CN206176731U - 热泵热水机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热泵热水机，涉及供热技术领域，主要目的是提高热泵热水机中压缩机的使用寿命。本实用新型的主要技术方案为：一种热泵热水机，包括：至少两套相对独立的热泵系统，多套所述热泵系统分别用于对预设流体进行多级加热，每套所述热泵系统包括依次连接相互形成回路的蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀，其中，所述蒸发器用于获取外部热量，所述冷凝器用于对预设流体进行加热，多套所述热泵系统中的压缩机通过控制系统能够相互交换使用。本实用新型主要用于对预设流体进行加热。

Description

热泵热水机

技术领域

本实用新型涉及供热技术领域，尤其涉及一种热泵热水机。

背景技术

热泵热水机是一种基于逆卡诺循环而工作的高效热能提升和转移装置，它利用少量的电能作为动力，以制冷剂为载体，源源不断的吸收空气中的低品位热能，转化为可利用的高品位热能，在将高品位热能释放到需要加热的水中，制取生活热水，再通过热水管路输送给用户，其中，低品位热能可以为空气、土壤、海水、地下水等。

现有技术中，热泵热水机具有多种类型，其中，多级一次加热式热泵热水机中至少具有多套循环加热系统，每套循环加热系统一般包括压缩机、冷凝器、蒸发器等结构组合，实现热能的循环加热，热泵热水机的多套循环加热系统可以实现多级加热的方式进行加热，每套循环加热系统都负责一定温度段的加热，而负责高温加热段的循环加热系统中的压缩机由于长时间处于高温加热状态，将会导致压缩使用寿命低的问题，进而将会影响热泵热水机的使用寿命。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种热泵热水机，主要目的是提高热泵热水机中压缩机的使用寿命。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

本实用新型实施例提供了一种热泵热水机，包括：

至少两套相对独立的热泵系统，多套所述热泵系统分别用于对预设流体进行多级加热，每套所述热泵系统包括依次连接相互形成回路的蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀，其中，所述蒸发器用于获取外部热量，所述冷凝器用于对预设流体进行加热，多套所述热泵系统中的压缩机通过控制系统能够相互交换使用。

进一步的，每套所述热泵系统中，所述蒸发器的出口端连接于所述压缩机的入口端，所述压缩机的出口端连接于所述冷凝器的入口端，所述冷凝器的出口端连接于所述膨胀阀的入口端，所述膨胀阀的出口端连接于所述蒸发器的入口端，使所述蒸发器、所述压缩机、所述冷凝器和所述膨胀阀形成回路连接。

进一步的，所述热泵热水机包括第一热泵系统和第二热泵系统，所述第一热泵系统包括第一蒸发器、第一压缩机、第一冷凝器和第一膨胀阀，所述第二热泵系统包括第二蒸发器、第二压缩机、第二冷凝器和第二膨胀阀；

所述控制系统包括设置于所述第一压缩机与所述第一蒸发器之间的第一控制阀、设置于所述第一压缩机与所述第一冷凝器之间的第二控制阀、设置于所述第二压缩机与所述第二蒸发器之间的第三控制阀和设置于所述第二压缩机与所述第二冷凝器之间的第四控制阀；

其中，所述控制系统还包括：

第一通路，所述第一通路的一端连接于所述第一压缩机和所述第一控制阀之间，另一端连接于所述第二蒸发器和所述第三控制阀之间，所述第一通路上设有第五控制阀；

第二通路，所述第二通路的一端连接于所述第一控制阀与所述第一蒸发器之间，另一端连接于所述第三控制阀与所述第二压缩机之间，所述第二通路上设有第六控制阀；

第三通路，所述第三通路的一端连接于所述第一压缩机与所述第二控制阀之间，另一端连接于所述第四控制阀与所述第二冷凝器之间，所述第三通路上设有第七控制阀；

第四通路，所述第四通路的一端连接于所述第二压缩机与所述第四控制阀之间，另一端连接于所述第二控制阀与所述第一冷凝器之间，所述第四通路上设有第八控制阀。

进一步的，所述第一冷凝器包括第一进水口和第一出水口，所述第二冷凝器包括第二进水口和第二出水口，所述第一进水口连接于进水端口，所述第一出水口连通于所述第二进水口，所述第二出水口连接于出水端口，其中，预设流体能够通过所述第一进水口和所述第二进水口分别进入到所述第一冷凝器和所述第二冷凝器内。

