專利名稱：適合寬溫度環(huán)境的高效空氣源熱泵式熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及空氣源熱泵式熱水器，具體涉及一種適合寬溫度環(huán)境 的高效空氣源熱泵式熱水器。
背景技術(shù)：
目前，主要由壓縮機(jī)、膨脹閥、室外空氣換熱器和制冷劑管加熱式熱 水箱組成的空氣源熱泵式熱水器，采用單級(jí)壓縮機(jī)配置結(jié)構(gòu)，并且其壓縮 機(jī)為中、高回壓型中高溫壓縮機(jī)，而中、高回壓型中高溫壓縮機(jī)在低溫環(huán)境下的制熱效率很低，當(dāng)氣溫低至-5'C時(shí)，其制熱效率已接近零。因此，除 非增加輔助電加熱裝置，否則目前的空氣源熱泵式熱水器無(wú)法在低于0'C的 低溫環(huán)境下有效運(yùn)行。并且即使是在高于0匸的環(huán)境溫度下運(yùn)行，目前的空 氣源熱泵式熱水器能夠提供的最高出水溫度在55。C以下，難以適用于需要 水溫在55。C以上的場(chǎng)合使用。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種無(wú)需配備輔助電加熱 裝置即能夠在低溫環(huán)境下高效制熱運(yùn)行，且可滿足高溫用水要求的適合寬 溫度環(huán)境的高效空氣源熱泵式熱水器。
實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是 一種適合寬溫度環(huán)境的高效空氣源熱泵式 熱水器，它包括有室外空氣換熱器和制冷劑管加熱式熱水箱，與室外空氣 換熱器和制冷劑管加熱式熱水箱相配置有一個(gè)能量耦合換熱器，其耦合換 熱器的一次端經(jīng)制冷劑管連接空氣源熱泵壓縮機(jī)、膨脹閥和室外空氣換熱 器組成空氣源熱泵制冷劑循環(huán)回路，耦合換熱器的二次端經(jīng)制冷劑管連接 人工源熱泵壓縮機(jī)、膨脹閥和熱水箱組成人工源熱泵水加熱制冷劑循環(huán)回路，其空氣源熱泵壓縮機(jī)為低回壓型低溫壓縮機(jī)，人工源熱泵壓縮機(jī)為中、 高回壓型中高溫壓縮機(jī)，其空氣源熱泵與人工源熱泵組成兩級(jí)熱泵式熱水加熱系統(tǒng)；在兩壓縮機(jī)的排氣口端與吸氣口端分別連接有配置轉(zhuǎn)換閥門的 旁通制冷劑管，構(gòu)成單級(jí)壓縮機(jī)熱泵運(yùn)行水加熱系統(tǒng)。
本實(shí)用新型采用空氣源熱泵與人工源熱泵配置結(jié)構(gòu)，并將空氣源熱泵 的壓縮機(jī)設(shè)置為低回壓型低溫壓縮機(jī)，其空氣源熱泵將室外低氣溫中的低 溫?zé)崮芴崛∽鳛槿斯嵩摧敵?，為之后的人工源熱泵提供一個(gè)理想的人工 熱源，保證人工源熱泵在安全、節(jié)能工況下高效制熱提供熱水，并可滿足 需要高溫?zé)崴畧?chǎng)合對(duì)熱水器的供水要求。
本實(shí)用新型與現(xiàn)行的空氣源熱泵式熱水器相比較，具有如下特點(diǎn)
1、 能夠在室外氣溫低至-45"C的環(huán)境下，無(wú)需附加輔助電加熱裝置而進(jìn)行高效率的提供熱水運(yùn)行。
2、 出水溫度可高達(dá)85'C。
3、 利用配置的旁通制冷劑回路，可進(jìn)行單級(jí)熱泵水加熱運(yùn)行，從而使 熱水器能夠根據(jù)室外環(huán)境溫度調(diào)整運(yùn)行方式，在滿足用熱水需要的同時(shí)， 節(jié)省電力能源。


