專利名稱：兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)，尤指一種適用于冷凍空調(diào)系統(tǒng)的熱泵系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
請(qǐng)參閱圖4、及圖5是現(xiàn)有熱泵的熱循環(huán)系統(tǒng)及冷循環(huán)系統(tǒng)的示意圖。一般室溫調(diào)節(jié)是冬天加熱于空氣中以取暖，夏天使空氣冷卻以取涼。在冬天時(shí)，如圖4所示，現(xiàn)有熱泵的熱循環(huán)系統(tǒng)是通過(guò)由一控制器7控制，使熱泵的熱循環(huán)系統(tǒng)依序組設(shè)有一壓縮機(jī)1、一四通閥6、一凝結(jié)器2(裝置于室內(nèi))、一膨脹閥3、及一蒸發(fā)器4(裝置于室外)，且其彼此的間是由一冷媒管路5相互串連。通過(guò)由高壓高溫的氣態(tài)冷媒通過(guò)凝結(jié)器2后變成高壓低溫的液態(tài)冷媒，凝結(jié)器2可與室內(nèi)冷空氣進(jìn)行熱交換，即放出熱量將室內(nèi)的冷空氣轉(zhuǎn)換成熱空氣，以提供暖氣，當(dāng)然其所交換的熱量也可用以間接加熱于水，即凝結(jié)器2于冬天時(shí)可提供一冷水入口28、及一熱水出口27。
如圖5所示，在夏天時(shí)，通過(guò)由一控制器7控制，使常用熱泵的冷循環(huán)系統(tǒng)依序組設(shè)有一壓縮機(jī)1、一四通閥6、一凝結(jié)器8(裝置于室外)、一膨脹閥3、及一蒸發(fā)器9(裝置于室內(nèi))，且其彼此的間是由一冷媒管路5相互串連。通過(guò)由低壓低溫的液態(tài)冷媒通過(guò)蒸發(fā)器9后變成低壓高溫的氣態(tài)冷媒，蒸發(fā)器9可與室內(nèi)熱空氣進(jìn)行熱交換，即吸收熱量將室內(nèi)的熱空氣轉(zhuǎn)換成冷空氣，通過(guò)以提供冷氣，當(dāng)然其所交換的熱量也可用以間接將水變?yōu)楸凑舭l(fā)器9于夏天時(shí)可提供一冷水入口98、及一冰水出口97。
上述的設(shè)計(jì)，冬天只能提供暖氣、或熱水，夏天只能提供冷氣、或冰水，對(duì)于使用者而言，無(wú)法滿足需求，且不能節(jié)省能源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)滿足使用者對(duì)冷熱水的不同需求。
本發(fā)明一種兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)，具有一壓縮機(jī)、一熱回收器、一四通閥、一熱交換器、一第一膨脹閥、以及一蒸發(fā)器。四通閥具有一入口、一第一開口、一第二開口、及一第三開口，且入口是可選擇式連通至第一開口，同時(shí)并使第二開口連通至第三開口，或是入口可選擇式連通至第三開口，同時(shí)并使第一開口連通至第二開口。其中，一第一管路是串連壓縮機(jī)與熱回收器的內(nèi)壁一端，一第二管路是串連熱回收器的內(nèi)壁另一端與四通閥的入口，一第三管路是串連四通閥的第一開口與熱交換器，一第四管路是串連熱交換器與第一膨脹閥，一第五管路是串連第一膨脹閥與蒸發(fā)器的內(nèi)壁一端，一第六管路是串連蒸發(fā)器的內(nèi)壁另一端與壓縮機(jī)，一第七管路、及一控制閥是串連四通閥的第三開口與第一膨脹閥，一第二中間管路、及另一控制閥是串連蒸發(fā)器內(nèi)壁一端與四通閥的第三開口，一第三中間管路是串連四通閥的第二開口與壓縮機(jī)。且熱回收器的外壁具有一冷水入口、及一熱水出口。又蒸發(fā)器的外壁具有一冷水入口、及一冰水出口。并且四通閥是可選擇式將第二管路連通至第三管路、或是將第二管路連通至第七管路。
