述热泵水箱内设有感测水温的第二感温元件，所述第一控制阀、第一感温元件和第二感温元件分别与设置的控制单元连接，控制单元通过第一感温元件和第二感温元件感测的温度信号由第一控制阀控制热泵水箱内换热管路、第一旁通管中换热工质的通断；所述第一旁通管末端还设有与节流元件、蒸发器和压缩机吸气口管路直接连接的第二旁通管，第二旁通管上设有由所述控制单元控制连接的第二控制阀，压缩机排气口排出的换热工质由第一控制阀、第二控制阀控制依次经过第一旁通管和第二旁通管经节流元件、蒸发器后直接回到压缩机的吸气口。
2.根据权利要求1所述的一种直热式热泵系统，其特征在于，所述第一感温元件和第二感温元件分别为感温包。
3.根据权利要求1所述的一种直热式热泵系统，其特征在于，所述热泵水箱的热出水管上还设有小型储水箱，所述第一旁通管可对小型储水箱内水快速加热。
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