CN207751178U - 夏季制冷热回收冬季供暖热泵热水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及夏季制冷热回收冬季供暖热泵热水系统，包括水箱、热水换热器、压缩机、气液分离器、室外风冷换热器、室内水冷换热器、室内风机盘管组、补气增焓换热器、控制系统；水箱内设有内置换热器；水箱与热水换热器相连接；热水换热器、储液器、补气增焓换热器相互连接；热水换热器通过四通换向阀一分别与压缩机、气液分离器、四通换向阀二相连接；压缩机与气液分离器、补气增焓换热器相连接，气液分离器与四通换向阀二相连接，四通换向阀二与室外风冷换热器、室内水冷换热器相连接；室内水冷换热器与室内风机盘管组连接。优点是：能够满足北方寒冷地区的热回收供暖、供热水、制冷需求。

Description

夏季制冷热回收冬季供暖热泵热水系统

技术领域

本实用新型涉及夏季制冷热回收冬季供暖热泵热水系统。

背景技术

能源是现代社会发展的物质基础，世界各国对新能源的发展都提升到一个战略高度。随着世界经济和人口的迅速增长，能源的消耗也急剧增加，这导致环境污染日益严重，各发达国家纷纷出台相应的措施来降低对环境的危害。

空气源热泵系统作为一种高效、节能、环保的装置非常符合地区的能源状况和环境要求，并且已在许多地区得到广泛应用。由于北方地区气温较低，空气源热泵在推广过程中出现了很多问题，釆用普通的空气源热泵系统会发现压缩机的排气温度过高，输气系数剧减，压缩机压比过大，其制热能力和性能系数都大大降低，系统频繁启停，无法正常工作。

目前，低温地区迫切需要利用“煤改电”机会，采用空气源热泵技术，解决供暖、供热水、供冷气的综合应用中的室内热量回收和冬季除霜等难题。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种夏季热回收冬季供暖热泵热水系统，利用一套设备同时满足寒冷地区冬季供暖，夏季制冷的需求，达到节能降耗的目的。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

夏季制冷热回收冬季供暖热泵热水系统，包括水箱、热水换热器、压缩机、气液分离器、室外风冷换热器、室内水冷换热器、室内风机盘管组、补气增焓换热器；

水箱内设有内置换热器；水箱与热水换热器相连接；热水换热器、储液器、补气增焓换热器相互连接；

热水换热器通过四通换向阀一分别与压缩机、气液分离器、四通换向阀二相连接；压缩机与气液分离器、补气增焓换热器相连接，气液分离器与四通换向阀二相连接，四通换向阀二与室外风冷换热器、室内水冷换热器相连接；室外风冷换热器通过节流阀二与补气增焓换热器相连接，室内水冷换热器通过节流阀一与补气增焓换热器相连接；室内水冷换热器与室内风机盘管组连接；所述的内置换热器与地暖盘管相连接。

所述的室内水冷换热器与室内风机盘管组之间连接有水泵一。

所述的水箱与热水换热器之间连接有水泵二。

所述的内置换热器与地暖盘管之间连接有水泵三、截止阀。

所述的补气增焓换热器与热水换热器之间连接有节流阀三。

还包括控制系统，控制系统包括智能控制器、显示屏、NB-LOT窄带物联网收发器、泵驱动单元、变频驱动单元、阀驱动单元、换热器驱动单元、温度传感器、压力传感器、流量检测单元；

智能控制器与显示屏、NB-LOT窄带物联网收发器、泵驱动单元、变频驱动单元、阀驱动单元、换热器驱动单元相连接；温度传感器、压力传感器、流量检测单元通过信号调理、隔离放大、变换器与智能控制器相通讯，数据处理后，进行使用；

