專利名稱：一種直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱水機(jī)組，尤其是一種直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機(jī)組，屬于熱水器具技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
據(jù)申請(qǐng)人了解，熱泵熱水機(jī)組一般有兩種工作模式，直熱模式和循環(huán)模式。直熱模式下的熱水機(jī)組將自來水加熱后送到保溫水箱，適用于大溫差工況，水流量較小。循環(huán)模式下的熱水機(jī)組將來自保溫水箱的低于設(shè)定溫度的水加熱后送回水箱，適用于小溫差工況，水流量較大。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工作條件，循環(huán)模式的水流量通常為直熱模式的4-8倍?，F(xiàn)有直熱 式熱泵熱水機(jī)組大都采用一個(gè)冷凝器進(jìn)行熱換熱，無法兼顧水流量變化大時(shí)的直熱模式和循環(huán)模式下系統(tǒng)能效比和水路壓降，因此安裝時(shí)需要選取揚(yáng)程和輸入功率較大的循環(huán)泵來滿足循環(huán)模式下水流量需求，結(jié)果降低了系統(tǒng)綜合能效比。專利號(hào)為201120174073. 4、名稱為《一種直熱式熱泵熱水機(jī)組》的中國專利提出了一種基本解決方案采用兩個(gè)冷凝器。通過對(duì)位于直熱進(jìn)口(冷水進(jìn)口)和熱水出口旁通管路上閥門的控制，實(shí)現(xiàn)直熱模式下的冷凝器水路串聯(lián)；以及循環(huán)模式下的冷凝器水路并聯(lián)。因此冷凝器的設(shè)計(jì)可兼顧直熱模式和循環(huán)模式水流量相差較大的情形，降低循環(huán)模式水路壓降，可選取功率較小的循環(huán)泵，從而提高了系統(tǒng)綜合能效比。實(shí)際上，不難想到，與上述專利等效的替代方案是如附圖
4所示，采用一個(gè)冷凝器，但冷凝器水路中間引出接頭接循環(huán)進(jìn)口管路(溫水管路)，這樣顯然可以獲得相同的作用效果；如附圖5所示，將制冷劑側(cè)兩個(gè)冷凝器改為并聯(lián)連接，也能達(dá)到同樣的效果。實(shí)踐證明，上述基本技術(shù)方案及其等同方案存在以下技術(shù)問題I)在滿足直熱模式下水和制冷劑回路逆流換熱時(shí)，循環(huán)模式下有一個(gè)冷凝器或一部分冷凝器的水和制冷劑為順流換熱，換熱效率較低。即直熱模式下，水和制冷劑逆流換熱；而循環(huán)模式下，下部冷凝器的水和制冷劑順流換熱，因此換熱效率較低。2)由于在直熱和循環(huán)模式下，部分冷凝器內(nèi)部存在水流方向相反的情況，因此在熱泵熱水機(jī)組進(jìn)行直熱和循環(huán)模式切換時(shí)，增壓泵、循環(huán)泵、熱泵熱水機(jī)組需要停止工作，以避免水流對(duì)沖引起管路噪聲振動(dòng)以及管路部件失效。以201120174073. 4的技術(shù)方案為例，直熱模式下，下冷凝器內(nèi)部的水流方向朝上，而循環(huán)模式下，下冷凝器內(nèi)部的水流方向朝下，因此每次進(jìn)行直熱和循環(huán)模式切換時(shí)，增壓泵、循環(huán)泵、熱泵熱水機(jī)組需要停止工作，結(jié)果降低了熱水系統(tǒng)可靠性。。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一種模式切換無需停機(jī)且保持高效的直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機(jī)組。為了達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型的直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機(jī)組包括具有第一進(jìn)水接口和第一出水接口的第一冷凝器、具有第二進(jìn)水接口和第二出水接口的第二冷凝器，以及與第二進(jìn)水接口連通的直熱進(jìn)口、與第一進(jìn)水接口連通的循環(huán)進(jìn)口、與第一出水接口連通的熱水出口 ；其特征在于所述第二出水接口至所述第一進(jìn)水接口單向連通，所述循環(huán)進(jìn)口至所述第二進(jìn)水接口單向連通；所述第二出水接口與所述熱水出口之間的連通管路設(shè)有控制閥。