專利名稱：空氣源、水源雙熱源熱泵熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱泵熱水器，特別是指一種空氣源、水源雙熱源熱泵熱水器。
背景技術(shù)：
目前我國(guó)熱泵熱水器市場(chǎng)上普遍銷售的主要是空氣源熱泵熱水器和水源熱泵 熱水器兩種。常規(guī)氣候下，環(huán)境溫度遠(yuǎn)高于水溫，產(chǎn)生同樣溫度熱水所消耗的功 率要比水源熱泵熱水器要低的多。而在我國(guó)北方地區(qū)，冬天寒冷季節(jié)環(huán)境溫度均
在-15C左右，而水溫普遍保持在l(TC以上，且北方冬季一般持續(xù)4個(gè)月之久，
產(chǎn)生同樣溫度熱水所消耗的功率要比水源熱泵熱水器要高的多。雖然在春、夏、 秋三個(gè)季節(jié)，空氣源熱泵熱水器在北方仍然能滿足使用要求，但是在寒冷的冬季， 卻因?yàn)橄墓β蔬^高，讓人望而生畏，也就是說空氣源熱泵熱水器在北方不能滿 足全年的使用要求，在使用和節(jié)能方面受到極大的限制，更使空氣源熱泵熱水器 在北方的推廣面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。針對(duì)此問題，有必要對(duì)空氣源熱泵機(jī)組進(jìn)行了改造， 確?？諝庠礋岜脵C(jī)組在北方能全年全天候使用。
本發(fā)明人曾設(shè)計(jì)一種"空氣源熱泵熱水器"(ZL2006100496869)，包括主機(jī)、 蓄熱保溫水箱和控制器，主機(jī)由翅片管式蒸發(fā)器、輔助化霜換熱器、汽液分離器、 壓縮機(jī)、套管換熱器、儲(chǔ)液器、電子膨脹閥、換向閥、電磁閥、單向閥及相關(guān)制 冷配件以極為緊湊的結(jié)構(gòu)形式組合起來(lái)，套管換熱器分別與制冷劑管路、熱水循 環(huán)管路進(jìn)行連接，使制冷劑與水進(jìn)行熱交換；采用外置循環(huán)水泵提供熱水回路的 循環(huán)動(dòng)力；蓄熱保溫水箱采用非承壓結(jié)構(gòu)，進(jìn)水管通過進(jìn)水電磁閥與自來(lái)水管網(wǎng) 連接；蓄熱保溫水箱上、下部分別設(shè)有循環(huán)熱水管，并與套管換熱器和循環(huán)水泵 連接，從而形成閉合的熱水循環(huán)回路。它具有適用范圍廣、可靠性高、節(jié)能等優(yōu) 點(diǎn)的全天侯熱水供應(yīng)系統(tǒng)。但是它只采用空氣源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，對(duì)現(xiàn)有的空氣源熱泵熱水器換熱和 熱水供給系統(tǒng)做了改進(jìn)，提供一種新型結(jié)構(gòu)的空氣源、水源雙熱源熱泵熱水器。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造設(shè)計(jì)了一款空氣源、水源雙熱源熱泵熱水器。 它包括含有制冷系統(tǒng)的主^L、蓄熱保溫水箱和控制器，控制器采用單片機(jī)控制， 輸入部分包括環(huán)境溫度控制器、盤管溫度傳感器、水箱溫度傳感器、高水位開關(guān)、 低水位開關(guān)、靶流開關(guān)，輸出用于控制進(jìn)水電磁閥、循環(huán)水泵、壓縮機(jī)、電電子膨脹閥、套管蒸發(fā)器回路電磁閥、翅片管式蒸發(fā)器回路電磁閥，蓄熱保溫水 箱上、下部分別設(shè)有循環(huán)熱水管，循環(huán)熱水管與套管冷凝器和循環(huán)水泵連接，主 