一種家用小型多效熱泵系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種家用小型多效熱泵系統(tǒng)，而提供一種采用風能驅(qū)動，節(jié)省資源，成本低的系統(tǒng)。風機的輸出軸與空氣壓縮機的驅(qū)動軸連接，空氣壓縮機的氣體出口與渦流管的噴嘴連接，渦流管的冷氣流出口與蓄冷換熱器的冷氣流進口連接，渦流管的熱氣流出口與蓄熱換熱器的熱氣流進口連接；蓄冷水箱的冷水出口與冷水循環(huán)泵進口連接，蓄熱水箱的熱水出口與熱水循環(huán)泵進口連接，熱水循環(huán)泵的出口一路通過生活熱水控制閥門與熱水箱進口連接，另一路與冷水循環(huán)泵的出口并聯(lián)后與風機盤管的進水口連接，風機盤管通過熱水回水控制閥與蓄熱水箱的回水口連接。該系統(tǒng)利用風能驅(qū)動小型空壓機旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生高壓空氣，利用渦流管分離冷熱氣流，節(jié)約資源。
【專利說明】一種家用小型多效熱泵系統(tǒng)
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及熱泵【技術(shù)領域】，特別是涉及一種適用于風能富集地區(qū)的一種家用小型空調(diào)系統(tǒng)與生活熱水供應的家用小型多效熱泵系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進步、人們生活和勞動的需要，提升居住環(huán)境的舒適度已成為生活質(zhì)量提高的一種判定標準。同時，由于大量危害環(huán)境的設備在各個領域中的應用，特別是制冷空調(diào)在運行過程中泄漏的制冷劑，使得臭氧層遭受到了極大的破壞，人們在吸取教訓的同時，也意識到了環(huán)境保護重要性和緊迫性。
[0003]目前，家用分體式熱泵空調(diào)機多采用蒸汽壓縮式系統(tǒng)，系統(tǒng)運行過程中需要耗費較多的高品位電能；同時，家用熱水器多為燃氣熱水器和電熱水器，在運行過程同樣需要消耗電能以及天然氣等高品位能量，不符合可持續(xù)發(fā)展的要求。與此同時，一些地區(qū)由于局部電力供應緊張，還有一些地區(qū)沒有覆蓋天然氣供應管網(wǎng)，這也在一定程度上限制了家用分體式熱泵空調(diào)機以及燃氣、電熱水器的運用。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種采用風能驅(qū)動，節(jié)省資源，成本低的家用小型多效熱泵系統(tǒng)。
[0005]為實現(xiàn)本實用新型的目的所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種家用小型多效熱泵系統(tǒng)，包括風機、空氣壓縮機、風機盤管、渦流管、蓄冷裝置、蓄熱裝置、冷水循環(huán)泵和熱水循環(huán)泵；所述蓄冷裝置包括蓄冷水箱和蓄冷換熱器，所述蓄冷換熱器安裝于所述蓄冷水箱內(nèi)；所述蓄熱裝置包括蓄熱水箱和蓄熱換熱器，所述蓄熱換熱器安裝于所述蓄熱水箱內(nèi)；所述風機的輸出軸與所述空氣壓縮機的驅(qū)動軸連接，所述空氣壓縮機的氣體出口與所述渦流管的噴嘴連接，所述渦流管的冷氣流出口與所述蓄冷換熱器的冷氣流進口連接，所述蓄冷換熱器的氣體出口位于所述蓄冷水箱的外部；所述渦流管的熱氣流出口與所述蓄熱換熱器的熱氣流進口連接，所述蓄熱換熱器的熱氣流出口位于所述蓄熱水箱的外部；所述蓄冷水箱的冷水出口與冷水循環(huán)泵進口連接，所述蓄熱水箱的熱水出口與所述熱水循環(huán)泵進口連接，所述熱水循環(huán)泵的出口 一路通過生活熱水控制閥門與所述熱水箱進口連接，另一路與所述冷水循環(huán)泵的出口并聯(lián)后與所述風機盤管的進水口連接，所述風機盤管的出水口一路通過冷水回水控制閥與所述蓄冷水箱的回水口連接，另一路通過熱水回水控制閥與所述蓄熱水箱的回水口連接。