通過(guò)此，本發(fā)明當(dāng)?shù)诙苈愤B通至第三管路時(shí)，熱交換器是作凝結(jié)器使用，此時(shí)熱泵系統(tǒng)是作冷循環(huán)，因此蒸發(fā)器可熱交換，將進(jìn)入的冷水吸熱成冰水排出，而熱回收器則可將進(jìn)入的冷水利用系統(tǒng)廢熱加熱成熱水排出。當(dāng)?shù)诙苈愤B通至第七管路時(shí)，熱回收器是作凝結(jié)器使用，熱泵系統(tǒng)亦為冷循環(huán)，因此蒸發(fā)器也是將進(jìn)入的冷水吸熱成冰水排出，而熱回收器則可將進(jìn)入的冷水利用系統(tǒng)廢熱加熱成熱水排出去。故不論在夏季、或冬季，全年皆可提供冰水或冷氣、及熱水，當(dāng)然其所交換的熱量也可用以提供冷氣、或暖氣，既節(jié)省能源，且兼具環(huán)保。
此外，本發(fā)明更可具有一第一中間管路、及一第二膨脹閥，第一中間管路、及第二膨脹閥并串連熱交換器與蒸發(fā)器的內(nèi)壁一端。以便當(dāng)?shù)诙苈愤B通至該第七管路時(shí)，部分冷媒可分流至熱交換器，直接回至壓縮機(jī)，不提供熱交換。部分冷媒可再分流至第一膨脹閥，再流至蒸發(fā)器的內(nèi)壁一端，可經(jīng)熱交換而提供冰水。
再者，本發(fā)明的第六管路更可具有一積液器，以便確保進(jìn)入壓縮機(jī)的冷媒皆為氣態(tài)，不會(huì)損及壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
另外，本發(fā)明更可具有一第四中間管路，其是串連四通閥的第三開口與第二膨脹閥。以便當(dāng)?shù)诙苈愤B通至第三管路時(shí)，部分冷媒可由第四中間管路經(jīng)由四通閥的第三開口，再經(jīng)由第三中間管路，回至壓縮機(jī)，而不流經(jīng)蒸發(fā)器，可減少熱交換的熱量，因而可提高冰水的溫度，或維持所需的冰水溫度但減少供應(yīng)的冰水量。
此外，本發(fā)明的第四中間管路更可具有一控制閥。以便當(dāng)?shù)诙苈愤B通至該第七管路時(shí)，可控制離開四通閥的第三開口的冷媒是否部分要進(jìn)入第二膨脹閥，當(dāng)控制閥關(guān)閉時(shí)，則冷媒全部由第一膨脹閥進(jìn)入蒸發(fā)器，可降低冰水的溫度。
再者，本發(fā)明的第四管路更可具有一單向閥、或一控制閥。以便控制第四管路的冷媒僅能由熱交換器單向流至第一膨脹閥。
另外，本發(fā)明的第一中間管路更可具有一單向閥、或一控制閥。以便控制第四中間管路的冷媒僅能由四通閥的第三開口單向流至第二膨脹閥。
此外，本發(fā)明的四通閥更可具有一控制器。以便可控制四通閥的入口選擇式連通至第一開口，并使第二開口連通至第三開口，或是入口選擇式連通至第三開口，并使第一開口連通至第二開口。
又，本發(fā)明的蒸發(fā)器可為殼管式、板片式、鰭片式、或其它等效的任何型式，以便可產(chǎn)生冰水或冷氣。


圖1是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的冷循環(huán)系統(tǒng)架構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的熱循環(huán)系統(tǒng)架構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)圖；圖4是現(xiàn)有熱泵的熱循環(huán)系統(tǒng)架構(gòu)圖；圖5是現(xiàn)有熱泵的冷循環(huán)系統(tǒng)架構(gòu)圖。
主要組件符號(hào)說(shuō)明1，11壓縮機(jī)15熱回收器151熱水出口152冷水入口16四通閥 161入口162第一開口163第二開口 164第三開口18控制器 2凝結(jié)器 21蒸發(fā)器211冰水出口212冷水入口 27熱水出口28冷水入口 3膨脹閥 31第二膨脹閥32第一膨脹閥 33，34單向閥 35，36，37，38控制閥4蒸發(fā)器40熱交換器45積液器5冷媒管路 51第一管路52第二管路53第三管路 54第四管路541第一中間管路55第五管路 56第六管路561第二中間管路562第三中間管路57第七管路571第四中間管路6四通閥60貯槽61蓮蓬頭62溫水游泳池 64，65，66水泵7控制器70冷氣機(jī) 8凝結(jié)器 80空調(diào)箱9蒸發(fā)器97冰水出 98冷水入口100熱泵系統(tǒng)CW，CW1，CW2冷水 HW熱水IW冰水具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的冷循環(huán)系統(tǒng)架構(gòu)圖。