CN201138065Y - 一种带节能循环的氟管路式空气源热泵热水开水多用机 - Google Patents
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Abstract
一种带节能循环的氟管路式空气源热泵热水开水多用机，整机分为室外机和室内机两部分。室外机由压缩机、翅片式风冷换热器、节能循环器及其它配件组成；室内机由带有布水器的保温热水罐、板式或套管式氟水换热器、开水器、循环水泵、控制器及其它配件组成。本实用新型的生活热水、开水及补水的水路均置于室内，室内外通过制冷剂管路相连，避免了冬季管道冻裂危险；采用节能循环器，极大降低压缩机排气压力，提高制热能效比(EER)；采用布水器使得热水罐内实现良好的温度分层；节流机构采用膨胀阀以保证冬季高效、可靠运行。该实用新型具有高效节能、安全可靠、安装灵活、适应地区及气候范围广等突出优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种带节能循环的氟管路式空气源热泵热水开水多用机，采用节能循环改进制冷系统、采用盘管式换热器产生开水、采用布水器改进热水罐、采用氟管路系统以适应冬季气候，属于空气源热泵供热技术领域。
背景技术
目前广泛应用的热水器中，电热水器能耗大、运行费用过高，燃气热水器安全问题突出、受气源限制，太阳能热水器受阳光、占用空间等因素影响过大。热泵热水器采用压缩机制冷系统从室外空气中吸收热量，并通过氟水换热器将自来水加热到所需温度以作为生活热水之用，其耗电仅及电热水器的1/4以下，全年综合运行费用远低于电热水器，也比燃气热水器、太阳能热水器低得多，且节能环保、安全可靠、安装使用及维修方便，适合全面推广。
现有的热水开水多用机中，大多数都将加热水用的冷凝器放置在热水罐内，一旦相关部分泄漏或出现其它故障，会导致制冷剂进入热水罐内或者制冷系统进水，且维修困难。
现有热泵热水器基本上都不采用节能循环器，由于加热生活热水到设计温度(一般取50～60℃左右)需要冷凝温度很高，导致排气压力很高，压缩比过大，特别是在冬季条件下更为严重，这一方面造成能效比EER(制热量/输入功率)大大降低而使耗电增大，经济性恶化，另一方面压缩机等部件的故障率增大，寿命降低。
现有热泵热水器所采用的把冷凝器置于水箱内的闷烧式换热其水侧换热能力低；而少数采用将冷凝器置于水箱外者，常由于在水箱内没有实现良好的温度分层而对系统运行及性能指标影响严重，有的为实现较好的温度分层而使结构过于复杂，且蓄水罐下部水体的温度低，容积利用率差。
现有的热泵技术生产开水的产品，系采用极大提高排气压力以获取超过100℃的排气温度以置备开水，热泵循环的压缩比过大，导致能效比大为下降，且换热器面积过大，使得设备初投资、运行费都较为高昂，难以取得预期节能效果。
发明内容
本实用新型的目的和任务是，针对上述存在的种种问题，创造性地引入节能制冷循环技术，对整机系统结构做出诸多改进，实现高效节能稳定可靠地生产生活热水及开水的目的，并使整机结构紧凑、装配方便、成本低。
为此，本实用新型设计了一种带节能循环的氟管路式空气源热泵热水开水多用机，其整机分为室外机(1)和生活热水室内机(19)及两部分。室外机(1)由压缩机(5)、翅片式风冷换热器(2)、节能循环器(8)及其它配件组成；室内机(19)由带有布水器(18)的保温热水罐(11)、板式或套管式氟水换热器(9)、循环水泵(10)、控制器(21)及其它配件组成；开水器既可设置于室内机内，也可独立设置。生活热水储水罐内不设氟水换热器，避免了制冷剂泄漏所引起的一系列问题。板式或套管式氟水换热器(9)氟路进口端与开水器(22)出口相连，出口端与干燥过滤器(6)进口相连；开水器(22)的进口端与压缩机(5)出口相连；节能循环器(8)液侧进口端与干燥过滤器(6)出口相连，出开端与节流机构(7)进口相连；节能循环器(8)汽侧进口端与翅片式风冷换热器(2)出口相连，出口端与汽液分离器(4)进口端相连；氟水换热器(9)水路进口端通过循环水泵(10)与密闭热水罐(11)下部出水用布水器(18)相连，出口端与上部进水用的布水器(18)相连；开水器(22)水路进口与热水罐(11)上部生活热水出口相连，出口送出开水，且出口处设置安全阀(23)。控制器(21)采用单片机，输入端为热水罐(11)下部的温度传感器(20)，输出端为压缩机(5)、风机(3)及水泵(10)，并实现启停控制。
