專(zhuān)利名稱：帶空氣置換功能的空氣源熱泵熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶空氣置換功能的空氣源熱泵熱水器，屬空氣源熱量再利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在用戶選擇空氣源熱泵熱水器作為全屋熱水供應(yīng)設(shè)備的家庭越來(lái)越多?？諝庠?熱泵主要由壓縮機(jī)、蒸發(fā)器(或稱熱回收器)、離心風(fēng)機(jī)(或軸流風(fēng)機(jī))、冷凝器(置于儲(chǔ)熱 水箱內(nèi)的熱水加熱器)、四通閥、主板和控制器等部件。其工作原理是通過(guò)工質(zhì)(也可稱冷 媒)發(fā)生相變來(lái)傳遞熱量，工質(zhì)在壓縮機(jī)的作用下在熱泵系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。通過(guò)壓縮機(jī)完
成升壓升溫過(guò)程而變?yōu)闅鈶B(tài)(溫度高達(dá)85t:)，它進(jìn)入換熱器后釋放出熱量加熱熱水，同時(shí)
自己被冷卻并轉(zhuǎn)化為液態(tài)，當(dāng)它運(yùn)行到蒸發(fā)器后，液態(tài)工質(zhì)迅速吸熱蒸發(fā)再次轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，
溫度最低可達(dá)零下2(TC，這時(shí)流過(guò)蒸發(fā)器的大量低溫空氣就會(huì)源源不斷地將熱量傳遞給工 質(zhì)。工質(zhì)不斷地循環(huán)就實(shí)現(xiàn)了從低溫空氣中吸收熱量通過(guò)壓縮機(jī)壓縮后，轉(zhuǎn)化為高溫高壓 的工質(zhì)來(lái)加熱冷水。其機(jī)理利用逆卡諾原理，設(shè)備的熱效率永遠(yuǎn)大于1，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)能，通 常氣溫條件下運(yùn)行的熱效率一般在300 % 450%。 一般空氣源熱泵熱水器主機(jī)安裝在陽(yáng) 臺(tái)、露臺(tái)、外墻壁等通風(fēng)良好的狀態(tài)，水箱安裝于室內(nèi)或者陽(yáng)臺(tái)等位置。詳見(jiàn)圖1
空氣置換裝置一般安裝于衛(wèi)生間或者廚房吊頂之上的空間，利用風(fēng)機(jī)通過(guò)風(fēng)管將 各個(gè)房間的空氣抽出排向室外。空氣置換裝置在室內(nèi)主區(qū)域，即臥室、客廳、書(shū)房等，安裝自 平衡式進(jìn)風(fēng)口，通過(guò)形成室內(nèi)負(fù)壓，導(dǎo)入室外新鮮空氣。在次區(qū)域，即廚房、衛(wèi)生間、走廊過(guò) 道污染最嚴(yán)重的地方安裝自平衡式排風(fēng)口，就近排出污染空氣。新鮮空氣從主區(qū)域流向次 區(qū)域。然后排到室外。這樣新鮮空氣源源不斷的進(jìn)入室內(nèi)、混濁空氣源源不斷的排出室內(nèi)。 詳見(jiàn)圖2 但隨著人類(lèi)生活水平的提高，對(duì)于居住環(huán)境的要求也是越來(lái)越高，用戶除要求獲 得全屋熱水供水系統(tǒng)外，還要求對(duì)屋內(nèi)空氣進(jìn)行置換，則需要安裝一臺(tái)室內(nèi)空氣置換功能 的新風(fēng)系統(tǒng)。 如果一個(gè)家庭要滿足上述兩個(gè)功能，就需要同時(shí)在屋內(nèi)分別安裝兩套設(shè)備。 一套 空氣源熱泵熱水器提供熱水，另一套是具有室內(nèi)空氣置換功能的新風(fēng)系統(tǒng)，以提供新鮮的 空氣。而室內(nèi)空氣置換和空氣源熱泵各有一臺(tái)風(fēng)機(jī)，各自分別發(fā)揮作用，從而造成風(fēng)機(jī)設(shè)備 重復(fù)投資，同時(shí)也使室內(nèi)占用空間增大，噪音增加及浪費(fèi)能源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種通過(guò)控制器控制，讓空氣源熱 泵中的原有風(fēng)機(jī)既能滿足空氣源熱泵保持原來(lái)的使用功能，又能作為室內(nèi)空氣置換裝置系 統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)使用，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)風(fēng)機(jī)，不同轉(zhuǎn)速，兩種用途，成為一臺(tái)帶空氣置換功能的空氣源 熱泵熱水器。
