CN208139419U - 一种空气源和水源结合的供暖装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热泵技术领域，具体涉及一种空气源和水源结合的供暖装置，包括：一级压缩循环管路(1)和二级压缩循环管路(2)，所述一级压缩循环管路(1)和所述二级压缩循环管路(2)中分别设置有第一换热器(3)和第二换热器(4)；第三换热器(5)，连接于所述一级压缩循环管路(1)和所述二级压缩循环管路(2)之间；进出水管路(6)，依次连接所述第三换热器(5)和所述第二换热器(4)，用于分别吸收所述一级压缩循环管路(1)和所述二级压缩循环管路(2)中的热量，并将热水排出。本实用新型提供了一种总出水温度较高，以满足使用需求的空气源和水源结合的供暖装置。

Description

一种空气源和水源结合的供暖装置

技术领域

本实用新型涉及热泵技术领域，具体涉及一种空气源和水源结合的供暖装置。

背景技术

热泵热水器，也称空气能热水器，是把空气中的低温热量吸收进来，经过氟介质气化，然后通过压缩机压缩后增压升温，再通过换热器转化给水加热，压缩后的高温热能以此来加热水温。热泵热水器克服了太阳能热水器依靠阳光采热和安装不便的缺点。由于空气能热水器的工作是通过介质换热，因此其不需要电加热元件与水直接接触，避免了电热水器漏电的危险，也防止了燃气热水器有可能爆炸和中毒的危险，更有效控制了燃气热水器排放废气造成的空气污染。

但是，现有的热泵热水器由于结构的限制，换热效率较低，为了提高换热效率，申请人提出了一种复叠式热泵，包括：设置有第一换热器的一级压缩循环管路、连接于一级压缩循环管路和二级压缩循环管路之间的第二换热器以及设置在二级压缩循环管路中的储水箱，第二换热器内部储存有水，在一级压缩循环管路和二级压缩循环管路同时工作时，用于将从一级压缩循环管路中吸收的热量传递给二级压缩循环管路，以加热储水箱中的水。即储水箱中的水是通过二级压缩循环管路中的冷媒获取热量的，由于热量在传递过程中不可避免的存在损失，因此从储水箱中输出的热水的温度有限，并不能满足人们对温度较高的热水的使用需求。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的复叠式热泵的总出水温度较低，不能满足使用需求的缺陷，从而提供一种总出水温度较高，以满足使用需求的空气源和水源结合的供暖装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种空气源和水源结合的供暖装置，包括：

一级压缩循环管路和二级压缩循环管路，所述一级压缩循环管路和所述二级压缩循环管路中分别设置有第一换热器和第二换热器；

第三换热器，连接于所述一级压缩循环管路和所述二级压缩循环管路之间；

进出水管路，依次连接所述第三换热器和所述第二换热器，用于分别吸收所述一级压缩循环管路和所述二级压缩循环管路中的热量，并将热水排出。

所述的空气源和水源结合的供暖装置，所述进出水管路包括分别与所述第三换热器和所述第二换热器连接的进水管路和出水管路，以及用于连接所述第三换热器和所述第二换热器的中间管路。

所述的空气源和水源结合的供暖装置，所述第三换热器包括设置于内部的两条氟路和一条水路，一条氟路与所述一级压缩循环管路连通，另一条氟路与所述二级压缩循环管路连通，所述水路的两端分别与所述进水管路和所述中间管路连通。

所述的空气源和水源结合的供暖装置，所述第三换热器上分别设置有第一进水口和第一出水口，所述第二换热器上分别设置有第二进水口和第二出水口，所述第一进水口和所述第二出水口分别与所述进水管路和所述出水管路连通，所述第一出水口和所述第二进水口分别与所述中间管路的两端连通。