泵驱动单元用于驱动水泵一、水泵二、水泵三，并控制水泵一、水泵二、水泵三的开合程度；

变频驱动单元用于驱动控制压缩机；

阀驱动单元用于驱动四通换向阀一、四通换向阀二、截止阀、节流阀一～节流阀三的开合程度；

换热器驱动单元用于驱动室外风冷换热器、室内水冷换热器的风机；

NB-LOT窄带物联网收发器与远程NB-LOT窄带物联网模块相通讯，用于传输数据信息；

压力传感器、流量检测单元用于检测节流阀一～节流阀三、四通换向阀一、四通换向阀二、截止阀的阀前阀后的流量变化及压力变化量；

温度传感器用于测量室内、地暖盘管、压缩机、热水换热器、室外风冷换热器、室内水冷换热器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型能够满足北方寒冷地区的热回收供暖、供热水、制冷需求。

1、夏季室内制冷时，所排出的热量全部热回收后，用于生产热水，免去热水器投资，同时，一份电能产生热水、制冷两项功能，此时能效比为1:4，非常节能；

2、冬季供暖，由于本系统采用超低温补气增焓系统，可在北方寒冷地区供暖及生产热水，能效比在-20℃时为2.0；

3、该系统能在原来末端设备进行改造，即可实现上述功能，投资少，见效快；

4、利用NB-LOT窄带物联网可实现手机APP远程操控；

5、压缩机采用全直流变频技术，节能环保；

6、本系统冬季可为室内地热供暖，节约能源；

7、本系统设备可利用夜间低谷电供电。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是控制系统原理图。

图3是电量窄带物联网采集器。

图4是窄带物联网收发器原理图。

图中：1-热水出水口 2-水箱 3-补水口 4-四通换向阀一 5-热水换热器 6-压缩机 7-汽液分离器 8-室外风冷换热器 9-室内水冷换热器 10-室内风机盘管组 11-水泵一12-四通换向阀二 13-节流阀一 14-节流阀二 15-补气增焓换热器 16-节流阀三 17-储液器 18-水泵二 19-地暖盘管 20-内置换热器 21-水泵三 22-截止阀。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。

见图1，夏季制冷热回收冬季供暖热泵热水系统，包括水箱2、热水换热器5、压缩机6、气液分离器、室外风冷换热器8、室内水冷换热器9、室内风机盘管组10、补气增焓换热器15、控制系统；

水箱2内设有内置换热器20；水箱2与热水换热器5相连接；热水换热器5、储液器17、补气增焓换热器15相互连接；水箱2的热水出水口1供应热水，水箱2上还设有补水口3，为水箱2补充自来水；储液器17用于储存制冷剂，如：氟利昂。

热水换热器5通过四通换向阀一4分别与压缩机6、气液分离器、四通换向阀二12相连接；压缩机6与气液分离器、补气增焓换热器15相连接，气液分离器与四通换向阀二12相连接，四通换向阀二12与室外风冷换热器8、室内水冷换热器9相连接；室外风冷换热器8通过节流阀二14与补气增焓换热器15相连接，室内水冷换热器9通过节流阀一13与补气增焓换热器15相连接；室内水冷换热器9与室内风机盘管组10连接；所述的内置换热器20与地暖盘管19相连接。

其中，室内水冷换热器9与室内风机盘管组10之间连接有水泵一11。水箱2与热水换热器5之间连接有水泵二18。内置换热器20与地暖盘管19之间连接有水泵三21、截止阀22。补气增焓换热器15与热水换热器5之间连接有节流阀三16。

见图2、控制系统包括智能控制器、显示屏、NB-LOT窄带物联网收发器、泵驱动单元、变频驱动单元、阀驱动单元、换热器驱动单元、温度传感器、压力传感器、流量检测单元；智能控制器与显示屏、NB-LOT窄带物联网收发器、泵驱动单元、变频驱动单元、阀驱动单元、换热器驱动单元相连接；温度传感器、压力传感器、流量检测单元通过信号调理、隔离放大、变换器与智能控制器相通讯，数据处理后，进行使用；