本發(fā)明的目的是通過(guò)下列結(jié)構(gòu)完成的帶空氣置換功能的空氣源熱泵熱水器，空氣源熱泵熱水器主要由儲(chǔ)熱水箱(8)、壓縮機(jī)(7)、蒸發(fā)器(6)、風(fēng)機(jī)(2)、冷凝器(9)、控制器、進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口組成，其特征在于空氣源熱泵熱水器的風(fēng)機(jī)與空氣置換裝置中的風(fēng)機(jī)為同一臺(tái)風(fēng)機(jī)，空氣置換裝置中至少有一根進(jìn)風(fēng)管道(1)與空氣源熱泵熱水器中的風(fēng)機(jī)(2)進(jìn)風(fēng)口相互聯(lián)通，風(fēng)機(jī)(2)通過(guò)排風(fēng)管道(4)與排風(fēng)口相接，風(fēng)機(jī)(2)、壓縮機(jī)(7)通過(guò)導(dǎo)線與控制器聯(lián)接，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)。 在進(jìn)風(fēng)管道(1)裝有風(fēng)管平衡器(3)和/或風(fēng)閥(5a、5b)，風(fēng)機(jī)(2)與蒸發(fā)器(6)之間可并聯(lián)放置，或者通過(guò)管道串聯(lián)放置。 在空氣置換裝置中的排風(fēng)管道(4)可以通過(guò)蒸發(fā)器(6)后排出室外；也可以不通蒸發(fā)器(6)直接排出室外。 風(fēng)機(jī)(2)在高轉(zhuǎn)速下的風(fēng)量為500mVh 2500mVh，風(fēng)機(jī)(2)在低轉(zhuǎn)速下的風(fēng)量為50mVh 2000mVh。風(fēng)機(jī)(2)可用雙向流風(fēng)機(jī)(10)代替。風(fēng)機(jī)(2)、蒸發(fā)器(6)、壓縮機(jī)(7)、冷凝器(9)、儲(chǔ)熱水箱(8)各部件可以通過(guò)管道相互連接運(yùn)行，各部件布置位置可以是分離式，或者整體式，或者分離與整體的組合形式。
本發(fā)明在制熱水時(shí)，室內(nèi)混濁的空氣經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器吸收熱量后排出室外，離心風(fēng)機(jī)高轉(zhuǎn)速運(yùn)行，每小時(shí)排出風(fēng)量為500 2500立方米，以滿足熱泵制熱水時(shí)蒸發(fā)器吸收熱量的需求。 在單獨(dú)使用空氣置換功能時(shí)或者熱水溫度達(dá)到設(shè)定溫度值時(shí)，熱泵系統(tǒng)停止運(yùn)行，室內(nèi)混濁的空氣不經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器直接排出屋外(也可以經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器后再排出屋外)。此時(shí)，離心風(fēng)機(jī)可以降低轉(zhuǎn)速運(yùn)行，每小時(shí)排風(fēng)量?jī)H為50 2000立方米(根據(jù)房間大小及布局，調(diào)整室內(nèi)空氣置換所需的風(fēng)量大小)，運(yùn)行噪聲降低，節(jié)省電能。在控制系統(tǒng)的控制下，離心風(fēng)機(jī)可以進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)、分時(shí)段運(yùn)行。本發(fā)明還可以通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)方式，讓每小時(shí)產(chǎn)生的風(fēng)量更低。 本發(fā)明在次區(qū)域，即廚房、衛(wèi)生間、走廊過(guò)道污染最嚴(yán)重的地方安裝自平衡式排風(fēng)口，就近排出污染空氣。新鮮空氣從主區(qū)域流向次區(qū)域。然后排到室外。