CN103032959B - 双源热泵热水机和双源热泵热能梯级利用热水一体机 - Google Patents

Abstract

本发明的双源热泵热水机，有三个四通阀和两种单四通阀的不同制冷剂回路系统；三个四通阀回路特征在于：第一四通阀的第一、二、三、四接口，分别与压缩机排气口、热水换热器进口、第三四通阀的第三接口、气液分离器进口连接；热水换热器出口与节流器进口连接；第二四通阀的第一、二、三、四接口，分别与节流器出口、风源换热器下端口、水源换热器下端口、第三四通阀的第一接口连接；第三四通阀的第二、四接口，分别与水源换热器上端口、气液分离器进口连接；气液分离器出口与压缩机进气口连接；机组有风源、水源、风源和水源串联循环和除霜+防冻模式；热能梯级利用双源热泵热水机，增添有热回收-清水预热器，机组COP高于6，为高效节能产品。

Description

双源热泵热水机和双源热泵热能梯级利用热水一体机

技术领域：

本发明涉及热泵热水器技术领域。

背景技术：

澡堂浴室、宾馆等处需要大量热水，使用燃气、燃油、电加热，浪费了这些能量的宝贵品质，费用也很高；采用热泵热水机，可以获得热泵消耗电量的3～4倍热量的热水，节能效果明显。许多场合，存在大量温度高于环境温度的工业或生活排放的热水，或地源热水，例如在澡堂浴室洗浴时排放的废热水有33℃～35℃，存在其中的热能通常用于水源热泵的热源，制取55℃生活热水。但是，洗浴废热水流量不稳定，工业排放的热水也会时有时无，单一采用水源热泵，不能提供满足需求的洗浴热水量，因此必须用风源热泵为补充。如果采用两个独立的水源热泵和风源热泵简单的组合，两种热泵必须各有一个压缩机和一个热水换热器，再分别配置水源换热器和风源换热器，而风/水双源热泵一体机与之相比，节约了一台压缩机和一个热水换热器，而且热水站的连接管路也节省了一套；双源热泵具有许多优点，本申请人已为此长期进行研究，申请有多项相关的专利。例如，简单高效可靠冷暖空调热水机(CN201010215579.5，CN 201020245130.9)，一种制冷回路极简单的双热源热泵热水装置(CN 200910181300.3)，空气源热泵热水器的互助除霜方法和五循环双热源热泵热水器(CN 201010211846.1)，互助除霜的空气源热泵热水器和五循环双热源热泵热水器(CN 201020240385.6)，并联式互助除霜空气源热泵热水器(CN 201010272024.4，CN 201020516806.3)，自建自然循环流换热的紧凑型冷暖空调热水三用机(CN201010568937.0，CN 201020637139.9)，一种四季节能冷暖空调热水三用机(CN02116049.X，CN 02220342.7)等，两源多功能热泵(CN 201110202512.2，201120255655.5)等，但是由于所申请的专利技术针对的问题不同，上述申请的专利，没有注意到由于澡堂废热水的间断性，在冬季风源换热器除霜时其水源换热器的存水也会结冰，冻裂换热器的问题，双源热泵的水源换热器在冬季也要防冻。

另外，只采用水源热泵，不能充分回收温度较高水源的热能，例如，35℃的废热水，一次通过水源热泵，其排出水温仍然在25℃以上，它仍然含有可利用的热能。在应用于澡堂提供洗浴热水时，本申请人在发明“儲能式热泵热水锅炉供热水装置”(专利号：CN 01244858.3)中曾提到采用“废温水热源也可先经预热器与自来水冷水预先交换热量，再向热泵热水器提供热量，冷水经预热后成为冷温水再经热泵热水器加热成温水供使用”的方案，这是梯级利用低品位废热能的好设想。可惜，由于没有具体化系统结构设计，当时也没有提出无双源热泵的构想，以及也没有考虑和解决洗浴废热水在水源换热器的污垢影响，所以没有实施成功。

发明内容：

为了克服上述技术的不足，弥补已有专利的欠缺，充分利用工业排放或洗浴废热水的余热，消除现有双源热泵在冬季除霜防冻功能的缺陷，改善热泵热水器在非设计工况运行时的性能，本发明提出的双源热泵热水机，不仅具有单独使用两种热源制热水的功能，保持了双热源相互轮换使用，互补缺失的特点，还巧妙组织两种热源先后合作供热制热水模式，拓展了双热源互补互助的优势；同时，为了使热源热能依据不同温度，梯级利用，本发明还开发了双源热泵热能梯级利用热水一体机，它是在双源热泵热水机的基础上添加了带清水预热器构成的高效热水一体机；这些设计，使本发明的双源热泵热能梯级利用热水一体机，在使冬季自来水温度和环境温度低时，机组的能效比为单空气源热泵的2倍以上，最高综合能效比接近8；此外，本发明设计了特别除霜和水源换热器防冻措施，保证水源换热器的水侧通路的存水不冻；本发明的多项创新设计，使双源热泵热水一体机在提高性能、保证安全、多功能等方面都达到更高的水平。

本发明的技术方案

双源热泵热水机和双源热泵热能梯级利用热水一体机，都包括有制冷剂回路系统，热水换热系统、水源换热系统和信号采集及自动控制系统；所述的制冷剂回路系统，包括压缩机、四通阀、作为冷凝器的热水换热器、作为蒸发器的水源换热器和风源换热器、储液器、过滤器、节流器、气液分离器；记四通阀主阀体一侧的单个接口为四通阀第一接口，四通阀主阀体的另一侧的三个接口，约定在四通阀的线圈无电时与第一接口内连通的接口为四通阀第二接口，在四通阀线圈有电时与第一接口内连通的接口为四通阀第三接口，居中的接口为四通阀第四接口，在四通阀线圈无电时第四接口与第三接口内连通，又在四通阀线圈有电时第四接口与第二接口内连通，四通阀第一接口作为制冷剂公共进口，四通阀第四接口作为制冷剂公共出口；风源换热器配有风扇，水源换热器配有水源水泵，热水换热系统有循环水泵；所述的节流器或是热力膨胀阀，或是电子膨胀阀，或是毛细管节流器；所述的热水换热系统，由进水电磁阀、进水流量调节阀、热水换热器、手调出水阀、循环水泵、循环水路逆止阀构成；所述的水源换热系统，包括水源换热器、水源水泵；所述的热水换热器和水源换热器，是同轴套管换热器，或是螺旋套管式换热器，或高效罐式换热器，或是板式换热器；所述信号采集是在制冷剂回路系统上配置有高压和低压测控探头，风源温度、压缩机吸气温度、出水温度和水源温度的探头；

双源热泵热水机的特征在于：所述的双源热泵热水机的制冷剂回路系统，是采用以下三种结构形式制冷剂回路系统之一：

第一种，三个四通阀六种分立循环的制冷剂回路系统；三个四通阀记为第一、二、三四通阀；制冷剂回路系统连接方式是：压缩机的排气口与第一四通阀的第一接口连接，第一四通阀的第二、三、四接口，分别与热水换热器的制冷剂进口、风源换热器的上端接口、第三四通阀的第三接口连接；热水换热器的制冷剂出口，依序串联连接储液器、过滤器后，与节流器的进口连接；第二四通阀的第一、二、三、四接口，分别与节流器的出口、风源换热器的下端接口、水源换热器的下端接口、第三四通阀的第一接口连接；第三四通阀的第二、四接口，分别与水源换热器的上端接口、气液分离器的进气口连接；气液分离器的出气口，与压缩机的进气口连接；所连成的回路内充装制冷剂；所述的四通阀是带有电磁导阀的气动四通阀，第二四通阀的电磁导阀的高压进气毛细管和低压出气毛细管，分别直接连到制冷剂回路压缩机的排气管和进气管上；第三四通阀的电磁导阀的高压进气毛细管，直接连到压缩机的排气管上；

所述的第一种制冷剂回路系统的六种分立循环，是通过三个四通阀通路的改变实现的：

(1)单风源制热水循环，第一、二、三四通阀的第一、二接口通路(线圈无电)；

(2)单水源制热水循环，第一四通阀的第一、二接口通路，第二、三四通阀的第一、三接口通路(线圈有电)；

(3)风源+水源串联制热水循环，第一、二四通阀的第一、二接口通路，第三四通阀的第一、三接口通路；

(4)水源+风源串联制热水循环，第一、三四通阀的第一、二接口通路，第二四通阀的第一、三接口通路；

(5)用水箱热水源除霜+防冻循环，第一、二四通阀的第一、三接口通路，第三四通阀的第一、二接口通路(线圈无电)；

(6)用水箱热水源除霜循环，第一四通阀的第一、三接口通路，第二、三四通阀的第一、二接口通路(线圈无电)；

第二种，单四通阀风源+水源串联两分立循环制冷剂回路系统，其连接方式是：压缩机的排气口与四通阀的第一接口连接，四通阀的第二、三、四接口，分别与热水换热器的制冷剂进口、水源换热器的上端接口、气液分离器的进气口连接；热水换热器的制冷剂出口，依序串联接储液器、过滤器后，与节流器的进口连接；节流器的出口与风源换热器的下端接口连接；风源换热器上端接口与水源换热器的下端接口连接；气液分离器的出气口，与压缩机的进气口连接，所连成的回路为内充装制冷剂；

所述的第二种制冷剂回路系统的两分立循环，是通过四通阀通路的改变实现的：

(1)风源+水源串联式制热水循环，四通阀第一、二接口通路(线圈无电)；配合水源水泵和风扇的开停，组织三种吸热制热水模式：1)风源+水源串联式制热水模式，水源水泵和风扇都开；2)准风源制热水模式，水源水泵停，水源放水阀开，风扇开；3)准水源制热水，水源有水，水源水泵开，水源放水阀关，风扇关；

(2)用水箱热水源除霜循环，四通阀第一、三接口通路(线圈有电)；

第三种，单四通阀水源+风源串联两分立循环制冷剂回路系统，其连接方式是：压缩机的排气口与四通阀的第一接口连接，四通阀的第二、三、四接口，分别与热水换热器的制冷剂进口、风源换热器的上端接口、气液分离器的进气口连接；热水换热器的制冷剂出口，依序串联连接储液器、过滤器后，与节流器的进口连接；节流器的出口与水源换热器的下端接口连接；水源换热器上端接口与风源换热器的下端接口连接；气液分离器的出气口，与压缩机的进气口连接；所连成的回路为内充装制冷剂；两种分立循环分别是：水源+风源串联式制热水循环，用水箱热水源除霜循环；

所述的第三种制冷剂回路系统的两分立循环，是通过四通阀通路的改变实现的：

(1)水源+风源串联式制热水循环，四通阀第一、二接口通路(线圈无电)；配合水源水泵和风扇的开停，组织三种吸热制热水模式：1)水源+风源串联式制热水模式，水源水泵和风扇都开；2)准风源制热水模式，水源水泵停，水源放水阀开，风扇开；3)准水源制热水，水源有水，水源水泵开，水源放水阀关，风扇关；

(2)用水箱热水源除霜循环，四通阀第一、三接口通路(线圈有电)；

所述的双源热泵热水机的热水换热系统，是包括有直热水路和循环加热水路的热水换热系统；其直热水路，由进水电磁阀、进水流量调节阀、热水换热器、手调出水阀依序用管路连接，构成连接自来水管和储热水箱的水路；其循环加热水路，是用循环回水管连接储热水箱底下部出水口与热水换热器的进水口，并把循环水泵和循环水路逆止阀安装在循环回水管上，构成从储热水箱的底部出水口，经循环回水管、热水换热器、热水出水管，回到储热水箱的水路；在热水换热系统的清水管路的最低水位处开设排水孔，排水孔的接口安装有丝堵、或排水阀；

