CN106016738A - 一种类似复叠式系统超低温型的热泵热水器 - Google Patents

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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
    • F24H4/02—Water heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B7/00—Compression machines, plants or systems, with cascade operation, i.e. with two or more circuits, the heat from the condenser of one circuit being absorbed by the evaporator of the next circuit

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Abstract

本发明公开了一种类似复叠式系统超低温型的热泵热水器，包括第一级热交换系统和第二级热交换系统，其特征在于：所述第一级热交换系统通过管路依次连接有第一级热交换系统压缩机、一二级热交换系统冷媒热交换器、第一级热交换系统节流元件、空气侧热交换器，所述第二级热交换系统通过管路依次连接第二级热交换系统压缩机、水箱热交换盘管、第二级热交换系统节流元件、第一开关阀、一二级热交换系统冷媒热交换器、第二开关阀。本发明的有益效果是：本发明无论外部环境温度高低都可以正常有效使用，特别是在超低温环境下都可以正常的制热水使用。

Description

一种类似复叠式系统超低温型的热泵热水器
技术领域
本发明涉及热泵热水器的技术领域，具体地说，是涉及一种类似复叠式系统超低温型的热泵热水器。
背景技术
空气能是取之不尽用之不竭的能源，而且其不会对环境造成污染，然而目前的空气能热泵热水器市场情况为：普通型的适应环境温为-7°C～43°C；低温型的为-25°C～43°C；虽然也有辅助电加热功能的空气能热水器，但其较为耗电，且电加热装置长期置于水中，容易引起漏电等安全隐患。
空气能热泵热水器是利用压缩机将空气中的低温热能转化为高温热能来制热水温的一种热水器，其高效节能为目前市场共同认可的高能效热水器；但目前市场上的热泵热水器适用环境都基本为-25°C或更高的环境，导致北方冬天比较低温的环节情况下不能使用。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明目的在于提供一种类似复跌式系统超低温型的热泵热水器，使空气能热水器在-30°C或更低环境下能从空气中获取热量来加热热水，确保热水器在寒冬或超低温天气可以正常使用。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种类似复叠式系统超低温型的热泵热水器，包括第一级热交换系统和第二级热交换系统，第一级热交换系统和第二级热交换系统为封闭式循环系统，其特征在于：所述第一级热交换系统通过管路依次连接有第一级热交换系统压缩机、一二级热交换系统冷媒热交换器、第一级热交换系统节流元件、空气侧热交换器，所述第二级热交换系统通过管路依次连接第二级热交换系统压缩机、水箱热交换盘管、第二级热交换系统节流元件、第一开关阀、一二级热交换系统冷媒热交换器、第二开关阀，在第二级热交换系统节流元件的进口前与第二开关阀的出口后加一根旁通管，该旁通管中间依次接有第三开关阀、高温环境节流元件、空气侧热交换器、第四开关阀，第二开关阀的出口、第四开关阀的出口、第二级热交换系统压缩机的入口之间互相连接且有一个节点。
进一步地，所述空气侧热交换器一侧设有空气侧热交换风机。
进一步地，所述水箱热交换盘管设置在水箱中。
本发明的有益效果是：本发明无论外部环境温度高低都可以正常有效使用，若在高温环境(如43°C以上高温环境)下，由一个独立的高温系统运行，直接向空气中吸取热量使水升温；若在超低温环境（如-30°C或更低的温度环境）下，由第一级热交换系统和第二级热交换系统组成的复叠式系统对空气吸取热量使水升温，从而热泵热水器可以在高温环境或超低温环境下都可以正常的制热水使用，其结构简单，实用性强，适合广泛的推广。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
上述附图中的附图标记的名称为：