這樣新鮮空氣源源不斷的進(jìn)入室內(nèi)、混濁空氣源源不斷的排出室內(nèi)，風(fēng)機(jī)一般安裝于衛(wèi)生間或者廚房吊頂之上的空間，用風(fēng)管將各個(gè)房間的空氣抽出排向室外。詳見(jiàn)圖8 本發(fā)明讓室內(nèi)排出的混濁空氣的熱量得到回收利用，室內(nèi)空氣置換系統(tǒng)采用負(fù)壓方式，將室內(nèi)混濁的熱風(fēng)作為熱泵熱水器的空氣源來(lái)制熱水，提高了熱泵熱水器的熱效率。避免了混濁的熱風(fēng)直接排除室外，回收了室內(nèi)的熱能，全方位利用了現(xiàn)有設(shè)備和能源，降低了建筑能耗。 本發(fā)明安裝帶空氣置換功能的空氣源熱泵熱水器后，在具備普通空氣源熱泵熱水器功能的基礎(chǔ)上，同時(shí)又具備了室內(nèi)空氣置換功能。即節(jié)省了設(shè)備投入，同時(shí)又節(jié)省了設(shè)備安裝空間。


圖1現(xiàn)有空氣源熱泵熱水器各部件連接關(guān)系的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2本發(fā)明空氣置換系統(tǒng)的末端布置圖。 圖3本發(fā)明風(fēng)機(jī)與蒸發(fā)器串聯(lián)放置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4本發(fā)明風(fēng)機(jī)與蒸發(fā)器并聯(lián)放置的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5本發(fā)明風(fēng)機(jī)與蒸發(fā)器并聯(lián)放置的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6本發(fā)明風(fēng)機(jī)與蒸發(fā)器并聯(lián)放置的另一種整體式結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7本發(fā)明風(fēng)機(jī)與蒸發(fā)器不安裝在同一位置的分離式結(jié)構(gòu)示意圖。 圖8本實(shí)用新型在使用時(shí)(負(fù)壓)屋內(nèi)空氣交換流向示意圖。 圖9為本發(fā)明控制器中各部件連接關(guān)系原理示意圖。 圖10本發(fā)明風(fēng)機(jī)采用雙向流風(fēng)機(jī)的一種結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中1-進(jìn)風(fēng)管道；2-風(fēng)機(jī)；3-風(fēng)管平衡器；4_排風(fēng)管道；5a、5b_風(fēng)閥；6-蒸發(fā)
器；7-壓縮機(jī)、8_儲(chǔ)熱水箱、9-冷凝器、10-雙向流風(fēng)機(jī)。
具體實(shí)施例方式附圖3-7是本實(shí)用新型設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理及形式，但不限于以下幾種形式 如圖3所示，風(fēng)機(jī)2、風(fēng)閥5a/5b、蒸發(fā)器6安裝于衛(wèi)生間或廚房等其他吊頂之上；
壓縮機(jī)7、冷凝器9、儲(chǔ)熱水箱8、四通閥、控制器等其他附件為一體，安裝于廚房、衛(wèi)生間或
隱藏在櫥柜或者其他可以隱藏的位置，也可以放置在生活陽(yáng)臺(tái)上。 在制熱水時(shí)關(guān)閉風(fēng)閥5a、打開(kāi)風(fēng)閥5b，當(dāng)熱水加熱到設(shè)定溫度時(shí)，或者熱水系統(tǒng)不工作時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)打開(kāi)風(fēng)閥5a、關(guān)閉風(fēng)閥5b，只有空氣置換功能在運(yùn)行，風(fēng)機(jī)2在低轉(zhuǎn)速運(yùn)行，混濁空氣不通過(guò)蒸發(fā)器，直接排出室外。 如圖4所示，風(fēng)機(jī)2與蒸發(fā)器6為并聯(lián)放置于一體，壓縮機(jī)7、四通閥、膨脹閥等部件為一體的結(jié)構(gòu)形式，儲(chǔ)熱水箱8與冷凝器9為一體；這樣各部分體積小，便于進(jìn)行壁掛式安裝或隱藏。