所述的空气源和水源结合的供暖装置，所述一级压缩循环管路包括依次连接的一级压缩机、第三换热器、第一储液器、第一节流阀、第一换热器和第一汽液分离器；和/或

所述二级压缩循环管路包括依次连接的二级压缩机、第二换热器、第二储液器、第二节流阀、第三换热器和第二汽液分离器。

所述的空气源和水源结合的供暖装置，在所述一级压缩机和所述第三换热器之间设置有一换向阀。

所述的空气源和水源结合的供暖装置，所述换向阀为四通换向阀，所述四通换向阀的另外两个开口分别与所述第一换热器和所述第一汽液分离器连接。

所述的空气源和水源结合的供暖装置，所述一级压缩机和所述二级压缩机的制热量比为(2-3)：1。

所述的空气源和水源结合的供暖装置，所述进出水管路中水的流动方向与所述一级压缩循环管路和所述二级压缩循环管路中冷媒的运动方向均相反。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的空气源和水源结合的供暖装置，进出水管路依次连接第三换热器和第二换热器，这样进出水管路中的水在依次流经第三换热器和第二换热器时就可以分别吸收一级压缩循环管路和二级压缩循环管路中的冷媒放出的热量，从而提高总出水温度；由于减少了换热介质的传递作用，因此最大程度上保证了两路压缩循环管路中冷媒放出的热量均能被一路进出水管路中的水完全吸收，提高了换热效率。另外，第三换热器连接于一级压缩循环管路和二级压缩循环管路之间，当外界环境温度较低时，一级压缩循环管路的制热效率会相应降低，但是由于二级压缩循环管路的冷媒是直接吸收一级压缩循环管路的冷媒放出的热量，因此制热效率不会受到外界环境温度的影响，仍能保持较高的换热效率，进而提高了整个供暖装置在低温环境下的制热效果。

2.本实用新型提供的空气源和水源结合的供暖装置，进出水管路包括分别与第三换热器和第二换热器连接的进水管路和出水管路，以及用于连接第三换热器和第二换热器的中间管路。即一路进出水管路将第三换热器和第二换热器串联，并依次吸收两路压缩循环管路中冷媒放出的热量，然后排出供用户使用，从而提高了单次总出水的温度，满足了使用需求。

3.本实用新型提供的空气源和水源结合的供暖装置，第三换热器包括设置于内部的两条氟路和一条水路，一条氟路与一级压缩循环管路连通，另一条氟路与二级压缩循环管路连通，水路的两端分别与进水管路和中间管路连通。两条冷媒压缩循环管路各自独立运行，并与水路中的水进行热量交换，换热更充分。

4.本实用新型提供的空气源和水源结合的供暖装置，进出水管路中水的流动方向与一级压缩循环管路和二级压缩循环管路中冷媒的运动方向均相反，逆向换热，效率更高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的空气源和水源结合的供暖装置的工作原理示意图。

附图标记说明：

1-一级压缩循环管路；2-二级压缩循环管路；3-第一换热器；4-第二换热器；5-第三换热器；6-进出水管路；7-一级压缩机；8-第一储液器；9-第一节流阀；10-第一汽液分离器；20-二级压缩机；30-第二储液器；40-第二节流阀；50-第二汽液分离器；60-换向阀；41-第二进水口；42-第二出水口；61-进水管路；62-出水管路；63-中间管路；51-第一进水口；52-第一出水口。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示的空气源和水源结合的供暖装置的一种具体实施方式，包括一级压缩循环管路1和二级压缩循环管路2，所述一级压缩循环管路1和所述二级压缩循环管路2中分别设置有第一换热器3和第二换热器4。每一级压缩循环管路中的冷媒在经过压缩处理后均由低温低压制冷剂气体转变为高温高压制冷剂气体，由此获得热量，用于与循环管路中的设备进行热量交换，一级压缩循环管路1和二级压缩循环管路2中分别选用适用于低温环境和高温环境的冷媒。第三换热器5，连接于所述一级压缩循环管路1和所述二级压缩循环管路2之间。进出水管路6，依次连接所述第三换热器5和所述第二换热器4，用于分别吸收所述一级压缩循环管路1和所述二级压缩循环管路2中的热量，并将热水排出供用户取暖使用。一级压缩循环管路1和二级压缩循环管路2中的高温高压的气体氟均分别先经过第三换热器5和第二换热器4进行放热，再继续循环，这样进出水管路6中的水就可在第一时间吸收两路压缩循环管路中放出的热量，进而保证总出水温度。在本实施例中，一级压缩循环管路1为图1中的下部分，二级压缩循环管路2为图1中的上部分，第三换热器5位于图1的中央，第三换热器5设置在整个装置的中间，最大程度上缩短了进出水管路6的连接长度，减少了热量的散失。

