一种利用热泵技术的直热式热水供应系统的制作方法

技术领域：

本发明涉及一种利用热泵技术的直热式热水供应系统。

背景技术：
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目前市场上应用热泵技术进行热水供应的热水供应系统结构较为简单，具体地说，现有的热水供应系统包括有冷水供水管01、保温水箱02、热水供水管03、热泵04和循环水管05，如图1所示，循环水管05的一侧连接热泵热侧a0并从热泵热侧a0吸收热量，另一侧连接保温水箱02并对保温水箱02内的水体进行加热，循环水管05设置有循环水泵010，冷水供水管01向保温水箱02供应冷水，保温水箱02引出热水供水管03，用户管路06分两路，一路连接热水供水管03，另一路为回水管07，回水管07连接保温水箱02，在回水管07上设置有电磁开关阀08。这种旧的热水供应系统由冷水供水管01先把冷水输送到保温水箱02内，然后由热泵04和循环水管05配合对保温水箱02内的水体进行加热，保温水箱02内的水体加热升温后，由热水供水管03上的增压泵09把保温水箱02内的热水供应到用户管路06。而回水管07的作用是，当热水供水管03和用户管路06中的水体温度过低时，通过增压泵09把这些管路中的冷水经回水管07输送回保温水箱02内，保温水箱02内的热水经热水供水管03输送到用户管路06中，从而保证用户管路06可以随时供应热水。

这种旧结构的热水供应系统存在以下缺点：

1、初期需要对保温水箱02内的水体进行加热，因保温水箱02内的水体水量较多，所以对保温水箱02内的水体加热升温需要较长时间，获得热水的效率较低。

2、在日常使用中，当保温水箱02内的热水水量降低到临界值后，就需要冷水供水管01补充冷水到保温水箱02内，为了不让保温水箱02内的水温急剧下降，会控制冷水的补充量，然后启动热泵04进行加热，由于水箱进入热泵04加热的水温比较高，其结果会令到热泵04长期处于高温高压的工作状态，缩减热泵04的压缩机寿命，制热能效比明显下降。

技术实现要素：
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本发明的目的是为了克服上述现有技术的缺点，提供一种利用热泵技术的直热式热水供应系统。

本发明的发明目的可以通过以下的技术方案来实现：一种利用热泵技术的直热式热水供应系统，包括有冷水供水管、保温水箱、热泵、控制阀组和热水供水管，冷水供水管经控制阀组后分为两路，一路连接热泵热侧的入水口，另一路连接用户管路，热泵热侧的出水口与保温水箱之间连接有水箱供水管，保温水箱引出热水供水管，热水供水管连接用户管路，在热水供水管上设置有增压泵。

控制阀组包括有压力开关、电磁开关阀、流量控制阀和旁路开关阀，在冷水供水管上沿进水方向依次设置压力开关、电磁开关阀和流量控制阀，在流量控制阀的出口处连接旁路，旁路连接用户管路，旁路开关阀设置在旁路上。

采用本技术方案后，与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：本热水供应系统是利用热泵实现直热式加热，冷水供水管和回水管输送过来的温度较低的水体都先要经过热泵加热后才进入到保温水箱内，使保温水箱内的水体保持在高温状态，从而保证用户随时都可以使用到热水。

附图说明：

图1是目前利用热泵技术的热水供应系统的结构示意图；

图2是本发明利用热泵技术的直热式热水供应系统结构示意图。

具体实施方式：

下面对本技术作进一步说明。

本实施例的直热式热水供应系统包括有冷水供水管1、保温水箱2、热泵3、控制阀组和热水供水管4，保温水箱2内设置有水箱温度探头21，控制阀组包括有压力开关5、电磁开关阀6、流量控制阀7和旁路开关阀8，冷水供水管1经压力开关5、电磁开关阀6和流量控制阀7后分为两路，一路连接热泵热侧a的入水口，另一路为连接用户管路9的旁路10，在这条旁路10中设置有旁路开关阀8和旁路温度探头101，旁路开关阀8辅助控制旁路10的开启和关闭，压力开关5是用于感应冷水供水管1的冷水压力，当冷水压力过低而导致补水入保温水箱2的时候，停止热泵3的制热工作。热泵热侧a的出水口与保温水箱2之间连接有水箱供水管11，水箱供水管11负责把经过热泵3加热的水体输送到保温水箱2内保存。保温水箱2引出热水供水管4，热水供水管4连接用户管路9，在热水供水管4上设置有增压泵12，增压泵12把从保温水箱2流进热水供水管4内的水体加压后输送到用户管路9中。