泵驱动单元用于驱动水泵一11、水泵二18、水泵三21，并控制水泵一11、水泵二18、水泵三21的开合程度；

变频驱动单元用于驱动控制压缩机6；

阀驱动单元用于驱动四通换向阀一4、四通换向阀二12、截止阀22、节流阀一13～节流阀三16的开合程度；

换热器驱动单元用于驱动室外风冷换热器8、室内水冷换热器9的风机；

NB-LOT窄带物联网收发器与远程NB-LOT窄带物联网模块相通讯，用于传输数据信息；

压力传感器、流量检测单元用于检测节流阀一13～节流阀三16、四通换向阀一4、四通换向阀二12、截止阀22的阀前阀后的流量变化及压力变化量；

温度传感器用于测量室内、地暖盘管19、压缩机6、热水换热器5、室外风冷换热器8、室内水冷换热器9。

见图3，采用电量计量装置确保本系统用电设备的安全。本系统内的所有用电设备均设置DS18B20测温元件，用以检测用电设备的工作是否正常。DS18B20测温元件实时检测用电设备的温度，温电量计量装置的控制器将温度信息实时通过NB-LOT窄带物联网模块传输到远端，若发生异常升温，则立即报警并关断用电设备，确保用电设备安全使用。

电量计量装置包括微电脑控制器及与微电脑控制器相连接的LCD屏、NB-LOT窄带物联网模块、DS18B20测温元件、报警单元、ASIC测量芯片、光电隔离单位。ASIC测量芯片用于检测电压、电流的频率、相位等信息。电量计量装置通过NB-LOT窄带物联网模块将温度信息及电压、电流信息发送到控制系统。

见图4，窄带物联网收发器包括嵌入式微电脑及与嵌入式微电脑连接的RS-485接口、存储器、USB接口、NB-LOT窄带物联网模块、LCD显示屏。控制系统采用NB-LOT窄带物联网技术可降低功耗，且覆盖率高，城乡均可使用，具有低成本、灵活可靠的优点，非常适合数据传输。

见图1，夏季制冷热回收冬季供暖热泵热水系统的使用方法，包括以下调温状态：

1)夏季将室内热空气回收生产热水：

系统开启水泵一11、水泵二18、压缩机6，同时开启室内风机盘管组10；

室内热空气经室内风机盘管组10经水泵一11将热量传导给室内水冷换热器9，制冷剂在室内水冷换热器9进行热量转换，制冷剂吸热蒸发，被蒸发的低温低压制冷剂经由四通换向阀二12经气液分离器进入压缩机6吸气口进入压缩机6压缩，压缩后的高温高压制冷剂气体经压缩机6排气口排出由四通换向阀一4，进入热水换热器5冷凝进行热量转换，转换后的热量经水泵二18进入水箱2放热产生热水，同时冷凝后的高温高压制冷剂液体经补气增焓换热器15，节流阀一13，转换为低温低压气体进入室内水冷换热器9进行蒸发，完成一次循环；

2)夏季当水箱2达到设定温度但还需要室内制冷降温：

系统开启室内风机盘管组10、压缩机6、水泵一11；

室内热空气经室内风机盘管组10经水泵一11将热量传导给室内水冷换热器9，低温低压制冷剂在室内水冷换热器9进行热量转换，吸热反应，被蒸发的低温低压制冷剂依次经由四通换向阀二12、气液分离器进入压缩机6吸气口进入压缩机6压缩，压缩后的高温高压制冷剂气体经压缩机6排气口由四通换向阀一4四通换向阀二12进入室外风冷换热器8冷凝，放热反应，冷凝后的高温高压制冷剂液体经节流阀二14、节流阀一13进入室内换热器，制冷剂转换为低温低压气体进入室内水冷换热器9进行换热蒸发，完成一次循环；

3)春秋季生产热水：

系统开启水泵二18、压缩机6、室外风冷换热器8的风机；

压缩机6排气口将高温高压制冷剂气体经四通换向阀一4输送到热水换热器5换热，热水换热器5冷凝进行热量转换经水泵二18进入水箱2放热产生热水同时冷凝后的高温高压制冷剂液体经进入补气增焓换热器15，经节流阀二14节流进入室外风冷换热器8，此时室外风冷换热器8为蒸发器，制冷剂吸热，被蒸发的低温低压制冷剂经由四通换向阀二12经气液分离器进入压缩机6吸气口，再经压缩机6排气口排出高温高压制冷剂气体，完成一次循环；

