CN201688622U - 具有热水锅炉功能的空气源热泵机组 - Google Patents

Abstract

一种具有热水锅炉功能的空气源热泵机组，包括由风冷冷凝器、轴流风机、压缩机、蒸发器、风机盘管、空调水循环泵、空调水管组成的空气源热泵制冷系统两套，其中风冷冷凝器、轴流风机、压缩机、蒸发器各有两个，在每个制冷机系统中各设置有一个用于制冷工质和水进行热交换的热交换器；热交换器的水侧进水管上装有热水温度变送器；空调水管的出水管上装有空调水温度变送器；两个压缩机的出口管道上装有压力变送器，上述热水温度变送器、空调水温度变送器和压力变送器的输出信号全部接入智能控制柜的输入端，智能控制柜的输出信号与四通换向阀、轴流风机以及热回收循环水泵连接；所述热交换器还通过热水管路和热回收循环水泵与储热水箱连接。

Description

具有热水锅炉功能的空气源热泵机组 

技术领域

本实用新型涉及一种空调设备，特别是一种空气源热泵机组。 

背景技术

现有空气源热泵机组只有制冷和制热两个工况，仅是用作夏季制冷空调与冬天采暖空调，不具备全年提供生活用热水的功能。因此使用普通空气源热泵机组的宾馆、饭店、医院、浴场等建筑，还需设置锅炉或热水锅炉来提供生活用热水，这就增加了设备投资与锅炉的运行费用开支，并且锅炉产生的烟气还会对室外大气造成污染。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有热水锅炉功能的空气源热泵机组，要解决普通空气源热泵机组不能提供生活用热水的技术问题。 

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案： 

这种具有热水锅炉功能的空气源热泵机组，包括由风冷冷凝器、轴流风机、压缩机、蒸发器、风机盘管、空调水循环泵、空调水管组成的空气源热泵制冷系统，其特征在于： 

所述空气源热泵制冷系统有两套，其中风冷冷凝器、轴流风机、压缩机、蒸发器各有两个，在每个制冷机系统中在每个压缩机的出口管道上各设置有一个制冷工质-水热交换器；制冷工质-水热交换器通过热水管路与储热水箱连通，制冷工质-水热交换器的水侧进水管上装有热水温度变送器；蒸发器水侧出口装有空调水温度变送器；每个压缩机的制冷工质侧的入口装有压力变送器，上述热水温度变送器、空调水温度变送器和压力变送器的输出信号全部接入智能控制柜的输入端，智能控制柜的输出信号与四通换向阀、轴流风机以及热回收循环水泵连接；所述热交换器还通过热水管路和热回收循环水泵与储热水箱连接。 

所述储热水箱的进水口通过浮球阀与冷水管连通，所述储热水箱的出水口通过热水泵与用户处的热水龙头连通。 

与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果： 

本实用新型提供了一种一机三用的具有全年热水锅炉功能的空气源热泵机组，而且具有当空调水温达到设定值，生活用水温度又未达到55～65℃的设定值时，不停机，机组继续运行，满足生活用热水加温要求的功能。本实用新型最主要是解决了春秋季运行的热平衡问题，在春秋季室内不要制冷与制热时，可以使用本实用新型代替锅炉供应生活用热水。 

本实用新型既可用于宾馆、医院、浴场等建筑物的制冷与采暖空调系统的冷热源，又能代替热水锅炉，全年提供生活用热水，可减少环境污染，节省单位使用锅炉的运行开支，同时还可避免锅炉可能产生的火灾与爆炸等事故的危险。本实用新型尤其是春秋季使用，室内满足了空调要求，又满足了生活热水的供热要求。 

