CN1265136C - 具有冷却功能的热泵式热水供应系统 - Google Patents

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Abstract

具有冷却功能的热泵式热水供应系统，包括：第二制冷剂回路(R2)，该回路包括第二减压膨胀装置(4b)和盐水冷却热交换器(9)的低压制冷剂通路(9a)，回路在高压制冷剂通路(2a)下游从第一制冷剂回路(R1)分支并与其并联，并与第一制冷剂回路在制冷剂压缩机(1)上游汇合；及冷盐水回路(B1)，它包括盐水冷却热交换器的盐水通路(9b)、冷盐水循环泵(8)以及末端热交换器(10)。制冷剂流经第二制冷剂回路，而冷盐水循环泵启动，热量在流经低压制冷剂通路的低温低压制冷剂与流经盐水通路的盐水之间交换，从而冷却盐水。在具有统一热源的单个简单制冷剂循环系统中，可同时实现热水供应和冷却操作；用废热节能也降低了设备与运行成本。

Description

具有冷却功能的热泵式热水供应系统
技术领域
本发明涉及一种同时具有热水供应功能以及冷却、冷冻、冷藏和隔冷功能的热泵式热水供应系统。
背景技术
在现有技术中，热泵式热水供应系统的废热不重新使用就被排放到空气中。另一方面，传统的冷却或冷冻/制冷系统却常配置一个专用冷却/冷藏装置。
根据上述传统技术，热水供应功能和冷却或冷冻/制冷功能都要求单独的制冷循环系统，从而带来了设备成本及运行成本居高不下的问题。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于克服上述现有技术的问题，而提供一种具有冷却功能的热泵式热水供应系统，其中单个制冷循环系统可同时实现供应热水和冷却或冷冻/冷藏功能。
根据本发明的第一个种方式，提供了一种具有冷却功能的热泵式热水供应系统，包括：
一个第一制冷剂回路(R1)；
一个第二制冷剂回路(R2)，该回路包括第二减压膨胀装置(4b)和盐水冷却热交换器(9)的低压制冷剂通路(9a)，该回路在高压制冷剂通路(2a)的下游从第一制冷剂回路(R1)分支，与第一制冷剂回路(R1)并联运行，并与所述第一制冷剂回路(R1)在制冷剂压缩机(1)的上游汇合；
一个盐水回路(B)，它包括环状连接的盐水冷却热交换器(9)的盐水通路(9b)、冷盐水循环泵(8)以及末端热交换器(10)；和
一条用于已通过水热交换器(2)的高压制冷剂经过的高压制冷剂通路(13a)和一条用于已通过空气热交换器(5)或盐水冷却热交换器(9)的低压制冷剂经过的低压制冷剂通路(13b)；
其中：制冷剂流过第二制冷剂回路(R2)而冷盐水循环泵(8)启动，这样热量就在流经低压制冷剂通路(9a)的低温、低压制冷剂与流经盐水通路(9b)的盐水之间进行交换，从而冷却盐水。
系统进一步包括制冷剂热辐射热交换器(13)，它用于通过加热流经低压制冷剂通路(13b)的低压制冷剂从流经高压制冷剂通路(13a)的高压制冷剂辐射热量。
在本发明的这种形式中，发明者特别注意利用热泵式热水供应系统的废热来冷却盐水，并使用如此冷却的盐水实现冷却或冷冻/冷藏。因此，使用具有统一热源的单个简单制冷循环，一方面可以同时实现热水供应和冷却或冷冻/冷藏操作；另一方面通过利用这些废热而节约能量。此外，也可以降低设备成本以及运行开销。
只要水不进行加热以供应热水(热不辐射)，盐水就不能被冷却(热不能被吸收)，就不能保证稳定的冷却功能。但根据本发明，即使水不需要加热以供应热水，也可以保证热辐射操作。因此，任何时候，都可以实现稳定的冷却功能。这种结构也提高了制冷剂压缩机(1)的抽取压力，从而有利于提高节能效果。
根据发明的第二种方式，提供了一种具有冷却功能的热泵式热水供应系统，包括：
一个气-液分离器(55)，用于将制冷剂回路(R)中的制冷剂分为气体部分和液体部分，并将气态制冷剂送到制冷剂压缩机(1)；以及