所述的双源热泵热水机的水源换热系统，在水源进水管底部安装有水源进水止回阀，水源水泵的出水管以倒U连接管形式与水源换热器的进水接口连接；在水源换热器的进水管路的最低水位处开设排水孔，连接排水孔的放水管上安装有放水电磁阀；

双源热泵热能梯级利用热水一体机的特征在于；其制冷剂回路系统，是采用以下六种形式制冷剂回路系统之一，

第一种，与双源热泵热水机的第一种制冷剂回路系统相同；

第二种，与双源热泵热水机的第二种制冷剂回路系统相同；

第三种，与双源热泵热水机的第三种制冷剂回路系统相同；

第四种，两个四通阀的单风源、水源+风源串联、逆向除霜三种分立循环的制冷剂回路系统，制冷剂回路的连接方式是：压缩机的排气口与第一四通阀的第一接口连接；第一四通阀的第二、三、四接口，分别与热水换热器的制冷剂进口、风源换热器的上端接口、气液分离器的进气口连接；热水换热器的制冷剂出口，依序串联连接储液器、过滤器后，与节流器的进口连接；节流器的出口与第二四通阀的第一接口连接；第二四通阀的第二、三、四接口，分别与风源换热器的下端接口、水源换热器的下端接口、水源换热器的上端接口连接；气液分离器的出气口，与压缩机的进气口连接；所连成的回路为内充装制冷剂；第二四通阀的电磁导阀的高压进气管和低压排气管，分别直接连到制冷剂回路的压缩机的排气管和低压进气管上；

所述的第四种制冷剂回路通过两个四通阀的切换，获得三种分立循环的方式是：

(1)单风源制热水循环，第一、二四通阀的第一、二接口均为通路(线圈无电)；

(2)水源+风源串联制热水循环，第一四通阀的第一、二接口为通路，第二四通阀的第一、三接口为通路(线圈有电)；

(3)用水箱热水源除霜循环，第一四通阀的第一、三接口为通路，第二四通阀的第一、二接口为通路；

第五种，两个四通阀的单水源、风源+水源串联、除霜三种分立循环的制冷剂回路系统，制冷剂回路的连接方式是：第一四通阀的第一、二、三、四接口，分别与压缩机的排气口、热水换热器的制冷剂进口、风源换热器的上端接口、第二四通阀的第四接口连接；热水换热器的制冷剂出口，依序串联接储液器、过滤器后，与节流器的进口连接；第二四通阀的第一、二、三接口，分别与节流器的出口、风源换热器的下端接口、水源换热器的下端接口连接；水源换热器的上端接口，与气液分离器的进气口连接；气液分离器的出气口，与压缩机的进气口连接；所连成的回路为内充装制冷剂；第二四通阀的电磁导阀的高压进气管和低压排气管，分别直接连到制冷剂回路的压缩机的排气管和低压进气管上；

所述的第五种制冷剂回路通过两个四通阀的切换，获得三种分立循环的方式是：

(1)单水源制热水循环，第一四通阀的第一、二接口为通路(线圈无电)，第二四通阀的第一、三接口为通路(线圈有电)；

(2)风源+水源串联制热水循环，第一、二四通阀的第一、二接口为通路；

(3)用水箱热水源除霜循环，第一四通阀的第一、三接口为通路，第二四通阀的第一、二接口为通路；

第六种，两个四通阀五个单向阀四种分立循环的制冷剂回路系统，记两个四通阀为第一、二四通阀，记五个单向阀为第一、二、三、四、五单向阀，制冷剂回路的连接方式是：第一四通阀的第一、二、三接口，分别与压缩机的排气口、热水换热器的制冷剂进口、风源换热器的上端接口连接；第二四通阀的第一、二、三接口，分别与热水换热器的制冷剂出口、水源换热器的制冷剂上端接口、第五单向阀的进口连接；第一、二四通阀的第四接口并联，与气液分离器的进气口共连接；水源换热器的制冷剂下端接口，分别与第一单向阀的进口和第三单向阀的出口连接；风源换热器的下端接口，分别与第二单向阀的进口和第四单向阀的出口连接；第一、二、五单向阀的出口并联，其并联出口，依序与储液器、过滤器、节流器的进口连接；节流器的出口，与第三、四单向阀的进口并连接；气液分离器的出气口，与压缩机的进气口连接；所连成的回路为内充装制冷剂；第二四通阀的电磁导阀的高压进气毛细管和低压排气毛细管，分别直接连到制冷剂回路的压缩机的排气管和低压进气管上；

所述的第六种制冷剂回路通过两个四通阀的切换，获得四种分立循环的方式是：

(1)单风源制热水循环，第一、二四通阀的第一、二接口均为通路；

(2)水源+风源并联制热水循环，第一四通阀的第一、二接口为通路和第二四通阀的第一、三接口为通路；

(3)用水箱热水源除霜循环，在第一四通阀的第一、三接口为通路时和第二四通阀的第一、二接口为通路时；

(4)用水源热除霜循环，第一、二四通阀的第一、三接口为通路；

所述的双源热泵热能梯级利用热水一体机，其热水换热系统，是包括有水源热能一级回收的清水预热器的直热水路和循环加热水路的热水换热系统，其清水预热器，是一种利用水源余热来预热自来水进水的水-水换热器，或是同轴套管式、或是板式的水-水换热器；同轴套管式换热器的内管为螺旋皱折形强化传热换热管，内管内为水源的水通路，内管外与套管之间为清水通路，自来水的清水与水源的废水逆向流动；热水换热系统的清水预热直热水路是：由进水电磁阀、清水预热器的清水侧通路、进水流量调节阀、热水换热器、手调出水阀，依序用管路连接，构成连接自来水管和储热水箱的水路；循环加热水路，是用循环回水管连接储热水箱底下部出水口与热水换热器的进水口，并把循环水泵和循环水路逆止阀安装在循环回水管上，构成从储热水箱的底部出水口，经循环回水管、热水换热器、热水出水管，回到储热水箱的水路；在热水换热系统的清水管路的最低水位处开设排水孔，排水孔的接口安装有丝堵、或排水阀；

所述的双源热泵热能梯级利用热水一体机，其水源换热系统，是由带进水止回阀的水源进水管、水源水泵、清水预热器的水源侧通路、水源换热器、水源弃水排放管，依序连接的水源换热水路；水源水泵的出水管以倒U连接管形式与清水预热器的水源侧通路的进水口连接，在清水预热器的水源进水管路的最低水位处开设排水孔，连接排水孔的放水管上安装有放水电磁阀；

所述的双源热泵热水机、或双源热泵热能梯级利用热水一体机，其毛细管节流器，是由两段毛细管串联和其中一段毛细管并联有电磁阀旁路构成的两段毛细管式节流器；当环境气温低于设定值时，节流器的电磁阀旁路关闭；

所述的双源热泵热水机，或所述的双源热泵热能梯级利用热水一体机，其水源换热系统增添有水源水路清洗系统，水源水路清洗系统包括有：清洗液罐、清洗液阀、放污水阀、水源弃水排放阀、清水冲洗阀；在水源水泵的进水管上增添一段清洗剂加入管，清洗液罐和清洗液阀安装在清洗剂加入管上；在水源水泵的出水管上增添一段支路放污水管，放污水阀安装在放污水管上；水源弃水排放阀安装在水源换热器的排水管上；从自来水管引一段安装有清水冲洗阀的清水冲洗管，连接到水源换热器出水口与水源弃水排放阀相连的排水管上，由此构成水源换热器或再包括清水预热器的水源通路的反向清洗水路；在制热水时，清洗液阀、放污水阀、清水冲洗阀关闭，只水源弃水排放阀开通；清洗水源水路之前，开清洗液阀，点动水源水泵，把清洗液灌满到水源换热器的出水口，关闭水源弃水排放阀和清洗液阀，停留一段时间；开启放污水阀和清水冲洗阀，用自来水反向清洗水源换热器、或水源换热器和清水预热器的水源通路；

所述的双源热泵热水机，或所述的双源热泵热能梯级利用热水一体机，其风源换热器，是翅片式换热器；依据等流阻原则，设计和布置风源换热器；机组分上下两部：(1)在机组上部对称布置V形风源换热器，在V形顶面放置引风扇的方式，在机组下部框架的底排架上安装机组的其它部件，上下两部交界处装有滴水承接盘；(2)在机组上部安装有压缩机、热水换热器、风源换热器、四通阀、储液器、过滤器、气液分离器、电器控制系统，为箱体形，风源换热器翅片换热管包围在箱体立侧面，箱体顶面布置引风式或下吹式风扇，在机组下部的矩形框架内安装水源换热器，或水源换热器和清水预热器，以及水源水路清洗系统；上下部框架交界处装有风隔离板，也起滴水承接盘作用；(3)在机组上部安装有压缩机、热水换热器、风源换热器、水源换热器、四通阀、储液器、过滤器、气液分离器、电器控制系统等，为箱体形，小方形螺旋管式热水换热器置于中间，大方形螺旋管式水源换热器套在其外，周围布置压缩机、气液分离器、储液器、四通阀、过滤器等，风源换热器翅片换热管包围在箱体3个立侧面，箱体顶面布置引风式或下吹式风扇，箱体的一个侧面布置电器控制系统的操作盘；在机组下部的矩形框架内只安装清水预热器，以及水源水路清洗系统；上下部框架交界处装有风隔离板，也起滴水承接盘作用；当风源换热器翅片换热管是布置箱形机组立侧面，顶面引风时，采用以下两种方法减小风源换热器上下翅片换热管的风速的严重不均：(1)上半部靠近风扇的翅片换热管采用双层结构，下半部的翅片换热管采用单层结构，使流阻尽量均匀；(2)或在翅片换热管的立侧面的外侧，添加一个下张口的导风罩，使风源换热器从立侧面直接进风改为从导风罩与立侧面之间的下风口进风，风在导风罩内上升途中，逐渐分流到立侧面的翅片换热管，使从下风口到风扇口穿过上或下的翅片换热管的流程等长；

本发明的创新点主要有：

1、本发明的双源热泵热水机，或双源热泵热能梯级利用热水一体机，第一种制冷剂回路系统的三个四通阀六种分立循环的制冷剂回路系统，其特点是组织六种分立循环，四种不同吸热制热水模式：单风源制热水循环，单水源制热水循环，风源+水源串联制热水循环，水源+风源串联制热水循环；采用三个四通阀的切换设计，可以保证在单风源吸热制热水、单水源吸热制热水的分立循环时，不工作的换热器的制冷剂不串流，使系统运行稳定；而风源+水源串联吸热制热水和水源+风源串联吸热制热水，又可协调各换热器的制冷剂量的配置，解决了多换热器多功能机制冷剂分布不均的难题；四种循环设计，使系统可以根据水源水量、水温，环境气温，科学组织热源，提高热泵制热水的能力和连续性；在水源温度低于气温时采用水源+风源串联吸热制热水模式，在气温低于水源水温时风源+水源串联吸热制热水模式，都能提高制热水能力10％以上；单水源吸热制热水模式，如果在夏季，水源换热器的水路连接在空调冷水回路，在制热水同时可以制冷；在没有水源或不用空调冷水时，机组可以用空气源热泵制热水；此种设计是多源多功能热泵热水机的一种很好型式。

