CN109579361B - 具有冷凝器功能的可控散热储水箱和热泵空气能系统及控制方法 - Google Patents
具有冷凝器功能的可控散热储水箱和热泵空气能系统及控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种具有冷凝器功能的可控散热储水箱和热泵空气能系统及控制方法。本发明所述储水箱包括内水箱和外保温箱,所述内水箱底部设有水冷式制冷压缩机出水进口和循环水出口,所述循环水出口和循环水泵连接,所述内水箱支撑固定于外保温箱内;所述外保温箱包括侧围和装有带保温层的活动盖,所述活动盖开启关闭分别通过可控驱动机构驱动。本发明除了隔热保温储水箱的功能外,通过一套控制系统,还可实现在储水箱储满水后及水箱水温在控温范围内,向外散热,从而保证冷凝器的散热功能,并使热泵系统蒸发器能正常工作。
Description
技术领域
本发明属于节能环保技术领域中热泵空气能系统,具体涉及一种具有冷凝器功能的可控散热储水箱和热泵空气能系统及控制方法。
背景技术
空调和空气能热水器均是利电机驱动,压缩机进行卡诺循环,实现空调制冷或从空气中吸热实现制热水的目的。压缩机在运转中将制冷剂压缩成高温高压液体,高温高压制冷剂经过节流,在蒸发器内汽化吸热制冷,汽化的制冷剂在循环中反复经过制冷压缩机压缩又形成高温高压液体在冷凝器中放出热量达到制热水的目的。热泵空气能系统,它具有热泵空气能系统大量吸收空气中的热能,通过水冷式制冷压缩机做功,冷凝剂转换成高温高压状态,转换过程中,释放出大量的热量,经水冷式制冷压缩机中的冷却水传递至水箱,达到制热水的目的。
现有的空气能热水器为了制热水通常将热泵压缩机系统的冷凝器置入代保温的水箱中,工作中热泵循环中形成的高温高压制冷剂在保温水箱中放热提升保温水箱中的水以供生活中使用,在水温和水量达到一定程度后,空气能热水器压缩机就会停止工作运行,因此空气能热水器常规结构不具备随时随地提供空调制冷的功能。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足,提供一种具有冷凝器功能的可控散热储水箱和热泵空气能系统及控制方法。
本发明采用的技术方案是:一种具有冷凝器功能的可控散热储水箱,所述储水箱包括内水箱和外保温箱,所述内水箱底部设有水冷式制冷压缩机出水进口和循环水出口,所述循环水出口和循环水泵连接,所述内水箱支撑固定于外保温箱内;所述外保温箱包括侧围和装有带保温层的活动盖,所述活动盖开启关闭分别通过可控驱动机构驱动。
进一步优选的结构,所述内水箱外壳通过散热支撑连接板固定于外保温箱箱体中,所述散热支撑连接板包括四个,一侧分别连接于内水箱外壳的四条侧棱上,另一侧分别连接于外保温箱箱体内部的四条侧棱上。进一步优选的结构,所述活动盖包括上下对
开的上盖和下盖,所述上盖和下盖通过铰链与外保温箱活动连接;所述可控驱动机构包括第一电动推杆、第二电动推杆和上下杠杆连动机构,所述第一电动推杆、第二电动推杆输出端与上下杠杆连动机构连接,所述上下杠杆连动机构与铰链连接。
在第一电动推杆、第二电动推杆的伸张和收缩运动中可驱动上盖和下盖转轴连接的上下杠杆连动机构转动。
进一步优选的结构,所述外保温箱一侧设有用于与墙面固定连接的连接板。
进一步优选的结构,所述内水箱底部贴装有冷凝器盘管。进
一步优选的结构,所述内水箱顶部设有用于水温水位传感器。
进一步优选的结构,所述内水箱顶部连接热水出口管通至常用生活用热水设备及冬季取暖设备。
一种热泵空气能系统,包括所述储水箱,所述储水箱内水箱上顶部设置水温水位传感器;还包括水冷式制冷压缩机、汽液分离器、蒸发器、过滤器和储液罐,所述水冷式制冷压缩机、汽液分离器、蒸发器、过滤器和储液罐依次连接;其中,所述水冷式制冷压缩机的自来水冷却出口与内水箱的水冷式制冷压缩机出水进口连通,所述自来水冷却出口与水冷式制冷压缩机出水进口之间的管道上设有制冷压缩机出水电磁阀,所述水冷式制冷压缩机的冷凝剂出口与冷凝器盘管进口连通,所述冷凝器盘管出口与储液罐连通,所述水冷式制冷压缩机的冷凝剂进口与汽液分离器连通。
进步一步地,所述循环水泵连通至二位三通电磁阀的第一出口,所述二位三通电磁阀的第二出口与水冷式制冷压缩机的自来水冷却进口连通,所述二位三通电磁阀进口连通至自来水。
