專利名稱：二氧化碳壓縮機(jī)熱泵熱水系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱泵熱水系統(tǒng)，尤其是一種高效節(jié)能環(huán)保的二氧化碳壓縮機(jī)熱泵熱水系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
熱泵熱水系統(tǒng)通過輸入少量電能即可獲得較高的熱能，可應(yīng)用在家庭、賓館、桑拿、沐足、部隊(duì)、學(xué)校等需要生活用熱水或地暖的場所，也可以用于工礦企業(yè)等生產(chǎn)工藝需要用到高溫?zé)崴?、高溫烤房的用熱能領(lǐng)域。目前市面上常見的熱泵熱水設(shè)備，通常采用氟利昂或類似的物質(zhì)作為工質(zhì)，而由于這一類工質(zhì)的特殊性，當(dāng)冬季或環(huán)境溫度比較低的時(shí)候， 對水的加熱溫度不足，出現(xiàn)不能產(chǎn)生熱水或熱水產(chǎn)出不穩(wěn)定的情況，不能滿足工礦企業(yè)的工藝用高溫?zé)崴⒏邷乜痉康扔脽嵋?；而且，限于目前的工質(zhì)，現(xiàn)有的熱泵設(shè)備產(chǎn)品，大多用在長江以南的南方，冬季溫度較高的地區(qū)，而北方地區(qū)則由于冬季溫度過低，熱泵的水溫大多達(dá)不到要求，因此不能夠使用熱泵，僅能使用各種傳統(tǒng)高耗能的設(shè)備，對節(jié)能環(huán)保均不甚有利。由于二氧化碳的特性，可作為一種較為理想的制冷工質(zhì)，其無毒，不易燃，對環(huán)境的副作用小且價(jià)格低廉，然而，采用二氧化碳通常效率較低，應(yīng)用于熱泵領(lǐng)域的技術(shù)難點(diǎn)較多，效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及氟利昂工質(zhì)的設(shè)備，因此目前在行業(yè)內(nèi)，二氧化碳技術(shù)一直是研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容針對上述問題，本實(shí)用新型提供了一種利用二氧化碳作為工質(zhì)，通過特定的壓縮機(jī)，輸入少量能量，即可輸出高于輸入能量的熱泵熱水系統(tǒng)，以保證在低溫環(huán)境下仍能夠穩(wěn)定正常地產(chǎn)生高于70°C的高溫?zé)崴?，從而解決溫度過低環(huán)境下不能使用熱泵熱水系統(tǒng)的問題。本實(shí)用新型為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種二氧化碳壓縮機(jī)熱泵熱水系統(tǒng)，包括二氧化碳壓縮系統(tǒng)；一次性加熱換熱系統(tǒng)，與二氧化碳壓縮系統(tǒng)的輸出端連接，并連接有入水管道以實(shí)現(xiàn)水與二氧化碳的熱交換；通過一次性加熱換熱系統(tǒng)連接入水管道，以收集加熱后的熱水的蓄水系統(tǒng)，該蓄水系統(tǒng)具有連接出水管道的供熱水口 ；以及連接一次性加熱換熱系統(tǒng)，以對熱交換后的二氧化碳進(jìn)行蒸發(fā)的熱交換系統(tǒng)，該熱交換系統(tǒng)與二氧化碳壓縮系統(tǒng)的輸入端連接。作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，上述蓄水系統(tǒng)包括至少二個(gè)保溫蓄水箱，其中第一個(gè)保溫補(bǔ)水箱設(shè)有補(bǔ)水進(jìn)口與入水管道連接，供熱水口設(shè)置于最后一個(gè)保溫補(bǔ)水箱，保溫蓄水箱依次連接在一起，與入水管道及出水管道形成串聯(lián)關(guān)系；上述保溫蓄水箱內(nèi)設(shè)置有供二氧化碳流通的浸泡式冷凝器，該浸泡式冷凝器串連于一次性加熱換熱系統(tǒng)及熱交換系統(tǒng)之間。