CN101424452B - 易于除霜的多功能热泵热水机 - Google Patents

易于除霜的多功能热泵热水机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及易于除霜的多功能热泵热水机，解决了单一风热源和水热源单循环的热泵既要兼顾冷热联用，又要能满足一年四季对热量不同需求及结霜的问题。本发明包括制冷压缩机、带风机的翅片式风冷换热器和套管式换热器A和B；制冷压缩机的进口侧串联着气液分离器，制冷压缩机的出口侧串联着四通阀A、四通阀B和带风机的翅片式风冷换热器，再通过单向阀、储液器、干燥过滤器、视液镜、三通管和四通管等组成循环回路。本装置实现了四分立循环***，能够圆满做到最充分冷热联供，又能利用不同热源提供热量满足需求。本装置具有制冷，制热、制生活热水和制冷的同时制生活热水四种功能。本装置设计的流程能合理可靠的解决冬季运行结霜时除霜。

Description

易于除霜的多功能热泵热水机
技术领域
本发明涉及一种热水机，确切地说是多功能热泵热水机。
背景技术
热泵在提供生活热水和供暖中有明显的节能效益。热泵是一种反向利用的制冷机，它只利用了制冷循环中冷凝器热量，而制冷机又只利用蒸发器产生的冷量。如果能同时利用热泵在冷凝器排放的热量，又能利用蒸发器产生的冷量，热泵就能获得约双倍的能效比。但是，冷量的需求和热量的需求在全年不同季节是不匹配的，夏天冷量需求大而热量需求少，春秋天情况相反，而冬天只需要热量，此情况还因南北方不同而有差异。目前单一风热源和单一水热源单循环的热泵，难以做到既要兼顾冷热联用，又要能满足一年四季对热量的不同需求。另一方面，众所周知，热泵机组在冬季运行时，主要的问题就是结霜；结霜会降低机组性能，影响制热能力。结霜问题的存在严重影响了热泵这种节能技术在北方的推广和应用。
发明内容
为了解决单一风热源和单一水热源单循环的热泵既要兼顾冷热联用，又要能满足一年四季对热量不同需求的问题，及结霜问题，本发明提供一种易于除霜的多功能热泵热水机。
本发明的结构设计方案如下：
易于除霜的多功能热泵热水机包括制冷压缩机1、带风机的翅片式风冷换热器20和套管式换热器A3、套管式换热器B4；
所述制冷压缩机1的进口侧串联着气液分离器2，制冷压缩机1的出口侧串联着四通阀A22，四通阀A22的第二端口连通着四通阀B21，四通阀A22的第三端口连通着气液分离器2的进口，四通阀A22的第四端口连通着套管式换热器B4的进口；
四通阀B21的第二端口连通着带风机的翅片式风冷换热器20，四通阀B21的第三端口连通着气液分离器2的进口，四通阀B21的第四端口连通套管式换热器A3的进口；
带风机的翅片式风冷换热器20的另一端设有三通管，三通管的第二端口设有单向阀C19，单向阀C19的另一侧通过管道连通着储液器15、干燥过滤器14和视液镜12，三通管的第三端口通过管道连通着制热热力膨胀阀18和电磁阀C17；
套管式换热器B4的另一端设有三通管，三通管的第二端口设有单向阀B11，单向阀B11的另一侧通过管道连通着储液器15进口端，三通管的第三端口通过管道连通着制冷热力膨胀阀9和电磁阀B10；套管式换热器B4的进口侧布置空调冷热水出口6，其出口侧布置空调冷热水进口7；
套管式换热器A3的另一端设有三通管，三通管的第二端口设有单向阀A16，单向阀A16的另一侧通过管道连通着储液器15进口端，三通管的第三端口通过管道连通着电磁阀A13；电磁阀A13的另一端设有四通管，四通管的第二端口连接视液镜12的另一端口，四通管的第三端口连接电磁阀C17的另一端口，四通管的第四端口连接电磁阀B10的另一端口；套管式换热器A3；套管式换热器A3的进口侧布置生活热水出口5，其出口侧布置生活热水进口8。
