專利名稱：一種直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機組的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種熱水機組，尤其是一種直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機組，屬于熱水器具技術領域。
背景技術：
據(jù)申請人了解，熱泵熱水機組一般有兩種工作模式，直熱模式和循環(huán)模式。直熱模式下的熱水機組將自來水加熱后送到保溫水箱，適用于大溫差工況，水流量較小。循環(huán)模式下的熱水機組將來自保溫水箱的低于設定溫度的水加熱后送回水箱，適用于小溫差工況，水流量較大。根據(jù)現(xiàn)場工作條件，循環(huán)模式的水流量通常為直熱模式的4-8倍。現(xiàn)有直熱 式熱泵熱水機組大都采用一個冷凝器進行熱換熱，無法兼顧水流量變化大時的直熱模式和循環(huán)模式下系統(tǒng)能效比和水路壓降，因此安裝時需要選取揚程和輸入功率較大的循環(huán)泵來滿足循環(huán)模式下水流量需求，結果降低了系統(tǒng)綜合能效比。專利號為201120174073. 4、名稱為《一種直熱式熱泵熱水機組》的中國專利提出了一種基本解決方案采用兩個冷凝器。通過對位于直熱進口(冷水進口)和熱水出口旁通管路上閥門的控制，實現(xiàn)直熱模式下的冷凝器水路串聯(lián)；以及循環(huán)模式下的冷凝器水路并聯(lián)。因此冷凝器的設計可兼顧直熱模式和循環(huán)模式水流量相差較大的情形，降低循環(huán)模式水路壓降，可選取功率較小的循環(huán)泵，從而提高了系統(tǒng)綜合能效比。實際上，不難想到，與上述專利等效的替代方案是如附圖
4所示，采用一個冷凝器，但冷凝器水路中間引出接頭接循環(huán)進口管路(溫水管路)，這樣顯然可以獲得相同的作用效果；如附圖5所示，將制冷劑側兩個冷凝器改為并聯(lián)連接，也能達到同樣的效果。實踐證明，上述基本技術方案及其等同方案存在以下技術問題I)在滿足直熱模式下水和制冷劑回路逆流換熱時，循環(huán)模式下有一個冷凝器或一部分冷凝器的水和制冷劑為順流換熱，換熱效率較低。即直熱模式下，水和制冷劑逆流換熱；而循環(huán)模式下，下部冷凝器的水和制冷劑順流換熱，因此換熱效率較低。2)由于在直熱和循環(huán)模式下，部分冷凝器內(nèi)部存在水流方向相反的情況，因此在熱泵熱水機組進行直熱和循環(huán)模式切換時，增壓泵、循環(huán)泵、熱泵熱水機組需要停止工作，以避免水流對沖引起管路噪聲振動以及管路部件失效。以201120174073. 4的技術方案為例，直熱模式下，下冷凝器內(nèi)部的水流方向朝上，而循環(huán)模式下，下冷凝器內(nèi)部的水流方向朝下，因此每次進行直熱和循環(huán)模式切換時，增壓泵、循環(huán)泵、熱泵熱水機組需要停止工作，結果降低了熱水系統(tǒng)可靠性。。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于針對上述現(xiàn)有技術存在的缺點，提出一種模式切換無需停機且保持高效的直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機組。為了達到以上目的，本實用新型的直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機組包括具有第一進水接口和第一出水接口的第一冷凝器、具有第二進水接口和第二出水接口的第二冷凝器，以及與第二進水接口連通的直熱進口、與第一進水接口連通的循環(huán)進口、與第一出水接口連通的熱水出口 ；其特征在于所述第二出水接口至所述第一進水接口單向連通，所述循環(huán)進口至所述第二進水接口單向連通；所述第二出水接口與所述熱水出口之間的連通管路設有控制閥。在直熱模式下，控制閥關閉，冷水從直熱進口進入，經(jīng)第二和第一冷凝器后，從熱水出口流出。在此過程中，制冷劑在冷凝器中的流向與水流方向相反，因此實現(xiàn)了逆流換熱。 在循環(huán)模式下，控制閥開啟，溫水從循環(huán)進口一路經(jīng)第一進水接口流進第一冷凝器，直接經(jīng)過第一冷凝器從熱水出口輸出，另一路通過循環(huán)進口至第二冷凝器的第二進水接口進入第二冷凝器，流經(jīng)第二冷凝器后，通過控制閥，從熱水出口流出。在此過程中，制冷劑和水流依然為逆流換熱?！び纱丝梢姡c現(xiàn)有技術相比，采用本實用新型后，無論直熱還是循環(huán)模式，都為逆流換熱，因此始終保持較高的換熱效率，同時由于模式切換不改變水流流向，因此無需停機，可以連續(xù)運行。本實用新型的實施方式中，所述循環(huán)進口設有防止回流的單向閥。本實用新型的實施方式中，所述第一冷凝器和第二冷凝器的制冷劑管路并聯(lián)。本實用新型的實施方式中，所述第一冷凝器和第二冷凝器均采用內(nèi)部為水流通道、外部為制冷劑通道的盤管換熱結構，所述第一冷凝器的盤管與所述第二冷凝器的盤管置于同一殼體內(nèi)。本方法的實施例中，所述第一冷凝器和第二冷凝器的制冷劑流向均自上而下，所述第一冷凝器和第二冷凝器的水流流向均自下而上。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。圖I為本實用新型實施例一的結構示意圖。圖2為本實用新型實施例二的結構示意圖。圖3為本實用新型實施例三的結構示意圖。圖4為現(xiàn)有技術替代方案一的結構示意圖。圖5為現(xiàn)有技術替代方案二的結構示意圖。
具體實施方式