本發(fā)明主要具有一壓縮機(jī)11、一熱回收器15、一四通閥16、一控制器18、一熱交換器40、一第一膨脹閥32、一蒸發(fā)器21、以及一積液器45。四通閥16具有一入口161、一第一開口162、一第二開口163、及一第三開口164，且可通過(guò)由控制器18，可選擇式控制四通閥16的入口161連通至第一開口162，并使第二開口163連通至第三開164。
上述各組件間是通過(guò)由冷媒管路連通，一第一管路51是串連壓縮機(jī)11與熱回收器15的內(nèi)壁一端，一第二管路52是串連熱回收器15的內(nèi)壁另一端與四通閥16的入口161，一第三管路53是串連四通閥16的第一開口162與熱交換器40，一第四管路54是串連熱交換器40與第一膨脹閥32，其間并連通一單向閥33，一第五管路55是串連第一膨脹閥32與蒸發(fā)器21的內(nèi)壁一端，一第六管路56是串連蒸發(fā)器21的內(nèi)壁另一端與壓縮機(jī)11，一第七管路57是串連四通閥16的第三開口164與第一膨脹閥32，其間并連通一控制閥36，一第一中間管路541是串連熱交換器40與蒸發(fā)器21的內(nèi)壁一端，其間并連通一第二膨脹閥31、及一單向閥34，一第二中間管路561是串連蒸發(fā)器21的內(nèi)壁一端與四通閥16的第三開口164，其間并連通一控制閥35，一第三中間管路562是串連四通閥16的第二開口163與壓縮機(jī)11，一第四中間管路571是串連四通閥16的第三開口164與第二膨脹閥31，其間并連通一控制閥37。在本實(shí)施例中，熱回收器15外壁具有一冷水入口152、及一熱水出口151。蒸發(fā)器21外壁具有一冷水入口212、及一冰水出口211。且第六管路56、及第三中間管路562與壓縮機(jī)11的間并連通積液器45，以便確保進(jìn)入壓縮機(jī)11的冷媒皆為氣態(tài)，不會(huì)損及壓縮機(jī)11的運(yùn)轉(zhuǎn)。
如圖1所示，離開壓縮機(jī)11的高壓高溫氣態(tài)冷媒經(jīng)過(guò)熱回收器15后，將系統(tǒng)廢熱排出因此其溫度會(huì)降低，而進(jìn)入熱回收器15的冷水CW(Cold Water)經(jīng)過(guò)熱交換后，其溫度會(huì)升高變成熱水HW(Hot Water)排出。在本實(shí)施例中，控制器18是控制四通閥16將第二管路52連通至第三管路53，此時(shí)熱交換器40是作凝結(jié)器使用，且控制閥36、及控制閥37是為關(guān)閉狀態(tài)，第三管路53的冷媒僅能經(jīng)由第四管路54、第五管路55進(jìn)入蒸發(fā)器21，通過(guò)由低壓低溫的液態(tài)冷媒通過(guò)蒸發(fā)器21后變成低壓高溫的氣態(tài)冷媒，蒸發(fā)器21會(huì)進(jìn)行熱交換，即吸收熱量將進(jìn)入蒸發(fā)器21的冷水CW(Cold Water)變成溫度較低的冰水IW(Ice Water)排出，最后低壓高溫的氣態(tài)冷媒再經(jīng)由第六管路56、或第二中間管路561回至壓縮機(jī)11。在本實(shí)施例中，控制閥35不論是為開啟、或關(guān)閉狀態(tài)，并不影響整個(gè)冷循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)作，可同時(shí)提供冰水或冷氣、及熱水。如不需熱水，即熱水停止流動(dòng)，則熱回收器15僅是冷媒流過(guò)的組件，無(wú)任何效應(yīng)。
