CN203719240U - 一种可连续制备热水的模块式风冷热泵冷热水机组 - Google Patents

Abstract

一种可连续制备热水的模块式风冷热泵冷热水机组，包括两个闭合冷媒回路，第一闭合冷媒回路由冷媒管道依次连接压缩机、四通阀、低压阀、第一冷媒分配机构、电磁二通阀、第一换热盘管、第一电动调节阀、第二冷媒分配机构、高压阀、第一干燥过滤器、电子膨胀阀、第二干燥过滤器、第二换热盘管、四通阀、气液分离器、压缩机构成；第二闭合冷媒回路由冷媒管道依次连接压缩机、四通阀、低压阀、第一冷媒分配机构、管壳式换热器、第二电动调节阀、第二冷媒分配机构、高压阀、第一干燥过滤器、电子膨胀阀、第二干燥过滤器、第二换热盘管、四通阀、气液分离器、压缩机构成；第一换热盘管上设有温湿度传感器。

Description

一种可连续制备热水的模块式风冷热泵冷热水机组

技术领域

本实用新型涉及暖通空调领域，尤其是涉及一种模块式风冷热泵冷热水机组。

背景技术

风冷热泵冷热水机组是九十年代在我国开始应用的一种新型空调主机，此类机组既可供冷又可供热，省却了锅炉房和冷却水系统，安装灵活方便。机组运行采用微电脑控制，可靠性较高，因此在长江流域的许多空调工程中得以广泛采用。

现有的模块式风冷热泵冷热水机组在制热时，其空气侧换热器表面会结霜或结冰，冰霜会严重妨碍空气侧换热器的通风量，并隔离空气与换热器翅片间的直接热交换，从而降低空气侧换热器的热交换能力，降低机组的制热效率。因此，现有的模块式风冷热泵冷热水机组在以制热工况工作一段时间后，就须转换成制冷工况，通过制冷工况向空气侧换热器供热化霜或融冰，待化霜或融冰基本完成后，再转换成制热工况。工况的转换是通过电磁四通阀改变冷媒的流向来实现的，频繁转换工况增大了电磁四通阀的损坏几率。此外，模块式风冷热泵冷热水机组的制热能力与空气侧换热器所处的环境温度有关。因为在制热工况时，空气侧换热器为蒸发器，其所处的环境温度为蒸发温度，当蒸发温度降低时，会导致压缩机压缩能力降低，空气侧换热器吸热量减少，机组的制热能力降低。为满足对制热量的需求，通常采取以下两种增加供热能力的措施。一、采用变频压缩机或双级压缩机或新型大压缩比压缩机；二、加装电辅加热设备。对于第一种措施，设备昂贵，成本很高。对于第二种措施，具体做法为在热水循环管路上加装一只或多只管道式电加热器，以电加热器产生的热量来弥补机组制热能力的不足。但一方面，加装电加热器会增加建设成本，另一方面，电加热器的能效比低于1.0，电能消耗较大，运行费用较高。

因而现有的模块式风冷热泵冷热水机组存在着在冬季无法连续制备热水、制热效率较低、制热能力不高、电磁四通阀易损坏等缺陷。目前市面上还未见有在冬季能连续制备热水的模块式风冷热泵冷热水机组，也未见有相关技术资料。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种模块式风冷热泵冷热水机组，该机组在冬季能连续制备热水。

本实用新型采用的技术方案为：一种可连续制备热水的模块式风冷热泵冷热水机组，包括机组高热水出口法兰、机组低温水进口法兰、循环水泵、管壳式换热器、风机，所述机组低温水进口法兰与所述循环水泵的进水口通过水管相连，所述循环水泵的出水口与所述管壳式换热器的进水口通过水管相连，所述管壳式换热器的出水口与所述机组高热水出口法兰通过水管相连；该可连续制备热水的模块式风冷热泵冷热水机组还包括两个闭合冷媒回路，第一闭合冷媒回路由冷媒管道依次连接压缩机、四通阀、低压阀、第一冷媒分配机构、电磁二通阀、第一换热盘管、第一电动调节阀、第二冷媒分配机构、高压阀、第一干燥过滤器、电子膨胀阀、第二干燥过滤器、第二换热盘管、所述四通阀、气液分离器、所述压缩机构成；第二闭合冷媒回路由冷媒管道依次连接所述压缩机、所述四通阀、所述低压阀、所述第一冷媒分配机构、管壳式换热器、第二电动调节阀、所述第二冷媒分配机构、所述高压阀、所述第一干燥过滤器、所述电子膨胀阀、所述第二干燥过滤器、所述第二换热盘管、所述四通阀、所述气液分离器、所述压缩机构成；所述第一换热盘管上安装有温湿度传感器；所述压缩机、四通阀、电磁二通阀、第一电动调节阀、第二电动调节阀、电子膨胀阀、温湿度传感器、风机和循环水泵分别通过导线与控制模块相连。

