一种家用小型多效热泵系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种家用小型多效热泵系统，而提供一种采用风能驱动，节省资源，成本低的系统。风机的输出轴与空气压缩机的驱动轴连接，空气压缩机的气体出口与涡流管的喷嘴连接，涡流管的冷气流出口与蓄冷换热器的冷气流进口连接，涡流管的热气流出口与蓄热换热器的热气流进口连接；蓄冷水箱的冷水出口与冷水循环泵进口连接，蓄热水箱的热水出口与热水循环泵进口连接，热水循环泵的出口一路通过生活热水控制阀门与热水箱进口连接，另一路与冷水循环泵的出口并联后与风机盘管的进水口连接，风机盘管通过热水回水控制阀与蓄热水箱的回水口连接。该系统利用风能驱动小型空压机旋转产生高压空气，利用涡流管分离冷热气流，节约资源。
【专利说明】一种家用小型多效热泵系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及热泵【技术领域】，特别是涉及一种适用于风能富集地区的一种家用小型空调系统与生活热水供应的家用小型多效热泵系统。
【背景技术】
[0002]随着科技的进步、人们生活和劳动的需要，提升居住环境的舒适度已成为生活质量提高的一种判定标准。同时，由于大量危害环境的设备在各个领域中的应用，特别是制冷空调在运行过程中泄漏的制冷剂，使得臭氧层遭受到了极大的破坏，人们在吸取教训的同时，也意识到了环境保护重要性和紧迫性。
[0003]目前，家用分体式热泵空调机多采用蒸汽压缩式系统，系统运行过程中需要耗费较多的高品位电能；同时，家用热水器多为燃气热水器和电热水器，在运行过程同样需要消耗电能以及天然气等高品位能量，不符合可持续发展的要求。与此同时，一些地区由于局部电力供应紧张，还有一些地区没有覆盖天然气供应管网，这也在一定程度上限制了家用分体式热泵空调机以及燃气、电热水器的运用。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种采用风能驱动，节省资源，成本低的家用小型多效热泵系统。
[0005]为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是:
[0006]一种家用小型多效热泵系统，包括风机、空气压缩机、风机盘管、涡流管、蓄冷装置、蓄热装置、冷水循环泵和热水循环泵；所述蓄冷装置包括蓄冷水箱和蓄冷换热器，所述蓄冷换热器安装于所述蓄冷水箱内；所述蓄热装置包括蓄热水箱和蓄热换热器，所述蓄热换热器安装于所述蓄热水箱内；所述风机的输出轴与所述空气压缩机的驱动轴连接，所述空气压缩机的气体出口与所述涡流管的喷嘴连接，所述涡流管的冷气流出口与所述蓄冷换热器的冷气流进口连接，所述蓄冷换热器的气体出口位于所述蓄冷水箱的外部；所述涡流管的热气流出口与所述蓄热换热器的热气流进口连接，所述蓄热换热器的热气流出口位于所述蓄热水箱的外部；所述蓄冷水箱的冷水出口与冷水循环泵进口连接，所述蓄热水箱的热水出口与所述热水循环泵进口连接，所述热水循环泵的出口 一路通过生活热水控制阀门与所述热水箱进口连接，另一路与所述冷水循环泵的出口并联后与所述风机盘管的进水口连接，所述风机盘管的出水口一路通过冷水回水控制阀与所述蓄冷水箱的回水口连接，另一路通过热水回水控制阀与所述蓄热水箱的回水口连接。
[0007]所述空气压缩机的气体出口与所述涡流管喷嘴连接的管道为保温管道，所述保温管道上安装有第一电磁阀，散热器与所述保温管道并联，所述散热器与所述空气压缩机的气体出口之间安装有第二电磁阀。
[0008]所述蓄冷换热器和蓄热换热器的气体出口上分别安装有消音器。
[0009]所述蓄热水箱和蓄冷水箱的底部分别安装有泄水阀。[0010]所述蓄热水箱和蓄冷水箱上分别连接有与自来水管路相接的进水管，所述蓄热水箱和蓄冷水箱内分别安装有浮球液位调节阀。
[0011]所述冷水循环泵和热水循环泵的进口分别安装有避震喉。
[0012]所述冷水循环泵的出口与所述风机盘管的进水口之间安装有冷水进水控制阀。
[0013]所述热水循环泵的出口与所述风机盘管的进水口之间安装有热水进水控制阀。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0015]1、本实用新型的热泵系统利用风能驱动小型空压机旋转产生高压空气，利用涡流管分离冷热气流，并利用蓄能罐将冷量与热量储存，然后根据需要可以为家庭同时提供空气调节以及生活用热水供应，提升了家庭日常生活的舒适度，节省了资源，节能环保，降低了使用成本。