在直熱模式下，控制閥關(guān)閉，冷水從直熱進(jìn)口進(jìn)入，經(jīng)第二和第一冷凝器后，從熱水出口流出。在此過程中，制冷劑在冷凝器中的流向與水流方向相反，因此實(shí)現(xiàn)了逆流換熱。 在循環(huán)模式下，控制閥開啟，溫水從循環(huán)進(jìn)口一路經(jīng)第一進(jìn)水接口流進(jìn)第一冷凝器，直接經(jīng)過第一冷凝器從熱水出口輸出，另一路通過循環(huán)進(jìn)口至第二冷凝器的第二進(jìn)水接口進(jìn)入第二冷凝器，流經(jīng)第二冷凝器后，通過控制閥，從熱水出口流出。在此過程中，制冷劑和水流依然為逆流換熱?！び纱丝梢?，與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本實(shí)用新型后，無論直熱還是循環(huán)模式，都為逆流換熱，因此始終保持較高的換熱效率，同時(shí)由于模式切換不改變水流流向，因此無需停機(jī)，可以連續(xù)運(yùn)行。本實(shí)用新型的實(shí)施方式中，所述循環(huán)進(jìn)口設(shè)有防止回流的單向閥。本實(shí)用新型的實(shí)施方式中，所述第一冷凝器和第二冷凝器的制冷劑管路并聯(lián)。本實(shí)用新型的實(shí)施方式中，所述第一冷凝器和第二冷凝器均采用內(nèi)部為水流通道、外部為制冷劑通道的盤管換熱結(jié)構(gòu)，所述第一冷凝器的盤管與所述第二冷凝器的盤管置于同一殼體內(nèi)。本方法的實(shí)施例中，所述第一冷凝器和第二冷凝器的制冷劑流向均自上而下，所述第一冷凝器和第二冷凝器的水流流向均自下而上。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為現(xiàn)有技術(shù)替代方案一的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為現(xiàn)有技術(shù)替代方案二的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一本實(shí)施例的直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機(jī)組如圖I所示，包括具有第一進(jìn)水接口 IS和第一出水接口 IF的第一冷凝器I、具有第二進(jìn)水接口 2S和第二出水接口 2F的第二冷凝器2，以及與第二進(jìn)水接口 2S連通的自來水直熱進(jìn)口 3、與第一進(jìn)水接口 IS連通的儲(chǔ)水水箱循環(huán)進(jìn)口 4、與第一出水接口 IF連通的熱水出口 5。其中，第二出水接口 2F至第一進(jìn)水接口 IS通過第一單向閥b單向連通,循環(huán)進(jìn)口 4至第二進(jìn)水接口 2S通過第三單向閥a單向連通，第二出水接口 2F與熱水出口 5之間的連通管路設(shè)有控制閥6。循環(huán)進(jìn)口設(shè)置的第二單向閥c可以防止回流。工作時(shí)，第一冷凝器I和第二冷凝器2的制冷劑流向自上而下由端口 IN至端口 OUT ，第一冷凝器I和第二冷凝器2的水流流向分別由IS至1F、2S至2F，均自下而上，因此始終是逆流換熱。直熱進(jìn)口處設(shè)置了開關(guān)閥7。直熱模式下，控制閥6關(guān)閉，來自自來水源的冷水從直熱進(jìn)口 3進(jìn)入，經(jīng)第二冷凝器后，由2F至1S，再經(jīng)第一冷凝器，從熱水出口 5流出。在此過程中，制冷劑和水流在冷凝器中的流向分別由上而下和由下而上，形成典型的逆流換熱。在循環(huán)模式下，控制閥6開啟，來自熱水器儲(chǔ)水水箱中的溫水從循環(huán)進(jìn)口 4由第一進(jìn)水接口 IS流進(jìn)第一冷凝 器1，直接經(jīng)過第一冷凝器I從熱水出口 5輸出，同時(shí)，其另一路由循環(huán)進(jìn)口 4通過第三單向閥a經(jīng)第二冷凝器2的第二進(jìn)水接口 2S進(jìn)入第二冷凝器2，流經(jīng)第二冷凝器后，由第二出水接口 F2流出，再通過開啟的控制閥6后，從熱水出口 5流出。在此過程中，制冷劑和水流依然為由上而下和由下而上的逆流換熱。在上述兩種模式下，經(jīng)兩個(gè)冷凝器的制冷劑流向和水流流向都沒有發(fā)生改變，因此在直熱和循環(huán)模式切換過程中不需要停機(jī)。