專利名稱：雙水箱熱泵熱水器及其加熱方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱泵熱水器，特別是一種連續(xù)流動(dòng)加熱熱水的雙水箱熱泵熱水器及其
加熱方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活水平的提高，家庭或工商業(yè)機(jī)構(gòu)使用熱水的需求在不斷 增加。熱水器是一種供應(yīng)熱水的重要設(shè)備，與電熱水器、燃?xì)鉄崴鞯认啾?，熱泵熱水器?有更高的能源利用效率，節(jié)能效果顯著。 目前，熱泵熱水器水路部分主要有三種類(lèi)型無(wú)水箱結(jié)構(gòu)、單水箱結(jié)構(gòu)和雙水箱結(jié) 構(gòu)。無(wú)水箱熱泵熱水器主要是即熱型，其缺點(diǎn)是熱泵性能系數(shù)較低。 單水箱熱泵熱水器可以是即熱型，也可以是靜態(tài)加熱型或流動(dòng)加熱型。靜態(tài)加熱 型的缺點(diǎn)是水處于靜止?fàn)顟B(tài)，換熱系數(shù)小，同樣溫升條件下需要較大的冷凝器面積。流動(dòng)加 熱型雖然熱泵性能系數(shù)較高，但在使用熱水的過(guò)程中如果補(bǔ)注冷水，則會(huì)產(chǎn)生由于冷熱水 直接混合所帶來(lái)較大的不可逆熱損失，如果待熱水用完后再補(bǔ)注冷水，則熱水供應(yīng)的連續(xù) 性差，相鄰兩次供熱水之間用戶等待時(shí)間較長(zhǎng)。 現(xiàn)有的雙水箱熱泵熱水器主要有兩大類(lèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)。 一類(lèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)是將冷凝器內(nèi)置 于加熱水箱中，將冷水靜態(tài)加熱到設(shè)定溫度，然后將熱水移至儲(chǔ)熱水箱中，該加熱過(guò)程換熱 系數(shù)小。另一類(lèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)是將冷凝器外置在加熱水箱外，用水泵及管道將加熱水箱和冷凝 器連接，通過(guò)冷凝器和加熱水箱之間的單向循環(huán)流動(dòng)將水加熱到設(shè)定溫度，然后將熱水轉(zhuǎn) 移到儲(chǔ)熱水箱中。如果在轉(zhuǎn)移過(guò)程不同時(shí)補(bǔ)注冷水至加熱水箱，則可避免加熱水箱中冷熱 水直接接觸，但熱泵系統(tǒng)相鄰兩次加熱過(guò)程之間的間歇時(shí)間較長(zhǎng)，即提供同樣的供熱水量 需要較長(zhǎng)的加熱時(shí)間。如果在轉(zhuǎn)移過(guò)程同時(shí)補(bǔ)注冷水至加熱水箱，則加熱水箱中存在冷熱 水直接混合所帶來(lái)較大的不可逆熱損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種雙水箱熱泵熱水器及其加熱方法，它可以在同樣供熱 水量條件下減小工作時(shí)間或用戶等待時(shí)間，消除冷熱水直接接觸，顯著減少不可逆熱損失， 實(shí)現(xiàn)高效變溫流動(dòng)加熱過(guò)程，獲得較高的熱泵性能系數(shù)。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為一種雙水箱熱泵熱水器加熱方法，包括加熱
水箱和儲(chǔ)熱水箱兩個(gè)水箱和換向裝置，換向裝置周期性地改變加熱水箱和冷凝器中水的流
向，使加熱水箱中的冷水往復(fù)流經(jīng)冷凝器并被逐漸加熱至設(shè)定溫度，加熱后的熱水由加熱
水箱轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)熱水箱中儲(chǔ)存起來(lái)供用戶使用，轉(zhuǎn)移過(guò)程中加熱水箱同時(shí)補(bǔ)注冷水，補(bǔ)注完
