專利名稱：空氣源低溫熱泵熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于能源類供熱技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種熱水裝置，特別是指對現(xiàn)有空氣
源熱泵熱水器熱水供給系統(tǒng)做了改進的一種節(jié)能環(huán)保型的空氣源熱泵熱水器。
背景技術(shù)：
目前我國熱泵熱水器市場上普遍銷售的主要是空氣源熱泵熱水器和水源熱泵熱 水器兩種。常規(guī)氣候下，環(huán)境溫度遠高于水溫，產(chǎn)生同樣溫度熱水所消耗的功率要比水源熱
泵熱水器要低的多。而在我國北方地區(qū)，冬天寒冷季節(jié)環(huán)境溫度均在-i5t:左右，而水溫普 遍保持在l(TC以上，且北方冬季一般持續(xù)4個月之久，產(chǎn)生同樣溫度熱水所消耗的功率要
比水源熱泵熱水器要高的多。雖然在春、夏、秋三個季節(jié)，空氣源熱泵熱水器在北方仍然能 滿足使用要求，但是在寒冷的冬季，卻因為消耗功率過高，讓人望而生畏，也就是說空氣源 熱泵熱水器在北方不能滿足全年的使用要求，在使用和節(jié)能方面受到極大的限制，更使空 氣源熱泵熱水器在北方的推廣面臨嚴峻考驗。 本申請人曾設(shè)計一種"空氣源熱泵熱水器"(中國，公開號CN1818498A，
公開日
2006. 8. 16)，包括主機、蓄熱保溫水箱和控制器，主機由翅片管式蒸發(fā)器、輔助化霜換熱器、 汽液分離器、壓縮機、套管換熱器、儲液器、電子膨脹閥、換向閥、電磁閥、單向閥及相關(guān)制冷 配件以極為緊湊的結(jié)構(gòu)形式組合起來，套管換熱器分別與制冷劑管路、熱水循環(huán)管路進行 連接，使制冷劑與水進行熱交換；采用外置循環(huán)水泵提供熱水回路的循環(huán)動力；蓄熱保溫 水箱采用非承壓結(jié)構(gòu)，進水管通過進水電磁閥與自來水管網(wǎng)連接；蓄熱保溫水箱上、下部分 別設(shè)有循環(huán)熱水管，并與套管換熱器和循環(huán)水泵連接，從而形成閉合的熱水循環(huán)回路。它具 有適用范圍廣、可靠性高、節(jié)能等優(yōu)點的全天侯熱水供應(yīng)系統(tǒng)。但它還適宜在北方能全年全 天候使用。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，對現(xiàn)有的空氣源熱泵熱水器的逆卡諾
循環(huán)系統(tǒng)上做了 "噴氣增焓"的技術(shù)改進，提供一種新型結(jié)構(gòu)的空氣源低溫熱泵熱水器，它
能確保在北方全天候、全季節(jié)供應(yīng)熱水，具有適用范圍廣、可靠性高、節(jié)能等優(yōu)點。 為達到上述目的，本實用新型的采取解決方案是一種空氣源低溫熱泵熱水器，
它包括含有制冷系統(tǒng)的主機、蓄熱保溫水箱和控制器，控制器采用單片機控制，環(huán)境溫度傳
感器、盤管溫度傳感器、水箱溫度傳感器信號輸入控制器，控制器輸出信號用于控制循環(huán)水
泵、噴氣增焓壓縮機、風機、四通閥、液路電磁閥，風機對準翅片式蒸發(fā)器設(shè)置，蓄熱保溫水