一个喷射器(14)，包括：
一个喷嘴(14a)，作为代替第一减压膨胀装置(4a)和第二减压膨胀装置(4b)的一种减压和膨胀装置，这样在制冷剂压缩机(1)中经压缩并流经水热交换器(2)的高压制冷剂的压缩能就被转换为速度能，从而对制冷剂进行减压和膨胀；和
一个增压部分(14c，14d)：通过它，利用从喷嘴(14a)喷射出的快速制冷剂流，连在低压侧的盐水冷却热交换器(9)或空气热交换器(5)中蒸发的气态制冷剂就被抽取，而所抽取的制冷剂与喷嘴(14a)喷射出的制冷剂进行混合，而同时速度能就被转换为压能，从而压缩流入气-液分离器(55)的制冷剂。
这种方式简化了制冷剂循环结构，并且与使用膨胀阀的情况相比，喷射器(14)的能量回收效果将热交换率(COP)提高了约20％。
在本发明的这种形式中，系统进一步包括一个可调节流装置(14e)，该装置在喷嘴(14a)的上游，通过控制限制其开口程度，而控制高压制冷剂的压力。这样，就可以保证取得冷却盐水和从空气吸收热量的不同最佳蒸发压力。
在本发明的这种形式中，流经制冷剂回路(R)的制冷剂为二氧化碳(CO2)。这是由于：自制冷剂压缩机(1)的二氧化碳(CO2)制冷剂的高出口压力，容易实现喷射器(14)的工作效果。
在本发明的这种形式中，存贮冷却盐水的冷藏箱(15)设置在冷盐水回路(B1)中盐水冷却热交换器(10)的下游，其中冷盐水回路(B1)包括环状连接的盐水冷却热交换器(9)的盐水通路(9b)、冷盐水循环泵(8)和末端热交换器(10)。因此，即使在盐水冷却热交换器(9)中的盐水冷却操作暂停时，末端(11)的内部也能继续被冷却。
在本发明的这种形式中，冷盐水回路(B1)包括：绕过末端热交换器(10)的旁通回路(B3)；和循回路切换装置(20，21)，用于在末端热交换器(10)和旁通回路(B3)之间切换盐水循环。即使末端热交换器(10)不需要冷却时，也可以将操作切换到旁通回路(B3)并冷却盐水，实现在冷藏箱(15)存贮冷却盐水的、称为冷藏的操作。
根据发明的第三种方式，提供了一种具有冷却功能的热泵式热水供应系统，包括：一条盐水加热回路(K2)，它包括连成环型的一个热水箱(7)、一个盐水加热热交换器(16)的高温水通路(16a)以及一个高温水循环泵(17)；以及一个热盐水回路(B2)，它包括环型连成的一个盐水加热热交换器(16)的盐水通路(16b)、一个热盐水循环泵(18)以及一个设置在末端(11)中的末端热交换器(10)，其中：启动高温水循环泵(17)以及热盐水循环泵(18)，这样热量就在高温水通路(16a)中流动的高温水与盐水通路(16b)中流动的盐水之间进行交换，而加热盐水，而同时经加热的盐水供应到末端热交换器(10)从而加热和热隔离末端(11)的内部。
在本发明的这种形式中，不同于本发明具有冷却功能末端(11)的上述形式，加入了用于加热盐水加热热交换器(16)中盐水的热盐水回路(B2)，且经加热的盐水被导入与冷却过程中相同的末端(11)中的末端热交换器(10)中。以这种方式，末端(11)的内部经加热或热存贮而被加热/热隔离，从而构成与要求冷却/加热功能末端(11)一致的配置。
在本发明的这种形式中，盐水加热回路(K2)包括一个高温水热-辐射热交换器(23)。代替根据本发明一种形式的制冷剂热辐射热交换器(13)，高温水热-辐射热交换器(23)设置在盐水加热回路(K2)中。高温水热-辐射热交换器(23)用于通过与外部空气的热交换而辐射热量，而且通过在关闭热盐水循环泵(18)的情况下，运行高温水循环泵(17)，可实现热辐射操作。
即使不需要对水加热以供应热水，在保持制冷剂回路(R)、热水供应水加热回路(K)和盐水加热回路(K2)之间的循环和加热热-水供应水的同时，也可以保证从高温水热-辐射热交换器(23)的热辐射。因此，任何时候都可以稳定地实现冷却功能。