成后繼續(xù)加熱至設(shè)定溫度，儲(chǔ)熱水箱中的熱水在使用過(guò)程中同時(shí)補(bǔ)注冷水。 —種雙水箱熱泵熱水器，包括控制器以及通過(guò)管道依次連接的壓縮機(jī)、冷凝器、
儲(chǔ)液器、干燥過(guò)濾器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器和氣液分離器，加熱水箱上端通過(guò)管道與冷凝器一
端連接，該冷凝器另一端通過(guò)管道、換向裝置與加熱水箱下端連接，該加熱水箱下端通過(guò)管道、第二電磁閥與第一水泵出口連接，該第一水泵的進(jìn)口與儲(chǔ)熱水箱下端連接，該儲(chǔ)熱水箱
上端通過(guò)第三電磁閥、管道與加熱水箱上端連接；冷水供水管通過(guò)管道、第一電磁閥與儲(chǔ)熱
水箱下端連接，儲(chǔ)熱水箱上端通過(guò)管道、截止閥與熱水供水管連接，儲(chǔ)熱水箱上下端和加熱
水箱上下端分別設(shè)置位置傳感器，冷凝器上端水路設(shè)置溫度與水位雙功能傳感器，控制器
控制第一水泵、換向裝置、第一、二、三電磁閥、壓縮機(jī)周期性地改變加熱水箱和冷凝器中水
的流向，使加熱水箱中的冷水往復(fù)流經(jīng)冷凝器并被逐漸加熱至設(shè)定溫度，加熱后的熱水由
加熱水箱轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)熱水箱中儲(chǔ)存起來(lái)供用戶使用，轉(zhuǎn)移過(guò)程中加熱水箱同時(shí)補(bǔ)注冷水，補(bǔ)
注完成后繼續(xù)加熱至設(shè)定溫度，儲(chǔ)熱水箱中的熱水在使用過(guò)程中同時(shí)補(bǔ)注冷水。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有普通熱泵熱水器節(jié)能、安裝使用方便、安全和適用范
圍寬等特點(diǎn)外，還具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)(l)儲(chǔ)熱水箱和加熱水箱內(nèi)部分別被分隔上下兩個(gè)
腔，如此設(shè)計(jì)使換水過(guò)程中加熱水箱可同時(shí)補(bǔ)注冷水，用熱水過(guò)程中儲(chǔ)熱水箱也可同時(shí)補(bǔ)
注冷水，即加熱到設(shè)定溫度的熱水由加熱水箱轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)熱水箱中儲(chǔ)存起來(lái)供用戶使用，轉(zhuǎn)
移過(guò)程中加熱水箱同時(shí)補(bǔ)注冷水，補(bǔ)注完成后繼續(xù)加熱至設(shè)定溫度，用戶在使用儲(chǔ)熱水箱
中的熱水時(shí)，儲(chǔ)熱水箱也可同時(shí)補(bǔ)注冷水，大大減少了熱泵待機(jī)時(shí)間，即在相同供熱水量條
件下，工作時(shí)間或用戶等待時(shí)間更短；同時(shí)，避免了儲(chǔ)熱水箱和加熱水箱中上下腔中高溫水
和低溫水的直接接觸，顯著減少了不可逆熱損失。(2)蒸發(fā)器從空氣中吸收熱量，通過(guò)壓縮
機(jī)消耗電能做功，將熱量輸送到冷凝器中用于加熱來(lái)自加熱水箱的流動(dòng)的水，利用換向裝
置和位置傳感器給出的止點(diǎn)位置信號(hào)周期性改變通過(guò)冷凝器的水流方向，方便地實(shí)現(xiàn)了高
效的連續(xù)往復(fù)變溫流動(dòng)加熱過(guò)程，可以獲得高的熱泵性能系數(shù)。(3)高效節(jié)能、安裝運(yùn)行方
便、安全性高和適用范圍寬等。 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。