第一個(gè)保溫蓄水箱的浸泡式冷凝器至最后一個(gè)保溫蓄水箱的浸泡式冷凝器依次串聯(lián)于一次性加熱換熱系統(tǒng)及熱交換系統(tǒng)之間。作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，上述熱交換系統(tǒng)包括余熱回收器、化霜換熱器及蒸發(fā)器，所述余熱回收器與浸泡式冷凝器連接；所述蒸發(fā)器連接余熱回收器及二氧化碳壓縮系統(tǒng)，以對經(jīng)過余熱回收器后的二氧化碳進(jìn)行蒸發(fā)，并將蒸發(fā)氣化后的二氧化碳輸入二氧化碳壓縮系統(tǒng)；所述保溫蓄水箱內(nèi)設(shè)置有容納防凍液的化霜換熱裝置，所述化霜換熱器設(shè)置于余熱回收器及蒸發(fā)器之間，并通過化霜循環(huán)供液管及化霜循環(huán)回液管與化霜換熱裝置相連形成防凍液循環(huán)回路。上述蒸發(fā)器旁設(shè)有排風(fēng)風(fēng)扇。上述化霜換熱器與化霜換熱裝置相連接的管道上設(shè)有膨脹罐。作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，上述一次性加熱換熱系統(tǒng)包括一即熱補(bǔ)水換熱器， 該即熱補(bǔ)水換熱器包括同軸且相互套設(shè)在一起的大、中、小管道，其中大、中管道之間形成第一水流通道，中、小管道之間形成二氧化碳工質(zhì)通道，小管道內(nèi)形成第二水流通道，第一、 第二水流通道的輸入端連接入水管道，輸出端連接蓄水系統(tǒng)，二氧化碳工質(zhì)通道的輸入端連接二氧化碳壓縮系統(tǒng)，輸出端連接至浸泡式冷凝器。上述中、小管道為螺紋管，且螺紋的螺旋方向相反；所述大管道為螺紋管或光管。上述供熱水口高于最后一個(gè)保溫補(bǔ)水箱內(nèi)的浸泡式冷凝器。上述化霜換熱裝置設(shè)置于最后一個(gè)保溫補(bǔ)水箱內(nèi)，所述化霜循環(huán)供液管位于供熱水口的下方，所述化霜循環(huán)回液管位于保溫補(bǔ)水箱底部。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)高效節(jié)能本實(shí)用新型為采用二氧化碳工質(zhì)的熱泵熱水系統(tǒng)，通過一次性加熱換熱系統(tǒng)可對水進(jìn)行一次性升溫加熱，一次性加熱換熱系統(tǒng)可采用即熱補(bǔ)水換熱器，達(dá)到二氧化碳工質(zhì)與水的充分接觸，熱傳導(dǎo)效率高；經(jīng)一次性加熱換熱系統(tǒng)加熱后并由蓄水系統(tǒng)儲(chǔ)存的水，可采用浸泡式方法，由浸泡式冷凝器與蓄水系統(tǒng)內(nèi)的水進(jìn)行換熱，而對水直接加熱，不需要有循環(huán)泵的能耗，并能夠使熱水達(dá)到所需要的溫度；此外熱交換系統(tǒng)可對熱交換后的二氧化碳進(jìn)行蒸發(fā)，并可回收再利用余熱，達(dá)到熱能的合理應(yīng)用，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)效率，并有利于進(jìn)一步節(jié)省能耗；適應(yīng)環(huán)境溫度廣，產(chǎn)水溫度高采用二氧化碳工質(zhì)超臨界運(yùn)行，能保證穩(wěn)定產(chǎn)生高于70°C的熱水，并可適應(yīng)諸如北方冬季或夜晚的氣候環(huán)境；占地面積小采用本實(shí)用新型的一次性加熱換熱系統(tǒng)及蓄水系統(tǒng)的熱交換技術(shù)， 在提高系統(tǒng)效率，保證生產(chǎn)高溫水的同時(shí)，可減少蓄水系統(tǒng)的容積，有利于減小占地面積， 使得本實(shí)用新型的適應(yīng)環(huán)境能力更為出色；適用范圍廣本實(shí)用新型可穩(wěn)定產(chǎn)生高溫?zé)崴?，適于家庭、賓館、桑拿、沐足、部隊(duì)、 學(xué)校等需要生活、商用熱水或地暖的場所，也可滿足各類工礦企業(yè)高溫生產(chǎn)工藝熱能應(yīng)用的需求。