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。 

图1是本实用新型的结构原理示意图。 

图2是本实用新型的外形示意图。 

图3是图2中A-A剖面的示意图。 

附图标记：1-风机盘管、2-第一风冷冷凝器、3-第一轴流风机、4-第一四通换向阀、5-第二风冷冷凝器、6-第二轴流风机、7-第二四通换向阀、8-智能控制柜、9-浮球阀、10-储热水箱、11-热回收循环水泵、12-热水龙头、13-空调水循环泵、14-第一压缩机、15-空调水温度变送器、16-第一膨胀阀、17-第一压力变送器、18-第一蒸发器、19-第一制冷工质-水热交换器、20-第二压缩机、21-第二膨胀阀、22-第二压力变送器、23-第二蒸发器、24-第二制冷工质-水热交换器、25-热水温度变送器、26-热回收循环水泵、27-空调水管、28-热水管路。 

具体实施方式

实施例参见图1、图2、图3所示，这种具有热水锅炉功能的空气源热泵机组，包括由风冷冷凝器2、5、轴流风机3、6、压缩机14、20、蒸发器18、23、风机盘管1、空调水循环泵13、空调水管27组成的空气源热泵制冷系统，其特征在于： 

所述空气源热泵制冷系统有两套，其中风冷冷凝器、轴流风机、压缩机、蒸发器各有两个，在两个制冷机系统中，在两个压缩机的出口管道上设置有制冷工质-水热交换器19、24，制冷工质-水热交换器通过热水管路28与储热水箱10连通，制冷工质-水热交换器的水侧进水管上装有热水温度变送器25；蒸发器水侧出口装有空调水温度变送器15；每个压缩机的制冷工质侧的入口装有压力变送器17、22，上述热水温度变送器、空调水温度变送器和压力变送器的输出信号全部接入智能控制柜的输入端，智能控制柜8的输出信号与四通换向阀4、7、轴流风机3、6以及热回收循环水泵26连接；所述热交换器19、24还通过热水管路28和热回收循环水泵26与储热水箱10连接。 

所述储热水箱10的进水口通过浮球阀9与冷水管连通，所述储热水箱10的出水口通过热水泵11与用户处的热水龙头12连通。 

所述风冷冷凝器包括第一风冷冷凝器2和第二风冷冷凝器5，轴流风机包括第一轴流风机3和第二轴流风机6，压缩机包括第一压缩机14和第二压缩机20，蒸发器包括第一蒸发器18和第二蒸发器23。 

所述第一压缩机14的输出端与第一制冷工质-水热交换器19连通，第一制冷工质-水热交换器19又与第一四通换向阀4的输入口连通，第一四通换向阀4的第一输出口经第一风冷冷凝器2和第一轴流风机3与第一蒸发器18连通，第一四通换向阀4的第二输出口直接与第一蒸发器18连通，第一四通换向阀4的第三输出口又与第一压缩机14的输入端连通。 

所述第二压缩机20的输出端与第二制冷工质-水热交换器24连通，第二制冷工质-水热交换器24又与第二四通换向阀7的输入口连通，第二四通换向阀7的第一输出口经第二风冷冷凝器5和第二轴流风机6与第二蒸发器23连通，第二四通换向阀7的第二输出口直接与第二蒸发器23连通，第二四通换向阀6的第三输出口又与第二压缩机20的输入端连通。 

所述第一制冷工质-水热交换器19、第二制冷工质-水热交换器24通过循环管路和热回收循环水泵26与储热水箱10连接，所述第一蒸发器18、第二蒸发器23通过空调水管27和空调水循环泵13与风机盘管1连接。 

所述第一压缩机14与第一制冷工质-水热交换器19的连接管路上有第一压力变送器17，第二压缩机20与第二制冷工质-水热交换器24的连接管路上有第二压力变送器22，第一蒸发器18、第二蒸发器23与风机盘管1之间的空调水管27上有空调水温度变送器15，第一制冷工质-水热交换器19、第二制冷工质-水热交换器24与储热水箱10的热水管路28上有热水温度变送器25， 

所述第一压力变送器17、第二压力变送器22、空调水温度变送器15、热水温度变送器25与智能控制柜8的信号接收端配合连接，智能控制柜8的输出端输出信号又通过变频器控制连接空调水循环泵13、热回收循环水泵26、第一压缩机14、第二压缩机20、第一轴流风机3、第二轴流风机6、第一四通换向阀4和第二四通换向阀7。 

