專利名稱：空氣源水源相結(jié)合的熱泵熱水器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種熱水器，特別是涉及空氣源水源相結(jié)合的熱 泵制取生活熱水的熱水器。
背景技術(shù)：
目前，我國民用熱水供應主要是靠燃煤燃油鍋爐、太陽能熱水 器、天然氣熱水器和電熱水器等。太陽能熱水器主要靠輻射吸熱，受
氣候變化的影響較大。安裝條件因房型結(jié)構(gòu)，地域氣候差異受限較大； 煤、油、天然氣屬不可再生能源，熱值高價格高，燃燒對環(huán)境有較大 的污染，同時加劇了溫室效應；電熱水器能耗大，而且在我國發(fā)電百 分之八十以上靠火力發(fā)電，跟燃煤的性質(zhì)差不多，而且使用電和天然 氣還存在著安全隱患。近幾年，國家將環(huán)保節(jié)能從政策上提高到戰(zhàn)略 高度，熱泵熱水器因節(jié)能環(huán)保，安裝使用方便，自2002年來，不少 科研機構(gòu)和廠家開始對它開發(fā)。目前在我國也有不少廠家生產(chǎn)單一的 空氣源熱泵熱水器和水源熱泵熱水器，多數(shù)只是對空調(diào)進行改造，生 產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，節(jié)能效果也不是很顯著?，F(xiàn)有的專利，基本 循環(huán)大致相同，在溫度較低的地區(qū)，卻難以適用。有的設備具有化霜 裝置，比如電加熱除霜，從外層化霜較慢且不理想。在長江以南的很 多地區(qū)(比如湖北，湖南，安徽，江西，上海，江蘇，浙江等)冬季 溫度較低，這是會因為蒸發(fā)溫度過低，壓縮機吸氣很少，缺少潤滑而損壞，為了避免損壞加上低壓保護裝置，當壓力較低的時候，壓縮機
則停機，導致用戶無法使用。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型是要提供一種空氣源水源相結(jié)合的熱泵熱水器，該 熱水器能滿足在冬季溫度較低區(qū)域的使用，又能實現(xiàn)效率的大幅度提 高，安全性，可靠性強。
為實現(xiàn)上述目標，本實用新型的技術(shù)方案 一種空氣源水源相結(jié) 合的熱泵熱水器，由主機、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，地下水源循環(huán)系統(tǒng)和控 制系統(tǒng)組成，其特點是主機包括壓縮機、套管式換熱器、高壓貯液 器、干燥過濾器、電子膨脹閥、電磁閥、翅片式換熱器、殼管式換熱 器、氣液分離器，分液管，制熱時，壓縮機高壓出氣口與套管式換熱 器相連，套管式換熱器出水口依次通過高壓貯液器，干燥過濾器，電 子膨脹閥，電磁閥分別與分液管，殼管式換熱器相連接，分液管，殼 管式換熱器，氣液分離器與環(huán)繞壓縮機的冷盤管一端相連，冷盤管另 一端與電子膨脹閥的后端，電磁閥的前端相連接。
套管式換熱器進、出水口與生活循環(huán)冷卻水相連；殼管式換熱 器進、出水口與地下水源循環(huán)相連。
本實用新型有益效果是在于解決了在任何環(huán)境工況下，設備的 安全運行及效率問題。在冬季，大部分地區(qū)的地下水溫在15'C以上， 這有利于采用殼管式換熱器，使得制冷劑與地下水換熱，充分吸收地 下水的熱量，提高制熱效率。而此時如果采用翅片式換熱器，面臨著 結(jié)霜等嚴重問題，影響使用的效果，和機組的使用壽命。在夏季，當環(huán)境溫度很高，設備周圍(樓頂)高于5crc時，壓縮機的吸氣溫度 較高，同時壓縮機使用的電能轉(zhuǎn)化成機械能，除一部分做功，還有一 部分轉(zhuǎn)化為熱能，這部分熱能的累積使得壓縮機自身溫度升高，當溫 度過高時，制冷劑中的潤滑油會焦化，變成炭粉，嚴重時會導致壓縮 機報廢。在電子膨脹閥后端，電磁閥的前端引出一根冷盤管，使其環(huán) 繞壓縮機并保溫，能夠及時帶走壓縮機產(chǎn)生的廢熱，充分利用廢熱， 同時有效冷卻了壓縮機，使設備的整體性能得到較好的提高。