附圖是本適合寬溫度環(huán)境的高效空氣源熱泵式熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行說(shuō)明。
1如附圖，本適合寬溫度環(huán)境的高效空氣源熱泵式熱水器包括有室外空 氣換熱器2和制冷劑管加熱式熱水箱3，其室外空氣換熱器可采用表冷式換 熱器，制冷劑管加熱式熱水箱可選擇套管式換熱器類型，立式或臥式殼盤 管型換熱器及殼式螺旋管式等以制冷劑為介質(zhì)的各種類型換熱器。與換熱 器2和熱水箱3相配置有一個(gè)能量耦合換熱器5，其換熱器5可選用用于制 冷劑換熱性能好、效率高的以制冷劑為介質(zhì)的各種換熱器類型。其耦合換 熱器的一次端經(jīng)制冷劑管連接低回壓型低溫壓縮機(jī)1、電子膨脹閥4和室外 空氣換熱器2組成空氣源熱泵制冷劑循環(huán)回路，耦合換熱器的二次端經(jīng)制冷劑管連接中、高回壓型中高溫壓縮機(jī)6、電子膨脹閥7和熱水箱3組成人 工源熱泵水加熱制冷劑循環(huán)回路，其空氣源熱泵與人工源熱泵組成兩級(jí)熱 泵式熱水加熱系統(tǒng)。在壓縮機(jī)1、壓縮機(jī)6的排氣口端與吸氣口端分別連接 有配置轉(zhuǎn)換閥門的旁通制冷劑管，構(gòu)成單壓縮機(jī)熱泵運(yùn)行水加熱系統(tǒng)。
如附圖，本實(shí)用新型的兩級(jí)熱泵水加熱運(yùn)行與單級(jí)熱泵水加熱運(yùn)行的 相互轉(zhuǎn)換通過(guò)配置于系統(tǒng)中的電動(dòng)轉(zhuǎn)換閥門8、 9、 10、 11、 12、 13、 14和 15的開(kāi)啟與關(guān)閉來(lái)完成。
結(jié)合附圖對(duì)本熱水器的工作原理說(shuō)明如下
在-2(TC至-45。C特低氣溫環(huán)境下，雙壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行，其工作原理是壓 縮機(jī)1排出的高溫制冷劑氣體經(jīng)閥門12至能量耦合換熱器5的一次端冷凝 放熱，變成液體的制冷劑至膨脹閥4節(jié)流后進(jìn)入室外換熱器2蒸發(fā)吸收室 外空氣中的低溫?zé)崃浚兂蓺怏w制冷劑后經(jīng)閥門13被壓縮機(jī)1吸入繼續(xù)壓 縮重復(fù)上述循環(huán)，為能量耦合換熱器5的二次端穩(wěn)定輸出一個(gè)人工熱源。 壓縮機(jī)6吸入由換熱器5 二次端來(lái)的氣態(tài)制冷劑，經(jīng)壓縮排出高溫制冷劑 氣體，其高溫制冷劑氣體經(jīng)闊門8進(jìn)入熱水箱3的加熱管對(duì)水加熱，冷凝 后的制冷劑經(jīng)膨脹閥7節(jié)流后進(jìn)入能量耦合換熱器5的二次端繼續(xù)蒸發(fā)吸 收由一次端源源不斷送來(lái)的空氣中的熱量，蒸發(fā)后的氣態(tài)制冷劑經(jīng)閥門9 繼續(xù)被壓縮機(jī)6吸入，重復(fù)上述循環(huán)，完成對(duì)熱水箱內(nèi)水的加熱。
單壓縮機(jī)運(yùn)行分為兩種方式。在5'C至-2(TC的低氣溫環(huán)境下，壓縮機(jī)6 停止運(yùn)行，由壓縮機(jī)1單獨(dú)完成水加熱運(yùn)行。其壓縮機(jī)1輸出的高溫氣態(tài) 制冷劑經(jīng)閥門11進(jìn)入熱水箱3的加熱管對(duì)水加熱，冷凝后的液態(tài)制冷劑經(jīng) 閥門10至膨脹閥4節(jié)流后進(jìn)入室外空氣換熱器2蒸發(fā)吸收室外空氣中的熱量，氣化后的制冷劑經(jīng)閥門13被壓縮機(jī)1吸入繼續(xù)壓縮，重復(fù)上述循環(huán)，