本发明可实现以空气为热源，仅制空调冷水，即制冷；以空气为热源，仅制空调热水，即制热；以空气为热源，仅制生活热水；制冷的同时制生活热水四种功能；即本发明具有多功能。
在冬季运行时，有2个流程需要进行除霜，一是仅制生活热水流程，二是仅制空调热水流程。这两种功能的除霜均是通过利用制冷压缩机排气的高温高压制冷剂蒸汽直接通入到结霜的翅片式换热中除霜的，由于有相变，具有很高的潜热，除霜速度非常快，也能保证除霜彻底。是一种非常有效的除霜方法。
本发明与太阳能热水器相比：①节能性基本相当，在南方常用空调地区的节能效果优于太阳能热水器，其原因是在阴雨天使用空调时新型热泵就能免费得到热水，而太阳能热水器要使用辅助电加热；②占地面积小，高层建筑使用太阳能热水器面积不够；③用水时间性灵活，随时可生产热水，太阳能热水器需到傍晚用，被动。
本发明与单一有制热水兼制冷功能的热泵相比，本发明可以自动平衡热水供应与冷量供应，在热水满足后可以单独进行制冷，在冷气满足而热水不够时可以单独制热水，而单一有制热水兼制冷功能的热泵是受最少负荷约束，冷量够了就不能产热水，热水够了又不能制冷。因此本发明热泵在大宾馆中央空调机停止后提供热水时仍能获得适量冷量供应，使宾馆的餐厅、娱乐场所仍有空调。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地说明。
实施例：
参见图1，易于除霜的多功能热泵热水机包括制冷压缩机1、带风机的翅片式风冷换热器20和套管式换热器A3、套管式换热器B4；
所述制冷压缩机1的进口侧串联着气液分离器2，制冷压缩机1的出口侧串联着四通阀A22，四通阀A22的第二端口连通着四通阀B21，四通阀A22的第三端口连通着气液分离器2的进口，四通阀A22的第四端口连通着套管式换热器B4的进口；
四通阀B21的第二端口连通着带风机的翅片式风冷换热器20，四通阀B21的第三端口连通着气液分离器2的进口，四通阀B21的第四端口连通套管式换热器A3的热水进口；
带风机的翅片式风冷换热器20的另一端设有三通管，三通管的第二端口设有单向阀C19，单向阀C19的另一侧通过管道连通着储液器15、干燥过滤器14和视液镜12，三通管的第三端口通过管道连通着制热热力膨胀阀18和电磁阀C17；
套管式换热器B4的另一端设有三通管，三通管的第二端口设有单向阀B11，单向阀B11的另一侧通过管道连通着储液器15进口端，三通管的第三端口通过管道连通着制冷热力膨胀阀9和电磁阀B10；套管式换热器B4的进口侧布置空调冷热水出口6，其出口侧布置空调冷热水进口7；
套管式换热器A3的另一端设有三通管，三通管的第二端口设有单向阀A16，单向阀A16的另一侧通过管道连通着储液器15进口端，三通管的第三端口通过管道连通着电磁阀A13；电磁阀A13的另一端设有四通管，四通管的第二端口连接视液镜12的另一端口，四通管的第三端口连接电磁阀C17的另一端口，四通管的第四端口连接电磁阀B10的另一端口；套管式换热器A3的进口侧布置生活热水出口5，其出口侧布置生活热水进口8。
以空气为热源，仅制空调冷水时(制冷时)，***流程如下：
制冷剂侧(制冷剂循环路线)：制冷压缩机1→四通阀A22→四通阀B21→带风机的翅片式风冷换热器20→单向阀C19→储液器15→干燥过滤器14→视液镜12→电磁阀B10→制冷热力膨胀阀9→套管式换热器B4→四通阀A22第四端口→气液分离器2→制冷压缩机1(该流程时，电磁阀A13和电磁阀C17关闭)。