請(qǐng)參閱圖2是本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的熱循環(huán)系統(tǒng)架構(gòu)圖。離開壓縮機(jī)11的高壓高溫氣態(tài)冷媒經(jīng)過(guò)熱回收器15后，將系統(tǒng)廢熱排出因此其溫度會(huì)降低，而進(jìn)入熱回收器15的冷水CW(Cold Water)經(jīng)過(guò)熱交換后，其溫度會(huì)升高變成熱水HW(Hot Water)排出。在本實(shí)施例中，控制器18是控制四通閥16將第二管路52連通至第七管路57，此時(shí)控制閥35、及控制閥37是為關(guān)閉狀態(tài)，且熱回收器15是作為凝結(jié)器使用，冷媒不能逆向通過(guò)單向閥33，因此冷媒是經(jīng)由第一膨脹閥32進(jìn)入蒸發(fā)器21，通過(guò)由低壓低溫的液態(tài)冷媒通過(guò)蒸發(fā)器21后變成低壓高溫的氣態(tài)冷媒，蒸發(fā)器21會(huì)進(jìn)行熱交換，即吸收熱量將進(jìn)入蒸發(fā)器21的冷水CW(Cold Water)變成溫度較低的冰水IW(Ice Water)排出，最后低壓高溫的氣態(tài)冷媒再經(jīng)由第六管路56回至壓縮機(jī)11，此一同時(shí)控制閥38為關(guān)閉狀態(tài)，防止冷媒由第三中間管路562回流至熱交換器40。若要提高冰水的溫度或減少冰水使用量，則可使控制閥37，38處于開啟狀態(tài)，使部分冷媒分流至第二膨脹閥31，再經(jīng)由熱交換器40回至壓縮機(jī)11，蒸發(fā)器21所進(jìn)行的熱交換熱量便減少，即冰水的溫度較高或冰水量降低。在本實(shí)施例中，如不需使用冰水或冷氣，則冷媒由第二管路52連通至第四中間管路571，此時(shí)控制閥37，38為開啟狀態(tài)，控制閥36為關(guān)閉狀態(tài)，冷媒全數(shù)經(jīng)由第二膨脹閥31流至熱交換器40，此熱交換器當(dāng)蒸發(fā)器用，故低溫的液態(tài)冷媒吸收大氣中的熱量，轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)冷媒由第三中間管路562回壓縮機(jī)11。故本發(fā)明不論在夏季、或冬季，全年皆可提供冰水或冷氣、及熱水，既節(jié)省能源，且兼具環(huán)保。
請(qǐng)繼續(xù)參閱圖3是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)圖。本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)100可應(yīng)用于各種場(chǎng)所，其所提供的熱水HW(Hot Water)先輸送至一貯槽60，其可同時(shí)供應(yīng)至一蓮蓬頭61、及一溫水游泳池62所需的熱水，溫水游泳池62使用過(guò)的冷水CW1(Cold Water)則經(jīng)由一水泵64再輸送至貯槽60，貯槽60的熱水與冷水是分別儲(chǔ)存，貯槽60的冷水則再經(jīng)由一水泵65輸送至熱泵系統(tǒng)100。另外，熱泵系統(tǒng)100所提供的冰水IW(Ice Water)是可同時(shí)輸送至一冷氣機(jī)70、或送風(fēng)機(jī)(圖未示)、及一空調(diào)箱80，冷氣機(jī)70與空調(diào)箱80使用過(guò)的冷水CW2(Cold Water)則經(jīng)由一水泵66直接輸送至熱泵系統(tǒng)100，而空調(diào)箱80內(nèi)熱盤管使用過(guò)的冷水CW1則輸送至貯槽60，如水壓不足時(shí)，則需另設(shè)置加壓水泵輸送(圖未示)。因此，本發(fā)明所提供的冰水、及回收廢熱所產(chǎn)生的熱水，可運(yùn)用于多種場(chǎng)所，且可多重使用，既節(jié)省能源，且兼具環(huán)保。
