專利名稱：柔性雙級耦合相變蓄能化霜熱泵熱水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種空氣調(diào)節(jié)裝置，特別是涉及一種柔性雙級耦合相變蓄能化霜熱泵熱水裝置。
背景技術(shù)：
水源熱泵因其具有能效比高(C0P〉-5)和能提供高品質(zhì)熱水的特點，因此水源熱泵在采暖和生活熱水方面得到了廣泛的發(fā)展和利用。但是，由于水源熱泵受到水資源的限制，它的推廣和應(yīng)用也受到了很大的限制。因此在大多數(shù)情況下人們在采暖和生活熱水的供應(yīng)上還得求助于空氣源熱泵。當(dāng)室外環(huán)境溫度較低時，空氣源熱泵的外機表冷器容易結(jié)霜，在制中、高溫?zé)崴?高于50度)時效率相對較低，耗能較大，不利于節(jié)省能源。但是，空氣源熱泵在用于低溫制熱(冷凝溫度25-35度)時卻有其他種類熱泵無法比擬的優(yōu)勢-一能源來源不受限制、有比較高的能效比(在零下20度的情況下仍然可以做到COP〉2. 5，在零上10度時，C0P〉=4)。發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的，是提供了一種柔性雙級耦合相變蓄能化霜熱泵熱水裝置，它是一種雙極耦合相變蓄能熱泵熱水器系統(tǒng)，它采用兩級制熱的結(jié)構(gòu)，兩級熱泵相對獨立，互不影響，柔性耦合為一體，第一級為空氣源熱泵，使蓄能罐內(nèi)的載冷劑溫度提高，當(dāng)載冷劑溫度達(dá)到設(shè)定值時，可使第二級水源熱泵高效工作，既可解決熱泵能源來源的問題，可達(dá)到熱泵高效制熱的目的，又可獲得高品質(zhì)的熱水。若只需使用35度以下的溫水或者在室外溫度高于7度時，可直接通過第一級熱泵將水加熱即可。
本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的柔性雙級耦合相變蓄能化霜熱泵熱水裝置，包括空氣源熱泵、水源熱泵和蓄能罐，空氣源熱泵包括第一壓縮W^、第一換熱盤管、第一膨脹閥和第一換熱器，第一壓縮機、第一換熱盤管、第一膨脹閥和第一換熱器內(nèi)的一根換熱盤管依次通過管道連接構(gòu)成閉合回路，水源熱泵包括第二壓縮機、第三換熱器、第二膨脹閥和第二換熱器，第二壓縮機、第三換熱器內(nèi)的一根換熱盤管、第二膨脹閥和第二換熱器內(nèi)的一根換熱盤管依次通過管道連接構(gòu)成閉合回路，蓄能罐、第一循環(huán)泵和第一換熱器內(nèi)的另一根換熱盤管依次通過管道連接構(gòu)成第一換熱回路，蓄能罐、第二循環(huán)泵第二換熱器內(nèi)的另一根換熱盤管連接構(gòu)成第二換熱回路。
4為了進(jìn)一步實現(xiàn)本實用新型的目的,還可以采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)第一換熱回路上安裝第一三通閥和第二三通閥，第一三通閥位于蓄能罐和第一循環(huán)泵之間，第二三通閥位于第一換熱器和第一循環(huán)泵之間，第一三通閥與第二水管連接，第二三通閥與第一水管連接，第一水管上安裝第三三通閥，第二水管上安裝第四三通閥，第三三通閥和第四三通閥通過管道與第三換熱器的另一根換熱管連接。第一換熱盤管的外周安裝殼體，殼體內(nèi)安裝風(fēng)機。殼體內(nèi)安裝外盤管溫度傳感器，殼體外安裝室外溫度傳感器，蓄能罐上安裝蓄能水箱溫度傳感器，第一換熱回路上安裝第一出水溫度傳感器，第一出水溫度傳感器安裝于第一換熱回路的出水管上，第二換熱回路上安裝供水溫度傳感器，供水溫度傳感器安裝于第二換熱回路的供水管上，第二水管上安裝第三循環(huán)泵和第二出水溫度傳感器，第三循環(huán)泵、外盤管溫度傳感器、室外溫度傳感器、蓄能水箱溫度傳感器、第一出水溫度傳感器、第二出水溫度傳感器和供水溫度傳感器分別通過導(dǎo)線與控制器連接。