专利名称：水源五效热泵空调热水器的制作方法
技术领域：
本实用新型水源五效热泵空调热水器涉及一种将日常生活，工业生产中废弃的低 热值液体热能，只要与卫生水达到一定的温度差值就能通过水源五效热泵空调热水器的五 效热交换方案，将低热值水源能充分转换成即时回收、随时使用的新热源和能源双向利用 的节能减排技术领域。
背景技术：
目前市售水源热泵热水器仅利用了压缩机的吸放热对水源热交换技术方案。目前市售的水源热泵热水器，对水源热能的回收大多采用自流或强制对流的方式 与热泵的蒸发器进行热交换时对热能回收和利用，但各种水源的化学特性各异有些水源本 身具有腐蚀或毒害性，对热泵蒸发器的安全运行和人身安全构成威胁。在对低热值热能回 收时，由于水源与热泵工质的温差小，水源在蒸发器热交换表面积停留时间短，而无法使蒸 发器工质充分地吸热，因此造成热泵的性价比差，这种现象是造成人们不愿意对低热值热 能回收的主要原因。
发明内容本实用新型目的是针对上述不足之处提供一种水源五效热泵空调热水器，是一种 将日常生活、工业生产中废弃的低热值液体热能，只要与卫生水达到一定的温度差值就能 通过水源五效热泵空调热水器的五效热交换方案，将低热值水源能充分转换成即时回收、 随时使用的新热源和能源，可以双向利用，达到节能减排目的。水源五效热泵空调热水器是采取以下技术方案实现水源五效热泵空调热水器由一效热交换器、二效热交换器、乙二醇循环泵、三效冷 凝贮水式热交换器、变频压缩机、节流膨胀阀、PC控制显示器、四效板式蒸发热交换器、乙二 醇冷媒热源(空气能热交换、蓄能)循环箱、水空调器、水空调循环泵、冷藏室、外壳、上、下 贯通风道组成。在外壳上部设置有PC控制显示器、乙二醇冷媒热源循环箱和冷藏室，在外壳中部 设置有一效热交换器和二效热交换器，在外壳下部设置有乙二醇循环泵、三效冷凝贮水式 热交换器、变频压缩机、节流膨胀阀、四效板式蒸发热交换器和水空调循环泵；一效热交换器具有一效热交换器换热管，一效热交换器换热管采用双排双层或多 排多层金属波纹管，排列在一效热交换器壳程的S形通道内；二效热交换器具有二效热交 换器换热管，二效热交换器换热管采用双排双层或多排多层金属波纹管，排列在二效热交 换器壳程的S形通道内；三效冷凝贮水式热交换器具有长方形贮水箱，三效冷凝贮水式热 交换器与变频压缩机相连接；四效板式蒸发热交换器与变频压缩机相连；乙二醇冷媒热源 循环箱通过水空调循环泵与水空调器相连。水源五效热泵空调热水器的一效热交换器换热管采用特殊工艺要求的双排双层 或多排多层金属波纹管，排列在一效热交换器壳程的S形通道内。一效热交换器壳程由塑料注塑成扁方型的小型高效热交换器。一效热交换器壳程内分隔成多段S形通道，每段S 形通道底板的“径向”互成阶梯形递降。S形通道底板的“轴向”每段通道底板互相之间成 侧“W”形坡斜递降。一效热交换器壳程通道内装有限流板限流板底部设有小孔。卫生水al与水源bl在一效热交换器第一次热交换后的卫生水a2进入三效冷凝 贮水式热交换器与压缩机高温工质进行第二次热交换，达到设定温度后卫生水a3进入使 用侧。水源五效热泵空调热水器的二效热交换器换热管采用特殊工艺要求的双排双层 或多排多层金属波纹管排列在二效热交换器壳程的S形通道内，二效热交换器壳程由塑料 注塑成扁方形的小型高效热交换器，二效热交换器壳程内分隔成多段S形通道，每段S形通 道底板的“径向”互成阶梯形递降S形通道底板的“轴向”每段通道底板互相之间成侧“W” 形坡斜递降。二效热交换器壳程通道内装有限流板。限流板底部设有小孔。被一效热交换器换热后的废热水1^2进入二效热交换器内与四效板式蒸发热交换 器经过变频压缩机低温工质热交换后的乙二醇冷媒进行第二次热交换被充分换热后的废 水b3进入排放系统，热交换吸热后的乙二醇冷媒成为乙二醇冷媒热源由乙二醇循环泵泵 入乙二醇冷媒热源(空气能热交换、蓄能)循环箱待用。