在本发明的这种形式中，热存贮装置或热存贮件(24)设置在每个末端热交换器(10)周围。因此，即使经冷却或经加热的盐水循环被阻止，末端(11)的内部也能继续被冷却或加热。
在本发明的这种形式中，许多末端热交换器(10)并联到冷盐水回路(B1)或热盐水回路(B2)。以这种方式，可方便地增加或减小末端热交换器(10)和使用末端热交换器(10)的末端(11)的数目。
在本发明的这种形式中，许多并连的末端热交换器(10)分别与用于控制盐水流的流控制装置(20a到20c)连接。因此，就可以独立地控制每个末端热交换器(10a到10c)的工作状态。上述装置后的圆括号中的标号指出下述实施例中相应特定装置的实例。
参照附图，通过对下述本发明优选实施例的描述，可以更全面地了解本发明。
附图说明
图1为根据本发明第一实施例的具有冷却功能的热泵式热水供应系统的结构示意图；
图2为根据本发明第二实施例的具有冷却功能的热泵式热水供应系统的结构示意图；
图3为根据本发明的第三实施例的具有冷却功能的热泵式热水供应系统的结构示意图；
图4为示意显示根据本发明第三实施例的喷射器结构的剖视图；
图5为根据本发明第四实施例的具有冷却功能的热泵式热水供应系统的结构示意图；
图6为根据本发明第五实施例的具有冷却功能的热泵式热水供应系统的结构示意图；
图7为根据本发明第六实施例的具有冷却功能的热泵式热水供应系统的结构示意图。
具体实施方式
(第一实施例)
以下，将参照附图说明本发明的一个实施例。图1为根据本发明第一种实施例的具有冷却功能的热泵式热水供应系统的配置示意图，其中水被加热以供应热水，而同时盐水被冷却。在根据当前实施例的具有冷却功能的热泵式热水供应系统中，使用超临界的热泵循环，水被加热到某一高温(在当前实施例中约90℃)，同时利用下述的盐水冷却热交换器9，作为热交换介质的诸如防冻剂溶液的盐水或相类似物，被冷却到某一低温(在当前实施例中约-10℃)。以这种方式，盐水用于冷却某一空间或末端11，例如冰箱、冷冻器或酒窖。
超临界热泵循环(以下称为热泵)限定为使用二氧化碳、乙烯、乙烷或氧化氮作为制冷剂的热泵循环，其中制冷剂的压力不低于临界压力。
具有冷却功能的热泵式热水供应系统的组成部件，可以大致分为：包括或容纳下述制冷循环装置的制冷循环单元；包括或容纳下述热水箱7的箱单元；以及端部或末端或终端11。另一方面，制冷循环单元内部粗略分为：制冷剂回路R(如热泵循环)；用于供应热水的水加热回路K；以及用于末端的盐水回路B。
热泵循环的制冷剂回路R，包括环状连接的一个压缩制冷剂的制冷剂压缩机1、一个对水加热以供应热水的水热交换器2、一个构成作为第一制冷剂回路R1的第一减压装置的第一膨胀阀4a，和一个吸收空气热量的空气热交换器5；以及一个将制冷剂分为气体和液体部分的气-液分离器55。临界温度较低的二氧化碳(以下称为CO2)用作制冷剂。
制冷剂压缩机1配置有：一个内置驱动马达；和一个高压压缩单元，它将所抽取气态制冷剂的压力增加到不低于临界压力，并排放加压制冷剂。这些部件被装在一个密封容器中。压缩机1可以是任何一种往复型、旋转型或螺旋或涡旋型压缩机。也可以使用引擎驱动型的压缩机。
通过在水和高温、高压气态制冷剂(由制冷剂压缩机1的高压压缩单元增加压力)之间交换热量，水热交换器2加热热水供应水。热水供应水通路2b与高压制冷剂通路2a相邻设置，相邻方式为：高压制冷剂通路2a中的制冷剂与通路2b中的热水供应水流动方向相反。