4)冬季供暖生产热水：

系统开启水泵二18、水泵三21、压缩机6、室外风冷换热器8的风机；

压缩机6排气口将高温高压制冷剂气体经四通换向阀一4输送到热水换热器5换热，热水换热器5进行冷凝，热量转换后经水泵二18进入水箱2放热产生热水，当水箱2温度达到设定后开启截止阀22及水泵三21热量通过水箱2内的内置换热器20向地热盘管供热达到供暖目的；同时冷凝后的高温高压制冷剂液体进入补气增焓换热器15，开启节流阀三16，节流中温中压气体经补气增焓换热器15换热后回到压缩机6中压口，实现补气增焓的目的，制冷剂经节流阀二14节流进入室外风冷换热器8，此时室外风冷换热器8为蒸发器，进行吸热反应，被蒸发的低温低压制冷剂经由四通换向阀二12经气液分离器进入压缩机6吸气口，再经压缩机6排气口排出高温高压制冷剂气体，完成一次循环。

Claims (6)

1.夏季制冷热回收冬季供暖热泵热水系统，其特征在于，包括水箱、热水换热器、压缩机、气液分离器、室外风冷换热器、室内水冷换热器、室内风机盘管组、补气增焓换热器；

水箱内设有内置换热器；水箱与热水换热器相连接；热水换热器、储液器、补气增焓换热器相互连接；

热水换热器通过四通换向阀一分别与压缩机、气液分离器、四通换向阀二相连接；压缩机与气液分离器、补气增焓换热器相连接，气液分离器与四通换向阀二相连接，四通换向阀二与室外风冷换热器、室内水冷换热器相连接；室外风冷换热器通过节流阀二与补气增焓换热器相连接，室内水冷换热器通过节流阀一与补气增焓换热器相连接；室内水冷换热器与室内风机盘管组连接；所述的内置换热器与地暖盘管相连接。

2.根据权利要求1所述的夏季制冷热回收冬季供暖热泵热水系统，其特征在于，所述的室内水冷换热器与室内风机盘管组之间连接有水泵一。

3.根据权利要求1所述的夏季制冷热回收冬季供暖热泵热水系统，其特征在于，所述的水箱与热水换热器之间连接有水泵二。

4.根据权利要求1所述的夏季制冷热回收冬季供暖热泵热水系统，其特征在于，所述的内置换热器与地暖盘管之间连接有水泵三、截止阀。

5.根据权利要求1所述的夏季制冷热回收冬季供暖热泵热水系统，其特征在于，所述的补气增焓换热器与热水换热器之间连接有节流阀三。

6.根据权利要求1所述的夏季制冷热回收冬季供暖热泵热水系统，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统包括智能控制器、显示屏、NB-LOT窄带物联网收发器、泵驱动单元、变频驱动单元、阀驱动单元、换热器驱动单元、温度传感器、压力传感器、流量检测单元；

智能控制器与显示屏、NB-LOT窄带物联网收发器、泵驱动单元、变频驱动单元、阀驱动单元、换热器驱动单元相连接；温度传感器、压力传感器、流量检测单元通过信号调理、隔离放大、变换器与智能控制器相通讯，数据处理后，进行使用；

泵驱动单元用于驱动水泵一、水泵二、水泵三，并控制水泵一、水泵二、水泵三的开合程度；

变频驱动单元用于驱动控制压缩机；

阀驱动单元用于驱动四通换向阀一、四通换向阀二、截止阀、节流阀一～节流阀三的开合程度；

换热器驱动单元用于驱动室外风冷换热器、室内水冷换热器的风机；

NB-LOT窄带物联网收发器与远程NB-LOT窄带物联网模块相通讯，用于传输数据信息；

压力传感器、流量检测单元用于检测节流阀一～节流阀三、四通换向阀一、四通换向阀二、截止阀的阀前阀后的流量变化及压力变化量；

温度传感器用于测量室内、地暖盘管、压缩机、热水换热器、室外风冷换热器、室内水冷换热器。