两种除霜循环模式中的用水箱的热水除霜+水源换热器防冻循环，利用除霜时通过风源换热器的热制冷剂气体，再串联通过水源换热器，使水源换热器水路存水的温度也得到提升，可以保证在风源换热器除霜周期内，水源换热器的存水不会结冰而损坏；这种设计对保障风/水双源热泵的安全至关重要，而这又没有被一般设计人员注意。

2、本发明的双源热泵热水机，或双源热泵热能梯级利用热水一体机，第二、三两种制冷剂回路系统单四通阀风源+水源串联两分立循环制冷剂回路系统、单四通阀水源+风源串联两分立循环制冷剂回路系统只有一个四通阀切换，配合风扇，水源水泵和循环水泵的开、停，实现从风源、或风源+水源吸热制热水的方式；结构最简单，是简易型的双源热泵热水机。风源+水源吸热方式，适合于冬季气温低于水源温度的场合；水源+风源吸热方式，在制空调冷水的同时，制热水效率高。

3、本发明的双源热泵热能梯级利用热水一体机，第四、五、六种制冷剂回路系统，都采用双四通阀切换，其中第四种的两个四通阀的单风源、水源+风源串联、除霜三种分立循环制冷剂回路系统和第五种的两个四通阀的单水源、风源+水源串联、除霜三种分立循环制冷剂回路系统，都具有三种分立循环，其中单风源、或单水源制热水循环是独立的循环，制冷剂不会串流到另一换热器去；水源+风源串联，或风源+水源串联制热水循环，有高出力高效率特点；配合风扇、水源水泵的开、停，可以得到准风源、或准水源吸热制热水模式；第六种的两个四通阀五个单向阀四种分立循环的制冷剂回路系统，具有单风源、水源+风源并联循环，双源并联效率更高，还可以利用水源热除霜。

4、本发明把第二四通阀的电磁导阀的高压进气管、低压出气管，分别直接连到制冷剂回路的压缩机排气管和吸气管上；把第三四通阀的电磁导阀的高压进气管，直接连到压缩机排气管上措施，解决了第二、三四通阀无动力切换的问题，保证了四通阀切换成功。

5、两级复合毛细管的设计，在冬季气温较低时旁通电磁阀关闭，两段串联毛细管节流，可以与冬季制冷剂流量小匹配，保持冷凝压力，提高机组冬季制热水效率；其余时间旁通电磁阀关闭开通，只是无旁通管路的一段毛细管节流，增大制冷剂流量，提高提高机组在气温较高时制热水效率，性能比热力膨胀阀稳定，比电子膨胀阀廉价，故障率低。

6、本发明的双源热泵热能梯级利用热水一体机，所述的热水换热系统的清水预热-直热和循环加热系统，增添了清水预热器，其清水预热-直热加热方式，可以在冬天使装置能效比提高到4以上，年均效率比多功能热泵再提高80％，减小储热水箱容积；循环流加热方式，满足除霜和储热水箱内有低温存水时使用。水源之水的热能经清水预热器一级回收，温度下降后再向水源热泵的水源换热器提供热量，二级回收；清水经过清水预热器得到一级加热，再进到热泵的热水换热器二级加热；这种梯级回收水源的热能，在一级热交换中，充分利用了温差传热，除流体流动功外，不消耗另外能量，却回收了很多能量；二级热泵回收能量，相比于消耗电能加热制热水要节省许多能量；热源热能梯级回收利用，还体现在发生风源和水源一级回收热量后温度差别时，热泵优先吸取高温热源的热量制热水的运行模式调配上。

7、在水源换热器进水管路设计放水电磁阀，是风/水双热源热泵热水机的保证水源换热器安全的关键设计。

8、等流速改善穿过风源换热器翅片的措施，可提高风源换热器的传热效率。

总之，本发明的热泵热水装置，最大限度利用了不同热源优势，充分发挥设备的效率，综合了冷热利用，解决了各种影响效率和安全运行问题，结构清晰，运行可靠，具有广阔市场前景。

附图说明

图1是本发明实施例1的双源热泵热水机的基本结构示意图，是第一种制冷剂回路系统，有两套三个四通阀六种分立循环制冷剂回路系统。

图2是本发明实施例2的双源热泵热水机的基本结构示意图，是第二种制冷剂回路系统，有两套单四通阀风源+水源串联、除霜两分立循环制冷剂回路系统。

图3是本发明实施例3的双源热泵热水机的基本结构示意图，是第三种制冷剂回路系统，有两套单四通阀水源+风源串联、除霜两分立循环制冷剂回路系统。

图4是本发明实施例4的双源热泵热能梯级利用热水一体机的基本结构示意图，是第一种制冷剂回路系统，单套三个四通阀六种分立循环制冷剂回路系统。

图5是本发明实施例5的双源热泵热能梯级利用热水一体机的基本结构示意图，是第二种制冷剂回路系统，有两套单四通阀风源+水源串联、除霜两分立循环制冷剂回路系统。

图6是本发明实施例6的双源热泵热能梯级利用热水一体机的基本结构示意图，是第三种制冷剂回路系统，有两套单四通阀水源+风源串联、除霜两分立循环制冷剂回路系统。

图7是本发明实施例7的双源热泵热能梯级利用热水一体机的基本结构示意图，是第四种制冷剂回路系统，有两套两个四通阀单风源、水源+风源串联、除霜，三分立循环制冷剂回路系统。

图8是本发明实施例8的双源热泵热能梯级利用热水一体机的基本结构示意图，是第五种制冷剂回路系统，有两套两个四通阀单水源、风源+水源串联、除霜，三分立循环制冷剂回路系统。

图9是本发明实施例9的双源热泵热能梯级利用热水一体机的基本结构示意图，是第六种制冷剂回路系统，有两套两个四通阀的单水源、风源+水源串联、水箱热水和水源热除霜，四种分立循环制冷剂回路系统。

图10是本发明的双源热泵热能梯级利用热水一体机的热水换热系统和水源换热系统的水路连接和安装示意图，用于说明热能梯级利用的原理。

图11是本发明的双源热泵热水机，或双源热泵热能梯级利用热水一体机的机组外形图之一，机组上部对称布置V形风源换热器的形式的示意说明图。

图12是本发明的双源热泵热能梯级利用热水一体机的机组上下两部组合示意图。机组上部为箱体形，风源换热器翅片换热管包围在箱体立侧面。

具体实施方式：

下面结合实施例及其附图，进一步说明本发明。但本发明并不仅限于此。

实施例1、本发明的实施例1的双源热泵热水机，采用第一种制冷剂回路系统结构，有两套三个四通阀六种分立循环的制冷剂回路系统，其热水换热系统的进水控制和水源换热系统的进水、排水控制是共同的。

实施例1的双源热泵热水机基本结构和工作原理，由图1说明。

图1中有两套制冷剂回路系统，以图1中右半边的系统为例，说明制冷剂回路系统的结构和整机工作原理。所述的制冷剂系统包括：压缩机1、第一四通阀2、第二四通阀3、第三四通阀4、热水换热器5、水源换热器6、风源换热器7、气液分离器8、储液器11、过滤器12、两段式毛细管节流器J；其连接方式是：压缩机的排气口与第一四通阀2的进气口①连接，第一四通阀的第二、三、四接口②、③、④，分别与热水换热器5的制冷剂进口、风源换热器7的上端接口、第三四通阀4的第三接口③连接；热水换热器5的制冷剂出口，依序串联接储液器11、过滤器12后，与节流器J的进口连接；第二四通阀3的第一、二、三、四接口①、②、③、④，分别与节流器J的出口、风源换热器7的下端接口、水源换热器6的下端接口、第三四通阀4的第一接口①连接；第三四通阀的第二、四接口②、④，分别与水源换热器6的上端接口、气液分离器8的进气口连接；气液分离器8的出气口，与压缩机1的进气口连接；所连成的回路内充装制冷剂；风源换热器配有风扇7f；

实施例1的四通阀是带有电磁导阀的气动三通阀，第二四通阀3的电磁导阀3d的高压进气毛细管L1、低压出气毛细管L2，分别直接连到制冷剂回路的压缩机排气管和吸气管上；第三四通阀4的电磁导阀4d的高压进气毛细管L3直接连到压缩机排气管上；

实施例1的节流器是两段毛细管式节流器，由两段串联毛细管和第一段毛细管并联的常开电磁阀Jd的旁通管路组成；当环境气温或水温在10℃～12℃以上时，常开电磁阀Jd线圈无电，节流器仅第二段毛细管起节流作用，有较大制冷剂流量，节流后温度与环境的较高温度匹配；当气温或水温在10℃～12℃以下时，常开式电磁阀Jd线圈有电，节流器电磁阀关闭，节流器的两段毛细管串联共同节流，制冷剂流量较小，节流后温度也与环境的较低温度匹配；

实施例1的热水换热系统，是包括有直热水路和循环加热水路的热水换热系统；由进水电磁阀DF1、进水流量调节阀、两个热水换热器5、循环水泵9、循环水路逆止阀D2构成；所述的进水流量调节阀由两个冷凝压力定温水流量调节阀ZF1、ZF2和进水旁通阀F1并联构成，冷凝压力定温水流量调节阀的压力毛细管L4、L5分别与对应的制冷剂回路系统的热水换热器5之前的制冷剂进气管接通；其直热流水路，由进水电磁阀DF1、进水流量调节阀、热水换热器5、手调出水阀TF1依序用管路连接，构成连接自来水管和储热水箱13的水路；其循环加热流水路，是用循环回水管连接储热水箱13底下部出水口与热水换热器5的进水口，并把循环水泵9和循环水路逆止阀D2安装在循环回水管上，构成从储热水箱的底部出水口，经循环回水管、热水换热器5、热水出水管，回到储热水箱的水路；在热水换热系统的清水管路的最低水位处开设排水孔，排水孔的接口安装有丝堵、或排水阀F2；

实施例1的水源换热系统，包括两个系统的水源换热器6，一个水源水泵10；水源换热系统的水路连接，参考图10，水源水泵的进水管插入用户水源水池15，水源进水管底部安装有水源进水止回阀D1，水源水泵的出水管以倒U连接管形式与两个水源换热器6的并联进水接口连接，其水源换热器的出水管排入地沟；在水源换热器6的进水管路的最低水位处，接旁路放水管路，放水管上安装有放水电磁阀DF2，在水源水泵停止工作时，自动放出水源换热器的存水；而由于倒U连接管顶部与水源水泵的进水口有高度差h的水封隔断，在水源换热器排水后，水源水泵仍然有水，保证水源水泵下次能正常起动；

实施例1的双源热泵热水机，具备四种制热水循环模式，其分立循环以循环中包含的吸热源和循环的功能来命名，四种制热水循环模式是：单风源吸热制热水，单水源吸热制热水，风源+水源串联吸热制热水，水源+风源串联吸热制热水；并有两种除霜循环：一种是除霜+防冻循环，另一种是单独除霜循环；六种循环模式的制冷剂流程及其控制方式分别是：

(1)单风源吸热制热水模式：压缩机1→第一四通阀2的第一、二接口①、②通路→热水换热器5(放热制热水)→储液器11→过滤器12→节流器J→第二四通阀3的第一、二接口①、②通路→风源换热器7(吸热)→第一四通阀2的第三、四接口③、④通路→第三四通阀4的第三、四接口③、④通路→气液分离器8→压缩机1；系统的控制方式：压缩机开，第一、二、三四通阀的线圈无电，风扇7f开，进水电磁阀DF1开，循环水泵9停，水源水泵10停，放水电磁阀DF2关，清水通过直热流路被加热；

