CN103868233A - 空气源热泵热水机组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及制冷制热设备技术领域，具体涉及一种高温高效的空气源热泵热水机组，包括依次连接并形成回路的压缩机、四通阀、冷凝器、储液罐、膨胀阀、蒸发器、气液分离器，所述冷凝器的一端连接有进水管，所述冷凝器的另一端通过热水出水管连接有储水箱，其特别之处在于：所述冷凝器包括至少两个串联连接的换热器，所述冷凝器的另一端通过循环加热进水管与所述储水箱的出水口连接。本发明具有高效、节能的优点，可直接产出80℃以上高温热水。
Description
技术领域
本发明涉及制冷制热设备技术领域，具体涉及一种高温高效的空气源热泵热水机组。
背景技术
现有的空气源热泵热水机一般只有一个制冷用热交换器，运行时水仅与一个热交换器进行热交换来加热水，实际使用时制冷器上仍有相当一部分的余热未能被水吸收，造成电能的浪费。普通的热泵热水机产出热水的温度一般仅能达到50-60℃，不能满足一些地方需要高温热水使用的要求。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺陷，而提供一种高效、节能、可直接产出80℃以上高温热水的空气源热泵热水机组。
为实现上述目的，本发明提供的空气源热泵热水机组，包括依次连接并形成回路的压缩机、四通阀、冷凝器、储液罐、膨胀阀、蒸发器、气液分离器，所述冷凝器的一端连接有进水管，所述冷凝器的另一端通过热水出水管连接有储水箱，其特别之处在于：所述冷凝器包括至少两个串联连接的换热器，所述冷凝器的另一端通过循环加热进水管与所述储水箱的出水口连接。
进一步地，所述冷凝器包括串联连接的第一螺旋套管式换热器、第二螺旋套管式换热器、第三螺旋套管式换热器、第四螺旋套管式换热器和第五螺旋套管式换热器，所述第一螺旋套管式换热器、第二螺旋套管式换热器、第三螺旋套管式换热器、第四螺旋套管式换热器和第五螺旋套管式换热器的换热面积依次递增。
再进一步地，所述进水管与冷凝器的一端之间依次连接有Y型过滤器、进水电磁阀和进水单向阀。
再进一步地，所述循环加热进水管与冷凝器的一端之间依次连接有循环水泵和单向阀。
更进一步地，所述冷凝器的另一端与储水箱之间依次连接有温度传感器和流量控制器。
再进一步地，所述储水箱上设有温度水位传感器。
进一步地，所述蒸发器的外侧设有排气用风机。
本发明的冷凝器包括串联连接的多套螺旋套管式换热器，将高温高压制冷剂接入最近压缩机出口端的换热器，再逐极经过多个换热器，使热能被高效完全地吸收，同时使冷凝器位于制冷剂进口的温度远高于制冷剂出口的温度，进水管均设在制冷剂出口，热水出水管设在制冷剂进口，水在其中流动，构成一个逐渐升温的过程，再通过流量控制器的调节，即可产出比现有的一般热泵热水机更高温的水，节约了电能，提高了热水效率。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图中：1-压缩机；2-四通阀；3-第一螺旋套管式换热器；4-第二螺旋套管式换热器；5-第三螺旋套管式换热器；6-第四螺旋套管式换热器；7-第五螺旋套管式换热器；8-储液罐；9-膨胀阀；10-蒸发器；11-风机；12-气液分离器；13-Y型过滤器；14-进水电磁阀；15-进水单向阀；16-循环水泵；17-循环水单向阀；18-温度传感器；19-流量控制器；20-储水箱；21-水温水位传感器；22-进水管；23-循环加热进水管；24-热水出水管；25-冷凝器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