[0007]所述空氣壓縮機的氣體出口與所述渦流管噴嘴連接的管道為保溫管道，所述保溫管道上安裝有第一電磁閥，散熱器與所述保溫管道并聯(lián)，所述散熱器與所述空氣壓縮機的氣體出口之間安裝有第二電磁閥。
[0008]所述蓄冷換熱器和蓄熱換熱器的氣體出口上分別安裝有消音器。
[0009]所述蓄熱水箱和蓄冷水箱的底部分別安裝有泄水閥。[0010]所述蓄熱水箱和蓄冷水箱上分別連接有與自來水管路相接的進水管，所述蓄熱水箱和蓄冷水箱內(nèi)分別安裝有浮球液位調(diào)節(jié)閥。
[0011]所述冷水循環(huán)泵和熱水循環(huán)泵的進口分別安裝有避震喉。
[0012]所述冷水循環(huán)泵的出口與所述風機盤管的進水口之間安裝有冷水進水控制閥。
[0013]所述熱水循環(huán)泵的出口與所述風機盤管的進水口之間安裝有熱水進水控制閥。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:
[0015]1、本實用新型的熱泵系統(tǒng)利用風能驅(qū)動小型空壓機旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生高壓空氣，利用渦流管分離冷熱氣流，并利用蓄能罐將冷量與熱量儲存，然后根據(jù)需要可以為家庭同時提供空氣調(diào)節(jié)以及生活用熱水供應，提升了家庭日常生活的舒適度，節(jié)省了資源，節(jié)能環(huán)保，降低了使用成本。
[0016]2、本實用新型的熱泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，容易實現(xiàn)，適用于風能富集而又電力匱乏、燃氣管網(wǎng)尚未覆蓋地區(qū)。
[0017]3、本實用新型的熱泵系統(tǒng)采用空氣作為工作介質(zhì)，臭氧消耗潛值(ODP)為零，溫室效應潛值(GWP)為零，相比較于分體式空調(diào)機以及消耗高品位能量的熱水器滿足了環(huán)保要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1所示為本實用新型一種家用小型多效熱泵系統(tǒng)示意圖；
[0019]圖2所示為蓄熱水箱局部示意圖；
[0020]圖3所示為蓄冷水箱局部示意圖。
[0021]圖中:1.風機，2.空壓機，3.第一電磁閥，4.第二電磁閥，5.散熱器，6.熱水箱，
7.風機盤管，8.生活熱水控制閥門，9.熱水進水控制閥，10.冷水回水控制閥，11.熱水回水控制閥，12.冷水進水控制閥，13.熱水循環(huán)泵，14.冷水循環(huán)泵，15.消音器，16.蓄熱換熱器，17.泄水閥，18.浮球液位調(diào)節(jié)閥1，19.蓄熱水箱，20.避震喉，21.蓄冷換熱器，22.蓄冷水箱冷氣流入口，23.蓄熱水箱熱氣流入口，24.渦流管，25.蓄冷水箱。
【具體實施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
[0023]本實用新型家用小型多效熱泵系統(tǒng)的示意圖如圖1-圖3所示，包括風機1、空氣壓縮機2、風機盤管7、渦流管24、蓄冷裝置、蓄熱裝置、冷水循環(huán)泵14和熱水循環(huán)泵13 ;所述蓄冷裝置包括蓄冷水箱25和蓄冷換熱器21，所述蓄冷換熱器21安裝于所述蓄冷水箱25內(nèi)；所述蓄熱裝置包括蓄熱水箱19和蓄熱換熱器16，所述蓄熱換熱器16安裝于所述蓄熱水箱19內(nèi)；所述風機I的輸出軸與所述空氣壓縮機2的驅(qū)動軸連接，所述空氣壓縮機2的氣體出口與所述渦流管24的噴嘴連接，所述渦流管24的冷氣流出口與所述蓄冷換熱器21的冷氣流進口連接，所述蓄冷換熱器的氣體出口位于所述蓄冷水箱25的外部；所述渦流管24的熱氣流出口與所述蓄熱換熱器16的熱氣流進口連接，所述蓄熱換熱器16的熱氣流出口位于所述蓄熱水箱19的外部；所述蓄冷水箱25的冷水出口與冷水循環(huán)泵14進口連接，所述蓄熱水箱19的熱水出口與所述熱水循環(huán)泵13進口連接，所述熱水循環(huán)泵13的出口一路通過生活熱水控制閥門8與所述熱水箱6進口連接，另一路與所述冷水循環(huán)泵14的出口并聯(lián)后與所述風機盤管7的進水口連接，所述風機盤管7的出水口一路通過冷水回水控制閥10與所述蓄冷水箱25的回水口連接，另一路通過熱水回水控制閥11與所述蓄熱水箱19的回水口連接。