(2)单水源吸热制热水模式：压缩机→第一四通阀的第一、二接口①、②通路→热水换热器(放热制热水)→储液器→过滤器→节流器→第二四通阀3的第一、三接口①、③通路→水源换热器(吸热)→第三四通阀4的第二、四②、④接口通路→气液分离器→压缩机；系统的控制方式：压缩机开，第一四通阀的线圈无电，第二、三四通阀的线圈有电，风扇关，进水电磁阀开，循环水泵停，水源水泵开，放水电磁阀关，清水通过直热流路被加热；

(3)风源+水源串联吸热制热水模式：压缩机→第一四通阀的第一、二接口①、②通路→热水换热器(放热制热水)→储液器→过滤器→节流器→第二四通阀的第一、二接口①、②通路→风源换热器(吸热)→第一四通阀的第三、四接口③、④通路→第三四通阀的第三、一接口③、①通路→第二四通阀的第四、三接口④、③通路→水源换热器(再吸热)→第三四通阀的第二、四接口②、④通路→气液分离器→压缩机；系统的控制方式：压缩机开，第一、二四通阀的线圈无电，第三四通阀的线圈有电，风扇开，进水电磁阀开，循环水泵停，水源水泵开，放水电磁阀关；

(4)水源+风源串联吸热制热水：压缩机→第一四通阀的第一、二接口①、②通路→热水换热器(放热制热水)→储液器→过滤器→节流器→第二四通阀的第一、三接口①、③通路→水源换热器(吸热)→第三四通阀的第二、一接口②、①通路→第二四通阀的第四、二接口④、②通路→风源换热器(再吸热)→第一四通阀的第三、四接口③、④通路→第三四通阀的第三、四接口通路→气液分离器→压缩机；系统的控制方式：压缩机开，第一、三四通阀的线圈无电，第二四通阀的线圈有电，风扇开，进水电磁阀开，循环水泵停，水源水泵开，放水电磁阀关；

(5)除霜+防冻循环模式：压缩机→第一四通阀2的第一、三接口①、③通路→风源换热器(放热除霜)→第二四通阀2的第二、四接口②、④通路→第三四通阀4的第一、二接口①、②通路→水源换热器(二次放热防冻)→第二四通阀3的第三、一接口③、①通路→节流器→过滤器→储液器→热水换热器→第一四通阀2的第二、四接口②、④通路→第三四通阀4的第三、四接口③、④通路→气液分离器→压缩机；系统的控制方式：压缩机开，第一、二四通阀的线圈有电，第三四通阀的线圈无电，风扇关，进水电磁阀关，循环水泵开，水源水泵关，放水电磁阀关；

(6)单独除霜循环模式(备用模式)：压缩机→第一四通阀的第一、三接口①、③通路→风源换热器(放热除霜)→第二四通阀的第二、一接口②、①通路→节流器→过滤器→储液器→热水换热器→第一四通阀的第二、四接口②、④通路→第三四通阀的第三、四接口③、④通路→气液分离器→压缩机；系统的控制方式：压缩机开，第一四通阀的线圈有电，第二、三四通阀的线圈无电，风扇关，进水电磁阀关，循环水泵开，水源水泵关，放水电磁阀开。

六种模式的各模式使用条件是：

(1)单风源模式：水源无水，且储热水箱的水位不满；当环境气温低于10℃，节流器旁通电磁阀Jd线圈通电，旁通电磁阀关闭；当环境气温高于10℃，节流器旁通电磁阀Jd线圈无电，旁路开通；

(2)单水源模式：有水源，且储热水箱水位不满，水源温度高于环境气温；当水源温度低于10℃，节流器旁通电磁阀Jd线圈通电，旁路关闭；当环境气温高于10℃，节流器旁通电磁阀Jd线圈无电，旁路开通；

(3)风源+水源模式：有水源，且储热水箱水位不满，气温低于15℃，水源温度高于15℃；此模式可以节约水源用水量，提高制热水能力10％以上；

(4)水源+风源模式：有水源，且储热水箱水位不满，气温等于或高于水源的排水温度；此模式提高制热水能力10％以上；

(5)除霜+防冻模式：无水源，气温低于0℃，风源换热器结霜期，蒸发压力突然下降或约定的除霜周期；

(6)单独除霜模式：气温低于0℃，水源长期无水，水源换热器的存水已被排放干净。

实施例1的热水机，在各制冷剂回路系统配置有高压P1和低压测头P2，各风源换热器的盘管壁温度T4、压缩机吸气温度T2、出水温度T1、水源温度的测头T3；储热水箱的高、低水位测头，水源水池高、低水位测头，根据所测信号，对机组实行高、低压保护，断水保护和满足功能的自动控制；对双源热泵热水机的水源换热器的防冻保护，本发明采取两种特殊的措施：在水源短期缺水情况下，双源热泵热水机使用风源循环制热水，利用风源换热器除霜的制冷剂余热，同时给停止使用的水源换热器的存水加热，在低温环境时可以有效防止水源换热器的结冰事故；另外，还在水源水路的水源换热器进水管最低水位处，设置放水电磁阀，此措施用于热泵热水机全部停机的情况。

实施例1的提高效率术措施：制冷剂系统具有风源+水源串联，或水源+风源串联吸热制热水的联合循环；两段式节流器等，使得机组在冬夏季节，都有很高效率。

实施例2、本发明实施例2的双源热泵热水机，采用第二种制冷剂回路系统结构，有两套制冷剂回路系统，共用的换热系统的进水控制和水源换热系统的进水、排水控制系统；实施例2的热水加热系统，水源换热系统的构成和制冷回路的节流器，都与实施例1的相同。

实施例2的双源热泵热水机基本结构和工作原理，由图2说明。

实施例2的单四通阀风源+水源串联两分立循环制冷剂回路系统的结构和连接方式，参见图2右半边所示：压缩机1的排气口与四通阀2的第一接口①连接，四通阀的第二、三、四接口②、③、④，分别与热水换热器5的制冷剂进口、水源换热器6的上端接口、气液分离器8的进气口连接；热水换热器3的制冷剂出口，依序串联接储液器11、过滤器12后，与节流器J的进口连接；节流器的出口与风源换热器7的下端接口连接；风源换热器7上端接口与水源换热器6的下端接口连接；气液分离器8的出气口，与压缩机1的进气口连接，所连成的回路为内充装制冷剂；两种分立循环分别是：风源+水源串联式制热水循环，用水箱热水除霜循环；

(1)风源+水源串联式制热水循环：制冷剂流程是，压缩机1→四通阀2的第一、二接口通路①、②→热水换热器3(放热制热水)→储液器11→过滤器12→节流器J→风源换热器6(吸热)→水源换热器7(再吸热)→四通阀2的第三、四接口③、④通路→气液分离器8→压缩机1；三种吸热方式制热水的控制方式：

1)风源+水源串联吸热制热水方式，压缩机开，四通阀2的线圈无电，风扇7f开；进水电磁阀DF1开，循环水泵9关停；水源水泵10开，放水电磁阀DF2关；

2)准风源吸热制热水方式，水源无水，水源水泵10关，放水电磁阀DF2开，风扇7f开；

3)准水源吸热制热水方式，水源有水，当水源水泵10开，放水电磁阀DF2关，风扇7f关；

(2)除霜循环：制冷剂流程是，压缩机→四通阀2的第一、三接口①、③通路→水源换热器→风源换热器7(放热除霜)→节流器J→过滤器12→储液器11→热水换热器5(吸热，热量来自储热水箱的循环水)→四通阀2的第二、四接口②、④通路→气液分离器8→压缩机1；系统的控制方式：压缩机1开，四通阀2的线圈有电，风扇7f关；进水电磁阀DF1关，循环水泵9开；水源水泵10关，放水电磁阀DF2开；

实施例3、本发明实施例3的双源热泵热水机，采用第三种制冷剂回路系统结构，有两套制冷剂回路系统，共用的换热系统的进水控制和水源换热系统的进水、排水控制系统；实施例3的热水加热系统，水源换热系统的构成和制冷回路的节流器，都与实施例1的相同。

实施例3的双源热泵热水机基本结构和工作原理，由图3说明。

实施例3有两套所述的单四通阀水源+风源串联两分立循环制冷剂回路系统，参见图3，其连接方式是：压缩机1的排气口与四通阀2的第一接口①连接，四通阀2的第二、三、四接口②、③、④，分别与热水换热器5的制冷剂进口、风源换热器7的上端接口、气液分离器8的进气口连接；热水换热器5的制冷剂出口，依序串联接储液器11、过滤器12后，与节流器J的进口连接；节流器J的出口与水源换热器6的下端接口连接；水源换热器6的上端接口与风源换热器7的下端接口连接；气液分离器8的出气口，与压缩机1的进气口连接，所连成的回路为内充装制冷剂；两种分立循环分别是：水源+风源串联式制热水循环，用水箱的热水除霜循环；

实施例3的双源热泵热水机的两种循环的制冷剂流程及其系统的电器件控制分别是：

(1)水源+风源串联式制热水循环：压缩机1→四通阀2的第一、二接口①、②通路→热水换热器5(放热制热水)→储液器11→过滤器12→节流器J→水源换热器6(吸热)→风源换热器7(再吸热)→四通阀2的第三、四接口③、④通路→气液分离器8→压缩机1；三种吸热方式制热水的控制方式：

1)水源+风源串联吸热制热水方式，压缩机1开，四通阀2的线圈无电，风扇7f开；进水电磁阀DF1开，循环水泵9关停，水源水泵10开，放水电磁阀DF2关；

2)准风源吸热制热水方式，水源无水，水源水泵10关，放水电磁阀DF2开，风扇7f开；

3)准水源吸热制热水方式，水源有水，当水源热泵10开，放水电磁阀DF2关，风扇7f关；

(2)除霜循环：压缩机1→四通阀2的第→、三接口①、③通路→风源换热器7(放热除霜)→水源换热器6→节流器J→过滤器12→储液器11→热水换热器5(吸热，热量来自储热水箱的循环水)→四通阀2的第二、四接口②、④通路→气液分离器8→压缩机1；系统的控制方式：压缩机1开，四通阀2的线圈有电，风扇7f关；进水电磁阀DF1关，循环水泵9开；水源水泵10关，放水电磁阀DF2开。

实施例4、本发明的实施例4的双源热泵热能梯级利用热水一体机，采用第一种制冷回路系统结构，单套三个四通阀六种分立循环的制冷剂回路系统，并带有水源热能一级回收的清水预热器，实施例4装置的基本结构和工作原理，由图4说明；并由图10辅助说明其热水换热系统和水源换热系统的水路连接方式，由图11辅助说明其清水预热器与双源热泵热水机组合，构成双源热泵热能梯级利用热水一体机的上、下两部外观组合方式。

