專(zhuān)利名稱(chēng)：兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)，尤指一種適用于冷凍空調(diào)系統(tǒng)的熱泵系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
請(qǐng)參閱圖4、及圖5是現(xiàn)有熱泵的熱循環(huán)系統(tǒng)及冷循環(huán)系統(tǒng)的示意圖。一般室溫調(diào)節(jié)是冬天加熱于空氣中以取暖，夏天使空氣冷卻以取涼。在冬天時(shí)，如圖4所示，現(xiàn)有熱泵的熱循環(huán)系統(tǒng)是通過(guò)由一控制器7控制，使熱泵的熱循環(huán)系統(tǒng)依序組設(shè)有一壓縮機(jī)1、一四通閥6、一凝結(jié)器2(裝置于室內(nèi))、一膨脹閥3、及一蒸發(fā)器4(裝置于室外)，且其彼此的間是由一冷媒管路5相互串連。通過(guò)由高壓高溫的氣態(tài)冷媒通過(guò)凝結(jié)器2后變成高壓低溫的液態(tài)冷媒，凝結(jié)器2可與室內(nèi)冷空氣進(jìn)行熱交換，即放出熱量將室內(nèi)的冷空氣轉(zhuǎn)換成熱空氣，以提供暖氣，當(dāng)然其所交換的熱量也可用以間接加熱于水，即凝結(jié)器2于冬天時(shí)可提供一冷水入口28、及一熱水出口27。
如圖5所示，在夏天時(shí)，通過(guò)由一控制器7控制，使常用熱泵的冷循環(huán)系統(tǒng)依序組設(shè)有一壓縮機(jī)1、一四通閥6、一凝結(jié)器8(裝置于室外)、一膨脹閥3、及一蒸發(fā)器9(裝置于室內(nèi))，且其彼此的間是由一冷媒管路5相互串連。通過(guò)由低壓低溫的液態(tài)冷媒通過(guò)蒸發(fā)器9后變成低壓高溫的氣態(tài)冷媒，蒸發(fā)器9可與室內(nèi)熱空氣進(jìn)行熱交換，即吸收熱量將室內(nèi)的熱空氣轉(zhuǎn)換成冷空氣，通過(guò)以提供冷氣，當(dāng)然其所交換的熱量也可用以間接將水變?yōu)楸?，即蒸發(fā)器9于夏天時(shí)可提供一冷水入口98、及一冰水出口97。
上述的設(shè)計(jì)，冬天只能提供暖氣、或熱水，夏天只能提供冷氣、或冰水，對(duì)于使用者而言，無(wú)法滿(mǎn)足需求，且不能節(jié)省能源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)滿(mǎn)足使用者對(duì)冷熱水的不同需求。
本發(fā)明一種兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)，具有一壓縮機(jī)、一熱回收器、一四通閥、一熱交換器、一第一膨脹閥、以及一蒸發(fā)器。四通閥具有一入口、一第一開(kāi)口、一第二開(kāi)口、及一第三開(kāi)口，且入口是可選擇式連通至第一開(kāi)口，同時(shí)并使第二開(kāi)口連通至第三開(kāi)口，或是入口可選擇式連通至第三開(kāi)口，同時(shí)并使第一開(kāi)口連通至第二開(kāi)口。其中，一第一管路是串連壓縮機(jī)與熱回收器的內(nèi)壁一端，一第二管路是串連熱回收器的內(nèi)壁另一端與四通閥的入口，一第三管路是串連四通閥的第一開(kāi)口與熱交換器，一第四管路是串連熱交換器與第一膨脹閥，一第五管路是串連第一膨脹閥與蒸發(fā)器的內(nèi)壁一端，一第六管路是串連蒸發(fā)器的內(nèi)壁另一端與壓縮機(jī)，一第七管路、及一控制閥是串連四通閥的第三開(kāi)口與第一膨脹閥，一第二中間管路、及另一控制閥是串連蒸發(fā)器內(nèi)壁一端與四通閥的第三開(kāi)口，一第三中間管路是串連四通閥的第二開(kāi)口與壓縮機(jī)。且熱回收器的外壁具有一冷水入口、及一熱水出口。又蒸發(fā)器的外壁具有一冷水入口、及一冰水出口。并且四通閥是可選擇式將第二管路連通至第三管路、或是將第二管路連通至第七管路。