如图1所示的空气源热泵热水机组，包括依次连接并形成回路的压缩机1、四通阀2、冷凝器25、储液罐8、膨胀阀9、蒸发器10、气液分离器12，冷凝器25的一端连接有进水管22，冷凝器25的另一端通过热水出水管24连接有储水箱20，冷凝器25包括至少两个串联连接的换热器，冷凝器25的另一端通过循环加热进水管23与所述储水箱20的出水口连接。冷凝器25包括串联连接的第一螺旋套管式换热器3、第二螺旋套管式换热器4、第三螺旋套管式换热器5、第四螺旋套管式换热器6和第五螺旋套管式换热器7，第一螺旋套管式换热器3、第二螺旋套管式换热器4、第三螺旋套管式换热器5、第四螺旋套管式换热器6和第五螺旋套管式换热器7的换热面积依次递增。
进水管22与冷凝器25的一端之间依次连接有Y型过滤器13、进水电磁阀14和进水单向阀15。循环加热进水管23与冷凝器25的一端之间依次连接有循环水泵16和单向阀17。冷凝器25的另一端与储水箱20之间依次连接有温度传感器18和流量控制器19。储水箱20上设有温度水位传感器21。蒸发器10的外侧设有排气用风机11。
本发明空气源热泵热水机组的管路有制冷剂循环、一次加热和循环加热三部分：
制冷剂循环部分包括依次串接构成循环回路的压缩机1、四通阀2、冷凝器25、储液罐8、膨胀阀9、蒸发器10、气液分离器12，其中，冷凝器25由五个螺旋套管式换热器构成，第一螺旋套管式换热器3的换热面积最小，第五螺旋套管式换热器7的换热面积最大；压缩机1与冷凝器25之间通过四通阀2进行连接，蒸发器10与压缩机1之间也通过四通阀2进行连接；冷凝器25与蒸发器10之间是通过储液罐8、膨胀阀9进行连接；蒸发器10旁边设有排气用的风机11。
一次加热部分，包括自来水进水管22管路上安装的Y型过滤器13、进水电磁阀14、进水单向阀15和热水出水管道24管路上安装的温度传感器18和流量控制器19。
循环加热部分包括储水箱20、水温水位传感器21以及循环加热进水管23之上安装的循环水泵16、循环水单向阀17和热水出水管道24之上的温度传感器18和流量控制器19。
本发明的工作原理是：
当本发明以一次加热式运行时：
1）通过电控装置的控制高温高压的制冷剂气体由压缩机1压出通过四通阀2引入冷凝器，途经第一螺旋套管式换热器3、第二螺旋套管式换热器4、第三螺旋套管式换热器5、第四螺旋套管式换热器6和第五螺旋套管式换热器7，依次与冷凝器中的水进行热交换。此时第一螺旋套管式换热器3内的水温相对最高，第五螺旋套管式换热器7的水温相对最低；
2）进水电磁阀14打开，当温度传感器18检测到第一螺旋套管式换热器3内的水温达到设定的出水温度即输出信号到电控装置，电控装置控制流量控制器19的阀门大小，以达到源源不断输出恒定温度的热水的目的，热水再经过热水出水管24流向储水箱20或与其连通的其它热水用水点；
3）高温高压的制冷剂气体在第一螺旋套管式换热器3内开始冷凝释放热量，再经过随后的多个换热器的冷凝，其热量已被流动的水大量吸收，形成中温中压的液态制冷剂经储液罐8流向膨胀阀9。
4）中温中压的液态制冷剂经过膨胀阀9时减压，形成低温低压的制冷剂，再流向蒸发器10，在蒸发器10中汽化吸收空气中的热能，此时排气装置风机11启动将已被吸收热能的空气排出并吸入新的空气。
5）在蒸发器10中汽化吸热后的低压制冷剂经过四通阀2流向气液分离器12，最后被压缩机1吸入并进入下一个循环。
当本发明以循环加热式运行时：