进一步，所述第一换热盘管和第二换热盘管为同一个复合换热器上的两个换热盘管或者两个贴近安装的独立换热盘管。

进一步，所述第一、第二冷媒分配机构为冷媒分配器或者分歧管。

进一步，所述管壳式换热器为管壳满液式换热器。

本实用新型的积极效果在于：（1）采用本实用新型的模块式风冷热泵冷热水机组制备热水时，一部分冷媒流经第一闭合冷媒回路，另外的冷媒则流经第二闭合冷媒回路。在两个闭合冷媒回路中，第一换热盘管和管壳式换热器为冷凝器，第二换热盘管为蒸发器。管壳式换热器中的冷媒放出热量，用于制备热水；第一换热盘管放出的热量通过翅片传导和气流带到第二换热盘管，防止第二换热盘管的外表面结霜或结冰，从而使得机组无需转换工况进行化霜和融冰，实现连续制备热水。（2）机组的控制模块通过温湿度传感器实时监测第一换热盘管处的温湿度情况，并根据温湿度情况调整流经第一闭合冷媒回路和第二闭合冷媒回路的冷媒流量，使得第一换热盘管处释放的热量足以补充第二换热盘管处所需热量，防止第二换热盘管结霜或结冰，并使第二换热盘管处于一个相对较高的环境温度，提高机组制热能力，使得机组的制热能力能够满足室内对热量的需求，无需加装电辅加热设备，降低建设成本。（3）因无需化霜和融冰、无需使用电辅加热设备制热，故相比现有的模块式风冷热泵冷热水机组的能效比，本实用新型模块式风冷热泵冷热水机组的冬季制热工况能效比提高约8%。（4）在冬季，本实用新型模块式风冷热泵冷热水机组的电磁四通阀无需频繁动作，损坏几率相对较低，设备运行可靠性和安全性相对较高。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的结构示意图。

图2为实施例的控制模块连接关系图。

图3为实施例在冬季制备热水的工作原理图。

图4为实施例在夏季制备冷水的工作原理图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型一种可连续制备热水的模块式风冷热泵冷热水机组的实施例，包括压缩机1、气液分离器2、四通阀3、低压阀4、电磁二通阀5、第一冷媒分配器6、水侧管壳满液式换热器7、机组高热水出口法兰8、机组低温水进口法兰9、循环水泵10、第二电动调节阀11、第一电动调节阀12、第二冷媒分配器13、高压阀14、第一干燥过滤器15、电子膨胀阀16、第二干燥过滤器17、温湿度传感器18、风机19、空气侧复合换热器20，复合换热器20包括第一换热盘管aa和第二换热盘管bb。实施例包括两个闭合冷媒回路，第一闭合冷媒回路由冷媒管道依次连接压缩机1、四通阀3、低压阀4、第一冷媒分配器6、电磁二通阀5、第一换热盘管aa、第一电动调节阀12、第二冷媒分配器13、高压阀14、第一干燥过滤器15、电子膨胀阀16、第二干燥过滤器17、第二换热盘管bb、四通阀3、气液分离器2、压缩机1构成；第二闭合冷媒回路由冷媒管道依次连接压缩机1、四通阀3、低压阀4、第一冷媒分配器6、管壳满液式换热器7、第二电动调节阀11、第二冷媒分配器13、高压阀14、第一干燥过滤器15、电子膨胀阀16、第二干燥过滤器17、第二换热盘管bb、四通阀3、气液分离器2、压缩机1构成。机组低温水进口法兰9与循环水泵10的进水口通过水管相连，循环水泵10的出水口与管壳满液式换热器7的进水口通过水管相连，管壳满液式换热器7的出水口与机组高热水出口法兰8通过水管相连。温湿度传感器18安装在第一换热盘管aa上。如图2所示，压缩机1、四通阀3、电磁二通阀5、第一电动调节阀12、第二电动调节阀11、电子膨胀阀16、温湿度传感器18、风机19和循环水泵10分别通过导线与控制模块相连，实现机组的自动运行控制。