一种热泵空气能系统的控制方法,包括以下步骤:
(1)、内水箱中水温水位传感器感知水位和水温到设定值后便启动继电嚣接通,内水箱水位未到设定水位时,电路系统将自来水进水二位三通电磁阀电路接通,自来水经电磁阀注入水冷式制冷压缩机,水冷式制冷压缩机内的高温高压制冷剂便造成水冷式制冷压缩机的温度升高,当外壳充水的水冷式制冷压缩机温度升高到一定设定数值时,水冷式制冷压缩机上温度传感器便使水冷式制冷压缩机外壳的制冷压缩机出水电磁阀打开,经加温的自来水便经管道连接的内水箱上的水冷式制冷压缩机出水进口进入到内水箱中;而同时内水箱下边的冷凝器盘管也将高温高压冷媒液的热量传导给内水箱中的自来水,当内水箱的自来水冲满后,内水箱上部的水位传感器便使系统自来水进水二位三通电磁阀继电器断开,进水关断,自来水便不再补充至内水箱中;
(2)、当内水箱充满水时,并且水温也达到水箱水温的设定值后,水温传感器便使控制继电器,接通循环水泵及外保温箱上第一电动推杆、第二电动推杆的电路,在第一电动推杆、第二电动推杆的推动下,打开上盖、下盖的上下杠杆连动机构,带保温层的上盖、下盖便开启,接通外保温箱侧边冷却风幕电扇,空气从外保温箱底部进入,经过外保温箱的内水箱的散热翅片,带走需散去的热量,循环水泵也同时工作,将内水箱底部冷却的自来水经过水冷式制冷压缩机出水进口的制冷压缩机出水电磁阀进水关断,从而保证整个系统能正常制冷进行空气调节及冬季取暖的功能。
本发明除了隔热保温储水箱的功能外,通过一套控制系统,还可实现在储水箱储满水后及水箱水温在控温范围内,向外散热,从而保证冷凝器的散热功能,并使热泵系统蒸发器能正常工作,达到一机同时实现制冷降温空气调节及吸收空气中热能制热水的效果。由于空气能热泵能吸收空气中的热量,热效率高,耗能少是传统电热水器能耗的1/4左右,从而达到节能环保的功效。
附图说明
图1为本发明内水箱结构示意图;
图2为本发明外保温箱结构示意图;
图3为本发明储水箱结构示意图;
图4为本发明热泵空气能系统示意图;
图5为本发明压缩机结构示意图;
图6为本发明储水箱冷凝系统连接示意图;
图7为本发明控制方法逻辑示意图。
图中,1-内水箱(1.1-散热翅片)、2-冷凝器盘管、3-水冷式制冷压缩机出水进口、4-循环水出口、5-循环水泵、6-外保温箱、7-散热支撑连接板、8-水温水位传感器、9-热水出口管、10-上盖、11-下盖、12-铰链、13-第一电动推杆、14-第二电动推杆、15-上下杠杆连动机构、16-剖面、17-冷却风幕电扇、18-连接板、19-冷凝剂出口、20-冷凝剂进口、21-自来水冷却进口、22-自来水冷却出口、23-外壳、24-充水夹层水套、25-电机定子、26-电机转子、27-温度传感器、28-底座、29-水冷式制冷压缩机、30-二位三通电磁阀、31-制冷压缩机出水电磁阀、32-汽液分离器、33-蒸发器、34-储液罐、35-过滤器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明,便于清楚地了解本发明,但它们不对本发明构成限定。
如图1-3所示,本发明一种具有冷凝器功能的可控散热储水箱,所述储水箱包括内水箱1和外保温箱6,所述内水箱1底部设有水冷式制冷压缩机出水进口3和循环水出口4,所述循环水出口4和循环水泵5连接,所述内水箱1支撑固定于外保温箱6内;所述外保温箱6包括侧围和装有带保温层的上下对开的上盖10和下盖11,所述上盖10和下盖11通过铰链12与外保温箱6活动连接;所述上盖10和下盖11开启关闭分别通过可控驱动机构驱动。所述可控驱动机构包括第一电动推杆13、第二电动推杆14和上下杠杆连动机构15,所述第一电动推杆13、第二电动推杆14输出端与上下杠杆连动机构15连接,所述上下杠杆连动机构15与铰链12连接。
所述内水箱1外壳通过散热支撑连接板7固定于外保温箱6箱体中,所述散热支撑连接板7包括四个,一侧分别连接于内水箱1外壳的四条侧棱上,另一侧分别连接于外保温箱6箱体内部的四条侧棱上。所述内水箱1底部贴装有冷凝器盘管2。所述内水箱1顶部设有用于水温水位传感器8。所述内水箱1顶部连接热水出口管9通至常用生活用热水设备及冬季取暖设备。所述外保温箱6一侧设有用于与墙面固定连接的连接板18。所述外保温箱6外部底部设有冷却风幕电扇17。