通過(guò)此，本發(fā)明當(dāng)?shù)诙苈愤B通至第三管路時(shí)，熱交換器是作凝結(jié)器使用，此時(shí)熱泵系統(tǒng)是作冷循環(huán)，因此蒸發(fā)器可熱交換，將進(jìn)入的冷水吸熱成冰水排出，而熱回收器則可將進(jìn)入的冷水利用系統(tǒng)廢熱加熱成熱水排出。當(dāng)?shù)诙苈愤B通至第七管路時(shí)，熱回收器是作凝結(jié)器使用，熱泵系統(tǒng)亦為冷循環(huán)，因此蒸發(fā)器也是將進(jìn)入的冷水吸熱成冰水排出，而熱回收器則可將進(jìn)入的冷水利用系統(tǒng)廢熱加熱成熱水排出去。故不論在夏季、或冬季，全年皆可提供冰水或冷氣、及熱水，當(dāng)然其所交換的熱量也可用以提供冷氣、或暖氣，既節(jié)省能源，且兼具環(huán)保。
此外，本發(fā)明更可具有一第一中間管路、及一第二膨脹閥，第一中間管路、及第二膨脹閥并串連熱交換器與蒸發(fā)器的內(nèi)壁一端。以便當(dāng)?shù)诙苈愤B通至該第七管路時(shí)，部分冷媒可分流至熱交換器，直接回至壓縮機(jī)，不提供熱交換。部分冷媒可再分流至第一膨脹閥，再流至蒸發(fā)器的內(nèi)壁一端，可經(jīng)熱交換而提供冰水。
再者，本發(fā)明的第六管路更可具有一積液器，以便確保進(jìn)入壓縮機(jī)的冷媒皆為氣態(tài)，不會(huì)損及壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
另外，本發(fā)明更可具有一第四中間管路，其是串連四通閥的第三開(kāi)口與第二膨脹閥。以便當(dāng)?shù)诙苈愤B通至第三管路時(shí)，部分冷媒可由第四中間管路經(jīng)由四通閥的第三開(kāi)口，再經(jīng)由第三中間管路，回至壓縮機(jī)，而不流經(jīng)蒸發(fā)器，可減少熱交換的熱量，因而可提高冰水的溫度，或維持所需的冰水溫度但減少供應(yīng)的冰水量。
此外，本發(fā)明的第四中間管路更可具有一控制閥。以便當(dāng)?shù)诙苈愤B通至該第七管路時(shí)，可控制離開(kāi)四通閥的第三開(kāi)口的冷媒是否部分要進(jìn)入第二膨脹閥，當(dāng)控制閥關(guān)閉時(shí)，則冷媒全部由第一膨脹閥進(jìn)入蒸發(fā)器，可降低冰水的溫度。
再者，本發(fā)明的第四管路更可具有一單向閥、或一控制閥。以便控制第四管路的冷媒僅能由熱交換器單向流至第一膨脹閥。
另外，本發(fā)明的第一中間管路更可具有一單向閥、或一控制閥。以便控制第四中間管路的冷媒僅能由四通閥的第三開(kāi)口單向流至第二膨脹閥。
此外，本發(fā)明的四通閥更可具有一控制器。以便可控制四通閥的入口選擇式連通至第一開(kāi)口，并使第二開(kāi)口連通至第三開(kāi)口，或是入口選擇式連通至第三開(kāi)口，并使第一開(kāi)口連通至第二開(kāi)口。
又，本發(fā)明的蒸發(fā)器可為殼管式、板片式、鰭片式、或其它等效的任何型式，以便可產(chǎn)生冰水或冷氣。


圖1是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的冷循環(huán)系統(tǒng)架構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的熱循環(huán)系統(tǒng)架構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)圖；圖4是現(xiàn)有熱泵的熱循環(huán)系統(tǒng)架構(gòu)圖；圖5是現(xiàn)有熱泵的冷循環(huán)系統(tǒng)架構(gòu)圖。