[0025]
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
進(jìn)行進(jìn)一步的說明圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為即熱補(bǔ)水換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為即熱補(bǔ)水換熱器的管道截面示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型所提供的一種二氧化碳壓縮機(jī)熱泵熱水系統(tǒng)，采用二氧化碳作為工質(zhì)，其主要有二氧化碳壓縮系統(tǒng)1、一次性加熱換熱系統(tǒng)2、蓄水系統(tǒng)3及熱交換系統(tǒng)4組成。二氧化碳壓縮系統(tǒng)1包括二氧化碳壓縮機(jī)11，用于壓縮二氧化碳工質(zhì)，在其輸出管道上設(shè)置有高壓開關(guān)12，在其輸入管道上設(shè)置有低壓開關(guān)13，對系統(tǒng)起到保護(hù)作用，當(dāng)系統(tǒng)壓力高于高壓開關(guān)12所設(shè)定的最高值或低于低壓開關(guān)13所設(shè)定的最低值，則停機(jī)保護(hù)；此外在二氧化碳壓縮機(jī)11輸出管道及輸入管道之間通過一循環(huán)管道連通，并設(shè)置油氣分離器14，再通過油氣分離器14連接至一次性加熱換熱系統(tǒng)2以輸出二氧化碳工質(zhì)，配合管道上設(shè)置的電磁閥15，可分離二氧化碳工質(zhì)中多余的油，再送回二氧化碳壓縮機(jī)11中。 一次性加熱換熱系統(tǒng)2，與二氧化碳壓縮系統(tǒng)1連接，通過油氣分離器14輸入二氧化碳工質(zhì)，并連接有入水管道51以輸入冷水，由二氧化碳工質(zhì)與輸入的冷水進(jìn)行熱交換， 從而將冷水加熱，再進(jìn)行輸出。入水管道51用于接水源，為系統(tǒng)輸入冷水，在入水管道51上依次設(shè)置有截止閥 511、過濾器512、補(bǔ)水電磁閥513、流量調(diào)節(jié)閥514及水流開關(guān)515，以保證供水要求。在本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施方式中，一次性加熱換熱系統(tǒng)2包括一即熱補(bǔ)水換熱器 21，如圖2所示，該即熱補(bǔ)水換熱器21包括同軸且相互套設(shè)在一起的大管道211、中管道 212及小管道213，其中大管道211及中管道212之間形成第一水流通道214，中管道212及小管道213之間形成二氧化碳工質(zhì)通道215，小管道213內(nèi)則形成第二水流通道216，第一水流通道214及第二水流通道216均用于供水流通，其輸出端連接入水管道51，輸出端連接蓄水系統(tǒng)3，二氧化碳工質(zhì)通道215輸出端連接二氧化碳壓縮系統(tǒng)1，輸出端連接至浸泡式冷凝器6。采用此結(jié)構(gòu)，能保證二氧化碳工質(zhì)與冷水的全面接觸，提高熱交換的效率，整體采用較短的管道，就能夠達(dá)到需要的熱交換效果，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為合理，達(dá)到二氧化碳工質(zhì)熱量的充分利用，并有利于減小體積及占地面積；此外，第一水流通道214及第二水流通道216與二氧化碳工質(zhì)通道215的流向相反，即在即熱補(bǔ)水換熱器21中，第一水流通道 214及第二水流通道216的輸入端位于二氧化碳工質(zhì)通道215的輸出端處，而第一水流通道214及第二水流通道216的輸出端則與二氧化碳工質(zhì)通道215的輸入端同側(cè)，使得水與二氧化碳工質(zhì)在即熱補(bǔ)水換熱器21中的流向相反，這樣能夠達(dá)到出色的換熱效果。