本發(fā)明涉及循環(huán)換熱領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種基于空氣源熱泵的熱風(fēng)熱水聯(lián)供裝置。

背景技術(shù)：

目前，諸多場(chǎng)合都同時(shí)需要熱風(fēng)與熱水的同時(shí)供應(yīng)，常使用電熱水器和電吹風(fēng)機(jī)等單體設(shè)備來(lái)加熱并輸出熱水或熱風(fēng)。

我國(guó)絕大多數(shù)公共衛(wèi)浴場(chǎng)所中存在水風(fēng)同產(chǎn)的需求，常使用電熱水器與電烘干機(jī)來(lái)提供衛(wèi)浴服務(wù)。從酒店與寫字樓中統(tǒng)計(jì)(我國(guó)共有12037家星級(jí)酒店，3900萬(wàn)平米寫字樓)，累計(jì)公共衛(wèi)浴150萬(wàn)以上，全年耗電量達(dá)75.6億千瓦時(shí)。除以上場(chǎng)合外，在工業(yè)生產(chǎn)如電鍍、巴氏消毒、印染等領(lǐng)域也有同樣的需求，造成大量的能耗。

對(duì)于類似這樣產(chǎn)熱方式陳舊、熱源利用不足造成的耗能方式，首先，在加熱方式上，利用加熱電阻絲來(lái)提供熱能的方式將消耗大量的電能；其次，在熱源的利用程度上，其僅作為單一輸出熱源，不能進(jìn)行余熱的收集，重復(fù)利用，是一種并不節(jié)能的產(chǎn)品組合。最后，目前的設(shè)備往往沒有協(xié)同作用，體積較大，設(shè)備成本與安裝成本較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的為提供一種基于空氣源熱泵的熱風(fēng)熱水聯(lián)供裝置，該聯(lián)供裝置可大幅提升水風(fēng)換熱效率，在低能耗的同時(shí)，降低裝置安裝成本。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的基于空氣源熱泵的熱風(fēng)熱水聯(lián)供裝置包括儲(chǔ)水箱及與儲(chǔ)水箱內(nèi)的水進(jìn)行換熱的熱泵系統(tǒng)，熱泵系統(tǒng)的回路包括通過(guò)管路依次連通的蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器及節(jié)流閥，管路內(nèi)通有制冷劑，冷凝器設(shè)置在儲(chǔ)水箱內(nèi)，還包括與儲(chǔ)水箱內(nèi)的水進(jìn)行換熱的風(fēng)路系統(tǒng)；風(fēng)路系統(tǒng)包括風(fēng)道、設(shè)置在風(fēng)道上游的風(fēng)機(jī)及設(shè)置在風(fēng)道中部的第一微通道換熱器，風(fēng)道的下游設(shè)有出風(fēng)口；第一微通道換熱器的入口和出口連通儲(chǔ)水箱，入口處設(shè)有將熱水壓入第一微通道換熱器內(nèi)的壓力泵，出口設(shè)有將第一微通道換熱器內(nèi)的水抽出的抽水機(jī)。

上述技術(shù)方案中，低溫低壓的液態(tài)制冷劑首先在蒸發(fā)器內(nèi)從空氣中吸熱并氣化成低壓蒸汽制冷劑。壓縮機(jī)通過(guò)電力驅(qū)動(dòng)，接納來(lái)自蒸發(fā)器的低壓蒸汽制冷劑并將其壓縮成高溫高壓的蒸汽制冷劑。高壓蒸汽制冷劑經(jīng)過(guò)冷凝器時(shí)與儲(chǔ)水箱中的水進(jìn)行換熱，水吸熱變成高溫水，高壓蒸汽制冷劑被冷卻凝結(jié)成高壓液態(tài)制冷劑。節(jié)流閥位于儲(chǔ)水箱外，高壓液體經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流成低溫低壓液態(tài)制冷劑，如此就完成一個(gè)制冷循環(huán)。在此循環(huán)中，儲(chǔ)水箱中的水不斷與冷凝器中高溫高壓的蒸汽制冷劑進(jìn)行換熱轉(zhuǎn)換成高溫的水。同時(shí)，高溫的水在壓力泵的壓力作用下注入第一微通道換熱器內(nèi)，與風(fēng)道內(nèi)的空氣進(jìn)行熱交換，使風(fēng)道內(nèi)低溫的冷風(fēng)變成暖風(fēng)，換熱完后經(jīng)抽水機(jī)抽出回到儲(chǔ)水箱內(nèi)。該裝置可同時(shí)供應(yīng)熱水和暖風(fēng)，大幅提升水風(fēng)換熱效率，在低能耗的同時(shí)，大大降低了裝置的成本。