圖1是本發(fā)明雙水箱熱泵熱水器結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明雙水箱熱泵熱水器的換向裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本發(fā)明雙水箱熱泵熱水器的儲(chǔ)熱水箱浮子結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本發(fā)明雙水箱熱泵熱水器的儲(chǔ)熱水箱巻套結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中1-壓縮機(jī)，2-冷凝器，3-儲(chǔ)液器，4-干燥過(guò)濾器，5-節(jié)流裝置，6-蒸發(fā)器，
7_氣液分離器，8-儲(chǔ)熱水箱，9-加熱水箱，10-儲(chǔ)熱水箱浮子，11-儲(chǔ)熱水箱巻套，12-加熱
水箱浮子，13-加熱水箱巻套，14-位置傳感器，15-溫度與水位雙功能傳感器，16-第一水
泵，17-換向裝置，18-第一 電磁閥，19-第二電磁閥，20-第三電磁閥，21-截止閥，22-控
制器，23-第二水泵，24-第四電磁閥，25-第五電磁閥，26-第六電磁閥，27-第七電磁閥，
28-不銹鋼板，29-隔熱材料，30-螺栓，31-螺母，32-固定圈，33-防水布
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的雙水箱熱泵熱水器加熱方法是利用換向裝置周期性地改變加熱水箱和 冷凝器中水的流向，使加熱水箱中的冷水往復(fù)流經(jīng)冷凝器并被逐漸加熱至設(shè)定溫度，加熱 后的熱水由加熱水箱轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)熱水箱中儲(chǔ)存起來(lái)供用戶使用，轉(zhuǎn)移過(guò)程中加熱水箱同時(shí)補(bǔ) 注冷水，補(bǔ)注完成后繼續(xù)加熱至設(shè)定溫度，儲(chǔ)熱水箱中的熱水在使用過(guò)程中同時(shí)補(bǔ)注冷水。
5
結(jié)合圖l，實(shí)現(xiàn)上述加熱方法的雙水箱熱泵熱水器，包括通過(guò)管道依次連接的壓縮 機(jī)1、冷凝器2、儲(chǔ)液器3、干燥過(guò)濾器4、節(jié)流裝置5、蒸發(fā)器6和氣液分離器7，制冷劑在前 述部件和連接管道內(nèi)流動(dòng)，形成制冷劑回路；還包括儲(chǔ)熱水箱8、加熱水箱9、第一水泵16、 換向裝置17、第一、二、三電磁閥18、19、20和截止閥21，水在這些部件和連接管道內(nèi)流動(dòng)， 形成水回路?？刂破?2是一個(gè)集成電路板，通過(guò)導(dǎo)線分別與位置傳感器14、溫度與水位雙 功能傳感器15、壓縮機(jī)1、第一水泵16、換向裝置17和第一、二、三電磁閥18、19、20相連，控 制器22接收位置傳感器14給出的上下止點(diǎn)位置信號(hào)，按照規(guī)定的邏輯輸出控制信號(hào)給換 向裝置17以改變水的流動(dòng)方向，控制器接收溫度與水位雙功能傳感器15給出的溫度和有 無(wú)水位信號(hào)，按照設(shè)計(jì)要求輸出控制信號(hào)給壓縮機(jī)1，啟動(dòng)其運(yùn)行或停機(jī)。具體而言，加熱水 箱9上端通過(guò)管道與冷凝器2 —端連接，該冷凝器2另一端通過(guò)管道、換向裝置17與加熱 水箱9下端連接，該加熱水箱9下端通過(guò)管道、第二電磁閥19與第一水泵16出口連接，該 第一水泵16的進(jìn)口與儲(chǔ)熱水箱8下端連接，該儲(chǔ)熱水箱8上端通過(guò)第三電磁閥20、管道與 加熱水箱9上端連接；冷水供水管通過(guò)管道、第一電磁閥18與儲(chǔ)熱水箱8下端連接，儲(chǔ)熱水 箱8上端通過(guò)管道、截止閥21與熱水供水管連接，儲(chǔ)熱水箱8上下端和加熱水箱9上下端 分別設(shè)置位置傳感器14，冷凝器2上端水路設(shè)置溫度與水位雙功能傳感器15，控制器22控 制第一水泵16、換向裝置17、壓縮機(jī)1以及第一、二、三電磁閥18、19、20周期性地改變加熱 水箱9和冷凝器2中水的流向，使加熱水箱9中的冷水往復(fù)流經(jīng)冷凝器2并被逐漸加熱至 設(shè)定溫度，加熱后的熱水由加熱水箱9轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)熱水箱8中儲(chǔ)存起來(lái)供用戶使用，轉(zhuǎn)移過(guò)程 中加熱水箱9同時(shí)補(bǔ)注冷水，補(bǔ)注完成后繼續(xù)加熱至設(shè)定溫度，儲(chǔ)熱水箱8中的熱水在使用 過(guò)程中同時(shí)補(bǔ)注冷水。 