箱上、下部分分別通過循環(huán)熱水管和循環(huán)水泵與套管冷凝器連接，從而形成閉合的熱水循
環(huán)回路，主機中的制冷系統(tǒng)由噴氣增焓壓縮機、高壓開關(guān)、四通閥、套管冷凝器、儲液器、干
燥過濾器、電磁閥、輔助熱力膨脹閥、經(jīng)濟器、主膨脹閥、翅片式蒸發(fā)器、汽液分離器、低壓開
關(guān)、止回閥以及配管組成一閉合的制冷劑回路，四通閥D向通過高壓開關(guān)接噴氣增焓壓縮
機排氣管、C向接套管冷凝器進氣口、 S向通過汽液分離器、低壓開關(guān)接噴氣增焓壓縮機吸氣口 、 E向接翅片式蒸發(fā)器出氣口 ，套管冷凝器出口通過儲液器、干燥過濾器后分為兩路， 主路直接進入經(jīng)濟器后再通過主熱力膨脹閥進入翅片式蒸發(fā)器進液口，輔路通過液路電磁 閥、輔助熱力膨脹閥進入經(jīng)濟器后再通過止回閥進入噴氣增焓壓縮機的輔助進氣口。 它在現(xiàn)有的空氣源熱泵熱水器的基礎(chǔ)上，采用了噴氣增焓壓縮機、經(jīng)濟器、輔助熱 力膨脹閥及液路電磁閥等相關(guān)制冷配件以極為緊湊的結(jié)構(gòu)形式組合起來。在環(huán)境溫度小于 或等于設(shè)定溫度時候，噴氣增焓壓縮機排出的高溫、高壓制冷劑氣體，經(jīng)套管冷凝器將熱量 傳遞給載熱介質(zhì)后變?yōu)橐后w，從套管冷凝器出來的高壓制冷劑液體經(jīng)儲液器，通過干燥過 濾器后分為兩路，主路的制冷劑液體直接進入經(jīng)濟器內(nèi)，輔路的制冷劑液體先經(jīng)過一個液 路電磁閥，再經(jīng)過輔助熱力膨脹閥節(jié)流降壓后變?yōu)闅庖夯旌衔锖笠策M入經(jīng)濟器內(nèi)，二者在 經(jīng)濟器中產(chǎn)生熱交換，輔路的制冷劑液體吸熱后變?yōu)闅怏w通過止回閥被噴氣增焓壓縮機的 輔助進氣口吸入，主路的制冷劑放熱變?yōu)檫^冷液體經(jīng)主熱力膨脹閥節(jié)流降壓后進入翅片式 蒸發(fā)器。在翅片式蒸發(fā)器內(nèi)，主路的制冷劑吸收低溫環(huán)境中的熱量而變?yōu)榈蛪簹怏w被噴氣 增焓壓縮機吸氣口吸入。主路和輔路的制冷劑在噴氣增焓壓縮機工作腔內(nèi)混合，再進一步 壓縮后排出，構(gòu)成封閉的工作循環(huán)回路。從而來增加排氣量，降低排氣溫度，提升制熱能力， 有效地降低了機組的功耗，提高了機組的COP值。它具有適用范圍廣、可靠性高、節(jié)能等優(yōu) 點，能全季節(jié)、全天候供應(yīng)熱水。 所述的經(jīng)濟器一種中間冷卻器，套管冷凝器下來的高壓制冷劑，一部分在經(jīng)濟器 中蒸發(fā)，使溫度降到與噴氣增焓壓縮機輔助進氣口(中間補氣口)的中間壓力相對應(yīng)的中
間溫度，比如士o -5t:左右，蒸發(fā)時產(chǎn)生的閃發(fā)氣體由增焓壓縮機輔助進氣口 (中間補氣 口 )吸入，而通過經(jīng)濟器中盤管的高壓制冷劑被冷卻到士o -5t:，使得進入翅片式蒸發(fā)器
(11)(制冷蒸發(fā)器)的制冷劑所產(chǎn)生的閃發(fā)氣體減少(還有一部分)，以提高蒸發(fā)氣的制冷
效率。那么，閃發(fā)氣體是怎樣影響制冷效率的？假設(shè)蒸發(fā)溫度是-3(TC，它液體焓是91.9大
