专利名称：单级压缩双级加热式高温热泵热水机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种单级压缩双级加热式高温热泵热水机。
背景技术：
热泵技术是一种高效能源利用技术，广泛应用于生活及生产中。目前，单级压缩单级加热的热泵热水机组一般所产生的最高热水温度不超过60°C，并且随着外部热源温度的降低，制冷系统工作状况还会进一步恶化，能效比将进一步降低，产生的热水最高温度也将进一步降低。而在实际生活及生产中的许多场合中所需要的热水在60°C 80°C之间，如采用单级压缩单级加热的热泵技术将难以实现。同时，由于热泵在运行过程中还存在化霜问题，热泵在化霜过程中将引起热水温度波动。只有有效的解决上述问题，才能使热泵技术得到更加广泛的应用。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术的不足而提供一种单级压缩双级加热式高温热泵热水机，可在_15°C的环境温度以上的热源温度下，全天候产生80°C以下的热水，且热水机综合能效比高、经济性好、运行稳定。为了达到上述目的，本实用新型是这样实现的，其是一种单级压缩双级加热式高温热泵热水机，其特征在于包括:压缩机、四通阀，所述四通阀的a端与所述压缩机的出口连通，四通阀的c端与压缩机的入口连通；高温水箱及中温水箱，在所述高温水箱的上部设有高温水出口，在所述中温水箱的上部设有中温水出口，在中温水箱的下部设有冷水入水口 ；第一单向阀，所述第一单向阀的入口与所述中温水箱连通，第一单向阀的出口与所述高温水箱连通；高温冷凝器，所述高温冷凝器设在高温水箱内；中温冷凝器，所述中温冷凝器设在中温水箱内，中温冷凝器的一端与所述四通阀的d端连通；第一截止阀及第二截止阀，所述第一截止阀与第二截止阀的一端均与所述中温冷凝器的另一端连通； 第二单向阀及第一节流装置，所述第二单向阀与第一节流装置互相并联后一端与所述高温冷凝器的一端连通，另一端与第一截止阀的另一端连通，第二单向阀的出口与高温冷凝器的一端连通；第三截止阀及第三单向阀，所述第三截止阀的一端与四通阀的b端连通，第三截止阀的另一端及第三单向阀的入口均与高温冷凝器的另一端连通；第四截止阀，所述第四截止阀的一端分别与第二截止阀的另一端及第三单向阀的出口连通；[0014]外部蒸发器、第二节流装置、第三节流装置及第四单向阀，所述第三节流装置与第四单向阀串联后再与第二节流装置并联，并联后的回路一端与第四截止阀的另一端连通，并联回路的另一端与外部蒸发器的一端连通，所述第四单向阀的入口与外部蒸发器的一端或第三节流装置的一端连通；第五截止阀，所述第五截止阀的一端与外部蒸发器的另一端连通，第五截止阀的另一端与四通阀的b端连通。所述第一单向阀的入口与所述中温水箱的上部连通。本实用新型与现有技术相比的优点为:I)可在_15°C的环境温度以上的热源温度下，全天候产生80°C以下的热水，较高的能效比；2)热泵机组在化霜时，高温水箱内的水温度不受影响，热水温度保持恒定；3)热水机综合能效比高，经济性好，运行稳定。
图1是本实用新型的结构与流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，图中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”及“第五”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。如图1所示，其是一种单级压缩双级加热式高温热泵热水机，包括压缩机1、四通阀2、高温水箱4、中温水箱7、第一单向阀3、第二单向阀9、第三单向阀12、第四单向阀14、高温冷凝器5、中温冷凝器6、第一截止阀10、第二截止阀11、第三截止阀17、第四截止阀13、第五截止阀19、第一节流装置8、第二节流装置15、第三节流装置16及外部蒸发器18 ；所述四通阀2的a端与所述压缩机I的出口连通，四通阀2的c端与压缩机I的入口连通；在所述高温水箱4的上部设有高温水出口 41，在所述中温水箱7的上部设有中温水出口71，在中温水箱71的下部设有冷水入水口 72 ;所述第一单向阀3的入口与所述中温水箱7连通，第一单向阀3的出口与所述高温水箱4连通；所述高温冷凝器5设在高温水箱4内；所述中温冷凝器6设在中温水箱7内，中温冷凝器6的一端与所述四通阀2的d端连通；所述第一截止阀10与第二截止阀11的一端均与所述中温冷凝器6的另一端连通；所述第二单向阀9与第一节流装置8互相并联后一端与所述高温冷凝器5的一端连通，另一端与第一截止阀10的另一端连通，第二单向阀9的出口与高温冷凝器5的一端连通；所述第三截止阀17的一端与四通阀2的b端连通，第三截止阀17的另一端及第三单向阀12的入口均与高温冷凝器5的另一端连通；所述第四截止阀13的一端分别与第二截止阀11的另一端及第三单向阀12的出口连通；所述第三节流装置16与第四单向阀14串联后再与第二节流装置15并联，并联后的回路一端与第四截止阀13的另一端连通，并联回路的另一端与外部蒸发器18的一端连通，所述第四单向阀14的入口与外部蒸发器18的一端或第三节流装置16的一端连通；所述第五截止阀19的一端与外部蒸发器18的另一端连通，第五截止阀19的另一端与四通阀2的b端连通。工作时，在开启前，冷水从中温水箱7经第一单向阀3流进高温水箱4，此时两个水箱的温度均为低温，当进行一级加热时，第一截止阀10、第四截止阀13、第五截止阀19打开，截止阀第二截止阀11、第三截止阀17关闭，四通阀2处于正向状态，制冷剂经单级压缩机I压缩后成为高温高压气体，经四通阀2的管口 a流向管口 d，进入中温水箱7中的中温冷凝器6，对中温水箱7中的冷水进行加热，从中温冷凝器6出来的制冷剂经第一截止阀10、第二单向阀9，进入高温水箱4中的高温冷凝器5，对高温水箱4中的冷水进行加热，从高温冷凝器5出来的制冷剂液体经第三单向阀12、第四截止阀13，经第二节流装置15节流后成为低温低压液体，然后去到外部蒸发器18，通过外部蒸发器18吸收外部热源热量成为低温低压气体，再经第五截止阀19，去到四通阀2的管口 b流向管口 C，最后回到单级压缩机1，如此循环，直到中温水箱7和高温水箱4中的冷水温度达到设定的中温上限温度。此后，热泵热水机转入二级加热运行状态，此时，第一截止阀10、第三截止阀17打开，第二截止阀11、第四截止阀13、第五截止阀19关闭，四通阀2处于反向状态，制冷剂经单级压缩机I压缩后成为高温高压气体，经四通阀2的管口 a流向管口 b，经第三截止阀17，进入高温水箱4中的高温冷凝器5，对高温水箱4中的中温水进一步进行加热，从高温冷凝器5出来的制冷剂液体经第一节流装置8节流后成为低温低压液体，然后经第一截止阀10去到中温水箱7中的中温冷凝器6，通过中温冷凝器6吸收中温水箱6中中温热水的热量成为低温低压气体，再经四通阀2的管口 d流向管口 C，最后回到单级压缩机I，如此循环，直到高温水箱4中的水温度达到设定的高温温度。热泵热水机在二级加热过程中，随着中温冷凝器6不断从中温水箱7中吸热，中温水箱7中的水温将会逐步降低到设定中温水温的下限值，此时，热泵热水机需转入到一级加热状态下运行，其与前述热泵热水机刚开始运行时的一次加热运行不同之处在于高温水箱4中的水温高于中温水箱7中的水温，因此一次加热运行时，仅对中温水箱7加热，其工作流程如下:第二截止阀11、第四截止阀13、第五截止阀19打开，第一截止阀10、第三截止阀17关闭，四通阀2处于正向状态，制冷剂经单级压缩机I压缩后成为高温高压气体，经四通阀2的管口 a流向管口 d，进入中温水箱7中的中温冷凝器6，对中温水箱7中的水进行加热，从中温冷凝器6出来的制冷剂液体经第二截止阀11、第四截止阀13，再经第二节流装置15节流后成为低温低压液体，然后去到外部蒸发器18，通过外部蒸发器18吸收外部热源热量成为低温低压气体，再经第五截止阀19，去到四通阀2的管口 b流向管口 C，最后回到单级压缩机I，如此循环，直到中温水箱7水温度达到设定的中温上限温度。此后，热泵再转入前述二级加热方式进行运行。当热泵热水机外部蒸发器18需要化霜时，系统转入化霜运行状态下运行，其流程如下:第二截止阀11、第四截止阀13、第五截止阀19打开，第一截止阀10、第三截止阀17关闭，四通阀2处于反向状态，制冷剂经单级压缩机I压缩后成为高温高压气体，经四通阀2的管口 a流向管口 b，经第五截止阀19进入，对外部蒸发器18化霜。