水源五效热泵空调热水器的三效冷凝贮水式热交换器，它是利用变频压缩机高温 工质对经过一效热交换器换热后的卫生水a2进行第二次热交换。三效冷凝贮水式热交换器具有长方形贮水箱结构宽X高大于1 2进出水管与 贮水箱长度相同卫生水进水管朝下底的一面均布有数个进水孔而出热水管面朝上底的长 度内均布有比进水管略少的出热水孔。温度控制设在卫生水进水管一端的盲管内。水源五效热泵空调热水器四效板式蒸发热交换器使用变频压缩机节流后的低温 工质使乙二醇冷媒热源快速的降温后成为乙二醇冷媒直接进入二效热交换器内对1^2废热 水进行第二次热交换，热交换吸热后的乙二醇冷媒热源由乙二醇循环泵泵入乙二醇冷媒热 源(空气能热交换、蓄能)循环箱。水源五效热泵空调热水器的乙二醇冷媒热源(空气能热交换、蓄能)循环箱、正面 上部设计由凹进适当的空间当将保温门关闭就可以作为冷藏，保鲜的使用空间。在乙二醇冷媒热源(空气能热交换、蓄能)循环箱的金属外壁按一定间隔设计或 上下贯通的风道以利用变频压缩机(周围空间)的空气热能，需要时打开上下贯通的风道 和冷藏室的保温门，利用环境比乙二醇冷媒热源温度高的温差进行热交换。贮存的乙二醇冷媒热源可以为间断使用热泵热水器蓄存热能每次开机前可以对 三效冷凝贮水式热交换器内卫生水的预热提供热源。乙二醇冷媒热源比夏季环境温度低很多，通过水空调循环泵可以为水空调器提供 冷媒，通过转换开关，也可为水空调提供热源，在日常生活和工业生产中能够实现废弃低热 值液体热能的回收和能源的双向利用。工作原理一、卫生水al与水源bl进入一效热交换器进行热交换，换热后的卫生水a2进入 三效冷凝贮水热交换器进行第二次热交换后的卫生水a3进入使用侧。二、水源bl，在一效热交换器换热后水源1^2进入二效热交换器与四效板式蒸发热交换器乙二醇冷媒d2进行第二次热交换后的废水b3排排水系统。三、与水源1^2在二效热交换器吸热后的乙二醇冷媒热源dl由循环泵泵入乙二醇 冷媒热源(空气能热交换、蓄能)循环箱。四、乙二醇冷媒热源(空气能热交换、蓄能)循环箱。的乙二醇冷媒热源与四效板 式蒸发器内的压缩机低温工质C进行第二次热交换。热泵变频压缩机工作时吸入四效板式蒸发换热器从乙二醇冷媒热源吸热后的工 质蒸气压缩成高温液体工质进入三效冷凝贮水热交换器放热、放热后的液体工质C经节流 伐式进入四效板式蒸发换热器蒸发吸热后进入压缩机进行再一轮循环。本实用新型优点本实用新型水源五效热泵空调热水器与现有市售水源热泵热水器相比能够利用 废弃低热值液体热能转换成新能源，和能源实现双向利用，现有市售水源热泵热水器和本 实用新型水源五效热泵空调热水器附图2的工作流程，作比照就可以看出市售水源热泵热 水器节能方面的局限性。在日常生活和工业生产中废弃的低热值液体热能统称为水源能， 通过水源五效热泵空调热水器的热交换器以及热泵工质的蒸发吸热和冷凝放热的热交换 转换过程可以将废弃低热值液体中热能充分地转换成即时回收随时利用的生活和工业使 用的新热源。
以下将结合附图对本实用新型作进一步说明图1是本实用新型水源五效热泵空调热水器总图。图2、是本实用新型水源五效热泵空调工作流程图。附图1、2中1、一效热交换器，2、二效热交换器，3、乙二醇循环泵，4、三效冷凝贮 水式热交换器，5、变频压缩机，6、节流膨胀阀，7、PC控制显示器，8、四效板式蒸发热交换器， 9、乙二醇冷媒热源(空气能热交换、蓄能)循环箱，10、水空调器，11、水空调循环泵，12、冷 藏室，13、外壳，14、上、下通风道。附图2中a、卫生水，b、水源，C、压缩机工质，d、乙二醇溶液。
具体实施方式