进一步的，所述第二出水口与所述出水端口之间设有蓄热承压水箱，用于储存加热后的预设流体。

进一步的，所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀、所述第四控制阀、所述第五控制阀、所述第六控制阀、所述第七控制阀和所述第八控制阀均为电磁阀。

进一步的，所述第一冷凝器和所述第二冷凝器均为套管换热器。

进一步的，所述进水端口的入口端还设有水量控制阀，用于控制流量。

进一步的，所述的热泵热水机还包括：热回收器，所述热回收器包括第一换热通道和第二换热通道，所述进水端口通过所述第一换热通道连接于所述第一冷凝器，所述第二膨胀阀通过所述第二换热通道连接于所述第二冷凝器，所述第一换热通道和所述第二换热通道用于进行热交换。

本实用新型实施例提供了一种热泵热水机，包括：至少两套相对独立的热泵系统，多套热泵系统分别用于对预设流体进行多级加热，每套热泵系统包括依次连接相互形成回路的蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀，其中，蒸发器用于获取外部热量，冷凝器用于对预设流体进行加热，多套热泵系统中的压缩机通过控制系统能够相互交换使用。而现有技术中，多套热泵系统都是相互独立的，无法相互交换使用压缩机，这样每台压缩机只能在一定的温度段进行加热，长时间使用，会降低高温加热系统中压缩机的使用寿命，与现有技术相比，本实用新型的技术方案中，通过控制系统可以使多套热泵系统中的压缩机进行交换使用，这样每台压缩机就可以在不同的温度段进行加热使用，避免压缩机长期处于高温的运行状态，提高了压缩机的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种热泵热水机的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的热泵热水机其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种热泵热水机，包括：

至少两套相对独立的热泵系统1，多套热泵系统1分别用于对预设流体进行多级加热，每套热泵系统1包括依次连接相互形成回路的蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀，其中，蒸发器用于获取外部热量，冷凝器用于对预设流体进行加热，多套热泵系统1中的压缩机通过控制系统能够相互交换使用。

其中，上述的蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀可以形成回路连接，具体的，蒸发器的出口端连接于压缩机的入口端，压缩机的出口端连接于冷凝器的入口端，冷凝器的出口端连接于膨胀阀的入口端，膨胀阀的出口端连接于蒸发器的入口端，使蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀形成回路连接。每套热泵系统内都具有冷媒，冷媒在蒸发器内进行蒸发，吸收空气中的热量后变成低温低压的冷媒，该低温低压的冷媒在经过蒸发器后能够进入到压缩机内，并被压缩机压缩成高温高压的冷媒气体，高温高压的冷媒气体再进入到冷凝器内，与冷凝器内的预设流体进行热交换，并对该预设流体进行加热，供用户使用，与此同时，进行热交换后的冷媒能够通过膨胀阀节流降压后回流到蒸发器内，完成一次循环。其中，冷媒可以为R410a、R407C、R134a等环保冷媒。

上述热泵系统至少为两套，多套热泵系统可以对预设流体进行分级加热，例如：第一套热泵系统能够对预设流体进行15摄氏度到35摄氏度的加热，而第二套热泵系统能够对预设流体进行35摄氏度到55摄氏度的加热，以此类推，可以对预设流体进行分级加热，这样每一套热泵系统都负责对预设流体一定温度范围的加热，这种通过多套热泵系统进行分级加热的方式，可以增加系统的整体能效比，而且可以进行稳定的加热。而处于高温加热段中热泵系统的压缩机由于长期处于高温加热状态，就容易出现损坏，出现使用寿命低等问题，为了避免这一问题，上述的热泵热水机中设有控制系统，通过控制系统可以控制每套热泵系统中的压缩机进行交换使用，这样每套热泵系统中的压缩机在一定温度范围内加热一段时间内，可以通过控制系统对压缩机进行交换使用，这样每台压缩机就更换了加热的温度范围，使压缩机可以对多个温度段进行加热，这样参与最后一级加热的压缩机，就得以避免长期工作在高温状态下，有利于提高压缩机的整体使用寿命。