主要組件符號(hào)說(shuō)明1，11壓縮機(jī)15熱回收器151熱水出口152冷水入口16四通閥 161入口162第一開(kāi)口163第二開(kāi)口 164第三開(kāi)口18控制器 2凝結(jié)器 21蒸發(fā)器211冰水出口212冷水入口 27熱水出口28冷水入口 3膨脹閥 31第二膨脹閥32第一膨脹閥 33，34單向閥 35，36，37，38控制閥4蒸發(fā)器40熱交換器45積液器5冷媒管路 51第一管路52第二管路53第三管路 54第四管路541第一中間管路55第五管路 56第六管路561第二中間管路562第三中間管路57第七管路571第四中間管路6四通閥60貯槽61蓮蓬頭62溫水游泳池 64，65，66水泵7控制器70冷氣機(jī) 8凝結(jié)器 80空調(diào)箱9蒸發(fā)器97冰水出 98冷水入口100熱泵系統(tǒng)CW，CW1，CW2冷水 HW熱水IW冰水具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的冷循環(huán)系統(tǒng)架構(gòu)圖。本發(fā)明主要具有一壓縮機(jī)11、一熱回收器15、一四通閥16、一控制器18、一熱交換器40、一第一膨脹閥32、一蒸發(fā)器21、以及一積液器45。四通閥16具有一入口161、一第一開(kāi)口162、一第二開(kāi)口163、及一第三開(kāi)口164，且可通過(guò)由控制器18，可選擇式控制四通閥16的入口161連通至第一開(kāi)口162，并使第二開(kāi)口163連通至第三開(kāi)164。
上述各組件間是通過(guò)由冷媒管路連通，一第一管路51是串連壓縮機(jī)11與熱回收器15的內(nèi)壁一端，一第二管路52是串連熱回收器15的內(nèi)壁另一端與四通閥16的入口161，一第三管路53是串連四通閥16的第一開(kāi)口162與熱交換器40，一第四管路54是串連熱交換器40與第一膨脹閥32，其間并連通一單向閥33，一第五管路55是串連第一膨脹閥32與蒸發(fā)器21的內(nèi)壁一端，一第六管路56是串連蒸發(fā)器21的內(nèi)壁另一端與壓縮機(jī)11，一第七管路57是串連四通閥16的第三開(kāi)口164與第一膨脹閥32，其間并連通一控制閥36，一第一中間管路541是串連熱交換器40與蒸發(fā)器21的內(nèi)壁一端，其間并連通一第二膨脹閥31、及一單向閥34，一第二中間管路561是串連蒸發(fā)器21的內(nèi)壁一端與四通閥16的第三開(kāi)口164，其間并連通一控制閥35，一第三中間管路562是串連四通閥16的第二開(kāi)口163與壓縮機(jī)11，一第四中間管路571是串連四通閥16的第三開(kāi)口164與第二膨脹閥31，其間并連通一控制閥37。在本實(shí)施例中，熱回收器15外壁具有一冷水入口152、及一熱水出口151。蒸發(fā)器21外壁具有一冷水入口212、及一冰水出口211。且第六管路56、及第三中間管路562與壓縮機(jī)11的間并連通積液器45，以便確保進(jìn)入壓縮機(jī)11的冷媒皆為氣態(tài)，不會(huì)損及壓縮機(jī)11的運(yùn)轉(zhuǎn)。
如圖1所示，離開(kāi)壓縮機(jī)11的高壓高溫氣態(tài)冷媒經(jīng)過(guò)熱回收器15后，將系統(tǒng)廢熱排出因此其溫度會(huì)降低，而進(jìn)入熱回收器15的冷水CW(Cold Water)經(jīng)過(guò)熱交換后，其溫度會(huì)升高變成熱水HW(Hot Water)排出。在本實(shí)施例中，控制器18是控制四通閥16將第二管路52連通至第三管路53，此時(shí)熱交換器40是作凝結(jié)器使用，且控制閥36、及控制閥37是為關(guān)閉狀態(tài)，第三管路53的冷媒僅能經(jīng)由第四管路54、第五管路55進(jìn)入蒸發(fā)器21，通過(guò)由低壓低溫的液態(tài)冷媒通過(guò)蒸發(fā)器21后變成低壓高溫的氣態(tài)冷媒，蒸發(fā)器21會(huì)進(jìn)行熱交換，即吸收熱量將進(jìn)入蒸發(fā)器21的冷水CW(Cold Water)變成溫度較低的冰水IW(Ice Water)排出，最后低壓高溫的氣態(tài)冷媒再經(jīng)由第六管路56、或第二中間管路561回至壓縮機(jī)11。在本實(shí)施例中，控制閥35不論是為開(kāi)啟、或關(guān)閉狀態(tài)，并不影響整個(gè)冷循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)作，可同時(shí)提供冰水或冷氣、及熱水。如不需熱水，即熱水停止流動(dòng)，則熱回收器15僅是冷媒流過(guò)的組件，無(wú)任何效應(yīng)。