本發(fā)明雙水箱熱泵熱水器的節(jié)流裝置5為膨脹閥、毛細(xì)管或其他節(jié)流裝置；蒸發(fā) 器6為制冷劑-空氣換熱器。如圖2，換向裝置17包括第二水泵23和第四、五、六、七電磁 閥24、25、26、27，第二水泵23入口通過(guò)管道分別與第四、七電磁閥24、27 —端連接，出口通 過(guò)管道分別與第五、六電磁閥25、26 —端連接，該第五、七電磁閥25、27另一端通過(guò)管道與 冷凝器2—端連接；第四、六電磁閥24、26另一端通過(guò)管道與加熱水箱9下端連接。在浮子 達(dá)到上止點(diǎn)或下止點(diǎn)時(shí)按照規(guī)定方式打開(kāi)或關(guān)閉電磁閥，實(shí)現(xiàn)加熱水箱9和冷凝器2之間 水的流向變化。 本發(fā)明雙水箱熱泵熱水器的儲(chǔ)熱水箱8和加熱水箱9為結(jié)構(gòu)相同的保溫容器，前 者內(nèi)部裝有儲(chǔ)熱水箱浮子10和儲(chǔ)熱水箱巻套ll，后者內(nèi)部裝有加熱水箱浮子12和加熱水 箱巻套13。兩個(gè)水箱在首次注水前或其它無(wú)水狀態(tài)下，儲(chǔ)熱水箱浮子IO和加熱水箱浮子 12由于重力作用處于下止點(diǎn)。儲(chǔ)熱水箱8由儲(chǔ)熱水箱浮子IO和儲(chǔ)熱水箱巻套11分成上下 兩個(gè)腔，上腔通過(guò)管道分別與第三電磁閥20 —端和截止閥21連接，下腔通過(guò)管道分別與第 一電磁閥18和第一水泵16入口連接；加熱水箱9由加熱水箱浮子12和加熱水箱巻套13 分成上下兩個(gè)腔，上腔通過(guò)管道分別與第三電磁閥20另一端和冷凝器2連接，下腔通過(guò)管 道分別與第二電磁閥19和換向裝置17連接。其中，如圖3所示，儲(chǔ)熱水箱浮子10與加熱 水箱浮子12的結(jié)構(gòu)相同，包括兩層不銹鋼板28、隔熱材料29、螺栓30和螺母31，在兩層不 銹鋼板28之間設(shè)置隔熱材料29，通過(guò)螺栓30和螺母31固定兩層不銹鋼板28和隔熱材料 29。浮子表面做防水處理(如涂防水膠)，螺栓30、螺母31采用非金屬材料，通過(guò)調(diào)整不銹 鋼板28、隔熱材料29、螺栓30、螺母31的厚度使浮子當(dāng)量密度近似或等于水的密度。如圖4，加熱水箱巻套13的結(jié)構(gòu)與儲(chǔ)熱水箱巻套11相同，包括固定圈32和防水布33，固定圈32 采用塑料等非金屬材料或不銹鋼，防水布33要求水的滲透率低，固定圈32等距固定在防水 布33上(如縫制或用其它方法)，儲(chǔ)熱水箱巻套11 一端固定在儲(chǔ)熱水箱浮子10外緣，另 一端固定在儲(chǔ)熱水箱8底部或頂部外緣；加熱水箱巻套13 —端固定在加熱水箱浮子12外 緣，另一端固定在加熱水箱9底部或頂部外緣。 本發(fā)明所適用的熱泵循環(huán)為亞臨界循環(huán)，可以使用適合亞臨界循環(huán)的各種制冷 劑。 如圖1，圖2，圖3，圖4所示，雙水箱熱泵熱水器實(shí)施方式從冷啟動(dòng)開(kāi)始至用戶可 使用熱水的運(yùn)行過(guò)程包括以下階段。 ①進(jìn)水排氣階段在初始冷態(tài)，熱水器內(nèi)無(wú)水。打開(kāi)第一電磁閥18和截止閥21，關(guān) 閉第二、三電磁閥19、20。自來(lái)水經(jīng)第一電磁閥18進(jìn)入儲(chǔ)熱水箱8下腔，儲(chǔ)熱水箱浮子10 向上運(yùn)動(dòng)，上腔中空氣經(jīng)截止閥21排出。加熱水箱浮子12由于重力處在下止點(diǎn)。