实施例4的双源热泵热能梯级利用热水一体机的制冷剂回路系统，与图1所示的实施例1的双源热泵热水机的制冷剂回路系统完全一样，只是图1中有两套制冷剂回路系统。

参见图4，实施例4的热水换热系统，是有水源热能一级回收的清水预热器14的直热水路和循环加热水路的热水换热系统，包括有进水电磁阀DF1、进水流量调节阀、清水预热器14、热水换热器5、手调出水阀TF1、循环水泵9、循环水路逆止阀D2构成；所述的清水预热器14是一种利用水源余热来预热自来水进水的同轴套管水一水换热器，清水预热器的内管为螺旋皱折形强化传热换热管，内管内为水源的水通路，内管外与套管之间为清水通路，自来水的清水与水源的废水逆向流动；所述的清水预热-直热流水路是：由进水电磁阀DF1、清水预热器14的清水侧通路、进水流量调节阀、热水换热器5、手调出水阀TF1，依序用管路连接，构成连接自来水管和储热水箱13的水路；所述的进水流量调节阀，由两个冷凝压力定温水流量调节阀ZF1、ZF2和进水旁通阀F1并联构成，冷凝压力定温水流量调节阀的压力毛细管L4分别与对应的制冷剂回路系统的第一四通阀2的第二接口②到热水换热器5的制冷剂进口的相连管接通；循环加热流水路，是用循环回水管连接储热水箱13底下部出水口与热水换热器5的进水口，并把循环水泵9和循环水路逆止阀D2安装在循环回水管上，构成从储热水箱的底部出水口，经循环回水管、热水换热器5、热水出水管，回到储热水箱13的水路；在热水换热系统的清水管路的最低水位处开设排水孔，排水孔的接口安装有丝堵、或排水阀F2；

在冬天自来水温度约8-9℃，洗浴废水约33℃，经过清水预热器热交换，清水温度升高到27-28℃，再进入热水换热器，由热泵的热量加热，温度升高到50-55℃，废热水经过清水预热器后降温到16-18℃，进入水源换热器，提供热泵热量，降温到10℃左右，清水预热器获得45％的热量，热泵提供55％的热量，此条件水源热泵循环的COP约3.5，结合清水预热器，总能效比达6.0以上；

实施例4的水源换热系统，包括水源进水止回阀D1、水源水泵10、清水预热器14、两个并联的水源换热器6，依序连成水源换热系统的水路，参考图10；水源水泵的进水管插入用户水源水池15，水源进水管底部安装有水源进水止回阀D1，水源水泵的出水管以倒U连接管形式，与两个水源换热器6的并联进水接口连接，其水源换热器6的出水管排入地沟；在水源换热器6的进水管路的最低水位处，接旁路放水管路，放水管上安装有放水电磁阀DF2，在水源水泵停止工作时，自动放出水源换热器的存水；而由于倒U连接管水封隔断，水源水泵仍然有水，保证下次能正常起动；

实施例4的水源换热系统增添有水源水路清洗系统，参加图4，水源水路清洗系统包括有：清洗液罐Y、清洗液阀XF1、清水冲洗阀XF2、水源弃水排放阀XF3、放污水阀XF4、；在水源水泵的进水管上增添一段清洗剂加入管，清洗液罐和清洗液阀安装在清洗剂加入管上；在水源水泵10的出水管上增添一段支路放污水管，放污水阀XF4安装在放污水管上；水源弃水排放阀XF3安装在水源换热器6的排水管上；从自来水管引一段安装有清水冲洗阀XF2的清水冲洗管，连接到水源换热器6出水口与水源弃水排放阀XF3连接的排水管上，由此构成水源换热器6或再包括清水预热器14的水源通路的反向清洗水路；在制热水时，清洗液阀XF1、清水冲洗阀XF2、放污水阀XF4都关闭，只水源弃水排放阀XF3开通；清洗水源水路之前，开启清洗液阀，点动水源水泵10，把清洗液灌满到水源换热器6的出水口，关闭水源弃水排放阀XF3和清洗液阀XF2，停留一段时间；开启放污水阀XF4和清水冲洗阀XF2，用自来水反向清洗水源换热器6和清水预热器14的水源通路；

实施例5、本发明的实施例5的双源热泵热能梯级利用热水一体机，采用第二种制冷回路系统结构，即有两套单四通阀风源+水源串联、逆向除霜两分立循环制冷剂回路系统的系统，其基本结构和工作原理由图5说明；

图5所示的实施例5的双源热泵热能梯级利用热水一体机，其制冷剂回路系统的结构和原理，与图2所示的实施例2的双源热泵热水机的相同；

实施例5的热水换热系统、水源换热系统和水源水路清洗系统，都与实施例4的一样，参见图5、图4和图11。

实施例6本发明的实施例6的双源热泵热能梯级利用热水一体机，采用第三种制冷回路系统结构，即有两套单四通阀水源+风源串联、逆向除霜两分立循环制冷剂回路系统的系统，其基本结构和工作原理由图6说明；

图6所示的实施例6的双源热泵热能梯级利用热水一体机，其制冷剂回路系统的结构和工作原理，与图3所示的实施例3的双源热泵热水机的相同；

实施6的热水换热系统、水源换热系统和水源水路清洗系统，都与实施例4的热水换热系统一样，参见图6、图4以及图11。

实施例7、图7是本发明实施例7的双源热泵热能梯级利用热水一体机的基本结构示意图，采用第四种制冷回路系统结构，即有两个四通阀的单风源、水源+风源串联、逆向除霜三种分立循环制冷剂回路系统，其三种分立循环回路提供了两种吸热制热水循环和一种除霜循环，三种循环的制冷剂流程及其系统的电器件控制分别是：

实施例7的两个四通阀的单风源、水源+风源串联、除霜三种分立循环制冷剂回路系统，以图7中右半边的制冷剂循环系统说明，其连接方式是：压缩机1的排气口与第一四通阀2的第一接口①连接；第一四通阀的第二、三、四接口②、③、④，分别与热水换热器5的制冷剂进口、风源换热器7的上端接口、气液分离器8的进气口连接；热水换热器的制冷剂出口，依序串联接储液器11、过滤器12后，与节流器J的进口连接；节流器的出口与第二四通阀2的第一接口①连接；第二四通阀的第二、三、四接口②、③、④，分别与风源换热器7的下端接口、水源换热器6的下端接口、水源换热器6的上端接口连接；气液分离器8的出气口，与压缩机1的进气口连接；所连成的回路为内充装制冷剂；第二四通阀2的电磁导阀的高压进气管和低压排气管L1、L2，分别直接连到制冷剂回路的压缩机的排气管和低压进气管上；三种分立循环分别是：单风源制热水循环，水源+风源串联制热水循环，用水箱热水源除霜循环；实施例7的制冷回路的节流器与实施例1的相同；

实施例7的制冷剂系统的三种分立循环回路，提供了两种吸热制热水循环和一种除霜循环，三种循环的制冷剂流程及其系统的控制方式分别是：

(1)单风源制热水循环：压缩机1→第一四通阀2的第一、二接口①、②通路→热水换热器5(放热制热水)→储液器11→过滤器12→节流器J→第二四通阀3的第一、二接口①、②通路→风源换热器7(吸热)→第一四通阀2的第三、四接口③、④通路→气液分离器8→压缩机1；系统的控制方式：压缩机1开，第一、二四通阀的线圈无电，风扇7f开；进水电磁阀DF1开；循环水泵9关停；水源水泵10关，放水电磁阀DF2开；

(2)水源+风源串联制热水循环：压缩机1→第一四通阀2的第一、二接口①、②通路→热水换热器5(放热制热水)→储液器11→过滤器12→节流器J→第二四通阀3的第一、三接口①、③通路→水源换热器6(吸热)→第二四通阀3的第四、二接口④、②通路→风源换热器7(再吸热)→第一四通阀2的第三、四接口③、④通路→气液分离器8→压缩机1；此循环的基本控制方式：压缩机1开，第一四通阀2的线圈无电，第二四通阀3的线圈有电，进水电磁阀DF1开，循环水泵9关停；在此基本控制方式不变的前提下，配合以下三种方式的控制，能获得三种吸热制热水的方式：1)水源+风源串联吸热制热水方式，水源水泵10开，风扇7f开，放水电磁阀DF2关；2)准风源吸热制热水方式，水源无水，水源水泵10关、放水电磁阀DF2开，风扇7f开时；3)准水源吸热制热水方式，水源有水，水源热泵10开、风扇7f关时，放水电磁阀DF2关；

(3)用水箱热水源除霜循环：压缩机1→第一四通阀2的第一、三接口①、③通路→风源换热器7(放热除霜)→第二四通阀3的第二、一接口②、①通路→节流器J→过滤器12→储液器11→热水换热器5(吸热)→第一四通阀2的第二、四接口②、④通路→气液分离器8→压缩机1；系统的控制方式：压缩机开，第一四通阀的线圈有电，第二四通阀的线圈无电，风扇7f关，进水电磁阀DF1关，循环水泵9开；水源水泵10关，放水电磁阀DF2开；

实施例7的热水换热系统、水源换热系统和水源水路清洗系统，都与实施例4的一样，参见图7、图4和图11。

实施例8、图8是本发明实施例8的双源热泵热能梯级利用热水一体机的基本结构示意图，采用第五种制冷回路系统结构，即有两套两个四通阀单水源、风源+水源串联、除霜的制冷剂回路系统。

如图8所示，以图8中右半边的制冷剂循环系统为例，说明实施例8的热水一体机的制冷剂回路系统的结构：第一四通阀2的第一、二、三、四①、②、③、④接口，分别与压缩机1的排气口、热水换热器5的制冷剂进口、风源换热器7的上端接口、第二四通阀3的第四接口④连接；热水换热器5的制冷剂出口，依序串联接储液器12、过滤器12后，与节流器J的进口连接；第二四通阀3的第一、二、三接口①、②、③，分别与节流器J的出口、风源换热器7的下端接口、水源换热器6的下端接口连接；水源换热器6的上端接口，与气液分离器8的进气口连接；气液分离器8的出气口，与压缩机1的进气口连接；所连成的回路为内充装制冷剂；第二四通阀的电磁导阀的高压进气管L1和低压排气管L2，分别直接连到制冷剂回路的压缩机的排气管和低压进气管上；三种分立循环分别是：单水源制热水循环，风源+水源串联制热水循环，用水箱的热水除霜循环；实施例8的制冷回路的节流器与实施例1的相同；

(1)单水源制热水循环，第一四通阀的第一、二接口为通路(线圈无电)，第二四通阀的第一、三接口为通路(线圈有电)；

(2)风源+水源串联制热水循环，第一、二四通阀的第一、二接口为通路；

(3)用水箱热水源除霜循环，第一四通阀的第一、三接口为通路，第二四通阀的第一、二接口为通路；

实施例8的制冷剂系统的三种分立循环回路的制冷剂流程及其系统的电器件控制分别是：

(1)单水源制热水循环：压缩机1→第一四通阀2的第一、二接口①、②通路→热水换热器5(放热制热水)→储液器11→过滤器12→节流器J→第二四通阀3的第一、三接口①、③通路→水源换热器6(吸热)→气液分离器8→压缩机1；系统的控制方式：压缩机1开，第一四通阀2的线圈无电，第二四通阀3的线圈有电，风扇7f停；进水电磁阀DF1开；循环水泵9关停；水源水泵10开，放水电磁阀DF2关；

(2)风源+水源串联制热水循环：压缩机1→第一四通阀2的第一、二接口①、②通路→热水换热器5(放热制热水)→储液器11→过滤器12→节流器J→第二四通阀3的第一、二接口①、②通路→风源换热器7(吸热)→第一四通阀2的第三、四接口③、④通路→第二四通阀3的第四、三接口④、③通路→水源换热器6(再吸热)→气液分离器8→压缩机1；此循环的基本控制方式：压缩机1开，第一、二四通阀2、3的线圈无电，进水电磁阀DF1开，循环水泵9关停；在此基本控制方式不变的前提下，配合以下三种方式的控制，能获得三种吸热制热水的方式：

