CN203413824U - 一种低温空气源旁通化霜喷气增焓热泵热水机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低温空气源旁通化霜喷气增焓热泵热水机组，压缩机的出口端与冷凝器入口端之间的管道上连接四通阀，冷凝器出口端与经济器的系统冷媒进口之间管道上依次连接有储液罐和过滤器，经济器的系统冷媒出口与室外蒸发器入口端之间的管道上设有第一热力膨胀阀，过滤器输出端与经济器的喷液进口之间通过喷液进入管道连通，并在喷液进入管道上设第一电磁阀和第二热力膨胀阀，经济器的喷液出口通过喷液输出管道与压缩机连接；室外蒸发器输出端与压缩机入口端之间的管道上依次连接有所述四通阀和分离器并最终形成闭式的制冷剂循环系统；保温水箱中的冷水通过循环管道与冷凝器进行换热。

Description

一种低温空气源旁通化霜喷气增焓热泵热水机组

技术领域

本实用新型涉及一种热泵热水机组，尤其是涉及一种低温空气源旁通化霜喷气增焓热泵热水机组。

背景技术

热水作为人们生活生产中的一种必须品，需求普遍，在低温环境下，人们一直采用燃煤热水器、燃气热水，电热水器，太阳能热水器来满足需求，有些地区常年平均气温较高的情况下也小部分采用空气源热水器来加工热水，但空气源热水器在低温环境下，因为化霜使四通阀制冷制系统倒换带来热水温度加工时间长，不节能等缺限出现，有些常温空气源热水器在低温环境下使用时，由于制冷剂系统中的蒸发器及冷凝器换热效率配置不合理，出现低温环境下化霜不全及不能化霜等现像，设备完全不能下正常使用。

在低温环境下，热水通过燃煤热水器，燃气热水器、电热水器、太阳能热水器及常温空气源热水均有以下不足之处： 

1、通过燃烧煤、燃气来获取热水消耗大量一次能源，同时产生CO2等温室气体，是温室效应的罪魁祸首，产生氮化物和硫化物造成酸雨等灾害，严重污染环境，不符合国家的可持续发展。

2、通过电热水器来获热水，由于电能每度电产生的热值为860大卡，而电热水器的有效热效率最高为95%，每度电产生的热值过小，因而在低温环境采用电能来获取生活热水，能耗很大。家庭采用是热水器加工热水，几乎会占用整个用电量的一半以上。另一方面，电热水器的大量采用会导致国家电网的负荷难以满足。影响整个国民经济的良性发展。

3、采用太阳能热水器来获取热水，由于太阳能加工热水的原理是通过太阳能管内壁的硅吸收太阳光来加工热水，因为太阳能容易受环境影响，在阴天、雨天、夜间无太阳光的情况下，太阳能不能提供稳定的热水。在低温环境下，由于夜间温度较低，太阳能管内的水降温凝结成冰，体积增大，就容易导致太阳能爆管。因而太阳能热水器一般都会采用增加辅助加热设备，如锅炉、电热水器等作为备用。

4、采用低温空气源旁通化霜喷气增焓热泵热水机组来获取热水，不需要消耗煤、燃气等一次能源，无二氧化碳、一氧化硫、粉尘、烟气等有害毒素的排放。设备在低温环境下可实现多点供水，水温恒定，使用舒适，制热水的能力是电热的两倍以上，杜绝太阳能因为气温低导致的爆管、水温不能持续加热等缺限。

发明内容

本实用新型设计了一种低温空气源旁通化霜喷气增焓热泵热水机组，其解决的技术问题是空气源热泵热水机组在低温条件下因设备化霜导致主机与空气换热效率低，热水加热时间长，主机化霜不充分等缺陷。

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用了以下方案： 

一种低温空气源旁通化霜喷气增焓热泵热水机组，包括压缩机（1）、四通阀（2）、冷凝器（3）、保温水箱（5）、室外风机（13）以及室外蒸发器（14），压缩机（1）的出口端与冷凝器（3）入口端之间的管道上连接四通阀（2），冷凝器（3）出口端与经济器（11）的系统冷媒进口（111）之间管道上依次连接有储液罐（6）和过滤器（7），经济器（11）的系统冷媒出口（112）与室外蒸发器（14）入口端之间的管道上设有第一热力膨胀阀（8），过滤器（7）输出端与经济器（11）的喷液进口（113）之间通过喷液进入管道连通，并在喷液进入管道上设第一电磁阀（9）和第二热力膨胀阀（12），经济器（11）的喷液出口（114）通过喷液输出管道与压缩机（1）连接；室外蒸发器（14）输出端与压缩机（1）入口端之间的管道上依次连接有所述四通阀（2）和分离器（15）并最终形成闭式的制冷剂循环系统；保温水箱（5）中的冷水通过装有循环水泵（4）的循环管道与冷凝器（3）进行换热。