儲(chǔ)熱水箱和主機(jī)(壓縮機(jī)7、四通閥、膨脹閥等部件)部分可以安裝于衛(wèi)生間或廚房?jī)?nèi)，特別是廚房的櫥柜中，這樣的放置更符合現(xiàn)代家具審美觀。 如圖5所示，壓縮機(jī)7、風(fēng)機(jī)2、蒸發(fā)器6、四通閥、膨脹閥為一個(gè)整體，冷凝器9、儲(chǔ)熱水箱8為另一個(gè)整體。兩者之間通過(guò)冷媒管道相互聯(lián)通，分離式放置。風(fēng)管平衡器3置于房間吊頂內(nèi)，風(fēng)管平衡器上有若干風(fēng)口與各房間的進(jìn)風(fēng)管道聯(lián)通。 如圖6所示，結(jié)構(gòu)基本與圖5 —致，僅有區(qū)別是壓縮機(jī)7、風(fēng)機(jī)2、蒸發(fā)器6、四通閥、膨脹閥、冷凝器9、儲(chǔ)熱水箱8共同構(gòu)成一個(gè)整體。 將原空氣源熱泵熱水器(整體式)、空氣置換風(fēng)機(jī)有機(jī)結(jié)合為一個(gè)整體，這樣機(jī)器造型較小，安裝方便，只需在衛(wèi)生間吊頂或者廚房吊頂之上安裝風(fēng)管平衡器即可，完成帶空氣置換功能的空氣源熱泵熱水器的安裝，系統(tǒng)安裝無(wú)需專(zhuān)業(yè)工程師。 如圖7所示，將原有空氣源熱泵熱水器機(jī)組中的風(fēng)機(jī)取掉，利用原空氣置換裝置中的風(fēng)機(jī)2作為空氣源熱泵熱水器的風(fēng)機(jī)。在制熱水時(shí)，使空氣置換裝置中的風(fēng)機(jī)2高轉(zhuǎn)速運(yùn)行，將各房間的空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)2弓|入風(fēng)管平衡器3內(nèi)，再經(jīng)進(jìn)風(fēng)管道1弓I入空氣源熱泵熱水器的蒸發(fā)器6中，進(jìn)行熱交換后排出室外。 如圖9所示，水感探頭，探測(cè)到儲(chǔ)熱水箱8內(nèi)的熱水溫度達(dá)不到設(shè)定溫度值時(shí)，PC控制單元給壓縮機(jī)7、調(diào)速風(fēng)機(jī)2通電運(yùn)行，風(fēng)閥5a關(guān)閉、5b打開(kāi)，風(fēng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)將從各個(gè)房間混濁空氣引入空氣源熱泵熱水器中的蒸發(fā)器6中，進(jìn)行熱量交換?？諝庠礋岜脽崴鳟a(chǎn)出熱水，混濁空氣排出室外。當(dāng)水感探頭，探測(cè)到儲(chǔ)熱水箱8內(nèi)的熱水溫度達(dá)到設(shè)定溫度值后，PC控制單元發(fā)出指令，壓縮機(jī)7停止工作，風(fēng)閥5a打開(kāi)、5b關(guān)閉，調(diào)速風(fēng)機(jī)2轉(zhuǎn)為低速運(yùn)行，風(fēng)機(jī)僅為室內(nèi)空氣置換系統(tǒng)提供空氣流通動(dòng)力。
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如圖IO所示，帶控制空氣置換功能的空氣源熱泵熱水器中的風(fēng)機(jī)用雙向流風(fēng)機(jī) 代替，成為一種具有能量交換的帶空氣置換功能的空氣源熱泵熱水器。其工作原理與圖7 所述工作原理相同，不在重述。 本發(fā)明控制器通過(guò)導(dǎo)線與壓縮機(jī)7、風(fēng)機(jī)2、排氣探頭、水感探頭、操作面板、化霜 探頭、環(huán)境探頭、風(fēng)閥、電源等部件連接，實(shí)現(xiàn)控制目的。 控制器不屬申請(qǐng)人發(fā)明的新產(chǎn)品，本發(fā)明控制器可直接選用市場(chǎng)銷(xiāo)售的具有調(diào)速 功能產(chǎn)品。也可以根據(jù)圖9連接關(guān)系示意圖，重新選用不同元件，組成新控制器，在此不再 對(duì)控制器工作原理作說(shuō)明。
權(quán)利要求