1)风源+水源串联吸热制热水方式，水源水泵10开，风扇7f开，放水电磁阀DF2关；

2)准风源吸热制热水方式，水源无水，水源水泵10关、放水电磁阀DF2开，风扇7f开；

3)准水源吸热制热水方式，水源有水，水源热泵10开、风扇7f关时，放水电磁阀DF2关；

(3)除霜循环：压缩机1→第一四通阀2的第一、三接口①、③通路→风源换热器7→第二四通阀3的第二、一接口②、①通路→节流器J→过滤器12→储液器11→热水换热器5(吸热)→第一四通阀2的第二、四接口②、④通路→第二四通阀3的第四、三接口④、③通路→水源换热器6→气液分离器8→压缩机1；系统的控制方式：压缩机1开，第一四通阀的线圈有电，第二四通阀的线圈无电，风扇关，进水电磁阀关，循环水泵开；水源水泵关，放水电磁阀开。

实施8的热水换热系统，水源换热系统，水源水路清洗系统，都与实施例4的一样，参见图8、图4和图11。

实施例9、图9是本发明实施例9的双源热泵热能梯级利用热水一体机的基本结构示意图，采用第六种制冷剂回路系统的结构，即有两套两个四通阀的单水源、风源+水源串联、用储水箱热水除霜，用水源热除霜四种分立循环的制冷剂回路系统。

如图9所示，每个制冷剂回路系统，包括压缩机1、第一、二四通阀2、3、热水换热器5、水源换热器6、风源换热器7、储液器11、过滤器12、节流器J、气液分离器8，第一、二、三、四、五单向阀ZD1、ZD2、ZD3、ZD4、ZD5；制冷剂回路的连接方式是：压缩机1的排气口与第一四通阀2的第一接口①连接；第一四通阀2的第二、三接口②、③，分别与热水换热器5的制冷剂进口、风源换热器7的上端接口连接；第一、二四通阀的第四接口④、④并联，和气液分离器8的进气口共连接；第二四通阀3的第一、二、三接口①、②、③，分别与热水换热器5的制冷剂出口，水源换热器6的制冷剂上端接口、第五单向阀ZD5的进口连接；水源换热器6的制冷剂下端接口，分别与第一单向阀ZD1的进口和第三单向阀ZD3的出口连接；风源换热器7的下端接口，分别与第二单向阀ZD2的进口和第四单向阀ZD4的出口连接；第一、二、五单向阀ZD1、ZD2、ZD5的出口并联，其并联出口，依序与储液器11、过滤器12、节流器J的进口连接；节流器的出口，与第三单向阀ZD3的进口和第四单向阀ZD4的进口并连接；气液分离器8的出气口，与压缩机1的进气口连接；所连成的回路为内充装制冷剂；第二四通阀3的电磁导阀的高压进气毛细管L1和低压排气毛细管L2，分别直接连到制冷剂回路的压缩机的排气管和低压进气管上；实施例9的制冷回路的节流器与实施例1的相同；

所述的第六种制冷剂回路通过两个四通阀的切换，获得四种分立循环的方式是：

(1)单风源制热水循环，第一、二四通阀的第一、二接口均为通路(线圈无电)；

(2)水源+风源并联制热水循环，第一四通阀的第一、二接口为通路，第二四通阀的第一、三接口为通路(线圈有电)；

(3)用水箱热水源除霜循环，第一四通阀的第一、三接口为通路，第二四通阀的第一、二接口为通路；

(4)用水源热除霜循环，第一、二四通阀的第一、三接口为通路；

实施例9的双四通阀切换的双源热泵热水一体机四种分立循环的制冷剂流程，及其控制方式和功能分别描述如下，参见图9：

(1)单风源制热水循环：压缩机1→第一四通阀2的第一、二接口①、②通路→热水换热器5(放热制热水)→第二四通阀3的第一、二接口①、②通路→水源换热器6(过冷器用)→第一单向阀ZD1→储液器11→过滤器12→节流器J→第四单向阀ZD4→风源换热器7(吸热)→第一四通阀2的第三、四接口③、④通路→气液分离器8→压缩机1；系统的控制方式：压缩机开，第一、二四通阀2的线圈无电，风扇7f开；进水电磁阀DF1开；循环水泵9关停；水源水泵10关，放水电磁阀DF2开；

(2)风源+水源并联制热水循环：压缩机1→第一四通阀2的第一、二接口①、②通路→热水换热器5(放热制热水)→第二四通阀3的第一、三接口①、③通路→第五单向阀ZD5→储液器11→过滤器12→节流器J→(分两路)：第一路，→第四单向阀ZD4→风源换热器7(吸热)→第一四通阀2的第三、四接口③、④通路→气液分离器8→压缩机1；第二路，→第三单向阀ZD3→水源换热器6(吸热)→第二四通阀3的第三、四接口③、④通路→气液分离器8→压缩机1；

系统控制方式：压缩机开，第一四通阀的线圈无电，第二四通阀的线圈有电，进水电磁阀DF1开，循环水泵9关停；在此基本控制方式不变的前提下，配合以下三种方式的控制，能获得三种吸热制热水的方式：

1)风源+水源并联吸热制热水方式，水源水泵10开，风扇7f开，放水电磁阀DF2关，节流器的旁路电磁阀Jd线圈无电；此方式有较高的效率

2)准风源吸热制热水方式，水源无水，水源热泵10关，放水电磁阀DF2开，风扇7f开；

3)准水源吸热制热水方式，水源有水，水源水泵10开、风扇7f关时，放水电磁阀DF2关；

(3)用水箱热水源除霜循环：压缩机1→第一四通阀2的第一、三接口①、③通路→风源换热器7→第二单向阀ZD2→储液器11→过滤器12→节流器J(单段毛细管节流)→水源换热器6(如果水源有水，先从水源吸热)→第二四通阀3的第二、一接口②、①通路→热水换热器5(再吸热)→第一四通阀2的第二、四接口②、④通路→气液分离器8→压缩机1；系统的控制方式：压缩机开，第一四通阀的线圈有电，第二四通阀的线圈无电，风扇7f关，进水电磁阀DF1关，循环水泵9开，节流器的旁路电磁阀Jd线圈无电；当水源无水，水源水泵10关，放水电磁阀DF2开；当水源有水，水源水泵开，放水电磁阀关；

(4)用水源热除霜循环：压缩机1→第一四通阀2的第一、三接口①、③通路→风源换热器7→第二单向阀ZD2→储液器11→过滤器12→节流器J(单段毛细管节流)→水源换热器6(如果水源有水，先从水源吸热)→第二四通阀3的第二、四接口②、④通路→气液分离器8→压缩机1；系统的控制方式：压缩机开，第一、二四通阀的线圈有电，风扇7f关，进水电磁阀DF1关，循环水泵9关，节流器的旁路电磁阀Jd线圈无电；水源有水，水源水泵10开，放水电磁阀DF2关。

实施例9的双源热泵热能梯级利用热水一体机，其机组部件的安装形式，参见图10说明。

图10是本发明的双源热泵热能梯级利用热水一体机的热能梯级利用的原理说明图，由热水换热系统的清水直热水路和水源换热系统的水源水路构成；

热能梯级利用的是指水源热能是通过两级热回收，第一级热回收，当水源温度高于自来水温度时，采用水-水热交换器利用温差传热，回收水源热能；经第一级热回收后水源次级水温度，如果高于环境气温，准确说只要高于经风源换热器换热后风的温度，次级水源的热能就比空气源的热能更有价值，于是可作为水源热泵的热源，进行第二级水源热能回收；在洗浴场所，水源热水是热泵自己产生的，洗浴后废水温度总是高于自来水温度，采用二级热能回收效果很好；第一级回收的热能温度高，第二级回收的热能温度低，所以称为热能梯级利用；热能温度不同，品质也不同。参见图10.水源之水，例如洗浴废水在废水池15中温度T15，一般约33℃～35℃，自来水温度冬季约8℃，春秋季约15℃～20℃，夏季约到28℃，在清水预热器14内水源之水与进水自来水进行一级热交换，水源之水温度降低到T5，在冬季可降低到16℃，而后流进入到水源换热器6，作为水源热泵蒸发器的热源，水源热能二次被利用，温度开降低到T6，冬季约8℃或更低温度排出；进水温度为T0，在清水预热器14内经一级热交换，温度升到T01，一般在28℃～30℃之间，再进入热水换热器，被热泵的制冷剂二次加热，温度升高到T1，送入储水箱13；制冷剂循环于由水源换热器6，压缩机1，热水换热器5，节流器J，水源换热器连接的回路；水源换热器在双源换热器中可以被风源换热器替换，或是由风源换热器与水源换热器串联的组合双源换热器替换，此情况，还产生风源和水源的热能梯级利用的方式，例如水源换热器的制冷剂蒸发温度低于环境气温，制冷剂从水源蒸发器流出以后，还可以继续进入风源换热器吸热，以提高热泵的制热量；

图10还表示了水源水路的放水电磁阀的安装示意；所述的水源换热系统，水源进水管底部安装有水源进水止回阀D1，水源水泵的出水管以倒U连接管形式与两个水源换热器7的并联进水接口连接，倒U管顶部与水源水泵进水口的高度差为h；在水源换热器的进水管路的最低水位处，特别设置安装有放水电磁阀的放水管DF3，在水源水泵10停止工作时，自动开启放水电磁阀DF3，自动放出水源换热器7的存水。当水源水泵停止和开启放水电磁阀DF3后，高于放水电磁阀的水源水路的水源换热器和清水预热式水源余热回收换热器的存水都能被放出，而在倒U连接管和止回阀之间的水源水泵的水不会流失，可以保证下次水源水泵的正常起动。

图11是本发明的双源热泵热水机，或双源热泵热能梯级利用热水一体机的外形图之一的示意图，机组分上下两部，在机组上部对称布置V形风源换热器7，在V形顶面放置引风扇7f的方式，在机组下部框架的底排架上安装机组的其它部件，上下两部交界处装有滴水承接盘GB，实施例1、2、3、4、5、6、7、8采用这种方式；风源换热器采用V形布置，各翅片风道阻力比较均匀。

图12是本发明的双源热泵热能梯级利用热水一体机的机组上下两部组合剖面示意图。机组分上下两部SB、XB，在机组上部SB安装有压缩、热水换热器、风源换热器、水源换热器、四通阀、储液器、过滤器、气液分离器、电器控制系统等，为箱体形；图12中部分大型主要部件有数字代号标示，小型配件图中没有画出；方形螺旋管式热水换热器5置于中间，方形螺旋管式水源换热器6套在其外，周围布置压缩机1、气液分离器、储液器、四通阀、过滤器等，风源换热器7翅片换热管包围在箱体3个立侧面(剖视图中背后一个立面没有表示)，箱体顶面布置引风式风扇，箱体的一个侧面(剖视图中没有表示)布置电器控制系统的操作盘；在机组下部XB的矩形框架内只安装清水预热器14，以及水源水路清洗系统(图中没有表示)；上下部框架交界处装有风隔离板GB，也起滴水承接盘作用；在翅片换热管的立侧面的外侧，添加一个下张口的导风罩DB，使风源换热器从立侧面直接进风改为从导风罩与立侧面之间的下风口进风，风在导风罩内上升途中，逐渐分流到立侧面的翅片换热管，使从下风口到风扇口穿过上或下的翅片换热管的流程等长，实施例9采用这种方式。