参照附图1、2，水源五效热泵空调热水器由一效热交换器1、二效热交换器2、乙二 醇循环泵3、三效冷凝贮水式热交换器4、变频压缩机5、节流膨胀阀6、PC控制显示器7、四 效板式蒸发热交换器8、乙二醇冷媒热源(空气能热交换、蓄能)循环箱9、水空调器10、水 空调循环泵11、冷藏室12、外壳13、上、下贯通风道14等组成。在外壳13上部设置有PC控制显示器7、乙二醇冷媒热源循环箱9和冷藏室12，在 外壳13中部设置有一效热交换器1和二效热交换器2，在外壳13下部设置有乙二醇循环泵 3、三效冷凝贮水式热交换器4、变频压缩机5、节流膨胀阀6、四效板式蒸发热交换器8和水 空调循环泵11 ；一效热交换器1具有一效热交换器换热管，一效热交换器换热管采用双排双层或 多排多层金属波纹管，排列在一效热交换器壳程的S形通道内；二效热交换器2具有二效热 交换器换热管，二效热交换器换热管采用双排双层或多排多层金属波纹管，排列在二效热交换器壳程的S形通道内；三效冷凝贮水式热交换器4具有长方形贮水箱，三效冷凝贮水式 热交换器4与变频压缩机5相连接；四效板式蒸发热交换器8与变频压缩机5相连；乙二醇 冷媒热源循环箱9通过水空调循环泵11与水空调器10相连。水源五效热泵空调热水器的一效热交换器换热管采用特殊工艺要求的双排双层 或多排多层金属波纹管，排列在一效热交换器壳程的S形通道内。一效热交换器壳程由塑 料注塑成扁方型的小型高效热交换器。壳程内分隔成多段S形通道，每段S形通道底板的 “径向”互成阶梯形递降。S形通道底板的“轴向，，每段通道底板互相之间成侧“W”形坡斜 递降。一效热交换器壳程通道内装有限流板限流板底部设有小孔。卫生水al与水源bl在一效热交换器第一次热交换后的卫生水a2进入三效冷凝 贮水式热交换器4与压缩机高温工质进行第二次热交换，达到设定温度后卫生水a3进入使 用侧。水源五效热泵空调热水器的二效热交换器换热管采用特殊工艺要求的双排双层 或多排多层金属波纹管，排列在二效热交换器壳程的S形通道内，二效热交换器壳程由塑 料注塑成扁方形的小型高效热交换器，壳程内分隔成多段S形通道，每段S形通道底板的 “径向”互成阶梯形递降S形通道底板的“轴向，，每段通道底板互相之间成侧“W”形坡斜递 降。 壳程通道内装有限流板。限流板底部设有小孔。被一效热交换器换热后的废热水1^2进入二效热交换器内与四效板式蒸发热交换 器经过变频压缩机低温工质热交换后的乙二醇冷媒进行第二次热交换被充分换热后的废 水b3进入排放系统，热交换吸热后的乙二醇冷媒成为乙二醇冷媒热源由乙二醇循环泵3泵 入乙二醇冷媒热源(空气能热交换、蓄能)循环箱9待用。水源五效热泵空调热水器的三效冷凝贮水式热交换器4，它是利用变频压缩机高 温工质对经过一效热交换器换热后的卫生水a2进行第二次热交换。三效冷凝贮水式热交换器4具有长方形贮水箱结构宽X高大于1 2进出水管 与贮水箱长度相同卫生水进水管朝下底的一面均布有数个进水孔而出热水管面朝上底的 长度内均布有比进水管略少的出热水孔。温度控制设在卫生水进水管一端的盲管内。水源五效热泵空调热水器四效板式蒸发热交换器8使用变频压缩机节流后的低 温工质使乙二醇冷媒热源快速的降温后成为乙二醇冷媒直接进入二效热交换器2内对b2 废热水进行第二次热交换，热交换吸热后的乙二醇冷媒热源由乙二醇循环泵3泵入乙二醇 冷媒热源(空气能热交换、蓄能)循环箱。水源五效热泵空调热水器的乙二醇冷媒热源(空气能热交换、蓄能)循环箱9、正 面上部设计由凹进适当的空间当将保温门关闭就可以作为冷藏，保鲜的使用空间。在乙二醇冷媒热源(空气能热交换、蓄能)循环箱的金属外壁按一定间隔设计或 上下贯通的风道14以利用变频压缩机(周围空间)的空气热能，需要时打开上下贯通的风 道和冷藏室的保温门，利用环境比乙二醇冷媒热源温度高的温差进行热交换。贮存的乙二醇冷媒热源可以为间断使用热泵热水器蓄存热能每次开机前可以对 三效冷凝贮水式热交换器内卫生水的预热提供热源。乙二醇冷媒热源比夏季环境温度低很多，通过水空调循环泵11可以为水空调器
6提供冷媒，通过转换开关，也可为水空调提供热源，在日常生活和工业生产中能够实现废弃 低热值液体热能的回收和能源的双向利用。具体使用方式1、将卫生水al水源bl接一效热交换器相应接口将卫生水a2接三效冷凝贮水热 交换器4将水源1^2接入二效热交换器22、将二效热交换器b3废水接入排水系统。3、将三效交换器a3接入使用侧。4、调制好乙二醇溶液充入乙二醇冷媒热源(热交换蓄能)循环箱。5、安装水空调器接好乙二醇冷媒热源输液管。6、接好电源，调好热泵设定温度，开机。