②換水換氣階段儲(chǔ)熱水箱浮子10到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)關(guān)閉第一、四、六電磁閥18、24、 26和截止閥21，打開(kāi)第二、三電磁閥19、20，運(yùn)行第一水泵16。儲(chǔ)熱水箱浮子10向下運(yùn)動(dòng)， 儲(chǔ)熱水箱8下腔的水被移至加熱水箱9的下腔，加熱水箱浮子12向上運(yùn)動(dòng)，加熱水箱9上 腔中的空氣被移至儲(chǔ)熱水箱8的上腔。 ③再進(jìn)水排氣階段打開(kāi)第一電磁閥18和截止閥21，關(guān)閉第二、三電磁閥19、20， 第一水泵16停機(jī)。儲(chǔ)熱水箱浮子IO向上運(yùn)動(dòng)至上止點(diǎn)，上腔中空氣經(jīng)截止閥21排出。加 熱水箱浮子12處在上止點(diǎn)。
加熱階段-下腔水換到上腔在加熱過(guò)程中，第二、三電磁閥19，20關(guān)閉，當(dāng)加 熱水箱浮子12運(yùn)行到上止點(diǎn)時(shí)，換向裝置17中第四、五電磁閥24， 25打開(kāi)，第六、七電磁閥 26， 27關(guān)閉，第二水泵23運(yùn)行，水由加熱水箱9下腔經(jīng)換向裝置17流入冷凝器2并流回加 熱水箱9上腔；當(dāng)加熱水箱浮子12運(yùn)行到下止點(diǎn)時(shí)，換向裝置17中第六、七電磁閥26， 27 打開(kāi)，第四、五電磁閥24， 25關(guān)閉，第二水泵23運(yùn)行，水由加熱水箱9上腔經(jīng)冷凝器2和換 向裝置17流回加熱水箱9下腔，加熱水往復(fù)流經(jīng)冷凝器2若干次，待溫度與水位雙功能傳 感器15測(cè)得的溫度達(dá)到設(shè)定值后，壓縮機(jī)1停機(jī)，進(jìn)入換水階段。 ⑥換水階段在換水階段，第二水泵23繼續(xù)運(yùn)行到加熱水箱浮子12至下止點(diǎn)時(shí)停 機(jī)，關(guān)閉第四、六電磁閥24， 26，打開(kāi)第二、三電磁閥19， 20，第一水泵16運(yùn)行，加熱水箱浮子 12向上運(yùn)動(dòng)，加熱水箱9上腔中熱水移至儲(chǔ)熱水箱8上腔，同時(shí)儲(chǔ)熱水箱浮子10向下運(yùn)動(dòng)， 儲(chǔ)熱水箱8下腔中冷水移至加熱水箱9下腔，當(dāng)儲(chǔ)熱水箱浮子10運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)，第一水 泵16停機(jī)，關(guān)閉第二、三電磁閥19，20，打開(kāi)第一電磁閥18，進(jìn)入供水補(bǔ)水階段。
⑦供水補(bǔ)水階段在供水補(bǔ)水階段，供熱水的同時(shí)冷水補(bǔ)注入儲(chǔ)熱水箱8的下腔， 在儲(chǔ)熱水箱8上腔供熱水和下腔補(bǔ)注冷水的同時(shí)，加熱水箱9、換向裝置17和冷凝器2重新 進(jìn)行加熱和換水過(guò)程。 以上各階段除開(kāi)關(guān)截止閥21(即供熱水閥)夕卜，均由控制器22控制自動(dòng)執(zhí)行，無(wú) 需用戶干預(yù)，具有使用方便的特點(diǎn)。 實(shí)施例本發(fā)明雙水箱熱泵熱水器，系統(tǒng)組成如圖1所示，可實(shí)現(xiàn)供熱水溫度范圍 35-80°C ，適用環(huán)境條件與普通熱泵熱水器相同。 壓縮機(jī)1采用全封閉制冷壓縮機(jī)，氣缸排氣量53. 5cm 冷凝器2采用鋼制管殼式換熱器，節(jié)流裝置5采用熱力膨脹閥，蒸發(fā)器7采用翅片管換熱器，制冷劑為R22。儲(chǔ)熱水箱 8和加熱水箱9結(jié)構(gòu)相同，外殼為圓筒形PVC管，內(nèi)徑307mm，高lOOOmm，名義容積70L，水箱 外殼包有45mm厚聚乙烯泡沫保溫。儲(chǔ)熱水箱浮子10和加熱水箱浮子12均由直徑300mm， 由3mm厚的鋼板和40mm厚的泡沫制成，鋼板表面覆有一層防水薄膜，鋼板和泡沫采用塑料 螺栓和螺母緊固。儲(chǔ)熱水箱巻套11和加熱水箱巻套13均采用雨布作為制作材料，雨布縫 制成圓筒形，圓筒截面圓直徑304mm，軸向拉直高度1200mm，采用直徑2mm的細(xì)不銹鋼條焊 接成鋼圈， 一個(gè)巻套采用5個(gè)鋼圈，按200mm間距鋼圈縫制在圓筒狀雨布上，兩端不需要鋼 圈，一端固定在浮子外緣，另一端固定在水箱底部端板外緣。