专利名称：一种同时供冷、制取生活热水和开水的中央空调热泵装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种同时供冷、制取生活热水和开水的中央空调热泵装置，采用相应结 构的换热器分别承担过冷、两相冷凝、过热等分级取热，采用节能循环改进制冷系统，实现 了大中型中央空调系统及中小型商用空调系统中制冷和制生活热水及开水的双向高效运行， 极大地提高了能源综合利用效益，属于空调热泵及供热技术设备领域。
背景技术：
现有的大中型中央空调系统及中小型商用空调系统所采用的制冷机，往往主要被用来作 为夏季空调供冷，期间大量冷凝热直接地或者通过冷却塔间接的排向室外环境，有一小部分 风冷热泵系统被用来在过渡季进行供暖，但通常持续时间很短，因此一年中设备利用率不高， 且耗费大量能源。至于水源热泵系统，虽然理论上冬季可实现稳定的供暖，但是综合考虑压 縮机、抽水泵、打压水泵等的好能，其供冷、供暖的节能性是值得商榷的，特别是其对地下 水的污染和耗费是实际工程中和政策上必须强化研究和监控的。
目前利用热泵运行中回收的冷凝热以制取生活热水这一技术的应用已经得到很多重视， 其基本原理是采用压縮机制冷系统从室外空气中吸收热量，并通过氟水换热器将自来水加 热到所需温度以作为生活热水之用，近年来得到快速推广应用，根本原因在于其耗电仅及 电热水器的1/4以下，全年能耗及综合运行费用远低于电热水器，也比燃气热水器、太阳能 热水器低得多。但是目前主要应用于不带空调供冷供热功能的小型家用热泵热水器，现在还 没有出现空调和生活热水功能集于一体的热水空调器投放于市场。
在大中型工程及商用场合，主要通过在制冷系统中增加一级热回收器来回收常规冷凝器 中高品位的过热区的热量，但其热量值一般占总冷凝热的10%多，生活热水制取量少，节能 效果有限。
不论家用空调还是商用及工程用空调中的热泵制取生活热水时，基本上都不采用节能循
环器，由于加热生活热水到设计温度(一般取50 6(TC左右)需要冷凝温度很高，导致排气 压力很高，压縮比过大，特别是在冬季条件下更为严重，这一方面造成能效比EER (制热量/ 输入功率)大大降低而使耗电增大，经济性恶化，另一方面压縮机等部件的故障率增大，寿 命降低。
一般制取开水常采用电热式、燃气等，前者直接大量耗费高品位电能，后者也耗费了高 品位一次能源，且一般家用燃气罩的热能转化率只有20 30%左右，因此实际上也存在很高 的能源浪费。
目前市场上新出现的小型家用热泵技术生产开水的产品，系采用极大提高排气压力以获 取超过IOCTC的排气温度以置备开水，热泵循环的压縮比过大，导致能效比大为下降，严重 影响到压縮机及整机使用寿命，且换热器面积过大，使得设备初投资、运行费都较为高昂， 难以取得预期节能效果，因而实际上远不是可以实际应用的成熟产品。
由于热泵或者空调热水器分段取热至关重要，每一段换热特点各不相同，分别选择适用 的换热器结构是保证高性能、高可靠性的关键，但是目前的产品中通常采用同一台换热器提 取冷凝热，对过热区及过冷区的换热能力很差，不能很好地实现分级针对性的取热，导致换 热面积过大，热工性能较差，基本上无法满足将全部冷凝热都取出来制取生活热水的需要。 同时，现有设备也无法做到在制取适当温度的生活热水的同时，制取更高温度水平的热水用 于蓄热，以实现系统运行中的调峰需要。
发明内容
本实用新型的目的和任务是，针对上述存在的种种问题，在大中型中央空调及中小型商 用空调的制冷系统中，利用压缩机排气冷凝热的状态变化过程及其特点，采取逆流交换最大 程度的利用不同阶段的温度水平，分段取出相应品位的热量，满足回收制冷机组冷凝热以提供中温生活热水(45 55°C)、高温蓄能热水(60 75°C)及开水等多种热水的需要，且节能 循环器的采用可极大降低压縮机排气压力，提高制热能效比。从而实现供冷、制取生活热水 及开水的两个方面的高效节能运行。为此，本实用新型设计了一种实现冷凝热梯级能量回收的中央空调用及商用制冷机组， 由大中型螺杆式及中小型涡旋式压縮机、汽液分离器、节能循环器、过冷器、常规冷凝器、 过热器、开水器、高压贮液器、膨胀阀、蒸发器及其它配件组成，其中冷凝换热器组件包括 过热器、常规冷凝器、过冷器、开水器及节能循环器。压縮机排出的高温高压蒸汽依次通过 开水器、过热器、常规冷凝器、过冷器及节能循环器，并在节能循环器中与蒸发器出来的低 温低压蒸汽进行换热，完成冷凝及过冷过程并经膨胀阀降压后送往蒸发器制冷。在热水环路 中，低温进水在过冷器吸收制冷剂的液体热，在常规冷凝器中吸收两相冷凝热和一部分蒸汽 过热量及液体热，然后通过过热器及开水器吸收过热区的热量，水温达到45 75'C及95 100 'C后分别送出。本实用新型根据压縮机排气冷凝热的状态变化过程及其特点，在节能循环器、过冷器、 过热器及开水器中采取逆流交换最大程度的利用不同阶段的温度水平，采取梯级换热方式分 段取出相应品位的热量。