另外如圖3所示，作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，中管道212與小管道213為螺紋管，且兩者的螺旋方向相反，大管道211為光管或是與螺旋方向中管道212相反的螺紋管， 采用上述結(jié)構(gòu)，在水流從第一水流通道214、第二水流通道216流過時(shí)，螺紋結(jié)構(gòu)使得水流產(chǎn)生紊流或沿一個(gè)方向產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)渦流，而二氧化碳工質(zhì)通道215內(nèi)流過的二氧化碳工質(zhì)， 則產(chǎn)生紊流或相反方向的旋轉(zhuǎn)渦流，兩者配合，加快了二氧化碳工質(zhì)與水的熱交換速度，確保了換熱徹底，有利于提高熱交換效率。[0035]本實(shí)用新型中，蓄水系統(tǒng)3設(shè)置有補(bǔ)水進(jìn)口 301，通過補(bǔ)水管道53連接一次性加熱換熱系統(tǒng)，用于收集經(jīng)過一次性加熱換熱系統(tǒng)2加熱后的熱水，同時(shí)設(shè)置有供熱水口 302， 連接出水管道52，通過管道上的供熱水泵521，以輸出合適的熱水。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，蓄水系統(tǒng)3包括至少二個(gè)保溫蓄水箱31，補(bǔ)水進(jìn)口 301設(shè)置于第一個(gè)保溫蓄水箱31 上，一般位于下部位置，供熱水口 302則設(shè)置于最后一個(gè)保溫蓄水箱31，保溫蓄水箱31之間均通過熱水溢流管32依次連接在一起，與入水管道51及出水管道52形成串聯(lián)關(guān)系，這樣經(jīng)一次性加熱換熱系統(tǒng)2加熱的熱水，通過補(bǔ)水管道53首先進(jìn)入蓄水系統(tǒng)3的第一個(gè)保溫蓄水箱31內(nèi)，再通過熱水溢流管32流到后面的保溫蓄水箱31，最終流入最后一個(gè)保溫蓄水箱31 ；相配合于串聯(lián)的保溫蓄水箱31，在每一個(gè)保溫蓄水箱31內(nèi)設(shè)置有浸泡式冷凝器6，該浸泡式冷凝器6用于供二氧化碳工質(zhì)通過，其串聯(lián)于一次性加熱換熱系統(tǒng)2與熱交換系統(tǒng)4之間，通過一次性加熱換熱系統(tǒng)2換熱后的二氧化碳工質(zhì)，將首先流入浸泡式冷凝器6，由位于保溫蓄水箱31內(nèi)的浸泡式冷凝器6對二氧化碳工質(zhì)的余熱進(jìn)行再利用，由于浸泡式冷凝器6 —般設(shè)置于保溫蓄水箱31底部，保溫蓄水箱31內(nèi)較冷的水也會(huì)沉積在底部，因此通過浸泡式冷凝器6可以有效利用二氧化碳工質(zhì)的余熱來對水進(jìn)行再次加熱及保溫，有效利用了熱能，提高了工作效率，相應(yīng)的與溢流管32的連接口位于保溫蓄水箱31的較高位置，較熱的水則依次流向下一個(gè)保溫蓄水箱31，保證后面的保溫蓄水箱31內(nèi)的水始終較熱。此外浸泡式冷凝器6設(shè)置在底部，保證了在保溫蓄水箱31有水時(shí)，能夠隨時(shí)接觸水；為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定供水，在最后一個(gè)保溫蓄水水箱31內(nèi)，可設(shè)置水位高度測試裝置，如落差式補(bǔ)水水位儀303，以配合入水管道51的補(bǔ)水電磁閥513，在保溫蓄水水箱31的水位過低時(shí)進(jìn)行補(bǔ)水。