圖l是本實用新型的系統(tǒng)圖2是本實用新型系統(tǒng)運行的壓焓圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的空氣源水源相結(jié)合的熱泵熱水器，由 主機、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，地下水源循環(huán)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。
主機包括壓縮機1、套管式換熱器13、高壓貯液器10、干燥過 濾器9、電子膨脹閥8、電磁閥7， 14、翅片式換熱器3、殼管式換熱 器5、氣液分離器2，分液管15。
制熱時，壓縮機1高壓出氣口與套管式換熱器13相連，套管式 換熱器13出水口依次通過高壓貯液器10，干燥過濾器9，電子膨脹 閥8,電磁7， 14分別與分液管15,殼管式換熱器5相連接。分液管 15，殼管式換熱器5，氣液分離器2與環(huán)繞壓縮機1的冷盤管一端相 連，冷盤管另一端與電子膨脹閥8的后端，電磁閥7， 14的前端相連 接。套管式換熱器13進、出水口與生活循環(huán)冷卻水相連；殼管式換 熱器5進、出水口與地下水源循環(huán)相連。
冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，主要有循環(huán)水泵、保溫水箱、補水閥和恒壓 供水泵構(gòu)成。地下水源循環(huán)系統(tǒng)主要有循環(huán)水泵，循環(huán)水井構(gòu)成?？?制系統(tǒng)由主機控制，水循環(huán)系統(tǒng)控制。
當室外的空氣溫度在15'C以上時，打開電磁閥14，關閉電磁閥 7，環(huán)頂吹式風機強迫氣流通過翅片式換熱器換熱，將熱量傳遞給制 冷劑，制冷劑再通過套管式換熱器將熱量傳遞給水；當室外的溫度低 于15'C時，打開電磁閥7，關閉電磁閥14，將制冷劑兩相流流入殼 管式換熱器中，同地下水進行換熱，吸取地下水源的熱量，將熱量傳 遞給冷卻水。
基本循環(huán)在制熱時壓縮機1高壓出氣口與套管式換熱器13相連， 套管式換熱器13管芯流高溫高壓的制冷劑，管外流冷卻水，制冷劑 被冷卻，冷卻水被加熱，冷卻水不停循環(huán)，最終得到需要的熱水。冷 卻水從套管式換熱器13的進水口 11進入，從出水口 12流出。制冷 劑從套管式換熱器13經(jīng)冷卻后，流入到高壓貯液器IO。制冷劑經(jīng)電 子膨脹閥8節(jié)流后成為低溫低壓的制冷劑兩相流，當室外溫度大于 15'C，流入到翅片式換熱器3同空氣換熱，吸取空氣的熱量同時部分 汽化，流入氣液分離器2;當室外溫度小于15度時，將制冷劑兩相 流流入殼管式換熱器中，同地下水進行換熱，吸取地下水源的熱量， 同時部分汽化，流入到氣液分離器2。氣液分離器2與壓縮機1的低 壓進氣口相連，制冷劑經(jīng)氣液分離器2分離后，氣體被吸入壓縮機進行壓縮，再從高壓出氣口流出，進行周而復始的循環(huán)。
在室外溫度〉15"C時，啟動冷卻水循環(huán)水泵，檢査水泵電流保護 開關，沒有異常，啟動系統(tǒng)，先啟動壓縮機，再啟動風機。風機的控 制30s內(nèi)初始條件外環(huán)境》25'C，風機低速運轉(zhuǎn)，15TX外環(huán)境^ 25'C時，風機高速運轉(zhuǎn)。當室外溫度^15'C時，啟動冷卻水循環(huán)水泵， 檢査水泵電流保護開關，沒有異常，啟動系統(tǒng)，先啟動壓縮機，在開 啟地下水源循環(huán)水泵。水泵故障后，人工按控制板復位鍵，每隔15s 水泵開啟15s，如故障仍不恢復，則關機。高/低壓/水流開關故障判 斷時間5s。線控器與控制系統(tǒng)通訊故障持續(xù)一分鐘，系統(tǒng)自動停機。