[0024]為了便于調(diào)節(jié)夏天的制冷量，所述空氣壓縮機2的氣體出口與所述渦流管24噴嘴連接的管道為保溫管道，所述保溫管道上安裝有第一電磁閥3，散熱器5與所述保溫管道并聯(lián)，所述散熱器5與所述空氣壓縮機2的氣體出口之間安裝有第二電磁閥4。
[0025]為了減少噪音所述蓄冷換熱器21和蓄熱換熱器16的氣體出口上分別安裝有消音器15。
[0026]為了便于排污，所述蓄熱水箱19和蓄冷水箱25的底部分別安裝有泄水閥17。
[0027]所述蓄熱水箱19和蓄冷水箱25上分別連接有與自來水管路相接的進水管，所述蓄熱水箱19和蓄冷水箱25內(nèi)分別安裝有浮球液位調(diào)節(jié)閥18。
[0028]所述冷水循環(huán)泵14和熱水循環(huán)泵13的進口分別安裝有避震喉20。
[0029]為了便于調(diào)節(jié)，所述冷水循環(huán)泵14的出口與所述風機盤管7的進水口之間安裝有冷水進水控制閥12。所述熱水循環(huán)泵13的出口與所述風機盤管7的進水口之間安裝有熱水進水控制閥9。
[0030]以下提供本實施例熱泵系統(tǒng)在夏季、冬季以及過渡季三種工況下的工作流程。
[0031]夏季工況:既要供應生活熱水，同時也需要對室內(nèi)進行降溫。
[0032]夏季工況系統(tǒng)流程為:所述風機I轉(zhuǎn)動帶動所述空壓機2壓縮空氣，若某時段室內(nèi)制冷需求大于供應熱水需求，那么接通所述第二電磁閥4，關(guān)閉所述第一電磁閥3，高壓氣體在所述散熱器5中散熱，目的是使得進入所述渦流管24的高壓氣體溫度降低，有利于獲得更好地制冷效果；若某時段室內(nèi)供應熱水需求大于制冷需求，接通所述第一電磁閥3，關(guān)閉所述第二電磁閥4，高壓氣體此時流經(jīng)保溫管道，目的是使得進入所述渦流管24的高壓氣體溫度盡可能高，有利于獲得更好地制熱效果。然后高壓氣體進入所述渦流管24的噴嘴，高壓氣流在所述渦流管24中分離成冷熱兩股氣流，冷氣流由所述渦流管24的冷氣流出口經(jīng)冷氣流入口 22進入所述蓄冷換熱器21內(nèi)，在所述蓄冷水箱25中與所述換熱盤管21外的水換熱后，由所述消音器15排出系統(tǒng)，所述蓄冷水箱25中的水被降溫；關(guān)閉所述熱水回水控制閥11和熱水進水控制閥9，打開所述冷水進水控制閥12和冷水回水控制閥10，所述冷水循環(huán)泵14抽吸所述蓄冷水箱25中的冷凍水，通過所述冷水進水控制閥12進入所述風機盤管7內(nèi)，換熱之后的冷凍水通過所述冷水回水控制閥10返回蓄冷水箱25，與所述蓄冷換熱器21中的冷氣流換熱，完成制冷循環(huán)。熱氣流由所述渦流管24的熱氣流出口經(jīng)熱氣流入口 23進入所述蓄熱水箱19內(nèi)的蓄熱換熱器16中，在所述蓄熱水箱19中與所述蓄熱換熱器16外的水換熱后，由所述消音器15排出系統(tǒng)，所述蓄熱水箱25中的水被加熱；關(guān)閉所述熱水進水控制閥9，打開所述生活熱水控制閥8，所述熱水循環(huán)泵13抽吸所述蓄熱水箱19中的熱水，通過所述生活熱水控制閥8進入所述熱水箱6，完成供應生活熱水；所述蓄冷水箱25、蓄熱水箱19中被消耗的水通過所述浮球液位調(diào)節(jié)閥18由所述自來水管補給。
[0033]冬季工況:既要供應生活熱水，同時也需要對室內(nèi)進行采暖。