节能循环器(8)采用外肋盘管式或者套管式或者板式氟氟换热器。采用节能循环器可在保持冷凝温度为较低温度水平(30～45℃)时，即排气压力较低时，有效提升排气温度以保持乃至大大提高出水温度水平(可达60～75℃)，同时系统能效比保持在很高水平，这是一般风冷热泵及热水开水多用机难以达到的，且排气压力的降低可有效减少压缩机等各部件出现故障的可能性，并延长整机寿命。
开水器(22)采用盘管式氟水换热器，进水取自热水罐上部较高温度的水，以利降低开水器换热负荷，其出口水温控制在95～99℃，并在出水管上设置安全阀以防出现沸腾汽化造成安全问题。
热水罐(11)为密闭压力容器，筒体由不锈钢内壁(13)、彩钢板外壁(12)及聚氨酯发泡保温层(14)构成，下部接自来水进水管(16)，上部接生活热水出水管(17)，底部接泄水管(15)，且罐内极下部设置温度传感器(20)，布水器上开有若干直径为6～16mm的孔口。采用布水器可大大改善罐内水体的温度分层状况，且便于实现将温度传感器上部的水体全都加热到所需温度水平，大大提高了罐内容积的利用率，节省了热水罐空间。自来水进水与底部加热水出水共用一个水管和布水器，使结构更加紧凑合理。
室内机与室外机之间的连接管为制冷剂管，不存在冬季管道被冻裂的危险。北方使用的机型，其室外机风冷换热器的进风口上可选装辅助电加热器以利于制冷机正常启动。
本实用新型大大提高了能效比，真正实现了高效节能稳定可靠运行，产品寿命长，安装、使用、维修方便，地域及气候适应性广。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图1中各部件编号与名称如下：
室外机1、翅片式风冷换热器2、风机3、汽液分离器4、压缩机5、干燥过滤器6、节流机构7、节能循环器8、氟水换热器9、水泵10、热水罐11、彩钢板外壁12、不锈钢内壁13、聚氨酯发泡保温层14、泄水管15、自来水进水管16、生活热水出水管17、布水器18、室内机19、温度传感器20、控制器21、开水器22、安全阀23。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施应用例对本实用新型做进一步的说明。
附图1为本实用新型的整机结构示意图。
整机分为室外机(1)和室内机(19)两部分。室外机(1)由压缩机(5)、翅片式风冷换热器(2)、节能循环器(8)及其它配件组成；室内机(19)由带有布水器(18)的保温热水罐(11)、板式或套管式氟水换热器(9)、开水器(22)、安全阀(23)、循环水泵(10)、控制器(21)及其它配件组成。板式或套管式氟水换热器(9)氟路进口端与开水器(22)出口相连，出口端与干燥过滤器(6)进口相连；开水器(22)的进口端与压缩机(5)出口相连；节能循环器(8)液侧进口端与干燥过滤器(6)出口相连，出开端与节流机构(7)进口相连；节能循环器(8)汽侧进口端与翅片式风冷换热器(2)出口相连，出口端与汽液分离器(4)进口端相连；氟水换热器(9)水路进口端通过循环水泵(10)与密闭热水罐(11)下部出水用布水器(18)相连，出口端与上部进水用的布水器(18)相连；开水器(22)水路进口与热水罐(11)上部生活热水出口相连，出口送出开水，且出口处设置安全阀(23)。控制器(21)采用单片机，输入端为热水罐(11)下部的温度传感器(20)，输出端为压缩机(5)、风机(3)及水泵(10)，并实现启停控制。节能循环器(8)采用外肋盘管式或者套管式或者板式氟氟换热器，开水器(22)采用盘管式氟水换热器。热水罐(11)为密闭压力容器，筒体由不锈钢内壁(13)、彩钢板外壁(12)及聚氨酯发泡保温层(14)构成，下部接自来水进水管(16)，上部接生活热水出水管(17)，底部接泄水管(15)，且罐内极下部设置温度传感器(20)，布水器上开有若干直径为6～16mm的孔口。