具体地，所述进出水管路6包括分别与所述第三换热器5和所述第二换热器4连接的进水管路61和出水管路62，以及用于连接所述第三换热器5和所述第二换热器4的中间管路63。所述进出水管路6中水的流动方向与所述一级压缩循环管路1和所述二级压缩循环管路2中冷媒的运动方向均相反。即，进水管路61的水从第三换热器5的右侧下端进入，从第三换热器5的左侧上端流出至中间管路63，此时水吸收了一级压缩循环管路1中冷媒放出的热量，温度得到一定升高；然后中间管路63中的水从第二换热器4的左侧下端进入，从第二换热器4的右侧上端流出至出水管路62中，此时的水再次吸收了二级压缩循环管路2中冷媒放出的热量，温度得到进一步升高，进出水管路6中的水在流动过程中始终与冷媒的流动方向相反，保持逆向换热，提高了换热效率。

所述第三换热器5包括设置于内部的两条氟路和一条水路，一条氟路与所述一级压缩循环管路1连通，另一条氟路与所述二级压缩循环管路2连通，所述水路的两端分别与所述进水管路61和所述中间管路63连通。

所述第三换热器5上分别设置有第一进水口51和第一出水口52，所述第二换热器4上分别设置有第二进水口41和第二出水口42，所述第一进水口51和所述第二出水口42分别与所述进水管路61和所述出水管路62连通，所述第一出水口52和所述第二进水口41分别与所述中间管路63的两端连通。

在本实施例中，所述一级压缩循环管路1包括依次连接的一级压缩机7、第三换热器5、第一储液器8、第一节流阀9、第一换热器3和第一汽液分离器10；和所述二级压缩循环管路2包括依次连接的二级压缩机20、第二换热器4、第二储液器30、第二节流阀40、第三换热器5和第二汽液分离器50。一级压缩机7和二级压缩机20用于将循环管路中的冷媒由低温低压气体转变为高温高压气体；第一储液器8和第二储液器30用于将冷媒与第三换热器5或第二换热器4在热交换后冷凝的液体进行储存；第一节流阀9和第二节流阀40用于将冷媒中的气体进行冷却形成低温低压的气液混合物；第一换热器3用于将循环管路中的低温低压的气液混合物与外界空气进行热量交换，以吸收外界空气中的热量，蒸发后变成低温低压的气体；第一汽液分离器10和第二汽液分离器50用于将蒸发后的气体中的少量液体进行分离后分别送入一级压缩机7和二级压缩机20进行压缩，从而完成一个循环。

在所述一级压缩机7和所述第三换热器5之间设置有一换向阀60。具体地，所述换向阀60为四通换向阀，所述四通换向阀的另外两个开口分别与所述第一换热器3和所述第一汽液分离器10连接。当冷媒从一级压缩机7中输出时，分别经过四通换向阀的上开口和下部的右开口；当冷媒从第一换热器3中输出时，则分别经过四通换向阀的下部左开口和下部中间开口，再进入第一汽液分离器10进行气体和液体的分离，这样就保证了冷媒在循环过程中不同阶段的独立性，不会产生相互干扰，进而形成一个工作循环，同时节省了换向阀60的使用数量。