為了使得加熱效果更好，作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，第一個(gè)保溫蓄水箱31的浸泡式冷凝器6至最后一個(gè)保溫蓄水箱31的浸泡式冷凝器6依次串聯(lián)于一次性加熱換熱系統(tǒng)2及熱交換系統(tǒng)4之間，即經(jīng)過一次性加熱換熱系統(tǒng)2的二氧化碳工質(zhì)，首先進(jìn)入最后一個(gè)保溫蓄水箱31的浸泡式冷凝器6，保證了溫度最高狀態(tài)下的二氧化碳工質(zhì)，直接傳熱給最后一個(gè)保溫蓄水箱31內(nèi)的水，使得此保溫蓄水箱31的水，始終保持在最熱狀態(tài)，在二氧化碳工質(zhì)經(jīng)過該最后一個(gè)保溫蓄水箱31的浸泡式冷凝器6后，再依次向前，在最終進(jìn)入第一個(gè)保溫蓄水箱31的浸泡式冷凝器6時(shí)，二氧化碳工質(zhì)的熱量已基本得到了充分利用，最后再將二氧化碳工質(zhì)傳輸?shù)綗峤粨Q系統(tǒng)4。本實(shí)用新型所設(shè)有的熱交換系統(tǒng)4，通過浸泡式冷凝器6連接到一次性加熱換熱系統(tǒng)，對熱交換后的二氧化碳工質(zhì)進(jìn)行蒸發(fā)吸熱，該熱交換系統(tǒng)4與二氧化碳壓縮系統(tǒng)1的輸入端連接，將蒸發(fā)吸熱后的二氧化碳工質(zhì)傳輸給二氧化碳壓縮系統(tǒng)1進(jìn)行壓縮再利用。 作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，熱交換系統(tǒng)4包括余熱回收器41、化霜換熱器42及蒸發(fā)器43。其中余熱回收器41通過二氧化碳工質(zhì)管道與與第一個(gè)保溫蓄水箱31的浸泡式冷凝器6連接，經(jīng)過再次利用的二氧化碳工質(zhì)將傳輸?shù)接酂峄厥掌?1 ；蒸發(fā)器43通過管道連接余熱回收器41，且管道上設(shè)置節(jié)流裝置控制流量，經(jīng)余熱回收器41的二氧化碳工質(zhì)傳輸?shù)秸舭l(fā)器43進(jìn)行蒸發(fā)氣化，并最終傳輸給二氧化碳壓縮系統(tǒng)1 ；化霜換熱器42位于余熱回收器及蒸發(fā)器43之間，用于化霜防止熱交換系統(tǒng)4冰凍，本實(shí)用新型為此獨(dú)立設(shè)置一條防凍液循環(huán)回路配合化霜換熱器42，其中在保溫蓄水箱31內(nèi)設(shè)置化霜換熱裝置421，供防凍液通過，化霜換熱器42通過通過化霜循環(huán)供液管422及化霜循環(huán)回液管423與化霜換熱裝置421相連，并在化霜循環(huán)供液管422或化霜循環(huán)回液管423上設(shè)置化霜循環(huán)泵424、流水開關(guān)425、過濾器似6等部件，化霜換熱裝置421吸收保溫蓄水箱31內(nèi)熱水的熱量，經(jīng)由化霜循環(huán)供液管422傳輸給化霜換熱器42，由于化霜換熱器42貼于蒸發(fā)器43，因此經(jīng)蒸發(fā)器43 內(nèi)的二氧化碳工質(zhì)蒸發(fā)所吸收的熱量可以由化霜換熱器42內(nèi)的防凍液獲得，并且保證了不結(jié)霜，經(jīng)過化霜換熱器42的防凍液，再由化霜循環(huán)回液管423傳輸回化霜換熱裝置421， 吸收熱水的熱量，進(jìn)而形成了循環(huán)回路；此外在霜循環(huán)供液管422或化霜循環(huán)回液管423上可設(shè)置膨脹罐46，可防止防凍液熱脹損壞設(shè)備，并可作為加注防凍液的注液口使用。作為優(yōu)選實(shí)施方式，熱交換系統(tǒng)4還包括吹風(fēng)方向由余熱回收器41朝蒸發(fā)器43的排風(fēng)扇44，可用于吹干蒸發(fā)器43上的水分防止冰凍，并有利于蒸發(fā)器43吸收余熱回收器41及化霜換熱器 42的熱量。