第一膨胀阀4a设置在水热交换器2与空气热交换器5之间。利用第一膨胀阀4a，被水热交换器2冷却的制冷剂从高压状态被减至低压状态，并被供应到空气热交换器5。第一膨胀阀4a的配置如下：其阀门开口是电可调的且由下述控制单元12电控。在空气热交换器5中，由利用风扇(未示出)供应空气，通过与大气交换热量，使经第一膨胀阀4a减压的制冷剂蒸发。从空气热交换器5流出的气-液制冷剂被送至气-液分离器55，并被分为气态制冷剂和液态制冷剂两部分。液态制冷剂被存贮起来，而气态制冷剂会在液态制冷剂前被吸入制冷剂压缩机1中。
供应热水的水加热回路K，包括连成回路的一个加热热水供应水的水热交换器2的热水供水通路2b、一个热水供水循环泵6以及一个存贮热水供水的热水存贮箱7。如图1所示，通过热水供水循环泵6，热水箱7下部的冷水出口7a流出的冷水被供应到水热交换器2的热水供水通路2b，而产生的水流从热水箱7上部的热水出口7b流出。这种热水供水循环泵6可以根据内置发动机(未示出)的转速调整水流的速度或流量。
热水箱7具有由很强耐腐蚀性金属(如不锈钢)制成的热隔离结构，它可以将高温水的热量保持很长时间。在通过温度控制阀(未示出)与冷水龙头的水混合而调节温度后，存贮在热水箱7中的高温水从热水箱7上部的热水出口7c流出，主要供应到厨房或浴缸。如热水供水一样，调整冷水龙头的水以从热水箱7的下部的冷水入口7d供应水。
接下来，将解释本发明基本部件的配置。首先，第二制冷剂回路R2包括构成第二减压装置的第二减压膨胀阀4b和盐水冷却热交换器9，该回路从第一制冷剂回路R1在水热交换器2的高压制冷剂通路2a的下游分支，与第一制冷剂回路R1并联运行，并与第一制冷剂回路R1在制冷剂压缩机1的上游(气-液分离器55的上游)汇合。第一制冷剂回路R1和第二制冷剂回路R2分别具有第一开-关阀3a和第二开-关阀3b，作为制冷剂回路的切换装置。这些阀由下述控制单元12电控。这样通过切换其开/关状态就可以切换在第一制冷剂回路R1与第二制冷剂回路R2之间的流动。
第二减压膨胀阀4b设置在水热交换器2和盐水冷却热交换器9之间，它向盐水冷却热交换器9供应由水热交换器2冷却的、并从高压减到低压的制冷剂。此外，类似于上述第一膨胀阀4a，第二减压膨胀阀4b的配置如下：其阀开口程度可电调节且由下述控制单元12电控。
通过在盐水与由第二膨胀阀4b减压的低温低压气态制冷剂之间交换热量，盐水冷却热交换器9对盐水进行了冷却。盐水通路9b设置与低压制冷剂通路9a相邻，以便低压制冷剂通路9a中的制冷剂和盐水通路9b中的盐水以相反方向流动。
接下来，连接末端的盐水回路B，包括：连成环型的作为或提供盐水冷却装置的盐水冷却热交换器9的盐水通路9b、一个循环盐水的冷盐水循环泵8以及用冷却盐水冷却末端11内部的一个末端热交换器10。防冻剂溶液(例如如添加有抗腐蚀或防冻剂的水或LLC(引擎冷却水))，如盐水，被密封在盐水回路B中。
如图1所示，冷盐水循环泵8设置在盐水回路B中，以便向盐水冷却热交换器9的盐水路径9b供应盐水，从而产成从盐水回路B中的末端11流出的水流。冷盐水循环泵8的流速或流量可根据内置发动机(未示出)的转速进行调节。
标号12代表控制单元，它用于控制根据本发明的具有冷却功能的热泵式热水供应系统的操作。控制单元12接收来自控制面板、各种温度传感器及其它设备(未示出)的信号，并向制冷剂压缩机1、开-关阀3a、3b、膨胀阀4a、4b、热水供水循环泵6和冷盐水循环泵8等输出控制信号。
接下来，将简要解释当前实施例的操作。首先，制冷剂压缩机1抽取、压缩和排放制冷剂。如此排出的高温高压制冷剂流入水热交换器2的高压制冷剂通路2a中，而与在相邻热水供水通路2b中流动的热水供水交换热量。以这种方式，制冷剂被冷却而热水供应水被加热。如此加热的热水供应水(高温水)被存贮在热水箱7中，而用于供应热水。
另一方面，当第一开-关阀3a“开启”而第二开-关阀3b“关闭”时，被水热交换器2冷却的高压制冷剂流入第一膨胀阀4a并被减压。如此减压的低温低压制冷剂流入空热交换器5并与空气交换热量。以这种方式，制冷剂被加热而空气被冷却。如此加热的气-液制冷剂被送至气-液分离器55，并被分为气态制冷剂和液态制冷剂两部分。液态制冷剂被存贮起来，而气态制冷剂独自被再次吸入制冷剂压缩机1中。