1－第一级热交换系统压缩机，2－一二级热交换系统冷媒热交换器，3－第一级热交换系统节流件，4－空气侧热交换器，5－第二级热交换系统压缩机，6－水箱热交换盘管，7－第二级热交换系统节流件，8－第一开关阀，9－第二开关阀，10－第三开关阀，11－高温环境节流件，12－第四开关阀，13－空气侧热交换风机，14－水箱。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不仅限于此。
实施例
如图1所示，一种类似复叠式系统超低温型的热泵热水器，包括第一级热交换系统和第二级热交换系统，第一级热交换系统和第二级热交换系统为封闭式循环系统，所述第一级热交换系统通过管路依次连接有第一级热交换系统压缩机1、一二级热交换系统冷媒热交换器2、第一级热交换系统节流元件3、空气侧热交换器4，所述空气侧热交换器4一侧设有空气侧热交换风机13；所述第二级热交换系统通过管路依次连接第二级热交换系统压缩机5、水箱热交换盘管6、第二级热交换系统节流元件7、第一开关阀8、一二级热交换系统冷媒热交换器2、第二开关阀9，所述水箱热交换盘管6设置在水箱14中，在第二级热交换系统节流元件7的进口前与第二开关阀9的出口后加一根旁通管，该旁通管中间依次接有第三开关阀10、高温环境节流元件11、空气侧热交换器4、第四开关阀12，第二开关阀9的出口、第四开关阀12的出口、第二级热交换系统压缩机5的入口之间互相连接且有一个节点。
本发明的工作流程如下：
在超低温环境下，第一级热交换系统和第二级热交换系统同时运行，这时第一开关阀8和第二开关阀9同时打开，第三开关阀10和第四开关阀12同时关闭，第一级热交换系统先从空气吸取热量，再通过一二级热交换系统冷媒热交换器2使第二级热交换系统吸收第一级热交换系统对空气所吸收的热量。具体操作如下：第一级热交换系统压缩机1将冷媒压缩成高温高压的气态冷媒，经过一二级热交换系统冷媒热交换器2冷却成低温高压液态冷媒，经过第一级热交换系统节流件3节流降压成为低温低压液态冷媒，低温低压液态冷媒经过空气侧热交换器4并在空气侧热交换风机13驱动空气的情况下，与空气进行热交换，使冷媒升温变成气态或变成气液混合的冷媒回到第一级热交换系统压缩机1，这样不断的循环将空气中的热量吸取，并在一二级热交换系统冷媒热交换器2中释放热量。第二级热交换系统压缩机5将冷媒压缩为高温高压的气态冷媒，高温高压气态冷媒经过水箱热交换盘管6与水箱14中的水进行热交换，冷却后成为中温高压的液态或气液混合的冷媒，再经过第二级热交换系统节7流件的节流降压，成为低温低压的液态或气液混合的冷媒并在一二级热交换系统冷媒热交换器2中与第一级热交换系统的高温高压的冷媒进行交换，吸收第一级热交换系统对空气吸收的热量，使冷媒升温变成气态或变成气液混合的冷媒回到第二级热交换系统压缩机5。这样第二级热交换系统不断的从第一级热交换系统吸收热量，不断的循环从而提升了水箱14里面的水的温度。
在高温环境下，第一级热交换系统关闭，同时第一开关阀8和第二开关阀9关闭，第三开关阀10和第四开关阀12打开，第二级热交换系统压缩机5将冷媒压缩为高温高压的气态冷媒，高温高压气态冷媒经过水箱热交换盘管6与水箱14中的水进行热交换，冷却后成为中温高压的液态或气液混合的冷媒，再经过高温环境节流件11的节流降压，成为低温低压的液态或气液混合的冷媒，该冷媒经过空气侧热交换器4并在空气侧热交换风机13驱动空气的情况下，与空气进行热交换，使冷媒升温变成气态或变成气液混合的冷媒回到第二级热交换系统压缩机5。这样不断的从空气吸收热量，不断循环将水箱14里面的水加热升温。
以上为本发明最佳实施方式，本领域内普通的技术人员的简单更改和替换都是本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种类似复叠式系统超低温型的热泵热水器，包括第一级热交换系统和第二级热交换系统，第一级热交换系统和第二级热交换系统为封闭式循环系统，其特征在于：所述第一级热交换系统通过管路依次连接有第一级热交换系统压缩机、一二级热交换系统冷媒热交换器、第一级热交换系统节流元件、空气侧热交换器，所述第二级热交换系统通过管路依次连接第二级热交换系统压缩机、水箱热交换盘管、第二级热交换系统节流元件、第一开关阀、一二级热交换系统冷媒热交换器、第二开关阀，在第二级热交换系统节流元件的进口前与第二开关阀的出口后加一根旁通管，该旁通管中间依次接有第三开关阀、高温环境节流元件、空气侧热交换器、第四开关阀，第二开关阀的出口、第四开关阀的出口、第二级热交换系统压缩机的入口之间互相连接且有一个节点。
2.根据权利要求1所述的一种类似复叠式系统超低温型的热泵热水器，其特征在于，所述空气侧热交换器一侧设有空气侧热交换风机。
3.根据权利要求1所述的一种类似复叠式系统超低温型的热泵热水器，其特征在于，所述水箱热交换盘管设置在水箱中。
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