本实用新型的工作过程： 

本实用新型有二个空气源热泵制冷系统，当室内空调温度已达到时，而生活用水温度没有达到55～60℃设定值时，则第二个空气源热泵制冷系统的四通换向阀换成热工况，平衡第一个空气源热泵制冷系统的冷工况系统多出的冷量。因为制冷工质-水热交换器总是接在压缩机出口，对生活用热水总是加热的，所以会继续加温热水，这就解决了热平衡问题。而且压缩机加热是电加热器的热效率的3～4倍，所以是节能的。 

为了保证一年四季都能用于代替宾馆、饭店、医院与浴场等单位的生活用热水，智能控 制柜增加了春秋季的热平衡控制工况。以下分春、夏、秋、冬四季工况描述： 

夏季空调开制冷工况，同时利用空调排出的废热加热生活用热水，节约能源消耗。如图1中，智能控制柜8设定制冷工况，控制第一四通换向阀4、第二四通换向阀7，阀向为制冷工况，即制冷工质在制冷系统管道中流向按实线指示箭头流动。第一压缩机14、第二压缩机20输出的高压高温气体流入“第一制冷工质-水热交换器19、第二制冷工质-水热交换器24”中的制冷工质侧。水侧由热水管道上的温度变送器25发出储热水箱10的热水温度信号输入智能控制柜8，与设定值进行比较，发出信号控制热回收循环水泵26的启停，将制冷工质的热量送入储热水箱10，加热水箱10中的生活用热水，通过热水泵11送至用户热水龙头12使用。机组其他部件运行功能与普通空气源热泵相同。 

冬季采暖空调开制热工况同时制取生活用热水工况：如图1中，智能控制柜8设定为制热工况，控制第一四通换向阀4、第二四通换向阀7，阀向为制热工况，制冷工质在制冷系统中流向按虚线指示箭头流动。第一压缩机14、第二压缩机20压出的高温高压工质气体仍旧先流入“第一制冷工质-水热交换器19、第二制冷工质-水热交换器24”中的制冷工质侧，热量首先分一部分用来加热生活用热水，然后再流入第一蒸发器18、第二蒸发器23供采暖空调热源，因为一般加热生活用热水仅只要占用建筑总热负荷的30％左右，而且平均分担到全天24小时中，由于建筑物具有很大的热惯性，一般不会影响其采暖功效。 

在春、秋季，一般当开机一定时间后，空调水温即能达到设定值，机组就要自动停机，但在此时生活用热水温度还未达到设定值，仍要连续运行空气源热泵机组来加热生活用热水，这时空调水中的部分热量或冷量要求释放平衡，机器才能连续运行，否则当空调水温度达到设定值时，机组会自动停机，本实用新型最主要的解决了此热平衡问题。 

春季是冬季的延伸，所以一般机组开热工况，当建筑物中部分房间需要采暖时，还能有热量提供采暖空调，但大部分房间不需要热量，这时开热工况，空调水温很快会达到设定值； 

秋季是夏季的延伸，所以一般是开冷工况，当建筑物中部分房间需要制冷时，还能提供制冷空调，但这时大部分房间不需要冷量，这时秋季开冷工况或春季开热工况，当空调水温达到设定值时，普通的空气源热泵机组就会停机，但这时当生活用热水温度未达到设定值，还要求机组继续运行，当作锅炉提供生活用热水。这时测空调水温的温度变送器15发出信号输入智能控制柜8，与设定值比较后输出一信号，改变机组中一个系统的第一四通换向阀4或第二四通换向阀7的运行工况，如原制冷工况转变为制热工况，原制热工况转变为制冷工况。本专利机组设有两个制冷系统，即一系统制冷，另一系统制热，就可使空调水温很快升 高或降低至设定值后，智能控制柜再输出信号使之改变工况的四通换向阀恢复原来工况运行。 