本实用新型工作流程如下：
(a)准备：向热水罐内注满水，并确保罐内水体底部温度低于设定值。
(b)启动：控制系统先启动风机、水泵，然后启动压缩机进行热泵循环。
(c)加热：制冷剂循环过程如下：压缩机吸热低于气态制冷剂并压缩，排出高温高压的过热蒸汽，进入氟水换热器向生活热水释放热量，变成高温高压的液态制冷剂，经过干燥过滤器除去可能携带的污物和水份，然后进入节能循环器并被低温蒸汽冷却，过冷液再经过节流降压变为干度小的低温低压汽液两相流状态，进入蒸发器吸收蒸发器外空气的热量，蒸发为低温低压气态制冷剂，再经节能循环器与氟水换热器出来的高温液态制冷剂换热，变为中温低压过热蒸汽，并被吸入压缩机继续下一循环。生活热水加热过程如下：循环水泵通过热水罐下部的布水器吸入低温水并送入氟水换热器，水被加热到所需温度后再通过热水罐上部的布水器进入热水罐，由于布水器的作用使得水在罐内缓慢均匀下降，变温层将水分成上部高温水体与下部低温水体，且保温层的位置逐渐下移，直至下降到温度传感器所处位置时加热过程完成，此时热泵系统自动停止运行。
(d)取用：通过上部的布水器可取用生活热水，罐内保温层位置随之上升，此时通过自来水进水管自动向罐内补水，热泵仍可处于停运状态；当延时一定时间后，热泵系统自动启动运行，将自来水与热水罐出水的混合水加热到所需温度并送入热水罐上部，并保证出水温度处于所要求的水平。
(e)停用：当停止取用生活热水后，热泵系统仍继续运行一段时间，直至保温层位置又降低到温度传感器所在位置，即热水罐又达到蓄满状态，热泵停运。
(f)开水：生产开水时从热水罐上部生活热水出水口取水，由管内高温蒸汽采取闷烧方式加热，至所需温度后即可取用。
Claims (4)
1、一种带节能循环的氟管路式空气源热泵热水开水多用机，整机分为室外机(1)和室内机(19)两部分，其特征在于板式或套管式氟水换热器(9)、开水器(22)设置于室内机，氟水换热器(9)的氟路进口端与开水器(22)出口相连，出口端与干燥过滤器(6)进口相连；开水器(22)的进口端与压缩机(5)出口相连；节能循环器(8)液侧进口端与干燥过滤器(6)出口相连，出开端与节流机构(7)进口相连；节能循环器(8)汽侧进口端与翅片式风冷换热器(2)出口相连，出口端与汽液分离器(4)进口端相连；氟水换热器(9)水路进口端通过循环水泵(10)与密闭热水罐(11)下部出水用布水器(18)相连，出口端与上部进水用的布水器(18)相连；开水器(22)水路进口与热水罐(11)上部生活热水出口相连，出口送出开水，且出口处设置安全阀(23)；室内机与室外机之间通过制冷剂管路连接；控制器(21)采用单片机，输入端为热水罐(11)下部的温度传感器(20)，输出端为压缩机(5)、风机(3)及水泵(10)，并实现启停控制。
2、如权利要求1所述的带节能循环的氟管路式热水开水多用机，其特征在于所述的节能循环器(8)采用外肋盘管式或者套管式或者板式氟氟换热器，开水器(22)采用氟水盘管式结构。
3、如权利要求1所述的带节能循环的氟管路式热水开水多用机，其特征在于所述的热水罐(11)为密闭压力容器，筒体由不锈钢内壁(13)、彩钢板外壁(12)及聚氨酯发泡保温层(14)构成，下部接自来水进水管(16)，上部接生活热水出水管(17)，底部接泄水管(15)，且开水器进口水管连接热水罐的生活热水出水管。
4、如权利要求1所述的带节能循环的氟管路式热水开水多用机，其特征在于所述的布水器(18)为直管或环管或枝状管结构，且上部布水器孔口向上，下部孔口向下。
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