一種帶空氣置換功能的空氣源熱泵熱水器，空氣源熱泵熱水器主要由儲(chǔ)熱水箱(8)、壓縮機(jī)(7)、蒸發(fā)器(6)、風(fēng)機(jī)(2)、冷凝器(9)、控制器、進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口組成，其特征在于空氣源熱泵熱水器的風(fēng)機(jī)與空氣置換裝置中的風(fēng)機(jī)為同一臺(tái)風(fēng)機(jī)，空氣置換裝置中至少有一根進(jìn)風(fēng)管道(1)與空氣源熱泵熱水器中的風(fēng)機(jī)(2)進(jìn)風(fēng)口相互聯(lián)通，風(fēng)機(jī)(2)通過(guò)排風(fēng)管道(4)與排風(fēng)口相接，風(fēng)機(jī)(2)通過(guò)導(dǎo)線與控制器聯(lián)接，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述帶空氣置換功能的空氣源熱泵熱水器，其特征在于在進(jìn)風(fēng)管道 (1)裝有風(fēng)管平衡器(3)和/或風(fēng)閥(5a、5b)，風(fēng)機(jī)(2)與蒸發(fā)器(6)之間可并聯(lián)放置，或 者通過(guò)管道串聯(lián)放置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述帶空氣置換功能的空氣源熱泵熱水器，其特征在空氣置換裝置 中的排風(fēng)管道(4)可以通過(guò)蒸發(fā)器(6)后排出室外；也可以不通蒸發(fā)器(6)直接排出室外。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述帶空氣置換功能的空氣源熱泵熱水器，其特征在于風(fēng)機(jī)(2)在 高轉(zhuǎn)速下的風(fēng)量為500mVh 2500mVh，風(fēng)機(jī)(2)在低轉(zhuǎn)速下的風(fēng)量為50m3/h 2000m3/h。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述帶空氣置換功能的空氣源熱泵熱水器，其特征在于風(fēng)機(jī)(2)、蒸 發(fā)器(6)、壓縮機(jī)(7)、冷凝器(9)、儲(chǔ)熱水箱(8)各部件可以通過(guò)管道相互連接運(yùn)行，各部件 布置位置可以是分離式，或者整體式，或者分離與整體的組合形式。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述帶空氣置換功能的空氣源熱泵熱水器，其特征在于風(fēng)機(jī)(2)可 用雙向流風(fēng)機(jī)(10)代替。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶空氣置換功能的空氣源熱水器，特別是一種在原有空氣源熱泵熱水器的基礎(chǔ)上利用原有風(fēng)機(jī)增加設(shè)計(jì)空氣置換控制功能，達(dá)到一種設(shè)備兩種用途。屬空氣源熱量再利用領(lǐng)域。本發(fā)明空氣源熱泵熱水器主要由儲(chǔ)熱水箱、壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、風(fēng)機(jī)、冷凝器、控制器、進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口組成，其特征在于空氣源熱泵熱水器的風(fēng)機(jī)與空氣置換裝置中的風(fēng)機(jī)為同一臺(tái)風(fēng)機(jī)，空氣置換裝置中至少有一根進(jìn)風(fēng)管道與空氣源熱泵熱水器中的風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口相互聯(lián)通，風(fēng)機(jī)通過(guò)排風(fēng)管道與排風(fēng)口相接，風(fēng)機(jī)通過(guò)導(dǎo)線與控制器聯(lián)接，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)。本發(fā)明新增功能和特點(diǎn)1)增加空氣置換功能。2)同時(shí)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)熱量回收利用。3)風(fēng)機(jī)可以調(diào)速，滿足不同需求的風(fēng)量(50m3/h～2500m3/h)，同時(shí)可以定時(shí)段運(yùn)行。
文檔編號(hào)F24F7/08GK101726104SQ20091021823
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者張斌 申請(qǐng)人:張斌