具體的方案為儲(chǔ)水箱包括中溫水箱和高溫水箱，冷凝器包括依次連接且分別設(shè)置在高溫水箱內(nèi)的第一換熱盤管和設(shè)置在中溫水箱內(nèi)的第二換熱盤管；中溫水箱的箱壁上設(shè)有進(jìn)水管道，隔熱板上安裝有控制中溫水箱中的水流向高溫水箱的單向閥。

將儲(chǔ)水箱隔開可以并隔熱處理，可以提高能量利用率。進(jìn)水管道通過(guò)閥門可控制自來(lái)水或外部水資源注入中溫水箱中，單向閥用于使中溫水箱內(nèi)的水流向高溫水箱，同時(shí)可以防止高溫水箱中的水返流至中溫水箱，當(dāng)中溫水箱中的水位高于高溫水箱時(shí)，在中溫水箱的水壓作用下單向閥處于打開狀態(tài)，中溫水箱中的水流至高溫水箱。設(shè)置兩個(gè)換熱盤管分別位于中溫水箱和高溫水箱中，可以進(jìn)一步提高能量利用率。另一個(gè)更具體的方案為第一微通道換熱器的入口連通高溫水箱，第一微通道換熱器的出口連通中溫水箱。

由于從壓縮機(jī)出來(lái)的高溫高壓的蒸汽制冷劑首先經(jīng)過(guò)高溫水箱，與高溫水箱中的水換熱完后在經(jīng)過(guò)中溫水箱，此時(shí)能量已減少，因此分別換熱后，高溫水箱內(nèi)的水比中溫水箱內(nèi)的水溫度要高，將高溫水箱內(nèi)的高溫水通入第一微通道換熱器與風(fēng)道內(nèi)的空氣進(jìn)行換熱后再通入中溫水箱中，符合熱力學(xué)定律，并進(jìn)一步提高了能量利用率。

再一個(gè)更具體的方案為中溫水箱和高溫水箱的下端箱壁均設(shè)有出水口，各出水口處設(shè)有通過(guò)控制出水流量的閥門，用于調(diào)控兩水箱中的水匯合后的水溫。

通過(guò)控制閥門調(diào)節(jié)中溫水箱和高溫水箱的出水口處的出水量可以控制水溫。

另一個(gè)具體的方案為熱泵系統(tǒng)的回路上設(shè)有對(duì)風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)進(jìn)行換熱加溫的輔助回路；輔助回路包括設(shè)置在風(fēng)道內(nèi)且位于第一微通道換熱器下游的第二微通道換熱器；第二微通道換熱器的入口連通壓縮機(jī)，出口連通冷凝器。

從壓縮機(jī)出來(lái)的高溫高壓的蒸汽制冷劑通入輔助回路，在第二微通道換熱器內(nèi)與風(fēng)道內(nèi)的空氣進(jìn)行換熱，可對(duì)風(fēng)道內(nèi)的空氣溫度進(jìn)行二次加溫。

進(jìn)一步具體的方案為壓縮機(jī)的出口管道設(shè)有電磁三通閥；電磁三通閥的入口連通壓縮機(jī)的出口，第一出口連通冷凝器的入口，第二出口連通第二微通道換熱器的入口。

電磁三通閥可控制輔助回路的工作狀態(tài)及制冷機(jī)在輔助回路中的流量。

更進(jìn)一步具體的方案為風(fēng)道的出風(fēng)口處安裝有對(duì)風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)溫進(jìn)行測(cè)量的溫度傳感器，電磁三通閥根據(jù)溫度傳感器輸出的測(cè)量信號(hào)控制第二微通道換熱器內(nèi)制冷劑流量。