電子膨脹閥控制過熱度目標值為rc。
如圖2所示，取冬季氣候，此時制取Qkw的熱量，在采用翅片式 換熱器與殼管式換熱器時的COP的比較，采用翅片式時，蒸發(fā)溫度5
。C,壓縮機做功『'=;X △//'—,， 此時
當室外溫度小于15r時，地下水源的平均溫度在15t，取15匸
為蒸發(fā)溫度，壓縮機做功
『2 = ni x a//, —2 ,此時"尸2=^ ，很顯然
1-2 1-3, , ^氣2
說明該熱泵熱水器的制熱效率大于現(xiàn)在有的空氣源水源熱泵熱 水器，效果得到了明顯的改善與提高。
權(quán)利要求1.一種空氣源水源相結(jié)合的熱泵熱水器，由主機、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，地下水源循環(huán)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，其特征在于所述主機包括壓縮機(1)、套管式換熱器(13)、高壓貯液器(10)、干燥過濾器(9)、電子膨脹閥(8)、電磁閥(7，14)、翅片式換熱器(3)、殼管式換熱器(5)、氣液分離器(2)，分液管(15)，制熱時，壓縮機(1)高壓出氣口與套管式換熱器(13)相連，套管式換熱器(13)出水口依次通過高壓貯液器(10)，干燥過濾器(9)，電子膨脹閥(8)，電磁閥(7，14)分別與分液管(15)，殼管式換熱器(5)相連接，分液管(15)，殼管式換熱器(5)，氣液分離器(2)與環(huán)繞壓縮機(1)的冷盤管一端相連，冷盤管另一端與電子膨脹閥(8)的后端，電磁閥(7，14)的前端相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣源水源相結(jié)合的熱泵熱水器，其特征 在于所述套管式換熱器(13)進、出水口與生活循環(huán)冷卻水相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣源水源相結(jié)合的熱泵熱水器，其特征 在于所述殼管式換熱器(5)進、出水口與地下水源循環(huán)相連。
專利摘要本實用新型涉及一種空氣源水源相結(jié)合的熱泵熱水器，制熱時，壓縮機高壓出氣口與套管式換熱器相連，套管式換熱器出水口依次通過高壓貯液器，干燥過濾器，電子膨脹閥，電磁閥分別與分液管，殼管式換熱器相連接，分液管，殼管式換熱器，氣液分離器與環(huán)繞壓縮機的冷盤管一端相連，冷盤管另一端與電子膨脹閥的后端，電磁閥的前端相連接。采用翅片式換熱器與殼管式換熱器相結(jié)合的方式，省去了除霜操作，同時保證在任何溫度下都能高效的運轉(zhuǎn)。由翅片式換熱器和管殼式換熱器的分液管引出一根冷盤管，使其環(huán)繞壓縮機并保溫，使得壓縮機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的廢熱能得到充分利用，同時也避免了壓縮機過熱。本實用新型在一年四季下氣溫下都能高效的運轉(zhuǎn)，制熱效率高。
文檔編號F24H4/02GK201434504SQ20092007065
公開日2010年3月31日 申請日期2009年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月17日
發(fā)明者張建國, 偉 王, 陶樂仁, 馬福一 申請人:上海理工大學