第一膨脹閥是電子膨脹閥，第一循環(huán)泵是調(diào)速水泵。蓄能罐的周圍設(shè)置保溫層，蓄能罐內(nèi)裝有載冷劑和相變蓄能材料，相變蓄能材料是相變溫度為20-40度的無機鹽類。本實用新型的積極效果在于它結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，使用方便，將空氣源熱泵的能源來源廣泛與水源熱泵的高效、高溫有效結(jié)合，既可達(dá)到熱泵能源來源廣泛、高效節(jié)能的目的，又可獲得溫度較高的高品質(zhì)熱水，是一種可適應(yīng)多種天氣條件并且可以產(chǎn)生較高溫度的熱泵的熱水器。它還可適應(yīng)當(dāng)今能源緊張，可解決用電高峰期電費較高的問題。在非用電高峰時(禾擁低谷電價)，利用一級的空氣源熱泵和蓄能罐配合蓄能，在用電高峰時，可利用蓄能罐內(nèi)蓄存的熱量，高效工作，具有良好的節(jié)能和降低運營成本的效果。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)號說明l第一壓縮機2第二壓縮機3第一膨脹閥4第二膨脹閥5第一換熱盤
管6第一換熱器7第二換熱器8第三換熱器9第一循環(huán)泵IO第二循環(huán)泵ll第三循環(huán)泵12四通換閥13第一三通閥14第二三通閥15第三三通閥16第四三通閥17蓄能罐18控制器19風(fēng)機20室外溫度傳感器21外盤管溫度傳感器22蓄能水箱溫度傳感器23第一出水溫度傳感器24供水溫度傳感器25第二出水溫度傳感器26蓄能物質(zhì)27第一水管28第二水管29殼體30保溫層。
具體實施方式

5本實用新型所述的柔性雙級耦合相變蓄能化霜熱泵熱水裝置，包括空氣源熱泵A、水源熱泵B和蓄能罐17，空氣源熱泵包括第一壓縮機1、第一換熱盤管5、第一膨脹閥3和第一換熱器6，第一壓縮機1、第一換熱盤管5、第一膨脹閥3和第一換熱器6內(nèi)的一根換熱盤管依次通過管道連接構(gòu)成閉合回路，水源熱泵B包括第二壓縮機2、第三換熱器8、第二膨脹閥4和第二換熱器7，第二壓縮機2、第三換熱器8內(nèi)的一根換熱盤管、第二膨脹閥4和第二換熱器7內(nèi)的一根換熱盤管依次通過管道連接構(gòu)成閉合回路，蓄能罐17、第一循環(huán)泵9和第一換熱器6內(nèi)的另一根換熱盤管依次通過管道連接構(gòu)成第一換熱回路，蓄能罐17、第二循環(huán)泵1U和第二換熱器7內(nèi)的另一根換熱盤管連接構(gòu)成第二換熱回路。當(dāng)環(huán)境氣溫較低時，可先啟動空氣源熱泵，空氣源熱泵由環(huán)境大氣中吸收的熱量經(jīng)第一換熱回路傳遞給蓄能罐17，隨著蓄能罐17內(nèi)載冷劑溫度的上升，蓄能罐17內(nèi)的蓄能物質(zhì)吸熱相變蓄能，當(dāng)蓄能罐17內(nèi)的溫度達(dá)到35度或其他設(shè)定值時，可啟動水源熱泵和第二換熱回路，第二換熱回路可將蓄能罐17內(nèi)蓄存的熱量提供給第二換熱器7,并始終保持溫度在25-35度左右，從而，可使水源熱泵B，由25-35度的蒸發(fā)溫度開始將循環(huán)水的溫度繼續(xù)加熱，高效快捷地產(chǎn)生高品質(zhì)的熱水。當(dāng)蓄能罐內(nèi)的載冷劑溫度低于設(shè)定值如25度時，空氣源熱泵A再次啟動，這樣就可以保證蓄能罐中的載冷劑溫度始終保持在25-35度之間，使水源熱泵B始終有足夠的能源來源。蓄能罐17內(nèi)的蓄能物質(zhì)26，可以是相變溫度在20至40度之間的無機鹽類或其它相變蓄能物質(zhì)?？諝庠礋岜脙?nèi)可加裝四通換閥12，使空氣源熱泵可具有蓄能化霜功能。第一膨脹閥3可以是電子膨脹閥。使用者，可通過調(diào)節(jié)第一循環(huán)泵9控制第一換熱回路內(nèi)的循環(huán)水的流速，當(dāng)空氣源熱泵剛啟動時，第一換熱回路內(nèi)的循環(huán)水流速較小，逐著循環(huán)水的溫度不斷升高，第一循環(huán)泵9可逐漸使循環(huán)水的流速加快，從而，可使第一壓縮機1始終處于最佳工作狀態(tài)，達(dá)到節(jié)能效果。