實施例一本實施例的直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機組如圖I所示，包括具有第一進水接口 IS和第一出水接口 IF的第一冷凝器I、具有第二進水接口 2S和第二出水接口 2F的第二冷凝器2，以及與第二進水接口 2S連通的自來水直熱進口 3、與第一進水接口 IS連通的儲水水箱循環(huán)進口 4、與第一出水接口 IF連通的熱水出口 5。其中，第二出水接口 2F至第一進水接口 IS通過第一單向閥b單向連通,循環(huán)進口 4至第二進水接口 2S通過第三單向閥a單向連通，第二出水接口 2F與熱水出口 5之間的連通管路設有控制閥6。循環(huán)進口設置的第二單向閥c可以防止回流。工作時，第一冷凝器I和第二冷凝器2的制冷劑流向自上而下由端口 IN至端口 OUT ，第一冷凝器I和第二冷凝器2的水流流向分別由IS至1F、2S至2F，均自下而上，因此始終是逆流換熱。直熱進口處設置了開關閥7。直熱模式下，控制閥6關閉，來自自來水源的冷水從直熱進口 3進入，經(jīng)第二冷凝器后，由2F至1S，再經(jīng)第一冷凝器，從熱水出口 5流出。在此過程中，制冷劑和水流在冷凝器中的流向分別由上而下和由下而上，形成典型的逆流換熱。在循環(huán)模式下，控制閥6開啟，來自熱水器儲水水箱中的溫水從循環(huán)進口 4由第一進水接口 IS流進第一冷凝 器1，直接經(jīng)過第一冷凝器I從熱水出口 5輸出，同時，其另一路由循環(huán)進口 4通過第三單向閥a經(jīng)第二冷凝器2的第二進水接口 2S進入第二冷凝器2，流經(jīng)第二冷凝器后，由第二出水接口 F2流出，再通過開啟的控制閥6后，從熱水出口 5流出。在此過程中，制冷劑和水流依然為由上而下和由下而上的逆流換熱。在上述兩種模式下，經(jīng)兩個冷凝器的制冷劑流向和水流流向都沒有發(fā)生改變，因此在直熱和循環(huán)模式切換過程中不需要停機。實施例二本實施例的直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機組如圖2所示，基本的管路結構與實施例一相同，不同的是，第一冷凝器I和第二冷凝器2的制冷劑管路不是串聯(lián)，而是并聯(lián)。實施例三本實施例的直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機組如圖3所示，基本的管路結構也與實施例一相同，不同的是，第一冷凝器I和第二冷凝器2均采用內(nèi)部為水流通道、外部為制冷劑通道的盤管換熱結構，第一冷凝器I的盤管與第二冷凝器的盤管2置于同一殼體內(nèi)。實驗證明，上述實施例的直熱式熱泵熱水機組與現(xiàn)有技術相比，具有如下顯著優(yōu)
占-
^ \\\ I、在直熱和循環(huán)模式下，冷凝器均為高效的逆流換熱，因此能效比提高明顯。2、實現(xiàn)了不停機狀態(tài)下的直熱和循環(huán)模式切換，提高了單位時間的熱水產(chǎn)率，減少了熱泵熱水機組、水路零部件、增壓泵及循環(huán)泵的啟停次數(shù)，有效提高了熱水系統(tǒng)的可靠性。除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。
權利要求1.一種直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機組，包括具有第一進水接口和第一出水接口的第一冷凝器、具有第二進水接口和第二出水接口的第二冷凝器，以及與第二進水接口連通的直熱進口、與第一進水接口連通的循環(huán)進口、與第一出水接口連通的熱水出口 ；其特征在于所述第二出水接口至所述第一進水接口單向連通，所述循環(huán)進口至所述第二進水接口單向連通；所述第二出水接口與所述熱水出口之間的連通管路設有控制閥。
2.根據(jù)權利要求I所述的直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機組，其特征在于所述循環(huán)進口設有防止回流的單向閥。
3.根據(jù)權利要求I所述的直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機組，其特征在于所述第一冷凝器和第二冷凝器的制冷劑管路并聯(lián)。
4.根據(jù)權利要求I所述的直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機組，其特征在于所述第一冷凝器和第二冷凝器均采用內(nèi)部為水流通道、外部為制冷劑通道的盤管換熱結構，所述第一冷凝器的盤管與所述第二冷凝器的盤管置于同一殼體內(nèi)。
5.根據(jù)權利要求I所述的直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機組，其特征在于所述第一冷凝器和第二冷凝器的制冷劑流向均自上而下，所述第一冷凝器和第二冷凝器的水流流向均自下而上。
專利摘要本實用新型涉及一種直熱循環(huán)雙高效熱泵熱水機組，屬于熱水器具技術領域。該機組包括具有第一進水接口和第一出水接口的第一冷凝器、具有第二進水接口和第二出水接口的第二冷凝器，以及與第二進水接口連通的直熱進口、與第一進水接口連通的循環(huán)進口、與第一出水接口連通的熱水出口；所述第二出水接口至所述第一進水接口單向連通，所述循環(huán)進口至所述第二進水接口單向連通；所述第二出水接口與所述熱水出口之間設有控制閥。與現(xiàn)有技術相比，采用本實用新型后，無論直熱還是循環(huán)模式，都為逆流換熱，因此始終保持較高的換熱效率，同時由于模式切換不改變水流流向，因此無需停機，可以連續(xù)運行。
文檔編號F24H4/02GK202792522SQ201220419278
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月22日 優(yōu)先權日2012年8月22日
發(fā)明者顏松, 張俊杰, 吳亞衛(wèi) 申請人:艾歐史密斯(中國)熱水器有限公司