專利名稱：二氧化碳熱泵雙溫飲水機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于供應冷、熱水的飲水機技術領域。
背景技術：
由于大氣臭氧層破壞、全球氣溫變暖、氣候異常等環(huán)境問題日益嚴重，節(jié)能 和環(huán)保己成為全人類共同關注的課題。
隨著人們生活水平的提高，飲水機已經(jīng)在人們生活和工作中得到普及，目前
我國飲水機年產(chǎn)量己達3000萬臺，而且人們對飲水機性能的要求越來越高，不 但能提供熱水，還要提供冷水。飲水機加熱功率一般為300-1000w，制冷功率一 般為80-100w。 一個家庭一天在飲水機上的用電量為0.5-1.5度， 一座中型的辦 公大樓一天在飲水機上的用電量可達500-1000w，我國飲水機年產(chǎn)量達3000萬 臺，由此可見在飲水機上的節(jié)能潛力非?？捎^。
目前市場上的飲水機主要有供熱水型(單溫型)和供熱水冷水型(雙溫型) 兩種型式。供熱水型飲水機采用的是電加熱，它具有結構簡單、加熱量大，加熱 迅速的優(yōu)點，但它的耗能較大，且容易發(fā)生短路事故。供冷水熱水型既能提供熱 水又能提供冷水，它的加熱形式也是電加熱，但其制冷形式有兩種， 一種是半導 體制冷，另一種是壓縮式制冷。半導體制冷的制冷量比較小，而普通壓縮式制冷 采用的制冷劑是氟利昂，只能提供低于30-4(TC的熱水，不能滿足需求，需要電 加熱來補充加熱，使飲水機裝置復雜，且制冷劑氟利昂對環(huán)境有一定的破壞作用。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的就是克服上述的種種缺陷，將二氧化碳熱泵和飲水機結合 組成一個系統(tǒng)，形成一個跨臨界二氧化碳熱泵飲水機，同時供應冷熱水，發(fā)揮二 氧化碳熱泵系統(tǒng)在環(huán)保和節(jié)能方面的優(yōu)勢，即提供一種節(jié)能環(huán)保型二氧化碳熱泵 雙溫飲水機。
為達上述目的，本實用新型采取的具體技術方案如下
二氧化碳熱泵雙溫飲水機，包括供熱水循環(huán)和供冷水循環(huán)，其特征在于供 冷水循環(huán)和供熱水循環(huán)包括壓縮機、三通閥A、熱膽或氣體冷卻器、三通閥B(5)、 膨脹閥、三通閥C、冷膽或蒸發(fā)器、三通閥D，且依次通過管道串聯(lián)形成環(huán)路。
上述的二氧化碳熱泵雙溫飲水機，較佳的方案是，通過在冷膽和熱膽上分別
設置熱電偶溫度傳感器A、 B，且熱電偶溫度傳感器A、 B與相應的三通閥連接。 這樣就可以通過檢測冷膽溫度(tL)和熱膽溫度(tR)來判斷三通闊A、 B、 C、 D的開啟方向，從而實現(xiàn)不同系統(tǒng)循環(huán)的自動轉換。 本實用新型的有益效果-
本實用新型的雙溫飲水機將二氧化碳熱泵和飲水機結合組成一個系統(tǒng)，形成 一個跨臨界二氧化碳熱泵飲水機，同時供應冷熱水，發(fā)揮二氧化碳熱泵系統(tǒng)在環(huán) 保和節(jié)能方面的優(yōu)勢。本實用新型可實現(xiàn)的功能可把冷水或空氣中的熱量轉移 到熱水中，從而同時供給冷水和熱水。
從節(jié)能環(huán)保方面來講，因為(1)采用二氧化碳熱泵循環(huán)，對環(huán)境的影響很 ?。?2) 二氧化碳熱泵系統(tǒng)可實現(xiàn)制冷和制熱兩種功能，結構簡單；(3) 二氧化 碳跨臨界熱泵循環(huán)的放熱溫度較高，且存在一個相當大的溫度滑移(約80 100°C)，非常適合對水的加熱，可提供90。C的熱水；(4)熱泵循環(huán)是一種能量轉移 的循環(huán)，加熱同樣水量的熱水，能耗僅是電加熱和燃氣加熱的1/4。
以下結合附


圖1進一步說明本實用新型的具體構造
圖1是本實用新型的二氧化碳熱泵雙溫飲水機的結構原理圖。
各主要部件的名稱為
1-壓縮機 2、 5、 7、 IO-三通閥A、 B、 C、 D 3-熱膽 4-氣體冷卻器 6-膨脹閥8-冷膽 9-蒸發(fā)器 11、 12-熱電偶溫度傳感器A、 B
具體實施方式實施例1
本實用新型所述的二氧化碳熱泵雙溫飲水機，其加熱和制冷的方法是通過跨 臨界C02熱泵循環(huán)系統(tǒng)中的氣體冷卻器4和蒸發(fā)器9分別對熱膽3加熱和冷膽8 冷卻而實現(xiàn)供應冷、熱水目的的。
具體的結構如