假定第一开-关阀3a“关闭”而第二开-关阀3b“开启”。根据本发明的系统操作方式，如下：由水热交换器2冷却的制冷剂流入第二膨胀阀4b并被其减压，然后再流入盐水冷却热交换器9的低压制冷剂通路9a中。在第二膨胀阀4b中，流入低压制冷剂通路9a的制冷剂温度被控制在大约-15℃。这样，相邻的盐水通路9b中流动的盐水就被冷却到大约-10℃。利用冷盐水循环泵8，如此冷却的盐水就被供应到设置在末端11中的末端热交换器10，从而冷却末端11的内部。
下面，将说明本发明的特点。首先，第二制冷剂回路R2在高压制冷剂通路2a的下游从第一制冷剂回路R1分支，与第一制冷剂回路R1并联运行，并经第二膨胀阀4b和盐水冷却热交换器9的低压制冷剂通路9a，在制冷剂压缩机1的上游与第一制冷剂回路R1汇合。盐水冷却热交换器9的盐水通路9b、冷盐水循环泵8和末端热交换器10连成环型，从而形成冷盐水回路B1。致使制冷剂在第二制冷剂回路R2中流动，同时启动冷盐水循环泵8。以这种方式，热量就在低压制冷剂通路9a中流动的低温低压制冷剂与在盐水通路9b中流动的盐水之间进行交换，从而冷却了盐水。
这就是发明者特别提出的利用热泵式热水供应系的废热来冷却盐水，并使用如此冷却的盐水实现冷却或冷冻/冷藏操作的创意。因此，使用具有统一热源的简单制冷循环系统，就可以同时实现热水供应和冷却或冷冻/冷藏操作；同时利用这些废热而实现节能。此外，也可以降低设备成本以及运行开销。
此外，设置切换第一制冷剂回路R1和第二制冷剂回路R2的第一开-关阀3a和第二开-关阀3b，就可以根据操作方式切换到热吸收侧的热交换器。此外，空热交换器5的功能与盐水冷却热交换器9的功能实质上是相同的。因此，通过极小的修改，现有的热泵式热水供应系统就可以增加冷却的功能。
此外，末端热交换器10设置在末端11中，从而冷却和保持末端11内部的低温。在这里，末端11指的是户内冷却器/空调、冷冻器、冰箱、酒窖等。由盐水冷却热交换器9冷却的盐水被导入设置在每个末端11中的末端热交换器10，这样末端11内部就可以被冷却或冷冻/冷藏，并可保持这种冷却状态。
如上所述，利用热泵供应热水时同时产生的废冷和废热作为冷源和热源，这样就可以节省总的能量。此外，实现冷却功能不需要专用的冷源或热源，并且只要设置一个如末端热交换器10的简单设备就可以实现这种冷却功能。此外，作为使用盐水作为中介的循环系统，通过另外将特定末端11连到盐水回路B上，就可以简单增加要冷却或保存凉爽的末端11。
(第二实施例)
图2为根据本发明第二实施例的具有冷却功能的热泵式热水供应系统的结构示意图。当前实施例与上述第一实施例的不同之处，在于：根据当前实施例，制冷剂回路R包括：制冷剂热辐射热交换器13，它具有高压制冷剂通路13a(其中流动着流过水热交换器2的高压制冷剂)和低压制冷剂通路13b(其中流动着流过空气热交换器5或盐水冷却热交换器9的低压制冷剂)。通过加热流过低压制冷剂通路13b的低温制冷剂，高压制冷剂通路13a中流动的高压制冷剂的热量就被辐射出来。
不同于使用内部热交换器以提高压缩机的抽取压而改进循环效率的传统系统，即使不需要加热水以供应热水的情况下，本发明的结构也允许根据需要辐射热量从而实现冷却功能。
在上述第一实施例的配置中，当水未被加热以供应热水(不散热)时，盐水就得不到冷却(热量无法被吸收)，这样就无法稳定实现冷却功能。与之不同，根据当前实施例，即使不需要加热水以供应热水，散热功能也可以得到保证。这样，总可以稳定地实现冷却功能。此外，根据当前实施例的配置也可提高制冷剂压缩机1的抽吸压力，从而节约能量。
(第三实施例)