在最后一個(gè)保溫蓄水箱31內(nèi)，化霜換熱裝置421可設(shè)置在底部，如同浸泡式冷凝器6 —樣，采用靜態(tài)的浸泡式進(jìn)行熱交換，而為了不影響最后一個(gè)保溫蓄水箱31對熱水的供應(yīng)，浸泡式冷凝器6與化霜換熱裝置421可交替排布在保溫蓄水箱31內(nèi)，并且，最后一個(gè)保溫蓄水箱31的供熱水口 302高度可高于浸泡式冷凝器6，同時(shí)將保溫蓄水箱31與化霜循環(huán)供液管422的連接口設(shè)置于供熱水口 302的下方，與化霜循環(huán)回液管423的連接口設(shè)置于保溫蓄水箱31的底部，防凍液對保溫蓄水箱31內(nèi)熱量的吸收，不會(huì)影響對熱水的正常穩(wěn)定供應(yīng)。根據(jù)上述實(shí)施例，本實(shí)用新型在工作過程中，補(bǔ)水與供水方式為當(dāng)落差式補(bǔ)水水位儀303的水位Sl及S2斷開時(shí)，補(bǔ)水電磁閥513打開，入水管道51開始補(bǔ)冷水，冷水經(jīng)過流量調(diào)節(jié)閥514進(jìn)入一次性加熱換熱系統(tǒng)2的即熱補(bǔ)水換熱器5，冷水通過一次性加熱后， 進(jìn)入蓄水系統(tǒng)3的保溫蓄水箱31，其中水的加熱溫度可進(jìn)行設(shè)置，并在設(shè)置溫度后調(diào)節(jié)冷水流量，使之恒溫輸出；進(jìn)入保溫蓄水箱31的熱水經(jīng)浸泡式冷凝器6再次加溫，并通過熱水溢流管32流向后一個(gè)保溫蓄水箱31，并最終進(jìn)入最后一個(gè)保溫蓄水水箱31，最后一個(gè)保溫蓄水水箱31內(nèi)的熱水經(jīng)過浸泡式冷凝器6再次加熱，通過供熱水泵521提供動(dòng)力而由出水管道52上輸出熱水，供應(yīng)給用水終端；而當(dāng)落差式補(bǔ)水水位儀303的水位Sl及S2同時(shí)接通時(shí)則停止補(bǔ)水，如此可保證恒定的熱水供應(yīng)。作為較佳的實(shí)施例，可在連接蓄水系統(tǒng)3的補(bǔ)水管道53上設(shè)置補(bǔ)水溫度傳感器531，根據(jù)采集道熱水溫度參數(shù)，以調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥514 的開度，進(jìn)而控制流量。二氧化碳壓縮系統(tǒng)1的加熱方式通過水流開關(guān)515控制當(dāng)落差式補(bǔ)水水位儀 303的水位Sl及S2斷開時(shí)，補(bǔ)水電磁閥513打開開始補(bǔ)冷水，此時(shí)水流開關(guān)515打開，二氧化碳壓縮系統(tǒng)啟動(dòng)，高溫二氧化碳工質(zhì)通過二氧化碳壓縮機(jī)11輸出，排氣后經(jīng)過即熱補(bǔ)水換熱器21把冷水直接一次性升溫至所需溫度；當(dāng)落差式補(bǔ)水水位儀303的水位Sl及S3接通時(shí)，補(bǔ)水電磁閥513關(guān)閉，停止補(bǔ)水，此時(shí)水流開關(guān)515將斷開，二氧化碳壓縮系統(tǒng)1即停止運(yùn)行。當(dāng)蓄水系統(tǒng)3內(nèi)的水溫達(dá)到二氧化碳壓縮系統(tǒng)1的啟動(dòng)條件時(shí)，機(jī)組啟動(dòng)，開始加熱，高溫二氧化碳工質(zhì)通過浸泡式冷凝器6先在最后一個(gè)保溫蓄水箱31內(nèi)換熱后，再依次流向前一個(gè)保溫蓄水箱31的浸泡式冷凝器6進(jìn)行換熱，這樣的流向可以保證二氧化碳工質(zhì)被充分換熱，而二氧化碳工質(zhì)充分換熱后的余熱，再經(jīng)過熱交換系統(tǒng)4的余熱回收器41換熱后經(jīng)節(jié)流裝置45進(jìn)入蒸發(fā)器43，再回到二氧化碳壓縮系統(tǒng)，如此反復(fù)循環(huán)，水加熱升溫至設(shè)置溫度后機(jī)組關(guān)閉，停止加熱。