以空气为热源，仅制空调热水时(制热时)，***流程如下：
制冷剂侧(制冷剂循环路线)：制冷压缩机1→四通阀A22→套管式换热器B4→单向阀B11→储液器15→干燥过滤器14→视液镜12→电磁阀C17→制热热力膨胀阀18→带风机的翅片式风冷换热器20→四通阀B21→气液分离器2→制冷压缩机1(该流程时，电磁阀A13和电磁阀B10关闭)。
以空气为热源，仅制生活热水时，***流程如下：
制冷剂侧(制冷剂循环路线)：制冷压缩机1→四通阀A22→四通阀B21→套管换热器A3→单向阀A16→储液器15→干燥过滤器14→视液镜12→电磁阀C17→制热热力膨胀阀18→带风机的翅片式风冷换热器20→四通阀B21→气液分离器2→制冷压缩机1(该流程时，电磁阀A13和电磁阀B10关闭)。
制生活热水同时并制空调冷水时，***流程如下：
制冷剂侧(制冷剂循环路线)：制冷压缩机1→四通阀A22→四通阀B21→套管式换热器A3→单向阀A16→储液器15→干燥过滤器14→视液镜12→电磁阀B10→制冷热力膨胀阀9→套管式换热器B4→四通阀A22→气液分离器2→制冷压缩机1。(该流程时，电磁阀A13和电磁阀C17关闭)。
在仅制热水功能时的除霜流程如下：
制冷压缩机排气的高温高压制冷剂蒸汽的循环路线：制冷压缩机1→四通阀A22→四通阀B21→带风机的翅片式风冷换热器20→单向阀C19→储液器15→干燥过滤器14→视液镜12→电磁阀A13→套管换热器A3→四通阀B21→气液分离器2→制冷压缩机1(该流程时，电磁阀C17和电磁阀B10关闭)。
在仅制空调热水功能时的除霜流程如下：
制冷压缩机排气的高温高压制冷剂蒸汽的循环路线：制冷压缩机1→四通阀A22→四通阀B21→带风机的翅片式风冷换热器20→单向阀C19→储液器15→干燥过滤器14→视液镜12→电磁阀B10→制冷热力膨胀阀9→套管式换热器B 4→四通阀A22→气液分离器2→制冷压缩机1(该流程时，电磁阀C17和电磁阀A13关闭)。
这两种功能的除霜均是通过利用制冷压缩机排气的高温高压制冷剂蒸汽直接通入到结霜的翅片式换热中除霜的，由于有相变，具有很高的潜热，除霜速度非常快，也能保证除霜彻底，是一种非常有效的除霜方法。

Claims (1)

1.易于除霜的多功能热泵热水机，包括制冷压缩机(1)、带风机的翅片式风冷换热器(20)和套管式换热器A(3)、套管式换热器B(4)，其特征在于：
所述制冷压缩机(1)的进口侧串联着气液分离器(2)，制冷压缩机(1)的出口侧串联着四通阀A(22)，四通阀A(22)的第二端口连通着四通阀B(21)，四通阀A(22)的第三端口连通着气液分离器(2)的进口，四通阀A(22)的第四端口连通着套管式换热器B(4)的进口；
四通阀B(21)的第二端口连通着带风机的翅片式风冷换热器(20)，四通阀B(21)的第三端口连通着气液分离器(2)的进口，四通阀B(21)的第四端口连通套管式换热器A(3)的热水进口；
带风机的翅片式风冷换热器(20)的另一端设有三通管，三通管的第二端口设有单向阀C(19)，单向阀C(19)的另一侧通过管道连通着储液器(15)、干燥过滤器(14)和视液镜(12)，三通管的第三端口通过管道连通着制热热力膨胀阀(18)和电磁阀C(17)；
套管式换热器B(4)的另一端设有三通管，三通管的第二端口设有单向阀B(11)，单向阀B(11)的另一侧通过管道连通着储液器(15)进口端，三通管的第三端口通过管道连通着制冷热力膨胀阀(9)和电磁阀B(10)；套管式换热器B(4)的进口侧布置空调冷热水出口(6)，其出口侧布置空调冷热水进口(7)；