換向裝置17中的第二水泵23 額定功率290w，流量18L/min，揚(yáng)程10m，第四、五、六、七電磁閥24、25、26、27工作壓力范圍 0 1.0MPa，適用工作介質(zhì)溫度《IO(TC。其它部件、傳感器、控制器、連接管道等與普通商 用熱泵熱水器相同。 實(shí)測(cè)工況舉例在環(huán)境溫度2rC時(shí)，儲(chǔ)熱水箱內(nèi)熱水初始溫度為5(TC，在以6. 5L/ min的流量向外界供應(yīng)熱水的過(guò)程中，70L熱水到供應(yīng)完畢時(shí)(耗時(shí)10. 8min)水溫仍保持 在35°C以上，當(dāng)不采用儲(chǔ)熱水箱巻套11和加熱水箱巻套13時(shí)，同樣條件下熱水供應(yīng)到約 9. 2min時(shí)溫度就降到了 35°C以下。在環(huán)境溫度2rC，加熱水箱內(nèi)的70L冷水被加熱到設(shè)定 熱水溫度53t:時(shí)，耗時(shí)約23分鐘，加熱水箱浮子12上下往復(fù)運(yùn)行7次，平均熱泵性能系數(shù) 約3. 5。 本發(fā)明采用浮子巻套結(jié)構(gòu)隔離冷熱水以減小水箱內(nèi)部不可逆熱損失，并通過(guò)換向 裝置實(shí)現(xiàn)水的往復(fù)變溫流動(dòng)加熱過(guò)程，在換水過(guò)程中加熱水箱可同時(shí)補(bǔ)注冷水，在用熱水 過(guò)程中儲(chǔ)熱水箱也可同時(shí)補(bǔ)注冷水，具有在同樣供熱水量條件下運(yùn)行時(shí)間短(即用戶等待 時(shí)間短)、不可逆損失小、熱泵性能系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，設(shè)備外形與安裝條件與普通雙水箱熱水 器相同，可廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)、生活與商業(yè)領(lǐng)域。
權(quán)利要求
一種雙水箱熱泵熱水器加熱方法，其特征在于包括加熱水箱和儲(chǔ)熱水箱兩個(gè)水箱和換向裝置，換向裝置周期性地改變加熱水箱和冷凝器中水的流向，使加熱水箱中的冷水往復(fù)流經(jīng)冷凝器并被逐漸加熱至設(shè)定溫度，加熱后的熱水由加熱水箱轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)熱水箱中儲(chǔ)存起來(lái)供用戶使用，轉(zhuǎn)移過(guò)程中加熱水箱同時(shí)補(bǔ)注冷水，補(bǔ)注完成后繼續(xù)加熱至設(shè)定溫度，儲(chǔ)熱水箱中的熱水在使用過(guò)程中同時(shí)補(bǔ)注冷水。
2. —種雙水箱熱泵熱水器，包括控制器[22]以及通過(guò)管道依次連接的壓縮機(jī)[1]、冷 凝器[2]、儲(chǔ)液器[3]、干燥過(guò)濾器[4]、節(jié)流裝置[5]、蒸發(fā)器[6]和氣液分離器[7]，其特征 在于加熱水箱[9]上端通過(guò)管道與冷凝器[2] —端連接，該冷凝器[2]另一端通過(guò)管道、 換向裝置[17]與加熱水箱[9]下端連接，該加熱水箱[9]下端通過(guò)管道、第二電磁閥[19] 與第一水泵[16]出口連接，該第一水泵[16]的進(jìn)口與儲(chǔ)熱水箱[8]下端連接，該儲(chǔ)熱水箱 [8]上端通過(guò)第三電磁閥[20]、管道與加熱水箱[9]上端連接；冷水供水管通過(guò)管道、第一 電磁閥[18]與儲(chǔ)熱水箱[8]下端連接，儲(chǔ)熱水箱[8]上端通過(guò)管道、截止閥[21]與熱水供 水管連接，儲(chǔ)熱水箱[8]上下端和加熱水箱[9]上下端分別設(shè)置位置傳感器[14]，冷凝器 [2]上端水路設(shè)置溫度與水位雙功能傳感器[15]，控制器[22]控制第一水泵[16]、換向裝 