機(jī)中的制冷系統(tǒng)由套管冷凝器、壓縮機(jī)、高壓開關(guān)、低壓開關(guān)、汽液分離器、具 有反向不導(dǎo)通特性的四通閥、套管蒸發(fā)器及套管蒸發(fā)器回路電磁閥、翅片管式蒸 發(fā)器及翅片管式蒸發(fā)器回電磁閥、電子膨脹閥、過濾器、儲(chǔ)液器以及配管組成一 閉合的制冷劑回路，翅片管式蒸發(fā)器下部設(shè)置翅片管式蒸發(fā)器回路電磁閥，套管 蒸發(fā)器下部設(shè)置套管蒸發(fā)器回路電磁閥，蓄熱保溫水箱上部接由自來(lái)水進(jìn)水管和 進(jìn)水電磁閥組成的補(bǔ)水系統(tǒng)，蓄熱保溫水箱與套管冷凝器之間接靶流開關(guān)，蓄熱
保溫水箱上部設(shè)高水位開關(guān)、下部設(shè)低水位開關(guān)和水箱溫度傳感器，四通閥D向 通過高壓開關(guān)接壓縮機(jī)排氣管、C向接套管冷凝器上部，四通閥S向通過汽液分 離器和低壓開關(guān)接壓縮機(jī)吸氣口、 E向接套管蒸發(fā)器上部和翅片管式蒸發(fā)器上部， 套管冷凝器通過儲(chǔ)液器、過濾器、電子膨脹閥、軸流風(fēng)葉、電機(jī)和套管式蒸發(fā)器 組成水冷換熱器，套管冷凝器通過儲(chǔ)液器、過濾器、電子膨脹閥、軸流風(fēng)葉、電 機(jī)和翅片管式蒸發(fā)器組成風(fēng)冷換熱器。
本發(fā)明創(chuàng)造對(duì)本設(shè)計(jì)人設(shè)計(jì)的上述專利產(chǎn)品進(jìn)行了改進(jìn)，在春、夏、秋三個(gè) 季節(jié)環(huán)境溫度高于水溫的時(shí)候，以空氣為熱源，在冬季環(huán)境溫度低于水溫的時(shí)候， 以暖氣回水為熱源，使制冷劑與水進(jìn)行熱交換。它在空氣源熱泵熱水器的基礎(chǔ)上， 利用了在冬季水溫高于環(huán)境溫度的特點(diǎn)，以暖氣或其它穩(wěn)定水源(如工業(yè)廢水、 地下水)作為熱源來(lái)進(jìn)行熱交換，從而有效地降低了機(jī)組的功耗，提高了機(jī)組的 COP值，是一種具有適用范圍廣、可靠性高、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)的全季節(jié)、全天候的熱 水供應(yīng)系統(tǒng)。
本機(jī)組采用控制器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制，所有的控制功能由單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 用戶只要在控制器上進(jìn)行"空氣源"和"水源"的切換，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行切換 工作，操作十分方便。通過對(duì)環(huán)境溫度、水箱溫度和高、低水位開關(guān)對(duì)水位的控 制，熱水循環(huán)系統(tǒng)始終運(yùn)行在高水溫、低功耗狀態(tài)，既節(jié)省了能源，又提高了機(jī) 組的COP值。在春、夏、秋三個(gè)季節(jié)環(huán)境溫度高于水溫的時(shí)候，在控制器上選擇 "空氣源"，翅片管式蒸發(fā)器回路電磁閥打開，套管蒸發(fā)器回路電磁閥關(guān)閉。低 溫低壓的制冷劑液體在翅片管式蒸發(fā)器中吸收周圍空氣中的熱量蒸發(fā)成低溫低壓 的制冷劑氣體，通過壓縮機(jī)作功將制冷劑壓縮成高溫高壓氣體，高溫高壓制冷劑 氣體進(jìn)入套管冷凝器與水進(jìn)行熱交換。