下面结合实施例对本实用新型的工作原理作进一步详细说明。

如图3所示，制备热水工作原理

开启制热工况时，控制模块首先指挥四通阀3执行转换动作，使冷媒经压缩机1压缩后流向低压阀4，同时指挥开启电磁二通阀5和第一电动调节阀12，并适当调整第二电动调节阀11的流量。冷媒流经第一冷媒分配器6并分流，大部分冷媒流向水侧管壳满液式换热器7，管壳满液式换热器7作为冷凝器，冷媒在此冷却，对流经管壳满液式换热器7的冷水进行加热。另一小部分冷媒经电磁二通阀5流至第一换热盘管aa处，第一换热盘管aa也作为冷凝器，冷媒在此放热后流至第二冷媒分配器13，并在此与从管壳满液式换热器7流来的冷媒汇流，一起流经干燥及膨胀装置，流到第二换热盘管bb处。第二换热盘管bb作为蒸发器运行，其管内的冷媒在此吸热蒸发后流向压缩机1。冷媒在第一换热盘管aa处释放的热量补充第二换热盘管bb所需热量，以防止第二换热盘管bb处结霜或结冰。此外，温湿度传感器18将室外温湿度信号实时转化为数据并传送给控制模块，由控制模块根据温湿度数据，调整第一电动调节阀12和第二电动调节阀11开度。调整时，使第一电动调节阀12和第二电动调节阀11的流量呈反向变化，即第一电动调节阀12的流量增大一定量时，第二电动调节阀11的流量就减少相同量。调节使第一电动调节阀12的流量减少时亦然。从而确保设备平稳运行。同时，控制模块进行冷媒流量分配时，确保第一换热盘管aa作为冷凝器的散热量比第二换热盘管bb作为蒸发器化霜所需的补充热量略高，从而确保第二换热盘管bb外表面不会出现结霜或结冰，实现管壳满液式换热器7连续制备热水。

如图4所示，制备冷水工作原理

当实施例以制冷工况运行时，控制模块控制关闭电磁二通阀5和第一电动调节阀12，并使第二电动调节阀11开启到最大限度。此时，冷媒仅在第二闭合冷媒回路中流动，其运行机理与现有模块式风冷热泵冷热水机组的制冷机理相同，在此不再赘述。

在上述实施例中，第一换热盘管aa和第二换热盘管bb为同一个复合换热器20的两个不同换热盘管，机组制热时，第一换热盘管aa热量损失少。因此，采用复合换热器的两个不同换热盘管作为第一换热盘管和第二换热盘管是较优实施方式，但这并不限制为只能采用复合换热器。采用安装靠得很近的两个独立换热器来分别作为第一换热盘管和第二换热盘管也可以解决本实用新型的技术问题，但会带来清洗不方便的问题。

在上述实施例中，第一冷媒分配器6和第二冷媒分配器13主要起到对冷媒进行分流的作用，两者还可以用分歧管替代。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型实施方式，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动变型而不脱离本实用新型的精神和范围。倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，均属于本实用新型的保护范围。 

Claims (4)

1.一种可连续制备热水的模块式风冷热泵冷热水机组，包括机组高热水出口法兰、机组低温水进口法兰、循环水泵、管壳式换热器、风机，所述机组低温水进口法兰与所述循环水泵的进水口通过水管相连，所述循环水泵的出水口与所述管壳式换热器的进水口通过水管相连，所述管壳式换热器的出水口与所述机组高热水出口法兰通过水管相连；其特征是，还包括两个闭合冷媒回路，第一闭合冷媒回路由冷媒管道依次连接压缩机、四通阀、低压阀、第一冷媒分配机构、电磁二通阀、第一换热盘管、第一电动调节阀、第二冷媒分配机构、高压阀、第一干燥过滤器、电子膨胀阀、第二干燥过滤器、第二换热盘管、所述四通阀、气液分离器、所述压缩机构成；第二闭合冷媒回路由冷媒管道依次连接所述压缩机、所述四通阀、所述低压阀、所述第一冷媒分配机构、管壳式换热器、第二电动调节阀、所述第二冷媒分配机构、所述高压阀、所述第一干燥过滤器、所述电子膨胀阀、所述第二干燥过滤器、所述第二换热盘管、所述四通阀、所述气液分离器、所述压缩机构成；所述第一换热盘管上安装有温湿度传感器；所述压缩机、四通阀、电磁二通阀、第一电动调节阀、第二电动调节阀、电子膨胀阀、温湿度传感器、风机和循环水泵分别通过导线与控制模块相连。

2.根据权利要求1所述的可连续制备热水的模块式风冷热泵冷热水机组，其特征是，所述第一换热盘管和第二换热盘管为同一个复合换热器上的两个换热盘管或者两个贴近安装的独立换热盘管。

3.根据权利要求1或2所述的可连续制备热水的模块式风冷热泵冷热水机组，其特征是，所述第一、第二冷媒分配机构为冷媒分配器或者分歧管。

4.根据权利要求3所述的可连续制备热水的模块式风冷热泵冷热水机组，其特征是，所述管壳式换热器为管壳满液式换热器。