置[17]、壓縮機(jī)[1]以及第一、二、三電磁閥[18、19、20]周期性地改變加熱水箱[9]和冷凝 器[2]中水的流向，使加熱水箱[9]中的冷水往復(fù)流經(jīng)冷凝器[2]并被逐漸加熱至設(shè)定溫 度，加熱后的熱水由加熱水箱[9]轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)熱水箱[8]中儲(chǔ)存起來(lái)供用戶使用，轉(zhuǎn)移過(guò)程中 加熱水箱[9]同時(shí)補(bǔ)注冷水，補(bǔ)注完成后繼續(xù)加熱至設(shè)定溫度，儲(chǔ)熱水箱[8]中的熱水在使 用過(guò)程中同時(shí)補(bǔ)注冷水。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙水箱熱泵熱水器，其特征在于換向裝置[17]包括第二水 泵[23]和第四、五、六、七電磁閥[24、25、26、27]，第二水泵[23]入口通過(guò)管道分別與第四、 七電磁閥[24、27] —端連接，出口通過(guò)管道分別與第五、六電磁閥[25、26] —端連接，該第 五、七電磁閥[25、27]另一端通過(guò)管道與冷凝器[2] —端連接；第四、六電磁閥[24、26]另 一端通過(guò)管道與加熱水箱[9]下端連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙水箱熱泵熱水器，其特征在于儲(chǔ)熱水箱[8]和加熱水箱 [9]為結(jié)構(gòu)相同的保溫容器，前者內(nèi)部裝有儲(chǔ)熱水箱浮子[10]和儲(chǔ)熱水箱巻套[ll]，后者 內(nèi)部裝有加熱水箱浮子[12]和加熱水箱巻套[13];儲(chǔ)熱水箱[8]由儲(chǔ)熱水箱浮子[10] 和儲(chǔ)熱水箱巻套[11]分成上下兩個(gè)腔，上腔通過(guò)管道分別與第三電磁閥[20] —端和截止 閥[21]連接，下腔通過(guò)管道分別與第一電磁閥[18]和第一水泵[16]入口連接；加熱水箱 [9]由加熱水箱浮子[12]和加熱水箱巻套[13]分成上下兩個(gè)腔，上腔通過(guò)管道分別與第三 電磁閥[20]另一端和冷凝器[2]連接，下腔通過(guò)管道分別與第二電磁閥[19]和換向裝置 [17]連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙水箱熱泵熱水器，其特征在于儲(chǔ)熱水箱浮子[10]與加 熱水箱浮子[12]的結(jié)構(gòu)相同，包括兩層不銹鋼板[28]、隔熱材料[29]、螺栓[30]和螺母 [31]，在兩層不銹鋼板[28]之間設(shè)置隔熱材料[29]，通過(guò)螺栓[30]和螺母[31]固定兩層 不銹鋼板[28]和隔熱材料[29]。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙水箱熱泵熱水器，其特征在于儲(chǔ)熱水箱浮子[10]與加熱 水箱浮子[12]當(dāng)量密度近似于或等于水的密度，其表面做防水處理。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙水箱熱泵熱水器，其特征在于儲(chǔ)熱水箱巻套[11]的結(jié)構(gòu)與加熱水箱巻套[13]相同，包括固定圈[32]和防水布[33]，固定圈[32]等距固定在防水 布[33]上，儲(chǔ)熱水箱巻套[11] 一端固定在儲(chǔ)熱水箱浮子[10]外緣，另一端固定在儲(chǔ)熱水 箱[8]底部或頂部外緣；加熱水箱巻套[13] —端固定在加熱水箱浮子[12]外緣，另一端固 定在加熱水箱[9]底部或頂部外緣。