在套管冷凝器中被冷凝成低溫高壓制冷劑 液體而釋放出大量熱量，水吸收其釋放的熱量而溫度不斷上升，以達(dá)到產(chǎn)生熱水 的目的。在冬季環(huán)境溫度低于水溫的時(shí)候，翅片式蒸發(fā)器回路電磁閥關(guān)閉，套管 蒸發(fā)器回路電磁閥打開，由套管蒸發(fā)器從暖氣回水中吸收熱量代替翅片管式蒸發(fā) 器按照上述方式進(jìn)行熱交換。從而實(shí)現(xiàn)了全季節(jié)、全天候供水。在過渡季節(jié)，空 氣源熱泵系統(tǒng)仍有可能出現(xiàn)結(jié)霜現(xiàn)象，機(jī)組會(huì)自動(dòng)檢測(cè)結(jié)霜情況，當(dāng)達(dá)到除霜條
4件時(shí)，制冷系統(tǒng)則按照反方向進(jìn)行換熱，高溫高壓制冷劑氣體進(jìn)入翅片管式蒸發(fā)器被冷凝成高溫高壓制冷劑液體而釋放出大量熱量，來(lái)達(dá)到除霜的目的。


圖l是本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、蓄熱保溫水箱，2、循環(huán)熱水管，3、循環(huán)水泵，4、套管冷凝器，5、壓縮機(jī)，6、高壓開關(guān)，7、低壓開關(guān)，8、汽液分離器，9、四通閥，10、翅片管式蒸發(fā)器，11、軸流風(fēng)葉，12、電機(jī)，13、套管蒸發(fā)器，14、翅片管式蒸發(fā)器回路電磁閥，15、套管蒸發(fā)器回路電磁閥，16、電子膨脹閥，17、過濾器，18、儲(chǔ)液器。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造做進(jìn)一步的闡述。參見圖l， 一種空氣源、水源雙熱源熱泵熱水器，包括含有制冷系統(tǒng)的主機(jī)、蓄熱保溫水箱1和控制器，控制器采用單片機(jī)控制，輸入部分包括環(huán)境溫度控制器、盤管溫度傳感器、水箱溫度傳感器、高水位開關(guān)、低水位開關(guān)、靶流開關(guān)，輸出用于控制進(jìn)水電磁閥、循環(huán)水泵3、壓縮機(jī)5、電機(jī)12、電子膨脹閥16、套管蒸發(fā)器回路電磁閥15、翅片管式蒸發(fā)器回路電磁閥14，蓄熱保溫水箱上、下部分別設(shè)有循環(huán)熱水管，循環(huán)熱水管2與套管冷凝器4和循環(huán)水泵3連接，主機(jī)中的制冷系統(tǒng)由套管冷凝器4、壓縮機(jī)5、高壓開關(guān)6、低壓開關(guān)7、汽液分離器8、具有反向不導(dǎo)通特性的四通閥9、套管蒸發(fā)器13及套管蒸發(fā)器回路電磁閥15、翅片管式蒸發(fā)器IO及翅片管式蒸發(fā)器回電磁閥14、電子膨脹閥16、過濾器17、儲(chǔ)液器16以及配管組成一閉合的制冷劑回路，翅片管式蒸發(fā)器10下部設(shè)置翅片管式蒸發(fā)器回路電磁閥14，套管蒸發(fā)器13下部設(shè)置套管蒸發(fā)器回路電磁閥15，蓄熱保溫水箱1上部接由自來(lái)水進(jìn)水管和進(jìn)水電磁閥組成的補(bǔ)水系統(tǒng)，蓄熱保溫水箱1與套管冷凝器4之間接靶流開關(guān)，蓄熱保溫水箱1上部設(shè)高水位開關(guān)、下部設(shè)低水位開關(guān)和水箱溫度傳感器，四通閥9D向通過高壓開關(guān)6接壓縮機(jī)5排氣管、C向接套管冷凝器4上部，四通閥9S向通過汽液分離器8和低壓開關(guān)7接壓縮機(jī)5吸氣口、 E向接套管蒸發(fā)器13上部和翅片管式蒸發(fā)器10上部，套管冷凝器4通過儲(chǔ)液器18、過濾器17、電子膨脹閥16、軸流風(fēng)葉ll、電機(jī)12和套管式蒸發(fā)器13組成水冷換熱器，套管冷凝器4通過儲(chǔ)液器18、過濾器17、電子膨脹閥16、軸流風(fēng)葉11、電機(jī)12和翅片管式蒸發(fā)器10組成風(fēng)冷換熱器。
