CN105222341A - 一种具有两种换热方式的热泵热水系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有两种换热方式的热泵热水系统，包括热泵循环系统、中间换热循环系统和进水管，热泵循环系统包括组成循环回路的压缩机、蒸发器、膨胀阀和冷凝器，中间换热循环系统包括组成循环回路的水泵、用于吸收废热的换热器和热泵循环系统的蒸发器，进水管与热泵循环系统的冷凝器连通，还包括用于切断中间换热循环系统的循环回路及进水管和冷凝器的连接，并使进水管与蒸发器、水泵、换热器、冷凝器构成强化换热流路的控制阀。本发明具有两者换热模式，对外部环境的适用能力强；同时在强化换热模式下，可使废水或废气释放更多热量，更加高效节能，水泵无需连续工作，可有效减少工作噪音和降低能耗。

Description

一种具有两种换热方式的热泵热水系统

技术领域

本发明涉及热水系统，特别是一种具有两种换热方式的热泵热水系统。

背景技术

使用热泵系统充分地回废水或废气余热来加热进水，是一种高效的节能产品，但由于废水或废气中往往含有杂质和腐蚀性物质，易造成堵塞、腐蚀和异味。为了解决此问题，现有技术中一般采用间接利用废水或废气热量的方法，即在热泵系统的蒸发器与换热器之间形成换热循环系统。热泵系统吸收热量后，通过冷凝器加热进水。但是，此类间接吸收废热方式的热泵循环系统，换热方式单一，难以适应复杂外部环境和用能场合，同时，循环水泵要连续工作，噪音大，功耗多。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种具有两种换热方式的热泵热水系统，其可在两种换热方式之间切换，对外部环境的适应性强，同时可减小工作噪音，降低能耗。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种具有两种换热方式的热泵热水系统，包括：

热泵循环系统，包括组成循环回路的压缩机、蒸发器、膨胀阀和冷凝器；

中间换热循环系统，包括组成循环回路的水泵、用于吸收废热的换热器和所述热泵循环系统的蒸发器；

进水管，与所述热泵循环系统的冷凝器连通；

控制阀，用于切断中间换热循环系统的循环回路及进水管和冷凝器的连接，并使进水管与蒸发器、水泵、换热器、冷凝器构成强化换热流路。

作为上述技术方案的改进，所述控制阀为四通换向阀，所述四通换向阀的四个端口分别连接蒸发器、换热器、冷凝器和进水管。

作为上述技术方案的另一种改进，所述控制阀包括第一开关阀、第二开关阀和第三开关阀，所述第一开关阀设置在进水管和冷凝器之间，所述第二开关阀设置在中间换热循环系统中，所述第一开关阀的后方和第二开关阀的后方之间连接有第一管路，所述第一开关阀的前方和第二开关阀的前方之间连接有第二管路，所述第三开关阀设置在第二管路上。

进一步，所述压缩机与蒸发器之间设置有用于气液分离的储液器。

本发明的有益效果是：本发明可通过控制阀对水流进行切换，将间接换热模式切换为强化换热模式，在强化换热模式下，冷水先经过热泵循环系统的蒸发器泵热降温，再通过换热器与废水或废气进行换热，形成温水流，然后通过热泵循环系统的冷凝器将冷水泵出的热量进一步加热水流，使水流持续升温。本发明具有两者换热模式，对外部环境的适用能力强；同时在强化换热模式下，可使废水或废气释放更多热量，更加高效节能，且在强化换热模式下，冷水靠进水压力即可流动，水泵无需连续工作，因而可有效减少工作噪音和降低能耗。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例1以中间换热模式工作的结构示意图；

图2是本发明实施例1以强化换热模式工作的结构示意图；

图3是本发明实施例2的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

参照图1和图2，本发明的一种具有两种换热方式的热泵热水系统，包括热泵循环系统、中间换热循环系统、进水管7和控制阀，所述热泵循环系统包括组成循环回路的压缩机1、蒸发器2、膨胀阀3和冷凝器4。所述中间换热循环系统包括组成循环回路的水泵5、用于吸收废热的换热器6和所述热泵循环系统的蒸发器2。所述进水管7与所述热泵循环系统的冷凝器4连通。所述控制阀用于切断中间换热循环系统的循环回路及进水管7和冷凝器4的连接，并使进水管7与蒸发器2、水泵5、换热器6、冷凝器4构成强化换热流路。本实施例中，所述控制阀为四通换向阀8，所述四通换向阀8的四个端口分别连接蒸发器2、换热器6、冷凝器4和进水管7。