上述實(shí)施例僅是為了方便說(shuō)明而舉例而已，本發(fā)明所主張的權(quán)利范圍自應(yīng)以申請(qǐng)專利范圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.種兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，包括一壓縮機(jī)、一熱回收器、一四通閥、一熱交換器、一第一膨脹閥、以及一蒸發(fā)器，該四通閥包括一入口、一第一開口、一第二開口、及一第三開口，且該入口是可選擇式連通至該第一開口、并使該第二開口連通至該第三開口，或可選擇式連通至該第三開口、并使該第一開口連通至該第二開口；其中一第一管路是串連該壓縮機(jī)與該熱回收器內(nèi)壁一端，一第二管路是串連該熱回收器內(nèi)壁另一端與該四通閥的該入口，一第三管路是串連該四通閥的該第一開口與該熱交換器，一第四管路是串連該熱交換器與該第一膨脹閥，一第五管路是串連該第一膨脹閥與該蒸發(fā)器內(nèi)壁一端，一第六管路是串連該蒸發(fā)器內(nèi)壁另一端與該壓縮機(jī)，一第七管路、及一控制閥是串連該四通閥的該第三開口與該第一膨脹閥，一第二中間管路、及另一控制閥是串連該蒸發(fā)器內(nèi)壁一端與該四通閥的該第三開口，一第三中間管路是串連該四通閥的該第二開口與該壓縮機(jī)；該熱回收器外壁包括有一冷水入口、及一熱水出口；該蒸發(fā)器外壁包括有一冷水入口、及一冰水出口；該四通閥是可選擇式將該第二管路連通至該第三管路、或是將該第二管路連通至該第七管路。
2.權(quán)利要求1所述的兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，更包括有一第一中間管路、及一第二膨脹閥，該第一中間管路、及該第二膨脹閥并串連該熱交換器與該蒸發(fā)器內(nèi)壁一端。
3.權(quán)利要求1所述的兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述該第六管路更包括有一積液器。
4.權(quán)利要求1所述的兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，更包括有一第四中間管路，其是串連該四通閥的該第三開口與該第二膨脹閥。
5.權(quán)利要求4所述的兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述該第四中間管路更包括有一控制閥。
6.權(quán)利要求4所述的兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述該第四管路更包括有一單向閥。
7.權(quán)利要求4所述的兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述該第一中間管路更包括有一單向閥。
8.權(quán)利要求1所述的兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述該四通閥更包括有一控制器。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種兼具供應(yīng)冷、及熱水的熱泵系統(tǒng)，具有一壓縮機(jī)、一熱回收器、一四通閥、一熱交換器、一第一膨脹閥、以及一蒸發(fā)器，各組件間并串連有一冷媒管路。通過(guò)由四通閥控制冷媒管路的連通路徑，可使熱交換器作凝結(jié)器使用，或是使熱回收器作凝結(jié)器使用，因此蒸發(fā)器可提供冰水，而熱回收器可回收系統(tǒng)的廢熱并提供熱水。故不論在夏季、或冬季，本發(fā)明全年皆可提供冰水、及熱水、或是提供冷氣、及暖氣，既節(jié)省能源，且兼具環(huán)保。
文檔編號(hào)F25B30/00GK1955617SQ200510118060
公開日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2005年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月25日
發(fā)明者王啟東 申請(qǐng)人:大同股份有限公司