圖1所示，二氧化碳熱泵雙溫飲水機的供冷水循環(huán)和供熱水循 環(huán)依次由壓縮機l、三通閥A2、熱膽3或氣體冷卻器4、三通閥B5、膨脹閥6、 三通閥C7、冷膽8或蒸發(fā)器9、三通閥D10組成，且通過管道串聯(lián)形成環(huán)路。
其工作原理是二氧化碳在壓縮機1中被壓縮成高溫高壓的超臨界氣體，再 通過三通閥B2后進入熱膽被熱膽中的水冷卻，同時把水加熱到設定的溫度。流 出熱膽后二氧化碳通過膨脹閥變?yōu)榈蜏氐蛪阂后w，然后通過三通閥C7后進入冷 膽蒸發(fā)吸熱，冷卻冷膽里的水，最后二氧化碳重新回到壓縮機。本實用新型所述的二氧化碳熱泵雙溫飲水機可根據(jù)用戶不同的需求，通過三 通閥進行轉換，保持系統(tǒng)工作的穩(wěn)定，實現(xiàn)冷水和熱水的供應。
更優(yōu)選的方案是，在冷膽和熱膽上分別設置熱電偶溫度傳感器A、 B (11、
12)，且熱電偶溫度傳感器A、 B (11、 12)與相應的制冷和加熱裝置上的三通閥 連接。這樣就可以通過檢測冷膽溫度(tL)和熱膽溫度(tR)來判斷三通閥(2、 5、 7、 10)的開啟方向，從而實現(xiàn)不同系統(tǒng)循環(huán)的自動轉換。給冷膽溫度控制器 設定兩個對比溫度值tLl、 tL2(tLl> tL2);給熱膽溫度控制器設定兩個對比溫度 值tRl、 tR2(tRl >tR2)。
本實用新型能實現(xiàn)4種工作模式，分別是
1) 冷水和熱水的水溫都沒有達到要求的工況，即tLl> tL > tL2、 tRl> tR > tR2,此時冷膽和熱膽內(nèi)的熱量及壓縮機的功基本能夠平衡，這時系統(tǒng)運行，三通 閥A2 a-b接通、三通閥B5 a-b接通、三通閥7 Ca-b接通、三通閥D10 a-b接通， 冷膽和熱膽與系統(tǒng)連通，氣體冷卻器和蒸發(fā)器與系統(tǒng)連通斷開。
2) 冷水水溫達到要求而熱水水溫沒有達到要求的工況，即tL < tL2、tR< tRl ， 此時冷膽內(nèi)的水溫度很低，熱膽里的水溫度還不夠高，這時三通閥C、 D (7、 10)自動切換(三通閥7Ca-c接通、三通閥10D c-b接通)，冷膽與系統(tǒng)斷開， 蒸發(fā)器連入系統(tǒng)，使二氧化碳通過蒸發(fā)器蒸發(fā)吸熱。
3) 冷水水溫沒有達到要求而熱水水溫達到要求的工況，即tL > tL2、tR> tRl ， 此時熱膽內(nèi)的水溫很高，冷膽內(nèi)的水溫度很不夠低，這時三通閥A、 B (2、 5) 自動切換(三通閥7Ca-c接通、三通閥10Dc-b接通)，熱膽與系統(tǒng)斷開，氣體 冷卻器連入系統(tǒng)，使二氧化碳通過氣體冷卻器冷卻。
4) 冷熱水均達到飲用溫度要求的工況，即tL〈tL2、 tR〉tRl，這時冷水不需再冷卻，熱水不需再加熱，系統(tǒng)停止運行,
權利要求1.二氧化碳熱泵雙溫飲水機，包括供熱水循環(huán)和供冷水循環(huán)，其特征在于供冷水循環(huán)和供熱水循環(huán)包括壓縮機(1)、三通閥A(2)、熱膽(3)或氣體冷卻器(4)、三通閥B(5)、膨脹閥(6)、三通閥C(7)、冷膽(8)或蒸發(fā)器(9)、三通閥D(10)，且依次通過管道串聯(lián)形成環(huán)路。
2. 如權利要求1所述的二氧化碳熱泵雙溫飲水機，其特征在于在冷膽和熱膽 上分別設有熱電偶溫度傳感器A、 B (11、 12)，且熱電偶溫度傳感器A、 B(11、 12)與相應的三通閥連接。
專利摘要本實用新型屬于供應冷熱水的飲水機技術領域。本實用新型所述的二氧化碳熱泵雙溫飲水機，其供熱水和冷水循環(huán)包括壓縮機、熱膽(或氣體冷卻器)、膨脹閥、冷膽(或蒸發(fā)器)及閥門，并通過管路串聯(lián)形成環(huán)路。本實用新型的雙溫飲水機將二氧化碳熱泵和飲水機結合組成一個系統(tǒng)，形成一個跨臨界二氧化碳熱泵飲水機，可把冷水中的熱量轉移到熱水中，從而同時供給冷水和熱水，發(fā)揮二氧化碳熱泵系統(tǒng)在節(jié)能和環(huán)保方面的優(yōu)勢。本實用新型可實現(xiàn)同時供應冷熱水的功能。
文檔編號F24H9/18GK201340078SQ20082015713
公開日2009年11月4日 申請日期2008年12月16日 優(yōu)先權日2008年12月16日
發(fā)明者靜 呂, 呂逸凡, 楊大章, 王宇恒 申請人:上海理工大學