权利要求1.一种水源五效热泵空调热水器，其特征在于由一效热交换器、二效热交换器、乙二醇 循环泵、三效冷凝贮水式热交换器、变频压缩机、节流膨胀阀、PC控制显示器、四效板式蒸发 热交换器、乙二醇冷媒热源循环箱、水空调器、水空调循环泵、冷藏室、外壳、上、下贯通风道 组成；在外壳上部设置有PC控制显示器、乙二醇冷媒热源循环箱和冷藏室，在外壳中部设置 有一效热交换器和二效热交换器，在外壳下部设置有乙二醇循环泵、三效冷凝贮水式热交 换器、变频压缩机、节流膨胀阀、四效板式蒸发热交换器和水空调循环泵；一效热交换器具有一效热交换器换热管，一效热交换器换热管采用双排双层或多排多 层金属波纹管，排列在一效热交换器壳程的S形通道内；二效热交换器具有二效热交换器 换热管，二效热交换器换热管采用双排双层或多排多层金属波纹管，排列在二效热交换器 壳程的S形通道内；三效冷凝贮水式热交换器具有长方形贮水箱，三效冷凝贮水式热交换 器与变频压缩机相连接；四效板式蒸发热交换器与变频压缩机相连；乙二醇冷媒热源循环 箱通过水空调循环泵与水空调器相连。
2.根据权利要求1水源五效热泵空调热水器，其特征在于所述一效热交换器壳程由塑 料注塑成扁方型的小型高效热交换器，一效热交换器壳程壳程内分隔成多段S形通道，每 段S形通道底板的“径向”互成阶梯形递降，S形通道底板的“轴向”每段通道底板互相之间 成侧“W”形坡斜递降；一效热交换器壳程通道内装有限流板限流板底部设有小孔。
3.根据权利要求1所述的水源五效热泵空调热水器，其特征在于所述的二效热交换 器壳程由塑料注塑成扁方形的小型高效热交换器，二效热交换器壳程内分隔成多段S形通 道，每段S形通道底板的“径向”互成阶梯形递降S形通道底板的“轴向”每段通道底板互相 之间成侧“W”形坡斜递降；二效热交换器壳程通道内装有限流板。限流板底部设有小孔。
4.根据权利要求1所述的水源五效热泵空调热水器，其特征在于所述三效冷凝贮水式 热交换器利用变频压缩机高温工质对经过一效热交换器换热后的卫生水a2进行第二次热 交换；所述三效冷凝贮水式热交换器的长方形贮水箱结构宽X高大于1 2进出水管与贮 水箱长度相同卫生水进水管朝下底的一面均布有数个进水孔而出热水管面朝上底的长度 内均布有比进水管略少的出热水孔，温度控制设在卫生水进水管一端的盲管内。
5.根据权利要求1所述的水源五效热泵空调热水器，其特征在于所述热水器四效板式 蒸发热交换器使用变频压缩机节流后的低温工质使乙二醇冷媒热源快速的降温后成为乙 二醇冷媒，直接进入二效热交换器内对废热水进行第二次热交换，热交换吸热后的乙二 醇冷媒热源由乙二醇循环泵泵入乙二醇冷媒热源循环箱。
6.根据权利要求1所述的水源五效热泵空调热水器，其特征在于所述乙二醇冷媒热源 循环箱正面上部设置有冷藏、保鲜空间，在乙二醇冷媒热源循环箱的金属外壁按一定间隔 设置有上下贯通的风道。
专利摘要本实用新型水源五效热泵空调热水器涉及一种将日常生活，工业生产中废弃的低热值液体热能，只要与卫生水达到一定的温度差值就能通过水源五效热泵空调热水器的五效热交换方案，将低热值水源能充分转换成即时回收、随时使用的新热源和能源双向利用的节能减排技术领域。水源五效热泵空调热水器由一效热交换器、二效热交换器、乙二醇循环泵、三效冷凝贮水式热交换器、变频压缩机、节流膨胀阀、PC控制显示器、四效板式蒸发热交换器、乙二醇冷媒热源循环箱、水空调器、水空调循环泵、冷藏室、外壳、上、下贯通风道组成。
文档编号F24H7/02GK201866991SQ201020239338
公开日2011年6月15日 申请日期2010年6月28日 优先权日2010年6月28日
发明者刘佳嘉, 刘利康, 刘昕海, 刘鸣 申请人:刘利康