本实用新型实施例提供了一种热泵热水机，包括：至少两套相对独立的热泵系统，多套热泵系统分别用于对预设流体进行多级加热，每套热泵系统包括依次连接相互形成回路的蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀，其中，蒸发器用于获取外部热量，冷凝器用于对预设流体进行加热，多套热泵系统中的压缩机通过控制系统能够相互交换使用。而现有技术中，多套热泵系统都是相互独立的，无法相互交换使用压缩机，这样每台压缩机只能在一定的温度段进行加热，长时间使用，会降低高温加热系统中压缩机的使用寿命，与现有技术相比，本实用新型的技术方案中，通过控制系统可以使多套热泵系统中的压缩机进行交换使用，这样每台压缩机就可以在不同的温度段进行加热使用，避免压缩机长期处于高温的运行状态，提高了压缩机的使用寿命。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

上述热泵系统中的压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀形成回路连接，具体的，每套热泵系统中，蒸发器的出口端连接于压缩机的入口端，压缩机的出口端连接于冷凝器的入口端，冷凝器的出口端连接于膨胀阀的入口端，膨胀阀的出口端连接于蒸发器的入口端，使蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀形成回路连接。每套热泵系统内都具有冷媒，冷媒在蒸发器内进行蒸发，吸收空气中的热量后变成低温低压的冷媒，该低温低压的冷媒在经过蒸发器后能够进入到压缩机内，并被压缩机压缩成高温高压的冷媒，高温高压的冷媒气体再进入到冷凝器内，与冷凝器内的预设流体进行热交换，并对该预设流体进行加热，供用户使用，与此同时，进行热交换后的冷媒通过膨胀阀节流降压后能够回流到蒸发器内，完成一次循环。其中，冷媒可以为R410a、R407C、R134a等环保冷媒。

上述控制系统能够对多套热泵系统中压缩机进行交换使用，控制系统的实现方式具有很多种，优选地，热泵热水机包括第一热泵系统1和第二热泵系统2，第一热泵系统1包括第一蒸发器11、第一压缩机12、第一冷凝器13和第一膨胀阀51，第二热泵系统2包括第二蒸发器21、第二压缩机22、第二冷凝器23和第二膨胀阀52；控制系统包括设置于第一压缩机12与第一蒸发器11之间的第一控制阀31、设置于第一压缩机12与第一冷凝器13之间的第二控制阀32、设置于第二压缩机22与第二蒸发器21之间的第三控制阀33和设置于第二压缩机22与第二冷凝器23之间的第四控制阀34；其中，控制系统还包括：第一通路，第一通路的一端连接于第一压缩机12和第一控制阀31之间，另一端连接于第二蒸发器21和第三控制阀33之间，第一通路上设有第五控制阀35；第二通路，第二通路的一端连接于第一控制阀31与第一蒸发器11之间，另一端连接于第三控制阀33与第二压缩机22之间，第二通路上设有第六控制阀36；第三通路，第三通路的一端连接于第一压缩机12与第二控制阀32之间，另一端连接于第四控制阀34与第二冷凝器23之间，第三通路上设有第七控制阀37；第四通路，第四通路的一端连接于第二压缩机22与第四控制阀34之间，另一端连接于第二控制阀32与第一冷凝器13之间，第四通路上设有第八控制阀38。

其中，当第一热泵系统1和第二热泵系统2进行独立使用时，第一压缩机12用于对第一热泵系统1进行工作，具体的，第一控制阀31、第二控制阀32、第三控制阀33、第四控制阀34打开，使其处于连通状态，而第五控制阀35、第六控制阀36、第七控制阀37、第八控制阀38关闭，使其处于封堵状态。此时，第一热泵系统1和第二热泵系统2相互进行独立工作，第一压缩机12用于对第一热泵系统1进行工作，所以其运行的温度段处于第一温度段，而第二压缩机22用于对第二热泵系统2进行工作，其运行温度处于第二温度段，为了可以交换压缩机进行使用，可以通过控制系统控制第一控制阀31、第二控制阀32、第三控制阀33、第四控制阀34关闭，使其封堵，而第五控制阀35、第六控制阀36、第七控制阀37、第八控制阀38打开，使其连通，这样第一压缩机12就连接在第二热泵系统2内，而第二压缩机22则连接在第一热泵系统1内，这样就使第一压缩机12进行第二温度段的运行，而第二压缩机22参与第一温度段的加热，使第一压缩机12和第二压缩机22的运行温度段进行了更换，这样就使得第一压缩机12和第二压缩机22进行不同范围温度的运行，避免参与末级加热系统的压缩机，长期处在高温状态下运行，提高其使用寿命。