以下是本系统的工作模式：

正常供应热水模式：由压力开关5判断冷水水压是否达到制热要求，如果达到，则打开电磁开关阀6、流量控制阀7，冷水供水管1输送冷水，冷水依次流经压力开关5—电磁开关阀6—流量控制阀7，然后进入热泵热侧a进行加热，冷水被热泵热侧a加热成热水后通过水箱供水管11进入保温水箱2并储存起来，在这个过程中，冷水的流量是经过流量控制阀7的控制，再经过热泵热侧a后才进入保温水箱2，实现对冷水的直热式加热，从而保证保温水箱2内的热水始终是处于高温状态的。在用户使用热水的过程中，由增压泵12抽取保温水箱2内的高温热水经热水供水管4供应到用户管路9，此时旁路开关阀8处于关闭状态。在本模式下，当保温水箱2内的热水水量下降到临界值时，可以开启各功能阀，冷水经热泵热侧a后被直接加热成高温热水并补充进去保温水箱2，这样下保温水箱2内的水体会一直保持在高温状态，保证用户随时获得热水，用户需要温水时，只要把本系统中获取的热水与常规自来水管中的冷水适当混合就可以调出温水。

回水模式：当用户对热水的用水量较少时，时间长了会导致热水供水管4、用户管路9和旁路10中的水体热量散失，导致热水供水管4、用户管路9和旁路10中的水体温度下降，这种状态会导致用户使用热水时需要把热水供水管4、用户管路9中的冷水释放掉，才能获得后续供应过来的热水，这会导致水资源的浪费和用户等待热水的时间延长，为此本技术设计了回水模式，回水的目的是为了使热水供水管4、用户管路9内的水体保持高温状态，使用户即时获得热水。运行本模式时，只要旁路温度探头101感应到旁路10中的水温过低，超出设计值时，电磁开关阀6、流量控制阀7都需要调整为关闭状态，而旁路开关阀8保持开启状态，此时在增压泵12的驱动下，保温水箱2内的高温水体会被抽取泵送，高温水体推动热水供水管4、用户管路9和旁路10中的冷水朝热泵3的热侧a流动，并回流到保温水箱2，只要旁路10的旁路温度探头101探测到内部水体温度低于设定值并热泵3处于制热停止时，就启动本回水模式，从而保证用户随时都可以用到热水。回水模式的温度探头设置在旁路10是由于旁路10内的水体温度总是等于或者低于热水供水管4中的水温，所以为了保证热水的即时供给，温度探头保守地设计在旁路10上。

恒温模式：当用户长时间未用水，由于保温水箱2自然散热和回水次数的增多，导致保温水箱2内的水温下降，当水箱温度探头21感应到水温过低达不到用水要求，则启动恒温模式。运行本模式时，电磁开关阀6、流量控制阀7都需要调整为关闭状态，而旁路开关阀8保持开启状态，此时在增压泵12的驱动下，保温水箱2内的水体会被抽取泵送，经热水供水管4、用户管路9和旁路10中的冷水朝热泵3的热侧a流动，并回流到保温水箱2，此时热泵3启动制热工作，直至保温水箱2的水温恢复到用水水温要求为止。

除霜模式：当热泵3工作过程中，有时其冷侧b会因温度过低而导致换热管外表面出现结霜现象，冷侧b的换热管若出现结霜，必须要作除霜处理，否则会严重影响热泵冷侧b的热交换效率，最终降低热泵热侧a的制热效果，致使冷水加热效果不佳。所以本系统是设计了可以实现除霜的功能。当热泵冷侧b出现结霜时，在回水模式下，热泵3内的控制阀变位，使原来的冷侧变成为热侧，原来的热侧变为冷侧，即热泵3的蒸发器和冷凝器功能互换，此时从旁路10供应过来的热水会供热给热泵3的蒸发器(即原来的热侧a)，而冷凝器(即原来的冷侧b，也就是结霜处)会发热，使霜雪融化，霜雪融化后，热泵3内的控制阀复位，热泵的热侧和冷侧再次转换，热泵恢复除霜前的状态，热泵3恢复对冷水的加热了，保证热泵3加热的效率和效果。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。