第一換熱回路上安裝第一三通閥13和第二三通閥14，第一三通閥13位于蓄能罐17和第-循環(huán)泵9之間，第二三通閥14位于第一循環(huán)泵9和第一換熱器6之間，第二三通閥14與第- 水管27連接，第一水管27上安裝第三三通閥15，第二水管28上安裝第四三通閥16，第三三通閥15和第四三通閥16通過管道與第三換熱器8的第二根換熱管連接。第一三通閥13、第二三通閥14、第三三通閥15和第四三通閥16可以均是三通電磁閥，當(dāng)大氣溫度較低且又需要高品質(zhì)的熱水時，需二級熱泵均正常工作，此時，第一三通閥13、第二三通閥14、第三三通閥15和第四三通閥16使第一水管27和第二水管28斷路不通，確保第一換熱循環(huán)的正常工作；當(dāng)無需高品質(zhì)的熱水時或室外環(huán)境溫度較高時，可單獨使用空氣源熱泵，此時，第一三通閥13、 第二三通閥14、第三三通閥15和第四三通閥16可將第一換熱回路截斷，使第一三通閥13、第 二三通閥14、第三三通閥15、第四三通閥16、第一水管27、第二水管28、第一換熱器6和蓄 能罐17連接構(gòu)成的回路暢通。
為增加換熱效果，可在第一換熱盤管5的外周安裝殼體29，殼體29內(nèi)安裝風(fēng)機19，風(fēng)機 19可對第一換熱盤管5進(jìn)行強制對流換熱。
殼體29內(nèi)安裝外盤管溫度傳感器21，殼體29外安裝室外溫度傳感器20，蓄能罐17上安裝 蓄能水箱溫度傳感器22，第一換熱回路上安裝第一出水溫度傳感器23，第一出水溫度傳感器 23安裝于第一換熱回路的出水管上，第二換熱回路上安裝供水溫度傳感器24，供水溫度傳感器 24安裝于第二換熱回路的供水管上，第二水管28上安裝第二出水溫度傳感器25和第三循環(huán)泵 11，第三循環(huán)泵ll、外盤管溫度傳感器21、室外溫度傳感器20、蓄能水箱溫度傳感器22、第 一出水溫度傳感器23、第二出水溫度傳感器25和供水溫度傳感器24分別通過導(dǎo)線與控制器18 連接?？刂破?8可根據(jù)人們的設(shè)定控制第三循環(huán)泵11、外盤管溫度傳感器21、室外溫度傳感 器20、蓄能水箱溫度傳感器22、第一出水溫度傳感器23、第二出水溫度傳感器25和供水溫度 傳感器24確保整個熱泵熱水裝置高效、平穩(wěn)地運行。控制器18可以是單片機或可編程控制器。
本實用新型未詳盡描述的技術(shù)內(nèi)容均為公知技術(shù)。
權(quán)利要求1、柔性雙級耦合相變蓄能化霜熱泵熱水裝置，其特征在于包括空氣源熱泵(A)、水源熱泵(B)和蓄能罐(17)，空氣源熱泵(A)包括第一壓縮機(1)、第一換熱盤管(5)、第一膨脹閥(3)和第一換熱器(6)，第一壓縮機(1)、第一換熱盤管(5)、第一膨脹閥(3)和第一換熱器(6)內(nèi)的一根換熱盤管依次通過管道連接構(gòu)成閉合回路，水源熱泵(B)包括第二壓縮機(2)、第三換熱器(8)、第二膨脹閥(4)和第二換熱器(7)，第二壓縮機(2)、第三換熱器(8)內(nèi)的一根換熱盤管、第二膨脹閥(4)和第二換熱器(7)內(nèi)的一根換熱盤管依次通過管道連接構(gòu)成閉合回路，蓄能罐(17)、第一循環(huán)泵(9)和第一換熱器(6)內(nèi)的另一根換熱盤管依次通過管道連接構(gòu)成第一換熱回路，蓄能罐(17)、第二循環(huán)泵(10)和第二換熱器(7)內(nèi)的另一根換熱盤管連接構(gòu)成第二換熱回路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性雙級耦合相變蓄能化霜熱泵熱水裝置，其特征在于第一 