上述的预设流体可以流经上述的第一冷凝器13和第二冷凝器23，进行加热，而该预设流体可以为自来水等，为了使多个热泵系统的预设流体统一进行流动，具体的，第一冷凝器13包括第一进水口和第一出水口，第二冷凝器23包括第二进水口和第二出水口，第一进水口连接于进水端口81，第一出水口连通于第二进水口，第二出水口连接于出水端口82，其中，预设流体能够通过第一进水口和第二进水口分别进入到第一冷凝器13和第二冷凝器23内。本实用新型实施例中，进水端口81和出水端口82分别用于输入该预设流体和输出该预设流体，通过管道将多个热泵系统中的冷凝器连通，使预设流体可以从进水端口81进入，首先，流经第一冷凝器13进行第一级的加热，再流经第二冷凝器23进行第二级加热，达到预设温度后，从出水端口82流出，这样便可以实现用户打开水阀直接一次性获取所需温度的热水，无需再在机组外设置循环水泵、储热水箱等，使得系统投资大大缩减。

当热泵热水机在冬季运行时，管道内容易出现结霜的情况，这样在其中的一套热泵系统化霜时，为了保持预设的出水温度，水量调节阀会自动调小出水口的流量，以达到预设的出水温度。此时，出水口排出的热水容易出现水流偏小、水压不稳定的情况。为了在机组化霜时也能够连续稳定的提供热水优选地，第二出水口与出水端口82之间设有蓄热承压水箱4，用于储存加热后的预设流体。本实用新型实施例中，第一热泵系统1和第二热泵系统2能够为预设流体加热，加热后的流体能够储存在蓄热承压水箱4内，当用户需要使用热水时，打开出水端口82，蓄热承压水箱4内的热水就可以直接流出，节省了用户的等待时间，保证了热水提供的稳定性，其中，蓄热承压水箱4内的水箱容量为热泵热水机内水系统容量的1/4至3/4。

上述控制阀的种类可以有多种，为了方便控制，优选地，第一控制阀31、第二控制阀32、第三控制阀33、第四控制阀34、第五控制阀35、第六控制阀36、第七控制阀37和第八控制阀38均为电磁阀。

上述第一冷凝器13和第二冷凝器23可以为多种类型，优选地，第一冷凝器13和第二冷凝器23均为套管换热器。

进一步的，进水端口81的入口端还设有水量控制阀6，用于控制流量。其中，水量控制阀6可以为压控水阀或温控水阀。

进一步的，热泵热水机还包括：热回收器，热回收器包括第一换热通道和第二换热通道，进水端口通过第一换热通道连接于第一冷凝器，第二膨胀阀通过第二换热通道连接于第二冷凝器，第一换热通道和第二换热通道用于进行热交换。具体的，第一冷凝器出口的冷媒气体也可以连接至热回收器，在热回收器内被预设流体进一步冷却，使得第一热泵系统的冷凝温度进一步降低，提高了整个机组的能效比。

本实用新型实施例提供了一种热泵热水机，包括：至少两套相对独立的热泵系统，多套热泵系统分别用于对预设流体进行多级加热，每套热泵系统包括依次连接相互形成回路的蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀，其中，蒸发器用于获取外部热量，冷凝器用于对预设流体进行加热，多套热泵系统中的压缩机通过控制系统能够相互交换使用。而现有技术中，多套热泵系统都是相互独立的，无法相互交换使用压缩机，这样每台压缩机只能在一定的温度段进行加热，长时间使用，会降低高温加热系统中压缩机的使用寿命，与现有技术相比，本实用新型的技术方案中，通过控制系统可以使多套热泵系统中的压缩机进行交换使用，这样每台压缩机就可以在不同的温度段进行加热使用，避免压缩机长期处于高温的运行状态，提高了压缩机的使用寿命。同时，承压水箱的设置，也解决了某个热泵系统化霜时的水流量偏小、水压不稳定的问题。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种热泵热水机，其特征在于，包括：