Claims (8)

1.双源热泵热水机，包括制冷剂回路系统，热水换热系统、水源换热系统和信号采集及自动控制系统；所述的制冷剂回路系统，包括压缩机、四通阀、作为冷凝器的热水换热器、作为蒸发器的水源换热器和风源换热器、储液器、过滤器、节流器、气液分离器；记四通阀主阀体一侧的单个接口为四通阀第一接口，四通阀主阀体的另一侧的三个接口，约定在四通阀的线圈无电时与第一接口内连通的接口为四通阀第二接口，在四通阀线圈有电时与第一接口内连通的接口为四通阀第三接口，居中的接口为四通阀第四接口，在四通阀线圈无电时第四接口与第三接口内连通，又在四通阀线圈有电时第四接口与第二接口内连通，四通阀第一接口作为制冷剂公共进口，四通阀第四接口作为制冷剂公共出口；风源换热器配有风扇，水源换热器配有水源水泵，热水换热系统有循环水泵；所述的节流器或是热力膨胀阀，或是电子膨胀阀，或是毛细管节流器；所述的热水换热系统，由进水电磁阀、进水流量调节阀、热水换热器、手调出水阀、循环水泵、循环水路逆止阀构成；所述的水源换热系统，包括水源换热器、水源水泵；所述的热水换热器和水源换热器，是同轴套管换热器，或是螺旋套管式换热器，或是高效罐式换热器，或是板式换热器；所述信号采集是在制冷剂回路系统上配置有高压和低压测控探头，风源温度、压缩机吸气温度、出水温度和水源温度的探头；

其特征在于：

所述的制冷剂回路系统，是采用以下三种结构形式制冷剂回路系统之一：

第一种，三个四通阀六种分立循环的制冷剂回路系统，三个四通阀记为第一、二、三四通阀；制冷剂回路系统连接方式是：压缩机的排气口与第一四通阀的第一接口连接，第一四通阀的第二、三、四接口，分别与热水换热器的制冷剂进口、风源换热器的上端接口、第三四通阀的第三接口连接；热水换热器的制冷剂出口，依序串联连接储液器、过滤器后，与节流器的进口连接；第二四通阀的第一、二、三、四接口，分别与节流器的出口、风源换热器的下端接口、水源换热器的下端接口、第三四通阀的第一接口连接；第三四通阀的第二、四接口，分别与水源换热器的上端接口、气液分离器的进气口连接；气液分离器的出气口，与压缩机的进气口连接；所连成的回路内充装制冷剂；所述的四通阀是带有电磁导阀的气动四通阀，第二四通阀的电磁导阀的高压进气毛细管和低压出气毛细管，分别直接连到制冷剂回路压缩机的排气管和进气管上；第三四通阀的电磁导阀的高压进气毛细管，直接连到压缩机的排气管上；

所述的第一种制冷剂回路系统的六种分立循环，是通过三个四通阀通路的改变实现的：

(1)单风源制热水循环，第一、二、三四通阀的第一、二接口通路；

(2)单水源制热水循环，第一四通阀的第一、二接口通路，第二、三四通阀的第一、三接口通路；

(3)风源+水源串联制热水循环，第一、二四通阀的第一、二接口通路，第三四通阀的第一、三接口通路；

(4)水源+风源串联制热水循环，第一、三四通阀的第一、二接口通路，第二四通阀的第一、三接口通路；

(5)用水箱热水源除霜+防冻循环，第一、二四通阀的第一、三接口通路，第三四通阀的第一、二接口通路；

(6)用水箱热水源除霜循环，第一四通阀的第一、三接口通路，第二、三四通阀的第三、四接口通路；

第二种，单四通阀风源+水源串联两分立循环制冷剂回路系统，其连接方式是：压缩机的排气口与四通阀的第一接口连接，四通阀的第二、三、四接口，分别与热水换热器的制冷剂进口、水源换热器的上端接口、气液分离器的进气口连接；热水换热器的制冷剂出口，依序串联接储液器、过滤器后，与节流器的进口连接；节流器的出口与风源换热器的下端接口连接；风源换热器上端接口与水源换热器的下端接口连接；气液分离器的出气口，与压缩机的进气口连接，所连成的回路为内充装制冷剂；

所述的第二种制冷剂回路系统的两分立循环，是通过四通阀通路的改变实现的：

(1)风源+水源串联式制热水循环，四通阀第一、二接口通路；配合水源水泵和风扇的开停，组织三种吸热制热水模式：1)风源+水源串联式制热水模式，水源水泵和风扇都开；2)准风源制热水模式，水源水泵停，水源放水阀开，风扇开；3)准水源制热水，水源有水，水源水泵开，水源放水阀关，风扇关；

(2)用水箱热水源除霜循环，四通阀第一、三接口通路；

第三种，单四通阀水源+风源串联两分立循环制冷剂回路系统，其连接方式是：压缩机的排气口与四通阀的第一接口连接，四通阀的第二、三、四接口，分别与热水换热器的制冷剂进口、风源换热器的上端接口、气液分离器的进气口连接；热水换热器的制冷剂出口，依序串联连接储液器、过滤器后，与节流器的进口连接；节流器的出口与水源换热器的下端接口连接；水源换热器上端接口与风源换热器的下端接口连接；气液分离器的出气口，与压缩机的进气口连接；所连成的回路为内充装制冷剂；两种分立循环分别是：水源+风源串联式制热水循环，用水箱热水源除霜循环；

所述的第三种制冷剂回路系统的两分立循环，是通过四通阀通路的改变实现的：

(1)水源+风源串联式制热水循环，四通阀第一、二接口通路；配合水源水泵和风扇的开停，组织三种吸热制热水模式：1)水源+风源串联式制热水模式，水源水泵和风扇都开；2)准风源制热水模式，水源水泵停，水源放水阀开，风扇开；3)准水源制热水，水源有水，水源水泵开，水源放水阀关，风扇关；

(2)用水箱热水源除霜循环，四通阀第一、三接口通路；

所述的双源热泵热水机的热水换热系统，是包括有直热水路和循环加热水路的热水换热系统；其直热流水路，由进水电磁阀、进水流量调节阀、热水换热器、手调出水阀依序用管路连接，构成连接自来水管和储热水箱的水路；其循环加热流水路，是用循环回水管连接储热水箱底下部出水口与热水换热器的进水口，并把循环水泵和循环水路逆止阀安装在循环回水管上，构成从储热水箱的底部出水口，经循环回水管、热水换热器、热水出水管，回到储热水箱的水路；在热水换热系统的清水管路的最低水位处开设排水孔，排水孔的接口安装有丝堵、或排水阀；

所述的双源热泵热水机的水源换热系统，在水源进水管底部安装有水源进水止回阀，水源水泵的出水管以倒U连接管形式与水源换热器的进水接口连接；在水源换热器的进水管路的最低水位处开设排水孔，连接排水孔的放水管上安装有放水电磁阀。

2.双源热泵热能梯级利用热水一体机，包括制冷剂回路系统，热水换热系统、水源换热系统和信号采集及自动控制系统；所述的制冷剂回路系统，包括压缩机、四通阀、作为冷凝器的热水换热器、作为蒸发器的水源换热器和风源换热器、储液器、过滤器、节流器、气液分离器；记四通阀主阀体一侧的单个接口为四通阀第一接口，四通阀主阀体的另一侧的三个接口，约定在四通阀的线圈无电时与第一接口内连通的接口为四通阀第二接口，在四通阀线圈有电时与第一接口内连通的接口为四通阀第三接口，居中的接口为四通阀第四接口，在四通阀线圈无电时第四接口与第三接口内连通，又在四通阀线圈有电时第四接口与第二接口内连通，四通阀第一接口作为制冷剂公共进口，四通阀第四接口作为制冷剂公共出口；风源换热器配有风扇，水源换热器配有水源水泵，热水换热系统有循环水泵；所述的节流器或是热力膨胀阀，或是电子膨胀阀，或是毛细管节流器；所述的热水换热系统，由进水电磁阀、进水流量调节阀、热水换热器、手调出水阀、循环水泵、循环水路逆止阀构成；所述的水源换热系统，包括水源换热器、水源水泵；所述的热水换热器和水源换热器，是同轴套管换热器，或是螺旋套管式换热器，或是高效罐式换热器，或是板式换热器；所述信号采集是在制冷剂回路系统上配置有高压和低压测控探头，风源温度、压缩机吸气温度、出水温度和水源温度的探头；

其特征在于：

所述的制冷剂回路系统，是采用以下六种结构形式制冷剂回路系统之一：

第一种，三个四通阀六种分立循环的制冷剂回路系统；三个四通阀记为第一、二、三四通阀；制冷剂回路系统连接方式是：压缩机的排气口与第一四通阀的第一接口连接，第一四通阀的第二、三、四接口，分别与热水换热器的制冷剂进口、风源换热器的上端接口、第三四通阀的第三接口连接；热水换热器的制冷剂出口，依序串联接储液器、过滤器后，与节流器的进口连接；第二四通阀的第一、二、三、四接口，分别与节流器的出口、风源换热器的下端接口、水源换热器的下端接口、第三四通阀的第一接口连接；第三四通阀的第二、四接口，分别与水源换热器的上端接口、气液分离器的进气口连接；气液分离器的出气口，与压缩机的进气口连接；所连成的回路内充装制冷剂；所述的四通阀是带有电磁导阀的气动四通阀，第二四通阀的电磁导阀的高压进气毛细管和低压出气毛细管，分别直接连到制冷剂回路压缩机的排气管和进气管上；第三四通阀的电磁导阀的高压进气毛细管，直接连到压缩机的排气管上；

所述的第一种制冷剂回路系统的六种分立循环，是通过三个四通阀通路的改变实现的：

(1)单风源制热水循环，第一、二、三四通阀的第一、二接口通路；

(2)单水源制热水循环，第一四通阀的第一、二接口通路，第二、三四通阀的第一、三接口通路；

(3)风源+水源串联制热水循环，第一、二四通阀的第一、二接口通路，第三四通阀的第一、三接口通路；

(4)水源+风源串联制热水循环，第一、三四通阀的第一、二接口通路，第二四通阀的第一、三接口通路；

(5)用水箱热水源除霜+防冻循环，第一、二四通阀的第一、三接口通路，第三四通阀的第一、二接口通路；

(6)用水箱热水源除霜循环，第一四通阀的第一、三接口通路，第二、三四通阀的第三、四接口通路；

第二种，单四通阀风源+水源串联两分立循环制冷剂回路系统，其连接方式是：压缩机的排气口与四通阀的第一接口连接，四通阀的第二、三、四接口，分别与热水换热器的制冷剂进口、水源换热器的上端接口、气液分离器的进气口连接；热水换热器的制冷剂出口，依序串联接储液器、过滤器后，与节流器的进口连接；节流器的出口与风源换热器的下端接口连接；风源换热器上端接口与水源换热器的下端接口连接；气液分离器的出气口，与压缩机的进气口连接，所连成的回路为内充装制冷剂；

所述的第二种制冷剂回路系统的两分立循环，是通过一个四通阀通路的改变实现的：

(1)风源+水源串联式制热水循环，四通阀第一、二接口通路；配合水源水泵和风扇的开停，组织三种吸热制热水模式：1)风源+水源串联式制热水模式，水源水泵和风扇都开；2)准风源制热水模式，水源水泵停，水源放水阀开，风扇开；3)准水源制热水，水源有水，水源水泵开，水源放水阀关，风扇关；