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的雙水箱熱泵熱水器，其特征在于在加熱過(guò)程中，第二、 三電磁閥[19,20]關(guān)閉，當(dāng)加熱水箱浮子[12]運(yùn)行到上止點(diǎn)時(shí)，換向裝置[17]中第四、五 電磁閥[24,25]打開(kāi)，第六、七電磁閥[26,27]關(guān)閉，第二水泵[23]運(yùn)行，水由加熱水箱[9] 下腔經(jīng)換向裝置[17]流入冷凝器[2]并流回加熱水箱[9]上腔；當(dāng)加熱水箱浮子[12]運(yùn) 行到下止點(diǎn)時(shí)，換向裝置[17]中第六、七電磁閥[26,27]打開(kāi)，第四、五電磁閥[24,25]關(guān) 閉，第二水泵[23]運(yùn)行，水由加熱水箱[9]上腔經(jīng)冷凝器[2]和換向裝置[17]流回加熱水 箱[9]下腔，加熱水往復(fù)流經(jīng)冷凝器[2]若干次，待溫度與水位雙功能傳感器[15]測(cè)得的 溫度達(dá)到設(shè)定值后，壓縮機(jī)[1]停機(jī)，進(jìn)入換水階段。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的雙水箱熱泵熱水器，其特征在于在換水階段，第二水泵 [23]繼續(xù)運(yùn)行到加熱水箱浮子[12]至下止點(diǎn)時(shí)停機(jī)，關(guān)閉第四、六電磁閥[24，26]，打開(kāi)第 二、三電磁閥[19，20]，第一水泵[16]運(yùn)行，加熱水箱浮子[12]向上運(yùn)動(dòng)，加熱水箱[9]上 腔中熱水移至儲(chǔ)熱水箱[8]上腔，同時(shí)儲(chǔ)熱水箱浮子[10]向下運(yùn)動(dòng)，儲(chǔ)熱水箱[8]下腔中 冷水移至加熱水箱[9]下腔，當(dāng)儲(chǔ)熱水箱浮子[10]運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)，第一水泵[16]停機(jī)， 關(guān)閉第二、三電磁閥[19，20]，打開(kāi)第一電磁閥[18]，進(jìn)入供水補(bǔ)水階段。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的雙水箱熱泵熱水器，其特征在于在供水補(bǔ)水階段，供 熱水的同時(shí)冷水補(bǔ)注入儲(chǔ)熱水箱[8]的下腔，在儲(chǔ)熱水箱[8]上腔供熱水和下腔補(bǔ)注冷水 的同時(shí)，加熱水箱[9]、換向裝置[17]和冷凝器[2]重新進(jìn)行加熱和換水過(guò)程。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種雙水箱熱泵熱水器及其加熱方法，包括壓縮機(jī)、冷凝器、儲(chǔ)液器、干燥過(guò)濾器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器、氣液分離器、儲(chǔ)熱水箱、加熱水箱、換向裝置等，換向裝置周期性地改變加熱水箱和冷凝器中水的流向，使加熱水箱中的冷水往復(fù)流經(jīng)冷凝器并被逐漸加熱至設(shè)定溫度，加熱后的熱水由加熱水箱轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)熱水箱中儲(chǔ)存起來(lái)供用戶使用，轉(zhuǎn)移過(guò)程中加熱水箱同時(shí)補(bǔ)注冷水，補(bǔ)注完成后繼續(xù)加熱至設(shè)定溫度，儲(chǔ)熱水箱中的熱水在使用過(guò)程中同時(shí)補(bǔ)注冷水。本發(fā)明加熱水箱和儲(chǔ)熱水箱內(nèi)部采用浮子卷套結(jié)構(gòu)將水箱內(nèi)的冷熱水隔離，可有效減小空氣源熱泵熱水器水箱內(nèi)部不可逆熱損失，具有高效節(jié)能、安裝運(yùn)行方便、安全性高和適用范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F24H4/00GK101726103SQ20081015480
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2008年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月24日
發(fā)明者劉心志, 張后雷, 朱曙光 申請(qǐng)人:南京理工大學(xué)