专利名称：一种双冷凝器的热泵热水机及其系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种能够生产高温热水且可将冷凝压力及排气 温度控制在普通压缩机运行许可范围内的空气源热泵热水机及其水系统。
背景技术：
目前空气源热泵热水机的兴起，已在国内南方地区掀起了一股热潮， 空气源热泵热水机以其节能、环保、安全三个显著的优势成为新一代的加热设备，然而其与 生俱来优势的受到节能产业热捧的同时，也由于其附带的一些缺点，给运用带来了一定困 难，具体体现在高温热水的生产、低温环境的运行以及化霜过程中引起的供水温度不稳定 几个方面。空气源热泵热水机作为制取生活用热水的设备有不少的优点，但由于现有的空气 源热泵热水机采用的是全热回收型的单冷凝器系统，因此在制取热水的高温阶段，容易造 成冷凝压力过高，不能制取温度较高的热水，而且在冬季环境温度低于-10°C以后，制取热 水时由于压缩机的压缩比过大，容易造成吸气量不足而导致排气温度过高的现象，引起压 缩机过热烧毁。本实用新型就是通过对热泵系统及其水系统的改造，满足在使用普通压缩 机的情况下热泵热水机能够制取高温热水的要求。热泵的化霜通常采用四通阀反向运行化 霜的方式，在常规的空气源热泵热水系统中，由于只有一个功能的水箱，因此，化霜时冷水 排入供水的水箱中，容易导致水箱水温不稳定的现象，该实用新型能够有效地解决该问题。发明内容为克服空气源热泵热水机在高温段制取热水时产生的高冷凝压力以 及在低温环境下的压缩比过大的情况，本实用新型提供了一种带双冷凝器的热泵热水机， 该设备不仅能够解决在普通环境温度下制取高温热水的高冷凝压力的问题，同时还能够在 低温环境的运行，解决热泵热水机在高温、高寒地区的运行问题。同时，采用高低温水箱的 系统方式，利用低温水箱的低温水进行化霜，不会影响高温水箱中供水的水温，保证用水的 舒适性。由于采用双冷凝器的高温加热技术，该装置的出水温度可达75°C，同时该装置能够 在环境温度_25°C的工况下保持水温稳定。本技术采用的技术方案是将公知的空气源热泵热水器的热泵系统的冷凝部分为 两个独立的冷凝段，即高温冷凝器和低温冷凝器，系统设置高、低温水箱以及相应的高、低 温循环水泵。系统投入运行时，检测低温水箱的水位，如果水位低于设定值，则系统开启自 来水进水阀，进行补水，直至补到设定水位以上，热泵系统启动，压缩机、低温循环泵运行， 高温阀关、低温阀开，高温高压制冷剂由压缩机出口经过高温冷凝器、进入四通阀，通往低 温冷凝器放热，再经过节流装置降压，在蒸发器吸热后，最后进入压缩机吸气腔，完成一个 制热循环。重复制热循环，不断循环加热，直至低温水箱的高于低温水箱的高温设定值。当低温水箱水温达到设定温度后，系统打开高温阀、关闭低温阀，低温水箱的水经 过低温冷凝器后，进入高温水箱，在水位达到满足高温水泵循环的最低需求以上时，系统检 测高温水箱的水温，如低于系统设定值，则系统启动高温循环水泵，热泵系统的冷凝热通过 循环水输送往高温水箱，进而制取出满足使用要求的热水。在化霜过程中，采用低温水箱中的水为热源，制冷剂由压缩机出来后，进入高温冷 凝器，再经过四通阀，流向蒸发器，融化蒸发器上的霜。由于高温冷凝器的水仍处于热泵系 统的冷凝段，因此，不会影响出水温度。[0008]在上述的加热流程中，低温冷凝器的是主要的冷凝器，在整个加热过程中，其冷凝 能力是按整个热泵系统最大冷凝热排放的能力设计的，因此低温冷凝器的换热处于低温 段，其热泵系统的冷凝温度就能够维持在一个较低的值，而由于低温冷凝器已在设计上满 足了最大冷凝热的排放，因此高温冷凝器的作用主要是提高水温，高温水箱的热水温度高 低不会影响整个冷凝系统的冷凝温度(压力)，因此可以根据需要设定高温水箱温度，其水 温可以超过了普通空气源热泵热水机的出水高温瓶颈(55°C 60°C )，甚至可高达75°C以 上。