換熱回路上安裝第一三通閥(13)和第二三通閥(14)，第一三通閥(13)位于蓄能罐(17) 和第一循環(huán)泵(9)之間，第二三通閥(14)位于第一換熱器(6)和第一循環(huán)泵(9)之間， 第一三通閥(13)與第二水管(28)連接，第二三通閥(14)與第一水管(27)連接，第-水管(27)上安裝第三三通閥(15)，第二水管(28)上安裝第四三通閥(16)，第三三通閥(15)和第四三通閥(16)通過管道與第三換熱器(8)的另一根換熱管連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的柔性雙級耦合相變蓄能化霜熱泵熱水裝置，其特征在于第一 換熱盤管(5)的外周安裝殼體(29)，殼體(29)內(nèi)安裝風(fēng)機(19)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的柔性雙級耦合相變蓄能化霜熱泵熱水裝置，其特 征在于殼體(29)內(nèi)安裝外盤管溫度傳感器(21)，殼體(29)外安裝室外溫度傳感器(20)， 蓄能罐(17)上安裝蓄能水箱溫度傳感器(22)，第一換熱回路上安裝第一出水溫度傳感器(23)，第一出水溫度傳感器(23)安裝于第一換熱回路的出水管上，第二換熱回路上安裝 供水溫度傳感器(24)，供水溫度傳感器(24)安裝于第二換熱回路的供水管上，第二水管(28)上安裝第三循環(huán)泵(11)和第二出水溫度傳感器(25)，第三循環(huán)泵(11)、外盤管溫 度傳感器(21)、室外溫度傳感器(20)、蓄能水箱溫度傳感器(22)、第一出水溫度傳感器(23)、第二出水溫度傳感器(25)和供水溫度傳感器(24)分別通過導(dǎo)線與控制器(18) 連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的柔性雙級耦合相變蓄能化霜熱泵熱水裝置，其特征在于第一膨脹閥(3)是電子膨脹閥，第一循環(huán)泵(9)是調(diào)速水泵。
6、根據(jù)權(quán)利要求l所述的柔性雙級耦合相變蓄能化霜熱泵熱水裝置，其特征在于蓄能 罐(17)的周圍設(shè)置保溫層(30)，蓄能罐(17)內(nèi)裝有載冷劑和相變蓄能材料(26)，相變 蓄能材料(26)是相變溫度為20-40度的無機鹽類。
專利摘要本實用新型公開了一種柔性雙級耦合相變蓄能化霜熱泵熱水裝置，包括空氣源熱泵、水源熱泵和蓄能罐，空氣源熱泵包括第一壓縮機、第一換熱盤管、第一膨脹閥和第一換熱器，第一壓縮機、第一換熱盤管、第一膨脹閥和第一換熱器依次通過管道構(gòu)成閉合回路，水源熱泵包括第二壓縮機、第三換熱器、第二膨脹閥和第二換熱器，第二壓縮機、第三換熱器內(nèi)的一根換熱盤管、第二膨脹閥和第二換熱器內(nèi)依次通過管道構(gòu)成閉合回路，蓄能罐、第一循環(huán)泵和第一換熱器依次通過管道連接構(gòu)成第一換熱回路，蓄能罐、第二循環(huán)泵第二換熱器連接構(gòu)成第二換熱回路。它將空氣源熱泵的能源來源廣泛與水源熱泵的高效、高溫有效結(jié)合，既可達(dá)到熱泵能源來源廣泛、高效節(jié)能的目的，又可獲得溫度較高的高品質(zhì)熱水。
文檔編號F25B30/06GK201265981SQ200820026749
公開日2009年7月1日 申請日期2008年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月6日
發(fā)明者高秀明 申請人:高秀明