卡/公斤、氣體焓是146. 25大卡/公斤，汽化熱是54. 35大卡大卡/公斤，如果冷凝溫度是
+34°C ，不經(jīng)過經(jīng)濟器就供液，它的液體焓是110. 77大卡/公斤，減去開始蒸發(fā)前的-30°C的
液體焓91. 9大卡/公斤，等于18. 87大卡/公斤，這就是產(chǎn)生閃發(fā)氣體的熱量，而它將產(chǎn)生
2. 958升的閃發(fā)氣體，這閃發(fā)氣體進入翅片式蒸發(fā)器管道中吸收的熱量甚微，而擠占管道空
間卻很大，使管道很大表面積失去液體傳導(dǎo)的功能，這就是閃發(fā)氣體的為害。這僅僅是對直
接膨脹的系統(tǒng)而言，對有汽液分離器的系統(tǒng)，經(jīng)濟器并不能因此實際地提高制冷效率，因為
經(jīng)濟器產(chǎn)生的閃發(fā)氣體轉(zhuǎn)嫁到噴氣增焓壓縮機里了，而汽液分離器同樣阻斷了閃發(fā)氣體進
入翅片式蒸發(fā)器管道，所產(chǎn)生的閃發(fā)氣體同樣轉(zhuǎn)嫁到噴氣增焓壓縮機中。 所述的噴氣增焓壓縮機是最新一代渦旋壓縮機，噴氣增焓技術(shù)是指以噴氣增焓壓
縮機為基礎(chǔ)，優(yōu)化了中壓段冷媒噴射技術(shù)。原理是過增焓壓縮機輔助進氣口 (中間補氣口 )
吸入一部分中間壓力的氣體，與經(jīng)過部分壓縮的冷媒混合再壓縮，實現(xiàn)以單臺噴氣增焓壓
縮機實現(xiàn)兩級壓縮，增加了套管冷凝器中的制冷劑流量，加大了主循環(huán)回路的焓差，從而大
大提高了噴氣增焓壓縮機的效率。 經(jīng)濟器在整個系統(tǒng)中也起到了關(guān)鍵性的作用，一方面對主循環(huán)回路冷媒進行節(jié)流 前過冷，增大焓差；另一方面，對輔助回路(這路冷媒將由噴氣增焓壓縮機中部導(dǎo)入直接參 與壓縮)中經(jīng)過輔助熱力膨脹閥降壓后的低壓低溫冷媒進行適當?shù)念A(yù)熱，以達到合適的中 壓，提供給噴氣增焓壓縮機進行二次壓縮。
圖1是本實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中1、噴氣增焓壓縮機，2、高壓開關(guān)，3、四通閥，4、套管冷凝器，5、儲液器，6、干 燥過濾器，7、液路電磁閥，8、輔助熱力膨脹閥，9、經(jīng)濟器，10、主熱力膨脹閥，11、翅片式蒸發(fā) 器，12、汽液分離器，13、低壓開關(guān)，14、蓄熱保溫水箱，15、循環(huán)水泵，16、熱水循環(huán)管，17、風 機，18、止回閥。
具體實施方式以下結(jié)合實例及其附圖對本實用新型作進一步闡述。 參見圖1，一種空氣源低溫熱泵熱水器，它包括含有制冷系統(tǒng)的主機、蓄熱保溫水 箱14和控制器，控制器采用單片機控制，環(huán)境溫度傳感器、盤管溫度傳感器、水箱溫度傳感 器信號輸入控制器，控制器輸出信號用于控制循環(huán)水泵15、噴氣增焓壓縮機1、風機17、四 通閥3、液路電磁閥7，風機17對準翅片式蒸發(fā)器11設(shè)置，蓄熱保溫水箱14上、下部分分別 通過循環(huán)熱水管16和循環(huán)水泵15與套管冷凝器4連接，從而形成閉合的熱水循環(huán)回路，主 