如图4—图6所示,一种热泵空气能系统,包括所述储水箱,所述储水箱内水箱1上顶部设置水温水位传感器8;还包括水冷式制冷压缩机29、汽液分离器32、蒸发器33、过滤器35和储液罐34,所述水冷式制冷压缩机29、汽液分离器32、蒸发器33、过滤器35和储液罐34依次连接;其中,所述水冷式制冷压缩机29的自来水冷却出口22与内水箱1的水冷式制冷压缩机出水进口3连通,所述自来水冷却出口22与水冷式制冷压缩机出水进口3之间的管道上设有制冷压缩机出水电磁阀31,所述水冷式制冷压缩机29的冷凝剂出口19与冷凝器盘管2进口连通,所述冷凝器盘管2出口与储液罐34连通,所述水冷式制冷压缩机29的冷凝剂进口20与汽液分离器32连通。
所述循环水泵5连通至二位三通电磁阀30的第一出口,所述二位三通电磁阀30的第二出口与水冷式制冷压缩机29的自来水冷却进口21连通,所述二位三通电磁阀30进口连通至自来水。
其中,水冷式制冷压缩机29结构为现有技术。
结合图7所示,本发明工作过程:内水箱1中水温水位传感器8感知水位和水温到设定值后便启动继电嚣接通,内水箱1水位未到设定水位时,电路系统将自来水进水二位三通电磁阀30电路接通,自来水经电磁阀注入水冷式制冷压缩机29,这时水冷式制冷压缩机内的高温高压制冷剂便造成水冷式制冷压缩机29的温度升高,当外壳充水的水冷式制冷压缩机29温度升高到一定设定数值时,水冷式制冷压缩机29上温度传感器27便使水冷式制冷压缩机外壳23的制冷压缩机出水电磁阀31打开,经加温的自来水便经管道连接的内水箱1上的水冷式制冷压缩机出水进口3进入到内水箱1中。而同时内水箱1下边的冷凝器盘管2也将高温高压冷媒液的热量传导给内水箱1中的自来水。当内水箱1的自来水冲满后,内水箱1上部的水位传感器便使系统自来水进水二位三通电磁阀30继电器断开,进水关断,自来水便不再补充至内水箱1中。
当内水箱1充满水时,并且水温也达到水箱水温的设定值后,水温传感器便使控制继电器,接通循环水泵5及外保温箱6上第一电动推杆13、第二电动推杆14的电路,在第一电动推杆13、第二电动推杆14的推动下,打开上盖10、下盖11的上下杠杆连动机构15,带保温层的上盖10、下盖11便开启,接通外保温箱6侧边冷却风幕电扇17,空气从外保温箱6底部进入,经过外保温箱6的内水箱1的散热翅片1.1,带走需散去的热量。由于内水箱1置入外保温箱6的中央,四面的通风风道还具有能够加强空气对流上升的烟筒效应,提高散热效果。在此同时内水箱1连接的循环水泵5也同时工作,将内水箱1底部冷却的自来水经过水冷式制冷压缩机出水进口3的制冷压缩机出水电磁阀31进水关断,从而保证整个系统能正常制冷进行空气调节及冬季取暖的功能。
本发明除了实现空气能热水器保温储水箱储水和保温的功能外,还改变克服了空气能热水器在水量和水温达到一定程度后热泵压缩机就得停止运转,不能使设备发挥进行空调制冷的功效。因此这种即能保温又能可控散热的(具有冷凝器功能)热泵空气能储水箱可以在一套装置上实现空气能热水器及同时进行空气调节的功能。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (9)
1.一种具有冷凝器功能的可控散热储水箱,所述储水箱包括内水箱(1)和外保温箱(6),所述内水箱(1)底部设有水冷式制冷压缩机出水进口(3)和循环水出口(4),所述循环水出口(4)和循环水泵(5)连接,其特征在于:所述内水箱(1)支撑固定于外保温箱(6)内;所述外保温箱(6)包括侧围和装有带保温层的活动盖,所述活动盖开启关闭分别通过可控驱动机构驱动;所述活动盖包括上下对开的上盖(10)和下盖(11),所述上盖(10)和下盖(11)通过饺链(12)与外保温箱(6)活动连接;所述内水箱(1)外壳通过散热支撑连接板(7)固定于外保温箱(6)箱体中;所述内水箱(1)外壳设置有散热翅片(1.1);所述内水箱(1)底部贴装有冷凝器盘管(2);所述外保温箱(6)外部底部设有冷却风幕电扇(17)。
2.根据权利要求1所述具有冷凝器功能的可控散热储水箱,其特征在于:所述散热支撑连接板(7)包括四个,一侧分别连接于内水箱(1)外壳的四条侧棱上,另一侧分别连接于外保温箱(6)箱体内部的四条侧棱上。