图3为根据本发明的第三实施例的具有冷却功能的热泵式热水供应系统的结构示意图。当前实施例与上述第二实施例的不同之处，在于：根据当前实施例，使用喷射器14作为减压膨胀装置而替换了第一和第二膨胀阀4a、4b。参照图4解释构成本发明特性的喷射器14的结构。
喷射器14，包括：一个喷嘴14a，用于将经制冷剂压缩机1压缩的、流经压缩水热交换器2的高压制冷剂的压能(压头)转换为速度能(速度头)，从而对制冷剂进行减压和膨胀；一个抽取部分14b：利用从喷嘴14a喷射出的高速制冷剂流，用于抽取连接到低压侧的盐水冷却热交换器9或空热交换器5中蒸发的气态制冷剂；一个混合部分14c：用于将所抽取制冷剂与从喷嘴14a喷射出的制冷剂进行混合；以及一个扩散器14d：用于将速度能转换为压能而增加制冷剂的压力。
从喷射器14流出的制冷剂流入到气-液分离器55中。从喷射器14喷出的制冷剂的压力不一定只由扩散器14d增加，而当在低压侧蒸发的气态制冷剂被抽入混合部分14c时，制冷剂的压力也增加。这样，混合部分14c和扩散器14d就一同称作压力增加部分。此外，根据当前实施例，混合部分14c的横断面面积不变，直到扩散器14d。然而，作为一种选择，混合部分14c的横断面面积可以成锥型，其横断面面积朝扩散器14d逐渐增大。
因此，与使用膨胀阀的情况相比，制冷剂循环结构被简化，而喷射器14的能量回收效果也使热交换率(COP)提高约20％。
此外，在喷嘴14a上游的制冷剂中，设置了一个可变限制或节流机构(可变限制或节流装置)14e，它通过控制隔板或隔膜开口，从而控制高压制冷剂的压力。可变限制或节流机构(可变限制或节流装置)14e由未示出的控制单元12进行电控，以实现冷却盐水和吸收空气热量的不同的最佳蒸发压力。此外，由于CO2制冷剂在高压状态下从制冷剂压缩机1释放出来且易于产生喷射器14的效果，所以CO2作为制冷剂回路R中流动的制冷剂。
(第四实施例)
图5为根据本发明的第四实施例的具有冷却功能的热泵式热水供应系统的结构示意图。第四实施例与第三实施例的不同之处，在于：在第四实施例中，具有连接成环型的盐水冷却热交换器9的盐水通路9b、冷盐水循环泵8和一个末端热交换器10的冷盐水回路B1，包括在盐水中盐水冷却热交换器9的下游存贮冷却的盐水的冷存贮箱15。因此，即使暂停盐水冷却热交换器9中的盐水冷却操作时，末端11的内部也可以继续被冷却。
此外，冷盐水回路B1包括：绕过末端热交换器10、循环盐水的旁通回路B3；以及用于将盐水循环切换到末端热交换器10或旁通回路B3的开-关阀(循环通路切换装置)20、21。即使不需要末端热交换器10进行冷却，也可以通过将盐水循环切换到旁通回路B3以冷却盐水，实现冷藏操作而在冷藏箱15中存贮冷却盐水。
此外，系统还包括：一个盐水加热回路K2(包括连成环型的热水箱7、盐水加热热交换器16的高温水通路16a以及高温水循环泵17)；以及一个热盐水回路B2(包括连成环型的盐水加热热交换器16的盐水通路16b、热盐水循环泵18以及设置在末端11中的末端热交换器10)。
启动高温水循环泵17和热盐水循环泵18，在高温水通路16a中流动的高温水与盐水通路16b中流动的盐水之间就会交换热量。同时，如此加热的盐水流经末端热交换器10，从而加热和保持末端11内部温暖。此外，标号19到22代表开-关阀。当盐水在冷盐水回路B1中循环时，冷盐水回路B1的开-关阀19开启，而同时热盐水回路B2的开-关阀22关闭。另一方面，当盐水在热盐水回路B2中循环时，热盐水回路B2的开-关阀22开启，而同时冷盐水回路B1的开-关阀19关闭。
上述各实施例均将末端11配置具有冷却功能。与之相反，根据本实施例，盐水加热热交换器16与热盐水回路B2结合，而经加热的盐水被导入冷却时在相同末端11中设置的相同末端热交换器10中。以这种方式，作为加热操作或加热/热存贮操作，末端11的内部也能被加热而保持温暖。这样，这种配置就可保证末端11具有要求的冷却/加热功能。