第一压缩机14、第二压缩机20的出口制冷工质管道上安装有第一压力变送器17、第二压力变送器22，将高压输出信号输入到智能控制柜8，与制冷机高压设定值比较后输出信号，制冷工况分别通过变频器控制第一轴流风机3、第二轴流风机6的转速，压缩机出口高压超过设定值时，增大转速，提高冷凝效率，使高压降低；当压缩机出口高压低于设定值时，降低转速，减小冷凝效率，使高压提高，控制了压缩机的出口高压，也就间接的控制了生活用热水的温度。制热工况时，热泵机组的蒸发器即为冷凝器，因此控制空调水循环泵13，即能以此控制压缩机的出口高压，以利控制热回收水温与冬季的空调水温。控制了压缩机的出口高压，也保护了压缩机不产生故障。 

智能控制柜控制程序：机组启动，先设定制冷或制热工况，第一压缩机14、第二压缩机20运转，第一制冷工况压力变送器17、第二压力变送器22输出压缩机的出口高压信号进入智能控制柜8，智能控制柜8通过第一变频器、第二变频器控制第一轴流风机3、第二轴流风机6调节其转速；制热工况通过变频器三控制空调水循环泵13，调节其转速，从而控制压缩机的高压出口压力，使其达到设定值，这就是压缩机高压出口压力调节系统，控制出口压力在设定值范围之内，一方面控制热回收的热水温度，另一方面也保护压缩机的出口高压不超过一定压力，使压缩机运行正常不出故障，延长寿命。 

压缩机出口的制冷工质首先通过第二热交换器24的制冷工质侧，与热水侧进行热交换加热生活用热水，热水温度通过热交换器水侧入口的热水温度变送器25输出信号进入智能控制柜，由其输出信号控制热回收循环泵26的运行，达到控制热回收热水温度的目的。 

在春、秋季，建筑物中仍旧需要生活用热水时，把空气源热泵热回收机组代替锅炉运行。在空调水管上设有空调水温度变送器15，其输出信号输入智能控制柜8，与制冷或制热工况的设定值比较后，其输出信号可以控制第一四通换向阀4或第二四通换向阀7的换向动作。当二个系统为制冷工况，空调水温度达到7℃以下时，在机组未停机前，智能控制柜输出信号使四通换向阀其中一个系统转换成热工况，用以提高空调水温，使机组继续运转，直到热水温度变送器25测量的热水温度与空调水温度变送器15测量的温度值同时达到设定值时，智能控制柜8通过与门才发出停机的信号，使机组全部停机。热工况也是同样的控制过程，一般当空调水温达到45℃以上时，智能控制柜发出信号使四通换向阀其中一个系统转换成冷工况，使空调水温降低，从而使机组继续运行。机组在春秋季就可以当热水锅炉提供生活用热水。 

Claims (2)

1.一种具有热水锅炉功能的空气源热泵机组，包括由风冷冷凝器、轴流风机、压缩机、蒸发器、风机盘管(1)、空调水循环泵(13)、空调水管(27)组成的空气源热泵制冷系统，其特征在于：

所述空气源热泵制冷系统有两套，其中风冷冷凝器、轴流风机、压缩机、蒸发器各有两个，在每个制冷机系统中在每个压缩机的出口管道上各设置有一个制冷工质-水热交换器，制冷工质-水热交换器通过热水管路与储热水箱（10）连通；制冷工质-水热交换器的水侧进水管上装有热水温度变送器(25)；蒸发器水侧出口装有空调水温度变送器(15)；每个压缩机的制冷工质侧的入口装有压力变送器，上述热水温度变送器、空调水温度变送器和压力变送器的输出信号全部接入智能控制柜的输入端，智能控制柜(8)的输出信号与四通换向阀、轴流风机以及热回收循环水泵(26)连接；所述热交换器还通过热水管路和热回收循环水泵(26)与储热水箱(10)连接。

2.根据权利要求1所述的具有热水锅炉功能的空气源热泵机组，其特征在于：所述储热水箱(10)的进水口通过浮球阀(9)与冷水管连通，所述储热水箱(10)的出水口通过热水泵(11)与用户处的热水龙头(12)连通。

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