在低温的环境下运行的时候，虽然高温冷凝器仍处在排气温度的高温段，由于低温冷凝 器能够有效的降低整个热泵系统的冷凝压力，因此不会导致压缩机的压缩比过大，排气温 度过高的情况，可避免压缩机过热烧毁的隐患。实现这一目的的装置是由一种双冷凝器的热泵热水机以及水箱、水泵、阀门及控 制系统等部件所组成的系统。双冷凝器的热泵热水机类似于公知的热泵热水机，由压缩机、 高温冷凝器、低温冷凝器、四通阀、单向阀、节流装置、蒸发器和循环水泵等主要部分组成， 压缩机、低温冷凝器、四通阀、单向阀、节流装置、蒸发器按照公知的制冷系统的同样方法将 以上各部分用管道依次连通成封闭系统，并将高温冷凝器串入压缩机排气口至四通阀的进 口之间的排气管上，系统内充以适当的工质(制冷剂)，另有控制系统用以控制压缩机、水 泵、阀门等部件的工作。
以下结合附图和实施例对本发明进一步说明。附图是本实用新型的原理图，图纸加粗的线条表示为热泵系统的制冷剂管路。附图中1.压缩机，2.四通阀，3.低温冷凝器，4.高温冷凝器，5.高温循环泵，6.高 温阀，7.高温水箱，8.低温阀，9.低温循环泵，10.低温水箱，11.自来水进水阀，12.单向 阀，13.节流装置，14.蒸发器具体实施方式
在附图中的热泵系统，由一种双冷凝器的热泵热水机以及水箱、 水泵、阀门及控制系统等部件所组成的系统。双冷凝器的热泵热水机类似于公知的热泵热 水机，由压缩机1、高温冷凝器4、低温冷凝器3、四通阀2、单向阀12、节流装置13、蒸发器 14等主要部分组成，压缩机1、高温冷凝器4、低温冷凝器3、四通阀2、单向阀12、节流装置 13、蒸发器14按照公知的制冷系统的同样方法将以上各部分用管道依次连通成封闭系统， 并将高温冷凝器4串入压缩机1排气口至四通阀2的进口之间的排气管上，系统内充以适 当的工质(制冷剂)。另有控制系统用以控制压缩机、水泵、阀门等部件的工作。系统投入运行时，检测低温水箱10的水位，如果水位低于设定值，则系统开启自 来水进水阀11，进行补水，直至补到设定水位以上，热泵系统启动，压缩机1、低温循环泵9 运行，高温阀6关、低温阀8开，高温高压的制冷剂由压缩机1出口经过高温冷凝器4、进入 四通阀2，通往低温冷凝器放热3，再经过节流装置13降压，在蒸发器14吸热后，最后进入 压缩机1吸气腔，完成一个制热循环。重复该制热循环，不断循环加热，直至低温水箱10的 水温高于设定值。当低温水箱10水温达到设定温度后，系统打开高温阀6、关闭低温阀8，低温水箱 10的经过低温冷凝器3后，进入高温水箱7，在水位达到满足高温循环水泵5运行的最低需 求以上时，系统检测高温水箱7的水温，如低于系统设定值，则系统启动高温循环水泵5，热 泵系统的冷凝热通过循环水输送往高温水箱7，进而制取出满足使用要求的热水。进入化霜程序后，高温循环水泵5、低温循环水泵9继续运行，四通阀2改变制冷剂流向，制冷剂由高温冷凝器3经过四通阀2流向蒸发器14，利用高温高压的气体融化蒸发器 14上的霜。
权利要求1.一种双冷凝器的热泵热水机及其系统，由压缩机、高温冷凝器、低温冷凝器、四通阀、 单向阀、节流装置、蒸发器和循环水泵顺序连接组成，其特征是把热泵系统的冷凝部分为 两个独立的冷凝段，由高温冷凝器和低温冷凝器顺序连接而成。
2.根据权利要求1所述的一种双冷凝器的热泵热水机及其系统，其特征是在水系统 侧依次设置高、低温水箱以及相应的高、低温循环水泵，各个温度段的加热由水箱设定温度 确定。
专利摘要一种双冷凝器的热泵热水机及其系统，它是由压缩机、高温冷凝器、低温冷凝器、四通阀、单向阀、节流装置、蒸发器和循环水泵等主要部分顺序连接组成，由于冷凝放热分为高温、低温两个温度段进行，解决了热泵热水机在高温、高寒地区的排气温度高、压缩比过大的运行问题，该装置的出水温度可达75℃，同时该装置能够在环境温度-25℃的工况下保持水温稳定。
文档编号F25B6/04GK201828018SQ201020188148
公开日2011年5月11日 申请日期2010年5月5日 优先权日2010年5月5日
发明者胡龙 申请人:广州科力新能源有限公司