(第五实施例)
图6为根据本发明第五实施例的具有冷却功能的热泵式热水供应系统的结构示意图。当前实施例与上述第四实施例的不同之处，在于：根据第五实施例，盐水加热回路K2包括一个高温水热辐射热交换器23。这对应于第二实施例，其中盐水加热回路K2包括高温水热辐射热交换器23而取代上述制冷剂热辐射热交换器13。高温水热辐射热交换器23用于通过与大气交换热量而辐射热量，并在热盐水循环泵18暂停时，通过启动高温水循环泵17，可实现热辐射操作。
即使不需要加热以供应热水，由于同时从高温辐射热交换器23辐射热量，所以经制冷剂回路R、热水供应水加热回路K和盐水加热回路K2的循环，热水供应水也得到加热。以这种方式，保证了热辐射。因此，任何时候都可以稳定地实现冷却功能。
(第六实施例)
图7为根据本发明的第六实施例的具有冷却功能的热泵式热水供应系统的配置示意图。当前实施例与上述第四实施例的不同之处，在于：热存贮装置24分别设置在末端热交换器10的周围。因此，去除了第四实施例中的冷存贮箱15和旁路回路B3；这样即使阻止了冷盐水或热盐水循环，末端11内部也可以根据情况继续被冷却或加热。
此外，许多末端热交换器10a到10c并联到冷盐水回路B1或热盐水回路B2。以这种方式，可方便地增加或减小末端热交换器10和使用末端热交换器10的末端11的数目。此外，许多相互并联的末端热交换器10a到10c分别与用于控制盐水流的流量控制阀或流通控制阀(流量控制装置或流通控制装置或流控制装置)20a到20c连接。因此，每个末端热交换器10a到10c的工作状态就可以得到控制。
(其它实施例)
上述实施例使用超临界热泵循环作为制冷剂循环，用于加热热水供应水并冷却盐水。然而，本发明并不局限于这种结构，它可以使用制冷剂压缩型的其它制冷循环。此外，所使用的制冷剂也可以是含氯氟烃(CFC)或CFC替代物。
在上述实施例中，流动可在第一制冷剂回路R1和第二制冷剂回路R2之间方便地切换。然而，在预定的循环中，它们也可以交替地更频烦地切换。此外，不使用上述实施例中的两个开关阀3a、3b切换制冷剂回路，作为选择，也可以使用单个切换阀。此外，减压装置也可以是毛细(毛细管)型或其它任意类型。此外，盐水回路B中循环的液体并不局限于防冻溶剂，只要冷却温度不低于0℃，也可以采用普通水。
为了说明目的，虽然本发明参照所选特定实施例进行描述的，但很明显：在不背离本发明构思和范围的情况下，本领域的普通技术人员可以对其做多种修改。

Claims (11)

1.一种具有冷却功能的热泵式热水供应系统，包括：
第一制冷剂回路(R1)，它包括环状连接的压缩制冷剂的制冷剂压缩机(1)、水热交换器(2)的高压制冷剂通路(2a)、第一减压膨胀装置(4a)和空气热交换器(5)；以及
热水供水加热回路(K)，它包括环状连接的所述水热交换器(2)的热水供水通路(2b)、热水供水循环泵(6)以及热水箱(7)；
其中：制冷剂压缩机(1)和热水供水循环泵(6)被启动，从而在高压制冷剂通路(2a)中流动的高温高压制冷剂与在热水供水通路(2b)中流动的热水供水之间交换热量，从而加热所述热水供水；
系统进一步包括：
第二制冷剂回路(R2)，该回路包括第二减压膨胀装置(4b)和盐水冷却热交换器(9)的低压制冷剂通路(9a)，该回路在所述高压制冷剂通路(2a)的下游从第一制冷剂回路(R1)分支，与第一制冷剂回路(R1)并联运行，并与所述第一制冷剂回路(R1)在制冷剂压缩机(1)的上游汇合；
盐水回路(B)，它包括环状连接的盐水冷却热交换器(9)的盐水通路(9b)、冷盐水循环泵(8)以及环中的末端热交换器(10)；和
用于已通过所述水热交换器(2)的高压制冷剂经过的高压制冷剂通路(13a)和用于已通过所述盐水冷却热交换器(9)的低压制冷剂经过的低压制冷剂通路(13b)；其特征在于：