實(shí)施例二本實(shí)施例的直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機(jī)組如圖2所示，基本的管路結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一相同，不同的是，第一冷凝器I和第二冷凝器2的制冷劑管路不是串聯(lián)，而是并聯(lián)。實(shí)施例三本實(shí)施例的直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機(jī)組如圖3所示，基本的管路結(jié)構(gòu)也與實(shí)施例一相同，不同的是，第一冷凝器I和第二冷凝器2均采用內(nèi)部為水流通道、外部為制冷劑通道的盤管換熱結(jié)構(gòu)，第一冷凝器I的盤管與第二冷凝器的盤管2置于同一殼體內(nèi)。實(shí)驗(yàn)證明，上述實(shí)施例的直熱式熱泵熱水機(jī)組與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著優(yōu)
占-
^ \\\ I、在直熱和循環(huán)模式下，冷凝器均為高效的逆流換熱，因此能效比提高明顯。2、實(shí)現(xiàn)了不停機(jī)狀態(tài)下的直熱和循環(huán)模式切換，提高了單位時(shí)間的熱水產(chǎn)率，減少了熱泵熱水機(jī)組、水路零部件、增壓泵及循環(huán)泵的啟停次數(shù)，有效提高了熱水系統(tǒng)的可靠性。除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機(jī)組，包括具有第一進(jìn)水接口和第一出水接口的第一冷凝器、具有第二進(jìn)水接口和第二出水接口的第二冷凝器，以及與第二進(jìn)水接口連通的直熱進(jìn)口、與第一進(jìn)水接口連通的循環(huán)進(jìn)口、與第一出水接口連通的熱水出口 ；其特征在于所述第二出水接口至所述第一進(jìn)水接口單向連通，所述循環(huán)進(jìn)口至所述第二進(jìn)水接口單向連通；所述第二出水接口與所述熱水出口之間的連通管路設(shè)有控制閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機(jī)組，其特征在于所述循環(huán)進(jìn)口設(shè)有防止回流的單向閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機(jī)組，其特征在于所述第一冷凝器和第二冷凝器的制冷劑管路并聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機(jī)組，其特征在于所述第一冷凝器和第二冷凝器均采用內(nèi)部為水流通道、外部為制冷劑通道的盤管換熱結(jié)構(gòu)，所述第一冷凝器的盤管與所述第二冷凝器的盤管置于同一殼體內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機(jī)組，其特征在于所述第一冷凝器和第二冷凝器的制冷劑流向均自上而下，所述第一冷凝器和第二冷凝器的水流流向均自下而上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機(jī)組，屬于熱水器具技術(shù)領(lǐng)域。該機(jī)組包括具有第一進(jìn)水接口和第一出水接口的第一冷凝器、具有第二進(jìn)水接口和第二出水接口的第二冷凝器，以及與第二進(jìn)水接口連通的直熱進(jìn)口、與第一進(jìn)水接口連通的循環(huán)進(jìn)口、與第一出水接口連通的熱水出口；所述第二出水接口至所述第一進(jìn)水接口單向連通，所述循環(huán)進(jìn)口至所述第二進(jìn)水接口單向連通；所述第二出水接口與所述熱水出口之間設(shè)有控制閥。與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本實(shí)用新型后，無論直熱還是循環(huán)模式，都為逆流換熱，因此始終保持較高的換熱效率，同時(shí)由于模式切換不改變水流流向，因此無需停機(jī)，可以連續(xù)運(yùn)行。
文檔編號(hào)F24H4/02GK202792522SQ201220419278
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月22日
發(fā)明者顏松, 張俊杰, 吳亞衛(wèi) 申請(qǐng)人:艾歐史密斯(中國)熱水器有限公司