进一步，过滤器（7）输出端与压缩机（1）之间还设有增温管道，在增温管道上设有电子膨胀阀（10）。

进一步，还包括一旁通化霜装置，旁通化霜装置包括旁通化霜管道，旁通化霜管道的一端连接在压缩机（1）出口端与四通阀（2）之间的管道上，旁通化霜管道的另一端连接在第一电磁阀（9）和第二热力膨胀阀（12）之间的喷液进入管道上，旁通化霜管道从输入端至输出端依次连接有第二电磁阀（17）和除霜冷凝器（16），除霜冷凝器（16）升温后通过室外风机（13）将热量传到室外蒸发器（14）上。

进一步，除霜冷凝器（16）与室外蒸发器（14）贴在一起。

进一步，循环管道上设有循环泵（4）。

该低温空气源旁通化霜喷气增焓热泵热水机组与现有热泵热水机组相比，具有以下有益效果：

（1）本实用新型由于经济器的喷液出口通过喷液输出管道与压缩机连接，经过第二热力膨胀阀的低温低压制冷剂在经济器进行热交换后通过喷液出口直接回到压缩机，控制压缩机二次排气的温度，避免排气温度过高，并通过稳定压缩机的排气提高冷凝器的热交换效率。

（2）本实用新型通过经济器和第一热力膨胀阀二次降温，降低制冷剂的温度，实现制冷剂进入室外蒸发器后与空气换热的高效率。

（3）本实用新型由于在过滤器输出端与压缩机之间还设有增温管道，让一部分高温制冷直接回到压缩机提高二次压缩的排气温度，增加二次换热效率。

（4）本实用新型由于设置旁通化霜装置，旁通化霜装置在环境温度很低时，从压缩机的排气输出的一部分高温高压的气态制冷剂进入化霜冷凝器中，因而可以不需要系统转换直接就可以实行化霜，并实现室外蒸发器与空气之间高换热比。

附图说明

图1：本实用新型低温空气源旁通化霜喷气增焓热泵热水机组的系统原理图。

附图标记说明：

1—压缩机；2—四通阀；3—冷凝器；4—循环泵；5—保温水箱；6—储液罐；7—过滤器；8—第一热力膨胀阀；9—第一电磁阀；10—电子膨胀阀；11—经济器；111—系统冷媒进口；112—系统冷媒出口；113—喷液进口；114—喷液出口；12—第二热力膨胀阀；13—室外风机；14—室外蒸发器；15—分离器；16—除霜冷凝器；17—第二电磁阀。

具体实施方式

下面结合图1，对本实用新型做进一步说明：

低温空气源旁通化霜喷气增焓热泵热水机组，主要有压缩机1、四通阀2、冷凝器3、循环泵4、保温水箱5、储液罐6、过滤器7、第一热力膨胀阀8、第一电磁阀9、电子膨胀阀10、经济器11、热力胀阀12、室外风机13、蒸发器14、分离器15、除霜冷凝器16、第二电磁阀17等主要部件组成。

所有主要部件通过铜管连接组成一个闭式的制冷剂循环系统，在低温环境-25℃时，主机加热的流程依次为，室外风机13启动运行10秒后，压缩机1开始运行，将制冷剂压缩成高温高压的气态，其制冷剂温度最高可达到130℃，高温高压的制冷剂通过四通阀2流经冷凝器3时开始释放热量，保温水箱5储存有冷水，通过循环泵4不断将冷水抽到冷凝器3中，冷水吸收冷凝器中高温制冷剂的温度后又被水泵压到水箱。冷凝器3中的高温高压制冷剂温度降低出现气液混合状态，在制冷剂流经储液罐6时，对小部分液态制冷器进行储存，大部分气态制冷剂在流经过滤器7时，制冷剂中的杂质进一步清洁掉，增强系统的稳定性。此时高温制冷剂会依据环境温度分为三路流向自动调节系统的稳定性。

第一路制冷剂在需要时会通过电子膨胀阀10，电子膨胀阀10会依据气温的变化调整开启相的口径大小，气温越低，电子膨胀阀10开启的角度就越大，让一部分高温制冷直接回到压缩机1提高二次压缩的排气温度，增加二次换热效率。