完成單壓縮機(jī)低氣溫環(huán)境空氣源熱泵的水加熱運(yùn)行。在高于5"C的氣溫環(huán)境 下，壓縮機(jī)l停止運(yùn)行，由壓縮機(jī)6單獨(dú)完成中、高氣溫環(huán)境下水加熱運(yùn) 行，此時(shí)壓縮機(jī)6排出的高溫氣態(tài)制冷劑經(jīng)閥門8進(jìn)入熱水箱3的加熱管 對(duì)水加熱，冷凝后的液態(tài)制冷劑至膨脹閥7節(jié)流后，通過(guò)閥門14進(jìn)入室外 空氣換熱器2蒸發(fā)吸收室外空氣中的熱量，氣化后的制冷劑通過(guò)閥門15至 壓縮機(jī)6的吸氣端，被壓縮機(jī)6吸入后重復(fù)上述循環(huán)，完成單壓縮機(jī)高于5 °C以上氣溫環(huán)境空氣源熱泵的水加熱運(yùn)行。
本空氣源熱泵式熱水器的壓縮機(jī)采用變頻或增卸載能量控制，膨脹閥 采用電子膨脹閥，閥門采用電動(dòng)形式后可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制轉(zhuǎn)換。
權(quán)利要求1、一種適合寬溫度環(huán)境的高效空氣源熱泵式熱水器，包括有室外空氣換熱器(2)和制冷劑管加熱式熱水箱(3)，其特征是它配置有一個(gè)能量耦合換熱器(5)，其耦合換熱器的一次端經(jīng)制冷劑管連接空氣源熱泵壓縮機(jī)(1)、膨脹閥(4)和室外空氣換熱器(2)組成空氣源熱泵制冷劑循環(huán)回路，耦合換熱器的二次端經(jīng)制冷劑管連接人工源熱泵壓縮機(jī)(6)、膨脹閥(7)和熱水箱(3)組成人工源熱泵水加熱制冷劑循環(huán)回路，其空氣源熱泵壓縮機(jī)(1)為低回壓型低溫壓縮機(jī)，人工源熱泵壓縮機(jī)(6)為中、高回壓型中高溫壓縮機(jī)，其空氣源熱泵與人工源熱泵組成兩級(jí)熱泵式熱水加熱系統(tǒng)；在壓縮機(jī)(1)、壓縮機(jī)(6)的排氣口端與吸氣口端分別連接有配置轉(zhuǎn)換閥門的旁通制冷劑管構(gòu)成單壓縮機(jī)熱泵運(yùn)行水加熱系統(tǒng)。
專利摘要一種適合寬溫度環(huán)境的高效空氣源熱泵式熱水器，包括有室外空氣換熱器和制冷劑管加熱式熱水箱，與其換熱器和熱水箱相配置有一能量耦合換熱器，其耦合換熱器的一次端連接低回壓型低溫壓縮機(jī)、膨脹閥和室外空氣換熱器組成空氣源熱泵制冷劑循環(huán)回路，耦合換熱器的二次端連接中高溫壓縮機(jī)、膨脹閥和熱水箱組成人工源熱泵水加熱制冷劑循環(huán)回路，其空氣源熱泵與人工源熱泵組成兩級(jí)熱泵式水加熱系統(tǒng)；在兩壓縮機(jī)的排氣與吸氣口端分別連接有配置轉(zhuǎn)換閥門的旁通制冷劑管，構(gòu)成單壓縮機(jī)熱泵運(yùn)行水加熱系統(tǒng)。本實(shí)用新型能夠在室外氣溫低至-45℃的環(huán)境下高效運(yùn)行及提供高達(dá)85℃的高溫?zé)崴?，并可根?jù)環(huán)境溫度變換單、雙級(jí)熱泵運(yùn)行方式，以有效節(jié)省電力能源。
文檔編號(hào)F24H4/00GK201074906SQ20072010180
公開(kāi)日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2007年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月27日
發(fā)明者王全齡 申請(qǐng)人:王全齡