在本实施例中，所述一级压缩机7和所述二级压缩机20的制热量比为3：1。

本实施例的空气源和水源结合的供暖装置的工作过程如下：首先启动一级压缩循环管路1和二级压缩循环管路2，然后开启进水管路61。一级压缩机7将其中的冷媒压缩后转变为高温高压的制冷剂气体氟，经四通换向阀输送至第三换热器5中进行放热，由进水管路61进入第三换热器5中的水吸收热量，并经中间管路63传送至第二换热器4中；与此同时，二级压缩机20将其中的冷媒压缩后转变为高温高压的制冷剂气体氟，并进入第二换热器4中进行放热，吸收了第三换热器5中冷媒放出的热量的水继而吸收第二换热器4中冷媒放出的热量，并从出水管路62输送至用户端，由于进出水管路6中的水是依次直接吸收一级压缩循环管路1和二级压缩循环管路2中冷媒放出的热量，因此最大程度上避免了热量在传递过程中的损失，提高了换热效率。经过第三换热器5放热后的冷媒进入第一储液器8中将冷凝后的液体进行储存，然后经过第一节流阀9转变为低温低压的气液混合物，再进入第一换热器3与外界空气进行换热，吸收外界空气的热量后，再次经四通换向阀进入第一汽液分离器10中进行气体和液体的分离，最后回到一级压缩机7中形成循环。经过第二换热器4放热后的冷媒进入第二储液器30中将冷凝后的液体进行储存，然后经第二节流阀40转变为低温低压的气液混合物，再进入第三换热器5中，吸收一级压缩循环管路1中剩余的热量，并进入第二汽液分离器50中进行气体和液体的分离，最后回到二级压缩机20中形成循环。

作为一种替代实施方式，也可以在一级压缩机7两侧各设置一个双向换向阀，将上述各个组件顺次连接即可。

作为替代的实施方式，所述一级压缩机7和所述二级压缩机20的制热量比为2:1。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种空气源和水源结合的供暖装置，其特征在于，包括：

一级压缩循环管路(1)和二级压缩循环管路(2)，所述一级压缩循环管路(1)和所述二级压缩循环管路(2)中分别设置有第一换热器(3)和第二换热器(4)；

第三换热器(5)，连接于所述一级压缩循环管路(1)和所述二级压缩循环管路(2)之间；

进出水管路(6)，依次连接所述第三换热器(5)和所述第二换热器(4)，用于分别吸收所述一级压缩循环管路(1)和所述二级压缩循环管路(2)中的热量，并将热水排出。

2.根据权利要求1所述的空气源和水源结合的供暖装置，其特征在于，所述进出水管路(6)包括分别与所述第三换热器(5)和所述第二换热器(4)连接的进水管路(61)和出水管路(62)，以及用于连接所述第三换热器(5)和所述第二换热器(4)的中间管路(63)。

3.根据权利要求2所述的空气源和水源结合的供暖装置，其特征在于，所述第三换热器(5)包括设置于内部的两条氟路和一条水路，一条氟路与所述一级压缩循环管路(1)连通，另一条氟路与所述二级压缩循环管路(2)连通，所述水路的两端分别与所述进水管路(61)和所述中间管路(63)连通。

4.根据权利要求3所述的空气源和水源结合的供暖装置，其特征在于，所述第三换热器(5)上分别设置有第一进水口(51)和第一出水口(52)，所述第二换热器(4)上分别设置有第二进水口(41)和第二出水口(42)，所述第一进水口(51)和所述第二出水口(42)分别与所述进水管路(61)和所述出水管路(62)连通，所述第一出水口(52)和所述第二进水口(41)分别与所述中间管路(63)的两端连通。

5.根据权利要求1所述的空气源和水源结合的供暖装置，其特征在于，所述一级压缩循环管路(1)包括依次连接的一级压缩机(7)、第三换热器(5)、第一储液器(8)、第一节流阀(9)、第一换热器(3)和第一汽液分离器(10)；和/或

所述二级压缩循环管路(2)包括依次连接的二级压缩机(20)、第二换热器(4)、第二储液器(30)、第二节流阀(40)、第三换热器(5)和第二汽液分离器(50)。

6.根据权利要求5所述的空气源和水源结合的供暖装置，其特征在于，在所述一级压缩机(7)和所述第三换热器(5)之间设置有一换向阀(60)。

7.根据权利要求6所述的空气源和水源结合的供暖装置，其特征在于，所述换向阀(60)为四通换向阀，所述四通换向阀的另外两个开口分别与所述第一换热器(3)和所述第一汽液分离器(10)连接。

8.根据权利要求5所述的空气源和水源结合的供暖装置，其特征在于，所述一级压缩机(7)和所述二级压缩机(20)的制热量比为(2-3)：1。

9.根据权利要求1所述的空气源和水源结合的供暖装置，其特征在于，所述进出水管路(6)中水的流动方向与所述一级压缩循环管路(1)和所述二级压缩循环管路(2)中冷媒的运动方向均相反。