作為較優(yōu)實(shí)施例，可由保溫補(bǔ)水水箱31設(shè)置溫度傳感器311，檢測水溫來決定二氧化碳壓縮系統(tǒng)的啟停。[0040] 熱交換系統(tǒng)4的化霜方式可在蒸發(fā)器43處設(shè)置化霜溫度傳感器431，當(dāng)化霜溫度傳感器431采集到的參數(shù)達(dá)到需化霜的條件，則相關(guān)機(jī)組停止運(yùn)行，排風(fēng)扇44則不停，啟動(dòng)化霜循環(huán)泵46，則熱交換系統(tǒng)4開始循環(huán)運(yùn)行，防凍液在蓄水系統(tǒng)3內(nèi)吸收熱量，在化霜換熱器42內(nèi)傳遞熱量給蒸發(fā)器43，直到達(dá)到退出化霜條件時(shí)，化霜循環(huán)泵4M停止運(yùn)行，而排風(fēng)扇44可不停繼續(xù)運(yùn)行幾分鐘，吹干蒸發(fā)器43上的水份。熱交換系統(tǒng)4的化霜管路為封閉式系統(tǒng)，其內(nèi)部灌注防凍液防止環(huán)境溫度低及蒸發(fā)溫度低時(shí)管路冰脹；膨脹罐46則可為加注防凍液口，并防止防凍液加熱時(shí)膨脹損壞管道。
權(quán)利要求1.一種二氧化碳壓縮機(jī)熱泵熱水系統(tǒng)，其特征在于包括二氧化碳壓縮系統(tǒng)；一次性加熱換熱系統(tǒng)，與二氧化碳壓縮系統(tǒng)的輸出端連接，并連接有入水管道，通過二氧化碳工質(zhì)與水的熱交換，對水進(jìn)行加熱；蓄水系統(tǒng)，連接一次性加熱換熱系統(tǒng)，以收集經(jīng)一次性加熱換熱系統(tǒng)加熱后的熱水，該蓄水系統(tǒng)還具有連接出水管道的供熱水口；以及連接一次性加熱換熱系統(tǒng)，以對熱交換后的二氧化碳工質(zhì)進(jìn)行蒸發(fā)吸熱的熱交換系統(tǒng)，該熱交換系統(tǒng)與二氧化碳壓縮系統(tǒng)的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化碳壓縮機(jī)熱泵熱水系統(tǒng)，其特征在于所述蓄水系統(tǒng)包括至少二個(gè)保溫蓄水箱，其中第一個(gè)保溫補(bǔ)水箱設(shè)有補(bǔ)水進(jìn)口與入水管道連接，所述供熱水口設(shè)置于最后一個(gè)保溫補(bǔ)水箱，所述至少二個(gè)保溫蓄水箱通過熱水溢流管依次連接在一起，與入水管道及出水管道形成串聯(lián)關(guān)系；每一個(gè)保溫蓄水箱內(nèi)設(shè)置有供二氧化碳流通的浸泡式冷凝器，該浸泡式冷凝器串聯(lián)于一次性加熱換熱系統(tǒng)及熱交換系統(tǒng)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種二氧化碳壓縮機(jī)熱泵熱水系統(tǒng)，其特征在于第一個(gè)保溫蓄水箱的浸泡式冷凝器至最后一個(gè)保溫蓄水箱的浸泡式冷凝器依次串聯(lián)于一次性加熱換熱系統(tǒng)及熱交換系統(tǒng)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種二氧化碳壓縮機(jī)熱泵熱水系統(tǒng)，其特征在于所述熱交換系統(tǒng)包括余熱回收器、化霜換熱器及蒸發(fā)器，所述余熱回收器與浸泡式冷凝器連接； 所述蒸發(fā)器連接余熱回收器及二氧化碳壓縮系統(tǒng)，以對經(jīng)余熱回收器后的二氧化碳工質(zhì)進(jìn)行蒸發(fā)氣化，并將蒸發(fā)氣化后的二氧化碳工質(zhì)輸入二氧化碳壓縮系統(tǒng)；所述保溫蓄水箱內(nèi)設(shè)置有容納防凍液的化霜換熱裝置，所述化霜換熱器設(shè)置于余熱回收器及蒸發(fā)器之間，并通過化霜循環(huán)供液管及化霜循環(huán)回液管與化霜換熱裝置相連形成防凍液循環(huán)回路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種二氧化碳壓縮機(jī)熱泵熱水系統(tǒng)，其特征在于所述熱交換系統(tǒng)還包括吹風(fēng)方向由余熱回收器朝蒸發(fā)器的排風(fēng)扇。