[0034]冬季工況系統(tǒng)流程為:所述風機I轉(zhuǎn)動帶動所述空壓機2壓縮空氣，接通所述第一電磁閥3，關(guān)閉所述第二電磁閥4，高壓氣體此時流經(jīng)保溫管道，目的是使得進入所述渦流管24的高壓氣體溫度盡可能高，有利于獲得更好地制熱效果；然后高壓氣體進入所述渦流管24的噴嘴，高壓氣流在所述渦流管24中分離成冷熱兩股氣流，冷氣流由所述渦流管24的冷氣流出口進入所述蓄冷水箱25中的蓄冷換熱器21內(nèi)，此時所述蓄冷水箱25中的液體必須被排空，防止水被凍結(jié)，造成所述蓄冷水箱25的損壞，然后冷氣流由所述消音器15排出系統(tǒng)；熱氣流由所述渦流管24的熱氣流出口進入所述蓄熱水箱19中的蓄熱換熱器16中，在所述蓄熱水箱19中與所述蓄熱換熱器16外的水換熱后，由所述消音器15排出系統(tǒng)，所述蓄熱水箱25中的水被加熱；關(guān)閉所述冷水進水控制閥12和冷水回水控制閥10，打開所述生活熱水控制閥球閥8、熱水進水控制閥9和熱水回水控制閥11，所述熱水循環(huán)泵13抽吸所述蓄熱水箱19中的熱水，一部分熱水通過所述生活熱水控制閥8進入所述熱水箱6，完成供應生活熱水，另一部分熱水通過所述熱水進水控制閥9進入所述風機盤管7，換熱之后由所述熱水回水控制閥11返回蓄熱水箱19，完成采暖循環(huán)；所述蓄熱水箱19中被消耗的水通過所述浮球液位調(diào)節(jié)閥18由所述自來水管補給。
[0035]過渡季工況:主要供應生活熱水
[0036]所述風機I轉(zhuǎn)動帶動所述空壓機2壓縮空氣，接通所述第一電磁閥3，關(guān)閉所述第
二電磁閥4，高壓氣體此時流經(jīng)保溫管道，目的是使得進入所述渦流管24的高壓氣體溫度盡可能高，有利于獲得更好地制熱效果。然后高壓氣體進入所述渦流管24的噴嘴，高壓氣流在所述渦流管24中分離成冷熱兩股氣流，冷氣流由所述渦流管24的冷氣流出口進入所述蓄冷水箱25中的蓄冷換熱器21內(nèi)，然后冷氣流由所述消音器15排出系統(tǒng)；熱氣流由所述渦流管24的熱氣流出口進入所述蓄熱水箱19中的蓄熱換熱器16中，在所述蓄熱水箱19中與所述蓄熱換熱器16外的水換熱后，由所述消音器15排出系統(tǒng)，所述蓄熱水箱25中的水被加熱；關(guān)閉所述冷水進水控制閥12和冷水回水控制閥10，打開所述生活熱水控制閥8、熱水進水控制閥9和熱水回水控制閥11，所述熱水循環(huán)泵13抽吸所述蓄熱水箱19中的熱水，熱水通過所述生活熱水控制閥8進入所述熱水箱6，完成供應生活熱水；所述蓄熱水箱19中被消耗的水通過所述浮球液位調(diào)節(jié)閥18由所述自來水管補給。
[0037]經(jīng)過一段時間的運行之后，所述蓄冷水箱25和所述蓄熱水箱19內(nèi)的水通過所述泄水閥17排出，達到更換清洗的目的。
[0038]本實用新型的家用小型多效熱泵裝置從源頭思考，充分利用了風力富集地區(qū)的能源特點，整個系統(tǒng)全部依靠風力發(fā)電產(chǎn)生的電能供電，不會消耗電能以及燃氣等高品位能量，減少了能量的消耗和制冷劑的應用，節(jié)能環(huán)保，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。
[0039]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出的是，對于本【技術(shù)領域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種家用小型多效熱泵系統(tǒng)，其特征在于，包括風機(I)、空氣壓縮機(2)、風機盤管(7 )、渦流管(24 )、蓄冷裝置、蓄熱裝置、冷水循環(huán)泵(14 )和熱水循環(huán)泵(13 );所述蓄冷裝置包括蓄冷水箱(25 )和蓄冷換熱器(21)，所述蓄冷換熱器(21)安裝于所述蓄冷水箱(25 )內(nèi)；所述蓄熱裝置包括蓄熱水箱(19)和蓄熱換熱器(16)，所述蓄熱換熱器(16)安裝于所述蓄熱水箱(19)內(nèi)；所述風機(I)的輸出軸與所述空氣壓縮機(2)的驅(qū)動軸連接，所述空氣壓縮機(2)的氣體出口與所述渦流管(24)的噴嘴連接，所述渦流管(24)的冷氣流出口與所述蓄冷換熱器(21)的冷氣流進口連接，所述蓄冷換熱器(21)的氣體出口位于所述蓄冷水箱(25)的外部；所述渦流管(24)的熱氣流出口與所述蓄熱換熱器(16)的熱氣流進口連接，所述蓄熱換熱器(16)的熱氣流出口位于所述蓄熱水箱(19)的外部；所述蓄冷水箱(25)的冷水出口與冷水循環(huán)泵(14)進口連接，所述蓄熱水箱(19)的熱水出口與所述熱水循環(huán)泵(13 )進口連接，所述熱水循環(huán)泵(13 )的出口 一路通過生活熱水控制閥門(8 )與所述熱水箱(6)進口連接，另一路與所述冷水循環(huán)泵(14)的出口并聯(lián)后與所述風機盤管(7)的進水口連接，所述風機盤管(7 )的出水口 一路通過冷水回水控制閥(10 )與所述蓄冷水箱(25 )的回水口連接，另一路通過熱水回水控制閥(11)與所述蓄熱水箱(19 )的回水口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用小型多效熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣壓縮機(2)的氣體出口與所述渦流管(24)噴嘴連接的管道為保溫管道，所述保溫管道上安裝有第一電磁閥(3 )，散熱器(5 )與所述保溫管道并聯(lián)，所述散熱器(5 )與所述空氣壓縮機(2 )的氣體出口之間安裝有第二電磁閥(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的家用小型多效熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄冷換熱器(21)和蓄熱換熱器(16)的氣體出口上分別安裝有消音器(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的家用小型多效熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄熱水箱(19)和蓄冷水箱(25)的底部分別安裝有泄水閥(17)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的家用小型多效熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄熱水箱(19)和蓄冷水箱(25)上分別連接有與自來水管路相接的進水管，所述蓄熱水箱(19)和蓄冷水箱(25 )內(nèi)分別安裝有浮球液位調(diào)節(jié)閥(18 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的家用小型多效熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述冷水循環(huán)泵(14)和熱水循環(huán)泵(13)的進口分別安裝有避震喉(20)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的家用小型多效熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述冷水循環(huán)泵(14)的出口與所述風機盤管(7)的進水口之間安裝有冷水進水控制閥(12)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的家用小型多效熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述熱水循環(huán)泵(13)的出口與所述風機盤管(7)的進水口之間安裝有熱水進水控制閥(9)。
【文檔編號】F25B29/00GK203657124SQ201320883706
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】律寶瑩, 楊洋, 陳薩如拉 申請人:天津商業(yè)大學