當(dāng)出風(fēng)口吹出的風(fēng)溫度過(guò)低時(shí)，溫度傳感器將該信號(hào)反饋給電磁三通閥，電磁三通閥的線圈斷電后，第一出口和第二出口均打開，從壓縮機(jī)內(nèi)流出的高溫高壓的蒸汽制冷劑通入輔助回路，使輔助回路處于工作狀態(tài)，高溫高壓的蒸汽制冷劑進(jìn)入第二微通道換熱器，風(fēng)道內(nèi)的空氣與第二微通道換熱器內(nèi)的制冷機(jī)進(jìn)行換熱升溫，隨后吹出，當(dāng)出風(fēng)口吹出的風(fēng)溫度高于某一值時(shí)，溫度傳感器反饋給電磁三通閥使其線圈通電，關(guān)閉第一出口，使輔助回路處于非工作狀態(tài)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

利用空氣能驅(qū)動(dòng)的能同時(shí)產(chǎn)生熱水和熱風(fēng)的聯(lián)供裝置，將低品位的熱能轉(zhuǎn)化為高品位熱能，并利用微通道系統(tǒng)能大幅提升水風(fēng)換熱效率，制冷劑雙回路能提高能量的利用率。在低能耗的同時(shí)，降低裝置安裝成本，提升用戶體驗(yàn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的立體圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的主視圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例

參見圖1和圖2，基于空氣源熱泵的熱風(fēng)熱水聯(lián)供裝置包括儲(chǔ)水箱、熱泵系統(tǒng)及風(fēng)路系統(tǒng)。儲(chǔ)水箱包括通過(guò)隔熱板隔開的中溫水箱17和高溫水箱5，中溫水箱17與高溫水箱5之間通過(guò)單向閥4連通，熱泵系統(tǒng)包括制冷劑主回路和制冷劑輔助回路，風(fēng)路系統(tǒng)設(shè)置在兩個(gè)水箱底部。

熱泵系統(tǒng)的制冷劑主回路包括通過(guò)管道6依次連接的蒸發(fā)器2、壓縮機(jī)3、第一換熱盤管8、第二換熱盤管9及節(jié)流閥1，第一換熱盤管8和第二換熱盤管9即為熱泵系統(tǒng)的冷凝器。管道6內(nèi)充滿制冷劑，低溫低壓的液態(tài)制冷劑首先在蒸發(fā)器2內(nèi)從空氣中吸熱并氣化成低壓蒸汽制冷劑。壓縮機(jī)3通過(guò)電力驅(qū)動(dòng)，接納來(lái)自蒸發(fā)器2的低壓蒸汽制冷劑并將其壓縮成高溫高壓的蒸汽制冷劑。第一換熱盤管8位于高溫水箱5內(nèi)，第二換熱盤管9位于中溫水箱17內(nèi)，高壓蒸汽制冷劑經(jīng)過(guò)第一換熱盤管8和第二換熱盤管9時(shí)與水箱中的水進(jìn)行換熱，水吸熱變成高溫水，高壓蒸汽制冷劑被冷卻凝結(jié)成高壓液態(tài)制冷劑。節(jié)流閥1位于箱體外，高壓液體經(jīng)節(jié)流閥1節(jié)流成低溫低壓液態(tài)制冷劑，如此就完成一個(gè)制冷循環(huán)。在此循環(huán)中，中溫水箱17與高溫水箱5中的低溫水分別不斷與第一換熱盤管8和第二換熱盤管9中高溫高壓的蒸汽制冷劑進(jìn)行換熱轉(zhuǎn)換成高溫的水。

在中溫水箱17的箱壁上安裝有進(jìn)水管道16，通過(guò)閥門控制將自來(lái)水或外部水資源注入中溫水箱17中，單向閥4用于防止高溫水箱5中的水返流至中溫水箱17，當(dāng)中溫水箱17中的水位高于高溫水箱5時(shí)，在中溫水箱17的水壓作用下單向閥處于打開狀態(tài)，中溫水箱17中的水可以流至高溫水箱5。中溫水箱17和高溫水箱5的下端箱壁均設(shè)有出水口，兩水箱中的水從出水口各自流出匯合后從總出口15流出。