請(qǐng)參閱圖2是本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的熱循環(huán)系統(tǒng)架構(gòu)圖。離開(kāi)壓縮機(jī)11的高壓高溫氣態(tài)冷媒經(jīng)過(guò)熱回收器15后，將系統(tǒng)廢熱排出因此其溫度會(huì)降低，而進(jìn)入熱回收器15的冷水CW(Cold Water)經(jīng)過(guò)熱交換后，其溫度會(huì)升高變成熱水HW(Hot Water)排出。在本實(shí)施例中，控制器18是控制四通閥16將第二管路52連通至第七管路57，此時(shí)控制閥35、及控制閥37是為關(guān)閉狀態(tài)，且熱回收器15是作為凝結(jié)器使用，冷媒不能逆向通過(guò)單向閥33，因此冷媒是經(jīng)由第一膨脹閥32進(jìn)入蒸發(fā)器21，通過(guò)由低壓低溫的液態(tài)冷媒通過(guò)蒸發(fā)器21后變成低壓高溫的氣態(tài)冷媒，蒸發(fā)器21會(huì)進(jìn)行熱交換，即吸收熱量將進(jìn)入蒸發(fā)器21的冷水CW(Cold Water)變成溫度較低的冰水IW(Ice Water)排出，最后低壓高溫的氣態(tài)冷媒再經(jīng)由第六管路56回至壓縮機(jī)11，此一同時(shí)控制閥38為關(guān)閉狀態(tài)，防止冷媒由第三中間管路562回流至熱交換器40。若要提高冰水的溫度或減少冰水使用量，則可使控制閥37，38處于開(kāi)啟狀態(tài)，使部分冷媒分流至第二膨脹閥31，再經(jīng)由熱交換器40回至壓縮機(jī)11，蒸發(fā)器21所進(jìn)行的熱交換熱量便減少，即冰水的溫度較高或冰水量降低。在本實(shí)施例中，如不需使用冰水或冷氣，則冷媒由第二管路52連通至第四中間管路571，此時(shí)控制閥37，38為開(kāi)啟狀態(tài)，控制閥36為關(guān)閉狀態(tài)，冷媒全數(shù)經(jīng)由第二膨脹閥31流至熱交換器40，此熱交換器當(dāng)蒸發(fā)器用，故低溫的液態(tài)冷媒吸收大氣中的熱量，轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)冷媒由第三中間管路562回壓縮機(jī)11。故本發(fā)明不論在夏季、或冬季，全年皆可提供冰水或冷氣、及熱水，既節(jié)省能源，且兼具環(huán)保。
請(qǐng)繼續(xù)參閱圖3是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)圖。本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)100可應(yīng)用于各種場(chǎng)所，其所提供的熱水HW(Hot Water)先輸送至一貯槽60，其可同時(shí)供應(yīng)至一蓮蓬頭61、及一溫水游泳池62所需的熱水，溫水游泳池62使用過(guò)的冷水CW1(Cold Water)則經(jīng)由一水泵64再輸送至貯槽60，貯槽60的熱水與冷水是分別儲(chǔ)存，貯槽60的冷水則再經(jīng)由一水泵65輸送至熱泵系統(tǒng)100。另外，熱泵系統(tǒng)100所提供的冰水IW(Ice Water)是可同時(shí)輸送至一冷氣機(jī)70、或送風(fēng)機(jī)(圖未示)、及一空調(diào)箱80，冷氣機(jī)70與空調(diào)箱80使用過(guò)的冷水CW2(Cold Water)則經(jīng)由一水泵66直接輸送至熱泵系統(tǒng)100，而空調(diào)箱80內(nèi)熱盤(pán)管使用過(guò)的冷水CW1則輸送至貯槽60，如水壓不足時(shí)，則需另設(shè)置加壓水泵輸送(圖未示)。因此，本發(fā)明所提供的冰水、及回收廢熱所產(chǎn)生的熱水，可運(yùn)用于多種場(chǎng)所，且可多重使用，既節(jié)省能源，且兼具環(huán)保。