至少两套相对独立的热泵系统，多套所述热泵系统分别用于对预设流体进行多级加热，每套所述热泵系统包括依次连接相互形成回路的蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀，其中，所述蒸发器用于获取外部热量，所述冷凝器用于对预设流体进行加热，多套所述热泵系统中的压缩机通过控制系统能够相互交换使用。

2.根据权利要求1所述的热泵热水机，其特征在于，

每套所述热泵系统中，所述蒸发器的出口端连接于所述压缩机的入口端，所述压缩机的出口端连接于所述冷凝器的入口端，所述冷凝器的出口端连接于所述膨胀阀的入口端，所述膨胀阀的出口端连接于所述蒸发器的入口端，使所述蒸发器、所述压缩机、所述冷凝器和所述膨胀阀形成回路连接。

3.根据权利要求2所述的热泵热水机，其特征在于，

所述热泵热水机包括第一热泵系统和第二热泵系统，所述第一热泵系统包括第一蒸发器、第一压缩机、第一冷凝器和第一膨胀阀，所述第二热泵系统包括第二蒸发器、第二压缩机、第二冷凝器和第二膨胀阀；

所述控制系统包括设置于所述第一压缩机与所述第一蒸发器之间的第一控制阀、设置于所述第一压缩机与所述第一冷凝器之间的第二控制阀、设置于所述第二压缩机与所述第二蒸发器之间的第三控制阀和设置于所述第二压缩机与所述第二冷凝器之间的第四控制阀；

其中，所述控制系统还包括：

第一通路，所述第一通路的一端连接于所述第一压缩机和所述第一控制阀之间，另一端连接于所述第二蒸发器和所述第三控制阀之间，所述第一通路上设有第五控制阀；

第二通路，所述第二通路的一端连接于所述第一控制阀与所述第一蒸发器之间，另一端连接于所述第三控制阀与所述第二压缩机之间，所述第二通路上设有第六控制阀；

第三通路，所述第三通路的一端连接于所述第一压缩机与所述第二控制阀之间，另一端连接于所述第四控制阀与所述第二冷凝器之间，所述第三通路上设有第七控制阀；

第四通路，所述第四通路的一端连接于所述第二压缩机与所述第四控制阀之间，另一端连接于所述第二控制阀与所述第一冷凝器之间，所述第四通路上设有第八控制阀。

4.根据权利要求3所述的热泵热水机，其特征在于，

所述第一冷凝器包括第一进水口和第一出水口，所述第二冷凝器包括第二进水口和第二出水口，所述第一进水口连接于进水端口，所述第一出水口连通于所述第二进水口，所述第二出水口连接于出水端口，其中，预设流体能够通过所述第一进水口和所述第二进水口分别进入到所述第一冷凝器和所述第二冷凝器内。

5.根据权利要求4所述的热泵热水机，其特征在于，

所述第二出水口与所述出水端口之间设有蓄热承压水箱，用于储存加热后的预设流体。

6.根据权利要求5所述的热泵热水机，其特征在于，

所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀、所述第四控制阀、所述第五控制阀、所述第六控制阀、所述第七控制阀和所述第八控制阀均为电磁阀。

7.根据权利要求6所述的热泵热水机，其特征在于，

所述第一冷凝器和所述第二冷凝器均为套管换热器。

8.根据权利要求7所述的热泵热水机，其特征在于，

所述进水端口的入口端还设有水量控制阀，用于控制流量。

9.根据权利要求8所述的热泵热水机，其特征在于，还包括：热回收器，所述热回收器包括第一换热通道和第二换热通道，所述进水端口通过所述第一换热通道连接于所述第一冷凝器，所述第二膨胀阀通过所述第二换热通道连接于所述第二冷凝器，所述第一换热通道和所述第二换热通道用于进行热交换。