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種二氧化碳壓縮機(jī)熱泵熱水系統(tǒng)，其特征在于所述化霜循環(huán)供液管或化霜循環(huán)回液管上設(shè)置有膨脹罐。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種二氧化碳壓縮機(jī)熱泵熱水系統(tǒng)，其特征在于所述一次性加熱換熱系統(tǒng)包括一即熱補(bǔ)水換熱器，該即熱補(bǔ)水換熱器包括同軸且相互套設(shè)在一起的大、中、小管道，其中大、中管道之間形成第一水流通道，中、小管道之間形成二氧化碳工質(zhì)通道，小管道內(nèi)形成第二水流通道，第一、第二水流通道的輸入端連接入水管道，輸出端連接蓄水系統(tǒng)，二氧化碳工質(zhì)通道的輸入端連接二氧化碳壓縮系統(tǒng)， 輸出端連接至浸泡式冷凝器；第一、第二水流通道的流向與二氧化碳工質(zhì)通道的流向相反。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種二氧化碳壓縮機(jī)熱泵熱水系統(tǒng)，其特征在于所述中、小管道為螺旋方向相反的螺紋管；所述大管道為光管或螺旋方向與中管道相反的螺紋管。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種二氧化碳壓縮機(jī)熱泵熱水系統(tǒng)，其特征在于所述供熱水口的高度位置高于最后一個(gè)保溫補(bǔ)水箱內(nèi)的浸泡式冷凝器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種二氧化碳壓縮機(jī)熱泵熱水系統(tǒng)，其特征在于所述化霜換熱裝置設(shè)置于最后一個(gè)保溫補(bǔ)水箱內(nèi)，所述化霜循環(huán)供液管位于供熱水口的下方，所述化霜循環(huán)回液管位于保溫補(bǔ)水箱底部。
專利摘要一種二氧化碳壓縮機(jī)熱泵熱水系統(tǒng)，包括二氧化碳壓縮系統(tǒng)；一次性加熱換熱系統(tǒng)，與二氧化碳壓縮系統(tǒng)的輸出端連接，并連接有入水管道以實(shí)現(xiàn)水與二氧化碳的熱交換；通過一次性加熱換熱系統(tǒng)連接入水管道，以收集加熱后的熱水的蓄水系統(tǒng)，該蓄水系統(tǒng)具有連接出水管道的供熱水口；以及連接一次性加熱換熱系統(tǒng)，以對熱交換后的二氧化碳進(jìn)行蒸發(fā)的熱交換系統(tǒng)，該熱交換系統(tǒng)與二氧化碳壓縮系統(tǒng)的輸入端連接。本實(shí)用新型可完全采用二氧化碳工質(zhì)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高溫的熱水輸出，具有高效節(jié)能、適應(yīng)環(huán)境溫度廣，產(chǎn)水溫度高、占地面積小及適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F24H4/02GK201992814SQ20112006174
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者劉毅 申請人:中山市麥科爾熱能技術(shù)有限公司