1）通过电控装置的控制高温高压的制冷剂气体由压缩机1压出通过四通阀2引入冷凝器，途经第一螺旋套管式换热器3、第二螺旋套管式换热器4、第三螺旋套管式换热器5、第四螺旋套管式换热器6和第五螺旋套管式换热器7，依次与冷凝器中的水进行热交换。此时第一螺旋套管式换热器3内的水温相对最高，第五螺旋套管式换热器7的水温相对最低；
2）流量控制器19的阀门打开，启动循环水泵16将储水箱20内的水泵入第五螺旋套管式换热器7，水经过多套换热器后从第一螺旋套管式换热器3处流出，此时的水温已高于储水箱20内的水温，然后经过热水出水管24流向储水箱20，再被循环水泵16再次泵入换热器进入下一个水循环加热过程；
3）高温高压的制冷剂气体在第一螺旋套管式换热器3内开始冷凝释放热量，再经过随后的多个换热器的冷凝，其热量已被流动的水大量吸收，形成中温中压的液态制冷剂经储液罐8流向膨胀阀9；
4）中温中压的液态制冷剂经过膨胀阀9时减压，形成低温低压的制冷剂，再流向蒸发器10，在蒸发器10中汽化吸收空气中的热能，此时排气装置风机11启动将已被吸收热能的空气排出并吸入新的空气；
5）在蒸发器10中汽化吸热后的低压制冷剂经过四通阀2流向气液分离器12，最后被压缩机1吸入并进入下一个循环；
6）经过多次水循环加热，水箱内的水温渐渐升高，当水温水位传感器21检测到水箱内水温达到设定的温度时即输出信号到电控装置，电控装置控制关闭机组的运行；
本发明的性能提升在于巧妙运用了多套螺旋套管式换热器组成的组合式冷凝器，利用高温高压制冷剂接入最近压缩机出口端的换热器，再逐步经过多个换热器，使热能被高效完全地吸收，同时使冷凝器内前端的温度远高于末端的温度。而进水管均设在冷凝器的末端，热水出水管设在冷凝器的前端，水在其中流动，是一个渐升温的过程，再通过流量控制器的调节，即可产出比一般热泵热水机更高温的水。
Claims (7)
1.一种空气源热泵热水机组，包括依次连接并形成回路的压缩机（1）、四通阀（2）、冷凝器（25）、储液罐（8）、膨胀阀（9）、蒸发器（10）、气液分离器（12），所述冷凝器（25）的一端连接有进水管（22），所述冷凝器（25）的另一端通过热水出水管（24）连接有储水箱（20），其特征在于：
所述冷凝器（25）包括至少两个串联连接的换热器，所述冷凝器（25）的另一端通过循环加热进水管（23）与所述储水箱（20）的出水口连接。
2.根据权利要求1所述的空气源热泵热水机组，其特征在于：所述冷凝器（25）包括串联连接的第一螺旋套管式换热器（3）、第二螺旋套管式换热器（4）、第三螺旋套管式换热器（5）、第四螺旋套管式换热器（6）和第五螺旋套管式换热器（7），所述第一螺旋套管式换热器（3）、第二螺旋套管式换热器（4）、第三螺旋套管式换热器（5）、第四螺旋套管式换热器（6）和第五螺旋套管式换热器（7）的换热面积依次递增。
3.根据权利要求1或2所述的空气源热泵热水机组，其特征在于：所述进水管（22）与冷凝器（25）的一端之间依次连接有Y型过滤器（13）、进水电磁阀（14）和进水单向阀（15）。
4.根据权利要求3所述的空气源热泵热水机组，其特征在于：所述循环加热进水管（23）与冷凝器（25）的一端之间依次连接有循环水泵（16）和单向阀（17）。
5.根据权利要求3所述的空气源热泵热水机组，其特征在于：所述冷凝器（25）的另一端与储水箱（20）之间依次连接有温度传感器（18）和流量控制器（19）。
6.根据权利要求5所述的空气源热泵热水机组，其特征在于：所述储水箱（20）上设有温度水位传感器（21）。
7.根据权利要求1所述的空气源热泵热水机组，其特征在于：所述蒸发器（10）的外侧设有排气用风机（11）。
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