参照图1，本热泵热水系统以间接循环换热模式工作，四通换向阀8将进水管7和冷凝器4连通，并使中间换热循环系统的循环回路处于闭合状态，热泵热水系统的工作过程：中间换热循环系统吸收废水或废气热量，热泵循环系统通过蒸发器2吸收中间换热循环系统热量，然后通过冷凝器4加热冷水。工作过程中，水泵5持续运行。

参照图2，本热泵热水系统以强化换热模式工作，四通换向阀8使进水管7与蒸发器2连通，并使换热器6与冷凝器4连通，从而使进水管7与蒸发器2、水泵5、换热器6、冷凝器4构成强化换热流路，热泵热水系统的工作过程：冷水经四通换向阀8，首先进入蒸发器2降温，然后进入换热器6与废水或废气进行换热，吸收废水或废气热量升温后的水流，再经四通换向阀8进入冷凝器4进一步升温，流出供使用。该换热模式由于冷水先泵出热量降温后再与废水或废气进行换热，大大强化了换热效果，适用于冷水与废水或废气温差偏小的场所，且冷水温度不低于8℃的场所。工作过程中，水泵5可停止运行，此时冷水单靠进水压力流动；根据需要，水泵5也可以运行，作为管道泵以增加水压，因而可有效减少工作噪音和降低能耗。

进一步，所述压缩机1与蒸发器2之间设置有用于气液分离的储液器10。当从蒸发器2出来的冷媒无法完全汽化时，液态的冷媒会在重力作用下落入储液器10的底部，从而压缩机1吸入液体而造成液击。

实施例2

参照图3，本发明提供的第二实施例，其与实施例1的不同之处在于，所述控制阀包括第一开关阀91、第二开关阀92和第三开关阀93，所述第一开关阀91设置在进水管7和冷凝器4之间，所述第二开关阀92设置在中间换热循环系统中，所述第一开关阀91的后方和第二开关阀92的后方之间连接有第一管路100，所述第一开关阀91的前方和第二开关阀92的前方之间连接有第二管路200，所述第三开关阀93设置在第二管路200上。

该结构通过三个开关阀的通断来实现水流的切换，当第一开关阀91和第二开关阀92闭合，第三开关阀93断开时，本热泵热水系统以间接循环换热模式工作；当第一开关阀91和第二开关阀92断开，第三开关阀93闭合时，本热泵热水系统以强化换热模式工作。

本发明可通过控制阀对水流进行切换，将间接换热模式切换为强化换热模式，在强化换热模式下，冷水先经过热泵循环系统的蒸发器2泵热降温，再通过换热器6与废水或废气进行换热，形成温水流，然后通过热泵循环系统的冷凝器4将冷水泵5出的热量进一步加热水流，使水流持续升温。本发明具有两者换热模式，对外部环境的适用能力强；同时在强化换热模式下，可使废水或废气释放更多热量，更加高效节能，且在强化换热模式下，冷水靠进水压力即可流动，水泵5无需连续工作，因而可有效减少工作噪音和降低能耗。

当然，本发明除了上述实施方式之外，还可以有其它结构上的变形，这些等同技术方案也应当在其保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具有两种换热方式的热泵热水系统，其特征在于，包括：

热泵循环系统，包括组成循环回路的压缩机、蒸发器、膨胀阀和冷凝器；

中间换热循环系统，包括组成循环回路的水泵、用于吸收废热的换热器和所述热泵循环系统的蒸发器；

进水管，与所述热泵循环系统的冷凝器连通；

控制阀，用于切断中间换热循环系统的循环回路及进水管和冷凝器的连接，并使进水管与蒸发器、水泵、换热器、冷凝器构成强化换热流路。

2.根据权利要求1所述的一种具有两种换热方式的热泵热水系统，其特征在于：所述控制阀为四通换向阀，所述四通换向阀的四个端口分别连接蒸发器、换热器、冷凝器和进水管。

3.根据权利要求1所述的一种具有两种换热方式的热泵热水系统，其特征在于：所述控制阀包括第一开关阀、第二开关阀和第三开关阀，所述第一开关阀设置在进水管和冷凝器之间，所述第二开关阀设置在中间换热循环系统中，所述第一开关阀的后方和第二开关阀的后方之间连接有第一管路，所述第一开关阀的前方和第二开关阀的前方之间连接有第二管路，所述第三开关阀设置在第二管路上。

4.根据权利要求1所述的一种具有两种换热方式的热泵热水系统，其特征在于：所述压缩机与蒸发器之间设置有用于气液分离的储液器。