制冷剂流过第二制冷剂回路(R2)并且启动冷盐水循环泵(8)，这样热量就在流经低压制冷剂通路(9a)的低温、低压制冷剂与流经盐水通路(9b)的盐水之间进行交换，从而冷却盐水；且其特征在于包括：
制冷剂热辐射热交换器(13)，它用于通过加热流经低压制冷剂通路(13b)的低压制冷剂从流经高压制冷剂通路(13a)的高压制冷剂辐射热量。
2.一种根据权利要求1的具有冷却功能的热泵式热水供应系统，包括：
气-液分离器(55)，用于将制冷剂回路(R)中的制冷剂分为气体部分和液体部分，并将气态制冷剂送到制冷剂压缩机(1)；以及
喷射器(14)，包括：
喷嘴(14a)，作为代替第一减压膨胀装置(4a)和第二减压膨胀装置(4b)的一种减压、膨胀装置，这样在制冷剂压缩机(1)中压缩并流经水热交换器(2)的高压制冷剂的压能被转换为速度能，从而对制冷剂进行减压和膨胀；和
增压部分(14c，14d)：通过它，利用从喷嘴(14a)喷射出的快速制冷剂流，连接到低压侧的盐水冷却热交换器(9)和空气热交换器(5)中所选择的一个中蒸发的气态制冷剂被抽吸，而所抽吸的制冷剂与喷嘴(14a)喷射出的制冷剂混合，与此同时，速度能转换为压能，从而压缩流入气-液分离器(55)的制冷剂。
3.一种根据权利要求2的具有冷却功能的热泵式热水供应系统，进一步包括：
设置在喷嘴(14a)上游的可调节流装置(14e)，用于通过控制其节流开口程度，控制高压制冷剂的压力。
4.一种根据权利要求2的具有冷却功能的热泵式热水供应系统，其中：
流经制冷剂回路(R)的制冷剂为二氧化碳(CO2)。
5.一种根据权利要求1的具有冷却功能的热泵式热水供应系统，其中：
用于存贮冷却的盐水的冷藏箱(15)设置在冷盐水回路(B1)中盐水冷却热交换器(9)的下游，其中所述冷盐水回路(B1)包括环状连接的所述盐水冷却热交换器(9)的盐水通路(9b)、冷盐水循环泵(8)和末端热交换器(10)。
6.一种根据权利要求5的具有冷却功能的热泵式热水供应系统，其中：
冷盐水回路(B1)包括：绕过末端热交换器(10)的旁通回路(B3)；和用于在末端热交换器(10)和旁通回路(B3)之间切换盐水循环的循环通路切换装置(20、21)。
7.一种根据权利要求1的具有冷却功能的热泵式热水供应系统，包括：
盐水加热回路(K2)，它包括环状连接的热水箱(7)、盐水加热热交换器(16)的高温水通路(16a)以及高温水循环泵(17)；以及
热盐水回路(B2)，它包括环状连接的所述盐水加热热交换器(16)的盐水通路(16b)、热盐水循环泵(18)以及设置在末端(11)中的末端热交换器(10)；
其中启动高温水循环泵(17)以及热盐水循环泵(18)，这样热量在高温水通路(16a)中流动的高温水与盐水通路(16b)中流动的盐水之间进行交换，从而加热盐水，而同时将加热后的盐水供应到末端热交换器(10)，从而加热并保持末端(11)内部温暖。
8.一种根据权利要求7的具有冷却功能的热泵式热水供应系统，其中：
盐水加热回路(K2)包括高温热辐射热交换器(23)。
9.一种根据权利要求7的具有冷却功能的热泵式热水供应系统，其中：
热存贮装置或热存贮件(24)设置在末端热交换器(10)的周围。
10.一种根据权利要求7的具有冷却功能的热泵式热水供应系统，其中：
多个末端热交换器(10a到10c)并联到所选择的冷盐水回路(B1)和热盐水回路(B2)中的一个。
11.一种根据权利要求10的具有冷却功能的热泵式热水供应系统，其中：
多个并联的末端热交换器(10a到10c)分别与用于控制盐水流的流量控制或流通控制装置(20a到20c)连接。
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