(2)用水箱热水源除霜循环，四通阀第一、三接口通路；

第三种，单四通阀水源+风源串联两分立循环制冷剂回路系统，其连接方式是：压缩机的排气口与四通阀的第一接口连接，四通阀的第二、三、四接口，分别与热水换热器的制冷剂进口、风源换热器的上端接口、气液分离器的进气口连接；热水换热器的制冷剂出口，依序串联连接储液器、过滤器后，与节流器的进口连接；节流器的出口与水源换热器的下端接口连接；水源换热器上端接口与风源换热器的下端接口连接；气液分离器的出气口，与压缩机的进气口连接；所连成的回路为内充装制冷剂；

所述的第三种制冷剂回路系统的两分立循环，是通过一个四通阀通路的改变实现的：

(1)水源+风源串联式制热水循环，四通阀第一、二接口通路；配合水源水泵和风扇的开停，组织三种吸热制热水模式：1)水源+风源串联式制热水模式，水源水泵和风扇都开；2)准风源制热水模式，水源水泵停，水源放水阀开，风扇开；3)准水源制热水，水源有水，水源水泵开，水源放水阀关，风扇关；

(2)用水箱热水源除霜循环，四通阀第一、三接口通路；

第四种，两个四通阀的单风源、水源+风源串联、逆向除霜三种分立循环的制冷剂回路系统，制冷剂回路的连接方式是：压缩机的排气口与第一四通阀的第一接口连接；第一四通阀的第二、三、四接口，分别与热水换热器的制冷剂进口、风源换热器的上端接口、气液分离器的进气口连接；热水换热器的制冷剂出口，依序串联连接储液器、过滤器后，与节流器的进口连接；节流器的出口与第二四通阀的第一接口连接；第二四通阀的第二、三、四接口，分别与风源换热器的下端接口、水源换热器的下端接口、水源换热器的上端接口连接；气液分离器的出气口，与压缩机的进气口连接；所连成的回路为内充装制冷剂；第二四通阀的电磁导阀的高压进气管和低压排气管，分别直接连到制冷剂回路的压缩机的排气管和低压进气管上；

所述的第四种制冷剂回路通过两个四通阀的切换，获得三种分立循环的方式是：

(1)单风源制热水循环，第一、二四通阀的第一、二接口均为通路；

(2)水源+风源串联制热水循环，第一四通阀的第一、二接口为通路，第二四通阀的第一、三接口为通路；

(3)用水箱热水源除霜循环，第一四通阀的第一、三接口为通路，第二四通阀的第一、二接口为通路；

第五种，两个四通阀的单水源、风源+水源串联、除霜三种分立循环的制冷剂回路系统，制冷剂回路的连接方式是：第一四通阀的第一、二、三、四接口，分别与压缩机的排气口、热水换热器的制冷剂进口、风源换热器的上端接口、第二四通阀的第四接口连接；热水换热器的制冷剂出口，依序串联接储液器、过滤器后，与节流器的进口连接；第二四通阀的第一、二、三接口，分别与节流器的出口、风源换热器的下端接口、水源换热器的下端接口连接；水源换热器的上端接口，与气液分离器的进气口连接；气液分离器的出气口，与压缩机的进气口连接；所连成的回路为内充装制冷剂；第二四通阀的电磁导阀的高压进气管和低压排气管，分别直接连到制冷剂回路的压缩机的排气管和低压进气管上；

所述的第五种制冷剂回路通过两个四通阀的切换，获得三种分立循环的方式是：

(1)单水源制热水循环，第一四通阀的第一、二接口为通路，第二四通阀的第一、三接口为通路；

(2)风源+水源串联制热水循环，第一、二四通阀的第一、二接口为通路；

(3)用水箱热水源除霜循环，第一四通阀的第一、三接口为通路，第二四通阀的第一、二接口为通路；

第六种，两个四通阀五个单向阀四种分立循环的制冷剂回路系统，记两个四通阀为第一、二四通阀，记五个单向阀为第一、二、三、四、五单向阀，制冷剂回路的连接方式是：第一四通阀的第一、二、三接口，分别与压缩机的排气口、热水换热器的制冷剂进口、风源换热器的上端接口连接；第二四通阀的第一、二、三接口，分别与热水换热器的制冷剂出口、水源换热器的制冷剂上端接口、第五单向阀的进口连接；第一、二四通阀的第四接口并联，与气液分离器的进气口共连接；水源换热器的制冷剂下端接口，分别与第一单向阀的进口和第三单向阀的出口连接；风源换热器的下端接口，分别与第二单向阀的进口和第四单向阀的出口连接；第一、二、五单向阀的出口并联，其并联出口，依序与储液器、过滤器、节流器的进口连接；节流器的出口，与第三、四单向阀的进口并连接；气液分离器的出气口，与压缩机的进气口连接；所连成的回路为内充装制冷剂；第二四通阀的电磁导阀的高压进气毛细管和低压排气毛细管，分别直接连到制冷剂回路的压缩机的排气管和低压进气管上；

所述的第六种制冷剂回路通过两个四通阀的切换，获得四种分立循环的方式是：

(1)单风源制热水循环，第一、二四通阀的第一、二接口均为通路；

(2)水源+风源并联制热水循环，第一四通阀的第一、二接口为通路，第二四通阀的第一、三接口为通路；

(3)用水箱热水源除霜循环，第一四通阀的第一、三接口为通路，第二四通阀的第一、二接口为通路；

(4)用水源热除霜循环，第一、二四通阀的第一、三接口为通路；

所述的双源热泵热能梯级利用热水一体机，其热水换热系统，是包括有水源热能一级回收的清水预热器的直热水路和循环加热水路的热水换热系统；

所述的双源热泵热能梯级利用热水一体机，其水源换热系统，在水源进水管底部安装有水源进水止回阀，水源水泵的出水管以倒U连接管形式，依序与清水预热器的水源通路、水源换热器的水源通路连接；在水源换热器的进水管路的最低水位处开设排水孔，连接排水孔的放水管上安装有放水电磁阀。

3.根据权利要求1所述的双源热泵热水机，或根据权利要求2所述的双源热泵热能梯级利用热水一体机，其特征在于：所述的毛细管节流器，是由两段毛细管串联和其中一段毛细管并联有电磁阀旁路构成的两段毛细管式节流器；当环境气温低于设定值时，节流器的电磁阀旁路关闭。

4.根据权利要求2所述的双源热泵热能梯级利用热水一体机，其特征是，所述的包括有水源热能一级回收的清水预热器的直热水路和循环加热水路的热水换热系统，其清水预热器，是一种利用水源余热来预热自来水进水的水-水换热器，或是同轴套管式、或是板式的水-水换热器；同轴套管式换热器的内管为螺旋皱折形强化传热换热管，内管内为水源的水通路，内管外与套管之间为清水通路，自来水的清水与水源的废水逆向流动；热水换热系统的清水预热直热水路是：由进水电磁阀、清水预热器的清水侧通路、进水流量调节阀、热水换热器、手调出水阀，依序用管路连接，构成连接自来水管和储热水箱的水路；循环加热水路，是用循环回水管连接储热水箱底下部出水口与热水换热器的进水口，并把循环水泵和循环水路逆止阀安装在循环回水管上，构成从储热水箱的底部出水口，经循环回水管、热水换热器、热水出水管，回到储热水箱的水路；在热水换热系统的清水管路的最低水位处开设排水孔，排水孔的接口安装有丝堵、或排水阀。

5.据权利要求2所述的双源热泵热能梯级利用热水一体机，其特征是，所述的水源换热系统，由带进水止回阀的水源进水管、水源水泵、清水预热器的水源侧通路、水源换热器、水源弃水排放管，依序连接的水源换热水路；水源水泵的出水管以倒U连接管形式与清水预热器的水源侧通路的进水口连接，在清水预热器的水源进水管路的最低水位处开设排水孔，连接排水孔的放水管上安装有放水电磁阀。

6.根据权利要求1所述的双源热泵热水机，或根据权利要求2所述的双源热泵热能梯级利用热水一体机，其特征是，所述的水源换热系统增添有水源水路清洗系统，水源水路清洗系统包括有：清洗液罐、清洗液阀、放污水阀、水源弃水排放阀、清水冲洗阀；在水源水泵的进水管上增添一段清洗剂加入管，清洗液罐和清洗液阀安装在清洗剂加入管上；在水源水泵的出水管上增添一段支路放污水管，放污水阀安装在放污水管上；水源弃水排放阀安装在水源换热器的排水管上；从自来水管引一段安装有清水冲洗阀的清水冲洗管，连接到水源换热器出水口与水源弃水排放阀相连的排水管上，由此构成水源换热器或再包括清水预热器的水源通路的反向清洗水路；在制热水时，清洗液阀、放污水阀、清水冲洗阀关闭，只水源弃水排放阀开通；清洗水源水路之前，开清洗液阀，点动水源水泵，把清洗液灌满到水源换热器的出水口，关闭水源弃水排放阀和清洗液阀，停留一段时间；开启放污水阀和清水冲洗阀，用自来水反向清洗水源换热器、或水源换热器和清水预热器的水源通路，污水经放污水阀排入地沟。

7.根据权利要求1的双源热泵热水机，或根据权利要求2所述的双源热泵热能梯级利用热水一体机，其特征在于：所述的风源换热器，是翅片式换热器；依据等流阻原则，设计和布置风源换热器；机组分上下两部：(1)在机组上部对称布置V形风源换热器，在V形顶面放置引风扇的方式；在机组下部框架的底排架上安装机组的其它部件，上下两部交界处装有滴水承接盘；(2)或在机组上部安装有压缩机、热水换热器、风源换热器、四通阀、储液器、过滤器、气液分离器、电器控制系统，为箱体形，风源换热器翅片换热管包围在箱体的立侧面，箱体顶面布置引风式或下吹式风扇；在机组下部的矩形框架内安装水源换热器，或水源换热器和清水预热器，以及水源水路清洗系统；(3)在机组上部安装有压缩机、热水换热器、风源换热器、水源换热器、四通阀、储液器、过滤器、气液分离器、电器控制系统，为箱体形，小方形螺旋管式热水换热器置于中间，大方形螺旋管式水源换热器套在其外，周围布置压缩机、气液分离器、储液器、四通阀、过滤器，风源换热器翅片换热管包围在箱体3个立侧面，箱体顶面布置引风式或下吹式风扇，箱体的一个侧面布置电器控制系统的操作盘；在机组下部的矩形框架内只安装清水预热器，以及水源水路清洗系统；上下部框架交界处装有风隔离板，也起滴水承接盘作用。

8.根据权利要求1的双源热泵热水机，或根据权利要求2所述的双源热泵热能梯级利用热水一体机，其特征在于：当风源换热器翅片换热管是布置在箱形机组立侧面，顶面风扇引风式时，采用以下两种方法减小风源换热器上下翅片换热管的风速的严重不均：(1)上半部靠近风扇的翅片换热管采用双层结构，下半部的翅片换热管采用单层结构，使流阻尽量均匀；(2)或在翅片换热管的立侧面的外侧，添加一个下张口的导风罩，使风源换热器从立侧面直接进风改为从导风罩与立侧面之间的下风口进风，风在导风罩内上升途中，逐渐分流到立侧面的翅片换热管，使从下风口到风扇口穿过上或下的翅片换热管的流程等长。