風(fēng)路系統(tǒng)包括風(fēng)道13、風(fēng)機(jī)10以及第一微通道換熱器11，風(fēng)機(jī)10安裝在風(fēng)道13的上游，風(fēng)道13的下游設(shè)有出風(fēng)口18。第一微通道換熱器11設(shè)置在風(fēng)道13的中部，并設(shè)有連通高溫水箱5的進(jìn)水管及連通中溫水箱17的出水管，進(jìn)水管處設(shè)有加壓泵，出水管處設(shè)有抽水機(jī)，來(lái)自高溫水箱5的熱水經(jīng)過(guò)加壓泵進(jìn)入第一微通道換熱器11內(nèi)，從風(fēng)機(jī)10吹出的冷風(fēng)經(jīng)過(guò)第一微通道換熱器11時(shí)與第一微通道換熱器11內(nèi)的熱水進(jìn)行換熱，換熱完后抽水機(jī)將水泵出至中溫水箱17。由風(fēng)機(jī)10吹出的風(fēng)經(jīng)過(guò)與第一微通道換熱器11內(nèi)的熱水換熱后變成暖風(fēng)，并從出風(fēng)口18吹出。

熱泵系統(tǒng)的制冷劑輔助回路包括第二微通道換熱器12、電磁三通閥7以及設(shè)置在出風(fēng)口18的溫度傳感器14。電磁三通閥7為一進(jìn)二出式，進(jìn)口連接壓縮機(jī)3的出口，第一出口連接第二微通道換熱器12的進(jìn)口，第二出口連通第一換熱盤管8的進(jìn)口，同時(shí)，第二微通道換熱器12的出口也連通第一熱盤管8的進(jìn)口，輔助回路內(nèi)充滿制冷劑。溫度傳感器14用于測(cè)量出風(fēng)口18處的風(fēng)溫，并將溫度反饋給電磁三通閥7，當(dāng)出風(fēng)口18吹出的風(fēng)溫度過(guò)低時(shí)，反饋給電磁三通閥7，電磁三通閥7的線圈斷電后，第一出口和第二出口均打開，從壓縮機(jī)內(nèi)流出的高溫高壓的蒸汽制冷劑通入輔助回路，使輔助回路處于工作狀態(tài)，高溫高壓的蒸汽制冷劑進(jìn)入第二微通道換熱器12，風(fēng)道13內(nèi)的空氣與第二微通道換熱器12內(nèi)的制冷機(jī)進(jìn)行換熱升溫，隨后吹出，當(dāng)出風(fēng)口18吹出的風(fēng)溫度高于某一值時(shí)，溫度傳感器14反饋給電磁三通閥7使其線圈通電，關(guān)閉第一出口，使輔助回路處于非工作狀態(tài)。

參見圖3，為本實(shí)施例的工作流程圖，利用熱泵系統(tǒng)給高溫水箱5中的水進(jìn)行加熱，隨后熱水通過(guò)加壓泵進(jìn)入第一微通道系統(tǒng)11，與來(lái)自風(fēng)機(jī)10的冷風(fēng)進(jìn)行對(duì)流換熱，通過(guò)電磁三通閥7控制制冷劑雙回路，根據(jù)風(fēng)溫負(fù)反饋，電磁三通閥7控制制冷劑主輔路流量，空氣升溫并輸出。同時(shí)換熱后的水進(jìn)入中溫水箱17，與新進(jìn)的冷水混合，一起被第二換熱盤管9加熱，維持在40℃的水溫。然后通過(guò)管道輸出中溫水箱17和高溫水箱5的按比例混合的熱水，控制兩端流量，達(dá)到適宜熱水輸出。該過(guò)程中，在保持較低能耗的條件下，可以同時(shí)輸出熱風(fēng)與熱水，結(jié)構(gòu)緊湊且節(jié)省空間。