制冷循環(huán)過程如圖1所示沿實(shí)線箭頭方向循環(huán)。選擇"空氣源"時(shí)，套管蒸發(fā)器回路電磁閥電磁閥15斷開，翅片管式蒸發(fā)器回路電磁閥14閉合，制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)5壓縮成高溫高壓氣體通過四通闊9進(jìn)入套管冷凝器4，在套管冷凝器4中與循環(huán)水進(jìn)行熱交換對(duì)水進(jìn)行加熱，同時(shí)制冷劑被冷凝成低溫高壓液體流經(jīng)過濾器17，經(jīng)電子膨脹閥16節(jié)流成低溫低壓液體進(jìn)入翅片管式蒸發(fā)器10，在翅片管式蒸發(fā)器10中與強(qiáng)制的空氣流進(jìn)行熱交換并蒸發(fā)成高溫高壓制冷劑氣體，最后再經(jīng)過四通閥9和汽液分離器8回流至壓縮機(jī)5;選擇"水源"時(shí)，套管蒸發(fā)器回路電磁閥電磁閥15閉合，翅片管式蒸發(fā)器回路電磁閥14斷開，制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)5壓縮成高溫高壓氣體通過四通閥9進(jìn)入套管冷凝器4，在套管冷凝器4中與循環(huán)水進(jìn)行熱交換對(duì)水進(jìn)行加熱，同時(shí)制冷劑被冷凝成低溫高壓液體流經(jīng)過濾器17，經(jīng)電子膨脹閥16節(jié)流成低溫低壓液體進(jìn)入套管蒸發(fā)器13，在套管蒸發(fā)器13與暖氣回水進(jìn)行熱交換并蒸發(fā)成高溫高壓制冷劑氣體，最后再經(jīng)過四通閥9和汽液分離器8回流至壓縮機(jī)5，形成閉合的制冷循環(huán)系統(tǒng)，如此周而復(fù)始地對(duì)循環(huán)水進(jìn)行加熱。
在過渡季節(jié)時(shí)期，由于環(huán)境溫度比較低、濕度高，空氣源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行過程中，翅片管式蒸發(fā)器10表面因?yàn)榭諝庵兴魵獠粩嗄Y(jié)導(dǎo)致結(jié)霜，使熱泵系統(tǒng)制熱效果隨之降低。此時(shí)控制器通過對(duì)環(huán)境溫度、盤管溫度等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，使系統(tǒng)及時(shí)有效地進(jìn)入化霜程序運(yùn)行。在化霜的過程中，制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)5壓縮成高溫高壓氣體通過四通閥9進(jìn)入翅片管式蒸發(fā)器10，被冷凝成低溫高壓液體，同時(shí)釋放出大量熱量，對(duì)翅片管式蒸發(fā)器IO表面進(jìn)行除霜。低溫高壓制冷液體經(jīng)電子膨脹閥16節(jié)流變成低溫低壓氣體，通過過濾器17和儲(chǔ)液器18進(jìn)入套管冷凝器4，在套管冷凝器4吸熱蒸發(fā)成高溫低壓氣體通過四通閥9再度進(jìn)入壓縮機(jī)5進(jìn)行壓縮，如此周而復(fù)始地循環(huán)，最終達(dá)到除霜的目的。
權(quán)利要求