3.根据权利要求1所述具有冷凝器功能的可控散热储水箱,其特征在于:所述可控驱动机构包括第一电动推杆(13)、第二电动推杆(14)和上下杠杆连动机构(15),所述第一电动推杆(13)、第二电动推杆(14)输出端与上下杠杆连动机构(15)连接,所述上下杠杆连动机构(15)与铰链(12)连接。
4.根据权利要求1所述具有冷凝器功能的可控散热储水箱,其特征在于:所述外保温箱(6)一侧设有用于与墙面固定连接的连接板(18)。
5.根据权利要求1或2所述具有冷凝器功能的可控散热储水箱,其特征在于:所述内水箱(1)顶部设有用于水温水位传感器(8)。
6.根据权利要求1或2所述具有冷凝器功能的可控散热储水箱,其特征在于:所述内水箱(1)顶部连接热水出口管(9)通至常用生活用热水设备及冬季取暖设备。
7.一种热泵空气能系统,其特征在于:包括权利要求1所述储水箱,所述储水箱内水箱(1)上顶部设置水温水位传感器(8);还包括水冷式制冷压缩机(29)、汽液分离器(32)、蒸发器(33)、过滤器(35)和储液罐(34),所述水冷式制冷压缩机(29)、汽液分离器(32)、蒸发器(33)、过滤器(35)和储液罐(34)依次连接;其中,所述水冷式制冷压缩机(29)的自来水冷却出口(22)与内水箱(1)的水冷式制冷压缩机出水进口(3)连通,所述自来水冷却出口(22)与水冷式制冷压缩机出水进口(3)之间的管道上设有制冷压缩机出水电磁阀(31),所述水冷式制冷压缩机(29)的冷凝剂出口(19)与冷凝器盘管(2)进口连通,所述冷凝器盘管(2)出口与储液罐(34)连通,所述水冷式制冷压缩机(29)的冷凝剂进口(20)与汽液分离器(32)连通。
8.根据权利要求7所述热泵空气能系统,其特征在于:所述循环水泵(5)连通至二位三通电磁阀(30)的第一出口,所述二位三通电磁阀(30)的第二出口与水冷式制冷压缩机(29)的自来水冷却进口(21)连通,所述二位三通电磁阀(30)进口连通至自来水。
9.根据权利要求7所述热泵空气能系统的一种热泵空气能系统的控制方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)、内水箱(1)中水温水位传感器(8)感知水位和水温到设定值后便启动继电嚣接通,内水箱(1)水位未到设定水位时,电路系统将自来水进水二位三通电磁阀(30)电路接通,自来水经电磁阀注入水冷式制冷压缩机(29),水冷式制冷压缩机(29)内的高温高压制冷剂便造成水冷式制冷压缩机(29)的温度升高,当外壳充水的水冷式制冷压缩机(29)温度升高到一定设定数值时,水冷式制冷压缩机(29)上温度传感器(27)便使水冷式制冷压缩机外壳的制冷压缩机出水电磁阀(31)打开,经加温的自来水便经管道连接的内水箱(1)上的水冷式制冷压缩机出水进口(3)进入到内水箱(1)中;而同时内水箱(1)下边的冷凝器盘管(2)也将高温高压冷媒液的热量传导给内水箱(1)中的自来水,当内水箱(1)的自来水冲满后,内水箱(1)上部的水位传感器便使系统自来水进水二位三通电磁阀(30)继电器断开,进水关断,自来水便不再补充至内水箱(1)中;
(2)、当内水箱(1)充满水时,并且水温也达到水箱水温的设定值后,水温传感器便使控制继电器,接通循环水泵(5)及外保温箱(6)上第一电动推杆(13)、第二电动推杆(14)的电路,在第一电动推杆(13)、第二电动推杆(14)的推动下,打开上盖(10)、下盖(11)的上下杠杆连动机构(15),带保温层的上盖(10)、下盖(11)便开启,接通外保温箱(6)侧边冷却风幕电扇(17),空气从外保温箱(6)底部进入,经过外保温箱(6)的内水箱(1)的散热翅片,带走需散去的热量,循环水泵(5)也同时工作,将内水箱(1)底部冷却的自来水经过水冷式制冷压缩机出水进口(3)的制冷压缩机出水电磁阀(31)进水关断,从而保证整个系统能正常制冷进行空气调节及冬季取暖的功能。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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