機中的制冷系統(tǒng)由噴氣增焓壓縮機1、高壓開關(guān)2、四通閥3、套管冷凝器4、儲液器5、干燥 過濾器6、電磁閥7、輔助熱力膨脹閥8、經(jīng)濟器9、主膨脹閥10、翅片式蒸發(fā)器11、汽液分離 器12、低壓開關(guān)13、止回閥18以及配管組成一閉合的制冷劑回路，四通閥3D向通過高壓開 關(guān)2接噴氣增焓壓縮機1排氣管、C向接套管冷凝器4進氣口 、 S向通過汽液分離器12、低 壓開關(guān)13接噴氣增焓壓縮機1吸氣口 、E向接翅片式蒸發(fā)器11出氣口 ，套管冷凝器4出口 通過儲液器5、干燥過濾器6后分為兩路，主路直接進入經(jīng)濟器9后再通過主熱力膨脹閥10 進入翅片式蒸發(fā)器11進液口 ，輔路通過液路電磁閥7、輔助熱力膨脹閥8進入經(jīng)濟器9后再 通過止回閥18進入噴氣增烚壓縮機1的輔助進氣口。 參見圖1，所述的蓄熱保溫水箱14采用非承壓結(jié)構(gòu)，蓄熱保溫水箱14接進水管路， 進水管路通過進水電磁閥與自來水管網(wǎng)連接。 為了保證客戶在使用過程中的的安全性、高效性和可靠性，本機組采用控制器對 系統(tǒng)進行自動控制，所有的控制功能由單片機來實現(xiàn)，操作十分方便。 參見圖l，制冷循環(huán)過程如圖所示沿實線箭頭方向循環(huán)。當環(huán)境溫度小于或等于 設(shè)定溫度時，液路電磁閥7閉合，制冷劑由噴氣增焓壓縮機1壓縮成高溫高壓氣體進入四通 閥3D向，從四通閥C向出來后進入套管冷凝器4，在套管冷凝器4中將熱量傳遞給載熱介質(zhì) 對水進行加熱后變?yōu)橐后w。從套管冷凝器4出來的高壓制冷劑液體經(jīng)儲液器5，通過干燥 過濾器6后分為兩路，主路的制冷劑直接進入經(jīng)濟器9內(nèi)，輔路的制冷劑先經(jīng)過液路電磁閥 7，再經(jīng)過輔助熱力膨脹閥8節(jié)流降壓后變?yōu)闅庖夯旌衔锖笠策M入經(jīng)濟器9內(nèi)，二者在經(jīng)濟 器9中產(chǎn)生熱交換，輔路的制冷劑液體吸熱變?yōu)闅怏w后通過止回閥18后被噴氣增焓壓縮機 1的輔助進氣口吸入，主路的制冷劑放熱變?yōu)檫^冷液體通過主熱力膨脹閥IO節(jié)流降壓后進 入翅片式蒸發(fā)器11。在翅片式蒸發(fā)11器內(nèi)，主路的制冷劑吸收低溫環(huán)境中的熱量而變?yōu)榈?壓氣體進入四通閥3E向后從四通閥3S向出來，被噴氣增焓壓縮機1吸氣口吸入。主路和 輔路的制冷劑在噴氣增焓壓縮機1工作腔內(nèi)混合，再進一步壓縮后排出，構(gòu)成封閉的工作 循環(huán)回路。[0017] 當環(huán)境溫度大于設(shè)定溫度時，液路電磁閥7斷開，制冷劑由噴氣增焓壓縮機1壓縮 成高溫高壓氣體進入四通閥3D向，從四通閥C向出來后進入套管冷凝器4，在套管冷凝器4 中將熱量傳遞給載熱介質(zhì)對水進行加熱后變?yōu)橐后w。從套管冷凝器4出來的高壓制冷劑液 體經(jīng)儲液器5，通過干燥過濾器6后，制冷劑液體經(jīng)過經(jīng)濟器9，通過主膨脹閥10節(jié)流降壓 后進入翅片式蒸發(fā)器ll。在翅片式蒸發(fā)器ll內(nèi)，主路的制冷劑吸收低溫環(huán)境中的熱量而變 為低壓氣體進入四通閥3E向后從四通閥3S向出來，被噴氣增焓壓縮機1吸氣口吸入。進 行壓縮后排出，構(gòu)成封閉的工作循環(huán)回路。