1、一種空氣源、水源雙熱源熱泵熱水器，它包括含有制冷系統(tǒng)的主機(jī)、蓄熱保溫水箱(1)和控制器，控制器采用單片機(jī)控制，輸入部分包括環(huán)境溫度控制器、盤管溫度傳感器、水箱溫度傳感器、高水位開關(guān)、低水位開關(guān)、靶流開關(guān)，輸出用于控制進(jìn)水電磁閥、循環(huán)水泵(3)、壓縮機(jī)(5)、電機(jī)(12)、電子膨脹閥(16)、套管蒸發(fā)器回路電磁閥(15)、翅片管式蒸發(fā)器回路電磁閥(14)，蓄熱保溫水箱上、下部分別設(shè)有循環(huán)熱水管，循環(huán)熱水管(2)與套管冷凝器(4)和循環(huán)水泵(3)連接，主機(jī)中的制冷系統(tǒng)由套管冷凝器(4)、壓縮機(jī)(5)、高壓開關(guān)(6)、低壓開關(guān)(7)、汽液分離器(8)、具有反向不導(dǎo)通特性的四通閥(9)、套管蒸發(fā)器(13)及套管蒸發(fā)器回路電磁閥(15)、翅片管式蒸發(fā)器(10)及翅片管式蒸發(fā)器回電磁閥(14)、電子膨脹閥(16)、過濾器(17)、儲(chǔ)液器(16)以及配管組成一閉合的制冷劑回路，翅片管式蒸發(fā)器(10)下部設(shè)置翅片管式蒸發(fā)器回路電磁閥(14)，套管蒸發(fā)器(13)下部設(shè)置套管蒸發(fā)器回路電磁閥(15)，蓄熱保溫水箱(1)上部接由自來(lái)水進(jìn)水管和進(jìn)水電磁閥組成的補(bǔ)水系統(tǒng)，蓄熱保溫水箱(1)與套管冷凝器(4)之間接靶流開關(guān)，蓄熱保溫水箱(1)上部設(shè)高水位開關(guān)、下部設(shè)低水位開關(guān)和水箱溫度傳感器，四通閥(9)D向通過高壓開關(guān)(6)接壓縮機(jī)(5)排氣管、C向接套管冷凝器(4)上部，其特征在于四通閥(9)S向通過汽液分離器(8)和低壓開關(guān)(7)接壓縮機(jī)(5)吸氣口、E向接套管蒸發(fā)器(13)上部和翅片管式蒸發(fā)器(10)上部，套管冷凝器(4)通過儲(chǔ)液器(18)、過濾器(17)、電子膨脹閥(16)、軸流風(fēng)葉(11)、電機(jī)(12)和套管式蒸發(fā)器(13)組成水冷換熱器，套管冷凝器(4)通過儲(chǔ)液器(18)、過濾器(17)、電子膨脹閥(16)、軸流風(fēng)葉(11)、電機(jī)(12)和翅片管式蒸發(fā)器(10)組成風(fēng)冷換熱器。
全文摘要
一種空氣源、水源雙熱源熱泵熱水器，它包括主機(jī)、蓄熱保溫水箱、控制器、環(huán)境溫度控制器、盤管溫度傳感器、水箱溫度傳感器、高水位開關(guān)、低水位開關(guān)、靶流開關(guān)、進(jìn)水電磁閥、循環(huán)水泵、壓縮機(jī)、電機(jī)、電子膨脹閥、套管蒸發(fā)器回路電磁閥、翅片管式蒸發(fā)器回路電磁閥、循環(huán)熱水管、套管冷凝器、四通閥，四通閥D向通過高壓開關(guān)接壓縮機(jī)排氣管、C向接套管冷凝器上部，S向通過汽液分離器和低壓開關(guān)接壓縮機(jī)吸氣口、E向接套管蒸發(fā)器上部和翅片管式蒸發(fā)器上部，套管冷凝器通過儲(chǔ)液器、過濾器、電子膨脹閥、軸流風(fēng)葉、電機(jī)和套管式蒸發(fā)器組成水冷換熱器及通過翅片管式蒸發(fā)器組成風(fēng)冷換熱器。它確保了在北方能全年全天候使用。
文檔編號(hào)F24H4/02GK101476774SQ20081016219
公開日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2008年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者黃道德 申請(qǐng)人:浙江正理電子電氣有限公司