从外部蒸发器18出来的制冷剂液体经第三节流装置16、第四单向阀14节流以及第二节流装置15节流后成为低温低压液体，然后经第四截止阀13、第二截止阀11去到中温水箱7中的中温冷凝器6，通过中温冷凝器6吸收中温水箱6中的中温热水的热量成为低温低压气体，再经四通阀2的管口 d流向管口 C，最后回到单级压缩机1，如此循环，直到外部蒸发器18化霜完毕。在本实施例中，所述第一单向阀3的入口与所述中温水箱7的上部连通，这样可以提高中温水箱7的热水出水量。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换及变形，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求1.一种单级压缩双级加热式高温热泵热水机，其特征在于包括: 压缩机(I)、四通阀(2)，所述四通阀(2)的a端与所述压缩机(I)的出口连通，四通阀(2)的c端与压缩机(I)的入口连通； 高温水箱(4)及中温水箱(7)，在所述高温水箱(4)的上部设有高温水出口(41)，在所述中温水箱(7)的上部设有中温水出口(71)，在中温水箱(71)的下部设有冷水入水口(72)； 第一单向阀(3)，所述第一单向阀(3)的入口与所述中温水箱(7)连通，第一单向阀(3)的出口与所述高温水箱(4)连通； 高温冷凝器(5)，所述高温冷凝器(5)设在高温水箱(4)内； 中温冷凝器(6)，所述中温冷凝器(6)设在中温水箱(7)内，中温冷凝器(6)的一端与所述四通阀(2)的d端连通； 第一截止阀(10)及第二截止阀(11 )，所述第一截止阀(10)与第二截止阀(11)的一端均与所述中温冷凝器(6)的另一端连通； 第二单向阀(9)及第一节流装置(8)，所述第二单向阀(9)与第一节流装置(8)互相并联后一端与所述高温冷凝器(5)的一端连通，另一端与第一截止阀(10)的另一端连通，第二单向阀(9)的出口与高温冷凝器(5)的一端连通； 第三截止阀(17)及第三单向阀(12)，所述第三截止阀(17)的一端与四通阀(2)的b端连通，第三截止阀(17)的另一端及第三单向阀(12)的入口均与高温冷凝器(5)的另一端连通； 第四截止阀(13)，所述第四截止阀(13)的一端分别与第二截止阀(11)的另一端及第三单向阀(12)的出口连通； 外部蒸发器(18)、第二节流装置(15)、第三节流装置(16)及第四单向阀(14)，所述第三节流装置(16)与第四单向阀(14)串联后再与第二节流装置(15)并联，并联后的回路一端与第四截止阀(13)的另一端连通，并联回路的另一端与外部蒸发器(18)的一端连通，所述第四单向阀(14)的入口与外部蒸发器(18)的一端或第三节流装置(16)的一端连通；第五截止阀(19)，所述第五截止阀(19)的一端与外部蒸发器(18)的另一端连通，第五截止阀(19)的另一端与四通阀(2)的b端连通。
2.根据权利要求1所述单级压缩双级加热式高温热泵热水机，其特征在于所述第一单向阀(3)的入口与所述中温水箱(7)的上部连通。
专利摘要本实用新型涉及一种单级压缩双级加热式高温热泵热水机，包括压缩机、四通阀、高温水箱、中温水箱、第一单向阀、高温冷凝器、中温冷凝器，等，所述四通阀的a端与所述压缩机的出口连通，四通阀的c端与压缩机的入口连通；所述高温水箱的上部设有高温水出口，在所述中温水箱的上部设有中温水出口，在中温水箱的下部设有冷水入水口，所述高温冷凝器设在高温水箱内；所述中温冷凝器设在中温水箱内，中温冷凝器的一端与所述四通阀的d端连通；第一截止阀与第二截止阀的一端均与所述中温冷凝器的另一端连通；第二单向阀与第一节流装置互相并联后一端与所述高温冷凝器的一端连通，另一端与第一截止阀的另一端连通；其热水机综合能效比高，经济性好，运行稳定。
文档编号F25B41/06GK203010922SQ201220595298
公开日2013年6月19日 申请日期2012年11月13日 优先权日2012年11月13日
发明者陈学锋, 徐言生, 何钦波 申请人:顺德职业技术学院