如用户需要取出不同温度水平的水，例如中温水用于直接供应，高 温水用于蓄存调峰，则可先在常规冷凝器中分出一路中温水，再在过热器后送出高温水；若 无需实现高温蓄热，可直接从过热器中将热水送出。采用节能循环器可在保持冷凝温度为较低温度水平(40 54.4°C)时，即排气压力处于 较低水平时，有效提升排气温度以保持乃至大大提高出水温度水平(热水出水温度范围45 IOO'C)，同时系统能效比保持在很高水平，这是一般风冷热泵及空气源热泵热水器难以达到 的，且排气压力的降低可有效减少压缩机等各部件出现故障的可能性，并延长使用寿命。本实用新型在世界上第一次解决了在大中型中央空调热泵机组中将全部或部分冷凝热取 出并用于制取生活热水甚至开水的问题，并结合节能循环器的采用可极大降低压縮机排气压 力，从而对制冷、制热两侧均保持很高的能效比，具有很高的节能及经济效益，整机结构紧 凑、装配方便、成本低，有效的降低了故障率，延长使用寿命，安装、运行、维修方便，地 域及气候适应性广，工程应用价值及社会节能、环保效益极大。
图1分别是本实用新型整机结构原理图。图1中各部件编号与名称如下压縮机l、汽液分离器2、节能循环器3、过冷器4 器7、高压贮液器8、膨胀阀9、视夜镜IO、蒸发器ll具体实施方式
图1分别是本实用新型整机结构原理图。' 图1分别是本实用新型全部、部分换热器为套管的整机结构示意图。 本实用新型由压縮机l、汽液分离器2、节能循环器3、过冷器4、常规冷凝器5、过热 器6、干燥过滤器7、高压贮液器8、膨胀阀9、视夜镜IO、蒸发器ll、高压表12、低压表 13、开水器14及其它配件组成。开水器氟路进口端与制冷压縮机排气管相连，出口端与过热 器进口相连，过热器出开端与常规冷凝器进口相连，常规冷凝器出口端与过冷器进口相连， 过冷器出口端与节能循环器液侧进口相连，节能循环器液侧出口与膨胀阀进口相连，蒸发器 进口端经视液镜与膨胀阀出口相连，出口端与节能循环器汽侧进口相连，节能循环器汽侧出 口端与压縮机吸气口相连。过冷器水路进口端连接低温进水A，出口端与常规冷凝器进口相 连，常规冷凝器出口端一路送出中温生活热水B，另一路与过热器进口相连，过热器出口端 一路送出高温生活热水C,另一路与开水器进口相连，开水器出口送出饮用开水D。开水器、 过热器、过冷器及节能循环器均采取逆流交换以最大程度的利用不同阶段的温度水平，采取 梯级换热方式分段取出相应品位的热量，并制取所需温度水平的热水。蒸发器水路进口端E、常规冷凝器5、过热器6、干燥过滤 、高压表12、低压表13、开水器14。连接冷冻水回水，出口端F送出冷冻水。
权利要求1、一种同时供冷、制取生活热水和开水的中央空调热泵装置，由压缩机(1)、汽液分离器(2)、节能循环器(3)、过冷器(4)、常规冷凝器(5)、过热器(6)、开水器(14)、干燥过滤器(7)、高压贮液器(8)、膨胀阀(9)、视夜镜(10)、蒸发器(11)、高压表(12)、低压表(13)及其它配件组成，开水器(14)氟路进口端与制冷压缩机(1)排气管相连，出口端与过热器(6)进口相连，过热器(6)出口端与常规冷凝器(5)进口相连，常规冷凝器(5)出口端与过冷器(4)进口相连，过冷器(4)出口端与节能循环器(3)液侧进口相连，节能循环器(3)液侧出口与膨胀阀(9)进口相连，蒸发器(11)进口端经视液镜(10)与膨胀阀(9)出口相连，出口端与节能循环器(3)汽侧进口相连，节能循环器(3)汽侧出口端与压缩机(1)吸气口相连；过冷器(4)水路进口端连接低温进水，出口端与常规冷凝器(5)进口相连，常规冷凝器(5)出口端一路送出中温热水，另一路与过热器(6)进口相连，过热器(6)出口端一路送出高温热水，另一路与开水器(14)进口相连，开水器(14)出口端送出开水。
2、 如权利要求1所述的同时供冷、制取生活热水和开水的中央空调热泵装置，其特征在于 所述的压縮机为大中型螺杆式或者中小型涡旋式压縮机，过冷器(4)和过热器(6)采用套 管式或者板式等结构的换热器，开水器(14)采用盘管式或套管式等结构的换热器，节能循 环器(3)采用盘管式、套管式或者板式等结构的换热器，常规冷凝器(5)采用壳管式、板 式或者套管式等结构的换热器。
专利摘要一种同时供冷、制取生活热水和开水的中央空调热泵装置，由压缩机、节能循环器、过冷器、常规冷凝器、过热器、开水器、蒸发器、膨胀阀及其它配件组成，本实用新型采取逆流交换最大程度的利用不同阶段的温度水平，梯级换热分段取出相应品位的热量，并制取用于直供的中温生活热水(45～55℃)、用于蓄热调峰或者直供的高温生活热水(60～75℃)以及饮用开水，且根据用户需要灵活选择其中的一级或多级供水。本实用新型解决了在大中型中央空调热泵机组中将全部或部分冷凝热取出并用于制取生活热水及开水的问题，采用节能循环器极大降低压缩机排气压力，从而对制冷、制热两侧均保持很高的能效比，具有很高的节能及经济效益，工程应用价值极大。
文档编号F24H4/02GK201138034SQ20072031053
公开日2008年10月22日 申请日期2007年12月13日 优先权日2007年12月13日
发明者张茂勇 申请人:张茂勇