權(quán)利要求一種空氣源低溫熱泵熱水器，它包括含有制冷系統(tǒng)的主機、蓄熱保溫水箱(14)和控制器，控制器采用單片機控制，環(huán)境溫度傳感器、盤管溫度傳感器、水箱溫度傳感器信號輸入控制器，控制器輸出信號用于控制循環(huán)水泵(15)、噴氣增焓壓縮機(1)、風機(17)、四通閥(3)、液路電磁閥(7)，風機(17)對準翅片式蒸發(fā)器(11)設(shè)置，蓄熱保溫水箱(14)上、下部分分別通過循環(huán)熱水管(16)和循環(huán)水泵(15)與套管冷凝器(4)連接，從而形成閉合的熱水循環(huán)回路，其特征在于主機中的制冷系統(tǒng)由噴氣增焓壓縮機(1)、高壓開關(guān)(2)、四通閥(3)、套管冷凝器(4)、儲液器(5)、干燥過濾器(6)、電磁閥(7)、輔助熱力膨脹閥(8)、經(jīng)濟器(9)、主膨脹閥(10)、翅片式蒸發(fā)器(11)、汽液分離器(12)、低壓開關(guān)(13)、止回閥(18)以及配管組成一閉合的制冷劑回路，四通閥(3)D向通過高壓開關(guān)(2)接噴氣增焓壓縮機(1)排氣管、C向接套管冷凝器(4)進氣口、S向通過汽液分離器(12)、低壓開關(guān)(13)接噴氣增焓壓縮機(1)吸氣口、E向接翅片式蒸發(fā)器(11)出氣口，套管冷凝器(4)出口通過儲液器(5)、干燥過濾器(6)后分為兩路，主路直接進入經(jīng)濟器(9)后再通過主熱力膨脹閥(10)進入翅片式蒸發(fā)器(11)進液口，輔路通過液路電磁閥(7)、輔助熱力膨脹閥(8)進入經(jīng)濟器(9)后再通過止回閥(18)進入噴氣增焓壓縮機(1)的輔助進氣口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣源低溫熱泵熱水器，其特征在于所述的蓄熱保溫水箱(14)采用非承壓結(jié)構(gòu)，蓄熱保溫水箱(14)接進水管路，進水管路通過進水電磁閥與自來水管網(wǎng)連接。
專利摘要一種空氣源低溫熱泵熱水器，包括主機、蓄熱保溫水箱、控制器、四通閥、噴氣增焓壓縮機、高壓開關(guān)、套管冷凝器、儲液器、干燥過濾器、電磁閥、輔助熱力膨脹閥、經(jīng)濟器、主膨脹閥、翅片式蒸發(fā)器、汽液分離器、低壓開關(guān)、止回閥，四通閥D向通過高壓開關(guān)接噴氣增焓壓縮機排氣管、C向接套管冷凝器進氣口、S向通過汽液分離器、低壓開關(guān)接噴氣增焓壓縮機吸氣口、E向接翅片式蒸發(fā)器出氣口，套管冷凝器出口通過儲液器、干燥過濾器后分為兩路，主路直接進入經(jīng)濟器后再通過主熱力膨脹閥進入翅片式蒸發(fā)器進液口，輔路通過液路電磁閥、輔助熱力膨脹閥進入經(jīng)濟器后再通過止回閥進入噴氣增焓壓縮機的輔助進氣口。它能確保在北方全天候、全季節(jié)供應(yīng)熱水。
文檔編號F25B1/10GK201488279SQ20092019640
公開日2010年5月26日 申請日期2009年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月7日
發(fā)明者黃道德 申請人:浙江正理生能科技有限公司