第二路高温高压制冷剂在需要时会通过第一电磁阀9后通过第二热力膨胀阀12截流后变成低温低压的气液状态通过喷液进口113回到经济器11。

第三路高温高压的制冷剂直接通过系统冷媒进口111进入经济器11。

上述两路进入经济器11不同的冷热制冷剂进行热交换后，经过第二热力膨胀阀12的低温低压制冷剂在经济器11进行热交换后通过喷液出口114直接回到压缩机1，控制压缩机1二次排气的温度，避免排气温度过高，稳定系统运行。经过过滤器7直接进入经济器11的高温高压制冷剂与经过第二热力膨胀阀12的低温低压制冷剂进行热交换后，制冷剂最低温度变为-10℃。

从经济器11的系统冷媒进口112出来的高压低温制冷剂经过第一热力膨胀阀8截流后二次降温，此时制冷剂的温度最低可达到-60℃，低温制冷剂-60℃进入室外蒸发器14时，与外界环境温度-25℃有35℃的温差，通过室外风机13带动-25度的空气与蒸发器内部-60℃制冷剂进行热交换，空气的温度进一步降低排出，低温制冷剂吸热形成气液态，通过四通阀2回到分离器15，将一小部分液态制冷剂储存，大部分低温气态制冷剂又重新回到压缩机1，如此反复循环，热水的温度达到设定温度停机。

此系统在运行的过程中，电子膨胀阀10和第一电磁阀9为有条件开启，在低温环境下才会打开，其主要作用主要有两点：一是通过稳定压缩机1的排气提高冷凝器3的热交换效率。二是通过经济器11和第一热力膨胀阀8二次降温，降低制冷剂的温度，实现制冷剂进入室外蒸发器14后与空气换热的高效率。这是保证主机在低温环境下使用获得能效比较高的决定因素。

低温空气源旁通化霜喷气增焓热泵热水机组在加工热水的过程进行化霜时，整个系统的运行同主机制热水的模式一样，只是第二电磁阀17通电打开，压缩机1排出的高温高压制冷剂一部分经过除霜冷凝器16，除霜冷凝器16被加热，而除霜冷凝器16与室外蒸发器14贴在一起，室外风机13运行，此时空气的同时经过除霜冷凝器16升温，经过室外蒸发器14化霜，当化霜完毕后第二电磁阀17关闭，主机运行恢复加工热水的相同运行模式。

采用低温空气源旁通化霜喷气增焓热泵热水机组技术，解决了空气源热泵热水机组在低温条件下因设备化霜导致主机与空气换热效率低，热水加热时间长，主机化霜不充分等问题。对空气源热源技术应用于低温环境提高了可靠的技术支持。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性的描述，显然本实用新型的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种低温空气源旁通化霜喷气增焓热泵热水机组，包括压缩机（1）、四通阀（2）、冷凝器（3）、保温水箱（5）、室外风机（13）以及室外蒸发器（14），其特征在于：压缩机（1）的出口端与冷凝器（3）入口端之间的管道上连接四通阀（2），冷凝器（3）出口端与经济器（11）的系统冷媒进口（111）之间管道上依次连接有储液罐（6）和过滤器（7），经济器（11）的系统冷媒出口（112）与室外蒸发器（14）入口端之间的管道上设有第一热力膨胀阀（8），过滤器（7）输出端与经济器（11）的喷液进口（113）之间通过喷液进入管道连通，并在喷液进入管道上设第一电磁阀（9）和第二热力膨胀阀（12），经济器（11）的喷液出口（114）通过喷液输出管道与压缩机（1）连接；室外蒸发器（14）输出端与压缩机（1）入口端之间的管道上依次连接有所述四通阀（2）和分离器（15）并最终形成闭式的制冷剂循环系统；保温水箱（5）中的冷水通过装有循环水泵（4）的循环管道与冷凝器（3）进行换热。

2.根据权利要求1所述低温空气源旁通化霜喷气增焓热泵热水机组，其特征在于：过滤器（7）输出端与压缩机（1）之间还设有增温管道，在增温管道上设有电子膨胀阀（10）。

3.根据权利要求1所述低温空气源旁通化霜喷气增焓热泵热水机组，其特征在于：还包括一旁通化霜装置，旁通化霜装置包括旁通化霜管道，旁通化霜管道的一端连接在压缩机（1）出口端与四通阀（2）之间的管道上，旁通化霜管道的另一端连接在第一电磁阀（9）和第二热力膨胀阀（12）之间的喷液进入管道上，旁通化霜管道从输入端至输出端依次连接有第二电磁阀（17）和除霜冷凝器（16），除霜冷凝器（16）升温后通过室外风机（13）将热量传到室外蒸发器（14）上。

4.根据权利要求3所述低温空气源旁通化霜喷气增焓热泵热水机组，其特征在于：除霜冷凝器（16）与室外蒸发器（14）贴在一起。