上述實(shí)施例僅是為了方便說(shuō)明而舉例而已，本發(fā)明所主張的權(quán)利范圍自應(yīng)以申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.種兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，包括一壓縮機(jī)、一熱回收器、一四通閥、一熱交換器、一第一膨脹閥、以及一蒸發(fā)器，該四通閥包括一入口、一第一開(kāi)口、一第二開(kāi)口、及一第三開(kāi)口，且該入口是可選擇式連通至該第一開(kāi)口、并使該第二開(kāi)口連通至該第三開(kāi)口，或可選擇式連通至該第三開(kāi)口、并使該第一開(kāi)口連通至該第二開(kāi)口；其中一第一管路是串連該壓縮機(jī)與該熱回收器內(nèi)壁一端，一第二管路是串連該熱回收器內(nèi)壁另一端與該四通閥的該入口，一第三管路是串連該四通閥的該第一開(kāi)口與該熱交換器，一第四管路是串連該熱交換器與該第一膨脹閥，一第五管路是串連該第一膨脹閥與該蒸發(fā)器內(nèi)壁一端，一第六管路是串連該蒸發(fā)器內(nèi)壁另一端與該壓縮機(jī)，一第七管路、及一控制閥是串連該四通閥的該第三開(kāi)口與該第一膨脹閥，一第二中間管路、及另一控制閥是串連該蒸發(fā)器內(nèi)壁一端與該四通閥的該第三開(kāi)口，一第三中間管路是串連該四通閥的該第二開(kāi)口與該壓縮機(jī)；該熱回收器外壁包括有一冷水入口、及一熱水出口；該蒸發(fā)器外壁包括有一冷水入口、及一冰水出口；該四通閥是可選擇式將該第二管路連通至該第三管路、或是將該第二管路連通至該第七管路。
2.權(quán)利要求1所述的兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，更包括有一第一中間管路、及一第二膨脹閥，該第一中間管路、及該第二膨脹閥并串連該熱交換器與該蒸發(fā)器內(nèi)壁一端。
3.權(quán)利要求1所述的兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述該第六管路更包括有一積液器。
4.權(quán)利要求1所述的兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，更包括有一第四中間管路，其是串連該四通閥的該第三開(kāi)口與該第二膨脹閥。
5.權(quán)利要求4所述的兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述該第四中間管路更包括有一控制閥。
6.權(quán)利要求4所述的兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述該第四管路更包括有一單向閥。
7.權(quán)利要求4所述的兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述該第一中間管路更包括有一單向閥。
8.權(quán)利要求1所述的兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述該四通閥更包括有一控制器。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)，具有一壓縮機(jī)、一熱回收器、一四通閥、一熱交換器、一第一膨脹閥、以及一蒸發(fā)器，各組件間并串連有一冷媒管路。通過(guò)由四通閥控制冷媒管路的連通路徑，可使熱交換器作凝結(jié)器使用，或是使熱回收器作凝結(jié)器使用，因此蒸發(fā)器可提供冰水，而熱回收器可回收系統(tǒng)的廢熱并提供熱水。故不論在夏季、或冬季，本發(fā)明全年皆可提供冰水、及熱水、或是提供冷氣、及暖氣，既節(jié)省能源，且兼具環(huán)保。
文檔編號(hào)F25B30/00GK1955617SQ200510118060
公開(kāi)日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2005年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月25日
發(fā)明者王啟東 申請(qǐng)人:大同股份有限公司