套管式换热器A(3)的另一端设有三通管，三通管的第二端口设有单向阀A(16)，单向阀A(16)的另一侧通过管道连通着储液器(15)进口端，三通管的第三端口通过管道连通着电磁阀A(13)；电磁阀A(13)的另一端设有四通管，四通管的第二端口连接视液镜(12)的另一端口，四通管的第三端口连接电磁阀C(17)的另一端口，四通管的第四端口连接电磁阀B(10)的另一端口；套管式换热器A(3)；套管式换热器A(3)的进口侧为布置生活热水出口(5)，其出口侧为布置生活热水进口(8)；
以空气为热源，仅制空调冷水时，***流程如下：
制冷剂侧：制冷压缩机(1)→四通阀A(22)→四通阀B(21)→带风机的翅片式风冷换热器(20)→单向阀C(19)→储液器(15)→干燥过滤器(14)→视液镜(12)→电磁阀B(10)→制冷热力膨胀阀(9)→套管式换热器B(4)→四通阀A(22)第四端口→气液分离器(2)→制冷压缩机(1)；该流程时，电磁阀A(13)和电磁阀C(17)关闭；
以空气为热源，仅制空调热水时，***流程如下：
制冷剂侧：制冷压缩机(1)→四通阀A(22)→套管式换热器B(4)→单向阀B(11)→储液器(15)→干燥过滤器(14)→视液镜(12)→电磁阀C(17)→制热热力膨胀阀(18)→带风机的翅片式风冷换热器(20)→四通阀B(21)→气液分离器(2)→制冷压缩机(1)，该流程时，电磁阀A(13)和电磁阀B(10)关闭；
以空气为热源，仅制生活热水时，***流程如下：
制冷剂侧：制冷压缩机(1)→四通阀A(22)→四通阀B(21)→套管换热器A(3)→单向阀A(16)→储液器(15)→干燥过滤器(14)→视液镜(12)→电磁阀C(17)→制热热力膨胀阀(18)→带风机的翅片式风冷换热器(20)→四通阀B(21)→气液分离器(2)→制冷压缩机(1)；该流程时，电磁阀A(13)和电磁阀B(10)关闭；
制生活热水同时并制空调冷水时，***流程如下：
制冷剂侧：制冷压缩机(1)→四通阀A(22)→四通阀B(21)→套管式换热器A(3)→单向阀A(16)→储液器(15)→干燥过滤器(14)→视液镜(12)→电磁阀B(10)→制冷热力膨胀阀(9)→套管式换热器B(4)→四通阀A(22)→气液分离器(2)→制冷压缩机(1)；该流程时，电磁阀A(13)和电磁阀C(17)关闭；
在仅制热水功能时的除霜流程如下：
制冷压缩机排气的高温高压制冷剂蒸汽的循环路线：制冷压缩机(1)→四通阀A(22)→四通阀B(21)→带风机的翅片式风冷换热器(20)→单向阀C(19)→储液器(15)→干燥过滤器(14)→视液镜(12)→电磁阀A(13)→套管换热器A(3)→四通阀B(21)→气液分离器(2)→制冷压缩机(1)；该流程时，电磁阀C(17)和电磁阀B(10)关闭；
在仅制空调热水功能时的除霜流程如下：
制冷压缩机排气的高温高压制冷剂蒸汽的循环路线：制冷压缩机(1)→四通阀A(22)→四通阀B(21)→带风机的翅片式风冷换热器(20)→单向阀C(19)→储液器(15)→干燥过滤器(14)→视液镜(12)→电磁阀B(10)→制冷热力膨胀阀(9)→套管式换热器B(4)→四通阀A(22)→气液分离器(2)→制冷压缩机(1)；该流程时，电磁阀C(17)和电磁阀A(13)关闭。
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