[0016]2、本实用新型的热泵系统结构简单，操作方便，容易实现，适用于风能富集而又电力匮乏、燃气管网尚未覆盖地区。
[0017]3、本实用新型的热泵系统采用空气作为工作介质，臭氧消耗潜值(ODP)为零，温室效应潜值(GWP)为零，相比较于分体式空调机以及消耗高品位能量的热水器满足了环保要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1所示为本实用新型一种家用小型多效热泵系统示意图；
[0019]图2所示为蓄热水箱局部示意图；
[0020]图3所示为蓄冷水箱局部示意图。
[0021]图中:1.风机，2.空压机，3.第一电磁阀，4.第二电磁阀，5.散热器，6.热水箱，
7.风机盘管，8.生活热水控制阀门，9.热水进水控制阀，10.冷水回水控制阀，11.热水回水控制阀，12.冷水进水控制阀，13.热水循环泵，14.冷水循环泵，15.消音器，16.蓄热换热器，17.泄水阀，18.浮球液位调节阀1，19.蓄热水箱，20.避震喉，21.蓄冷换热器，22.蓄冷水箱冷气流入口，23.蓄热水箱热气流入口，24.涡流管，25.蓄冷水箱。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0023]本实用新型家用小型多效热泵系统的示意图如图1-图3所示，包括风机1、空气压缩机2、风机盘管7、涡流管24、蓄冷装置、蓄热装置、冷水循环泵14和热水循环泵13 ;所述蓄冷装置包括蓄冷水箱25和蓄冷换热器21，所述蓄冷换热器21安装于所述蓄冷水箱25内；所述蓄热装置包括蓄热水箱19和蓄热换热器16，所述蓄热换热器16安装于所述蓄热水箱19内；所述风机I的输出轴与所述空气压缩机2的驱动轴连接，所述空气压缩机2的气体出口与所述涡流管24的喷嘴连接，所述涡流管24的冷气流出口与所述蓄冷换热器21的冷气流进口连接，所述蓄冷换热器的气体出口位于所述蓄冷水箱25的外部；所述涡流管24的热气流出口与所述蓄热换热器16的热气流进口连接，所述蓄热换热器16的热气流出口位于所述蓄热水箱19的外部；所述蓄冷水箱25的冷水出口与冷水循环泵14进口连接，所述蓄热水箱19的热水出口与所述热水循环泵13进口连接，所述热水循环泵13的出口一路通过生活热水控制阀门8与所述热水箱6进口连接，另一路与所述冷水循环泵14的出口并联后与所述风机盘管7的进水口连接，所述风机盘管7的出水口一路通过冷水回水控制阀10与所述蓄冷水箱25的回水口连接，另一路通过热水回水控制阀11与所述蓄热水箱19的回水口连接。
[0024]为了便于调节夏天的制冷量，所述空气压缩机2的气体出口与所述涡流管24喷嘴连接的管道为保温管道，所述保温管道上安装有第一电磁阀3，散热器5与所述保温管道并联，所述散热器5与所述空气压缩机2的气体出口之间安装有第二电磁阀4。
[0025]为了减少噪音所述蓄冷换热器21和蓄热换热器16的气体出口上分别安装有消音器15。
[0026]为了便于排污，所述蓄热水箱19和蓄冷水箱25的底部分别安装有泄水阀17。
[0027]所述蓄热水箱19和蓄冷水箱25上分别连接有与自来水管路相接的进水管，所述蓄热水箱19和蓄冷水箱25内分别安装有浮球液位调节阀18。
[0028]所述冷水循环泵14和热水循环泵13的进口分别安装有避震喉20。
[0029]为了便于调节，所述冷水循环泵14的出口与所述风机盘管7的进水口之间安装有冷水进水控制阀12。所述热水循环泵13的出口与所述风机盘管7的进水口之间安装有热水进水控制阀9。
[0030]以下提供本实施例热泵系统在夏季、冬季以及过渡季三种工况下的工作流程。
[0031]夏季工况:既要供应生活热水，同时也需要对室内进行降温。
[0032]夏季工况系统流程为:所述风机I转动带动所述空压机2压缩空气，若某时段室内制冷需求大于供应热水需求，那么接通所述第二电磁阀4，关闭所述第一电磁阀3，高压气体在所述散热器5中散热，目的是使得进入所述涡流管24的高压气体温度降低，有利于获得更好地制冷效果；若某时段室内供应热水需求大于制冷需求，接通所述第一电磁阀3，关闭所述第二电磁阀4，高压气体此时流经保温管道，目的是使得进入所述涡流管24的高压气体温度尽可能高，有利于获得更好地制热效果。然后高压气体进入所述涡流管24的喷嘴，高压气流在所述涡流管24中分离成冷热两股气流，冷气流由所述涡流管24的冷气流出口经冷气流入口 22进入所述蓄冷换热器21内，在所述蓄冷水箱25中与所述换热盘管21外的水换热后，由所述消音器15排出系统，所述蓄冷水箱25中的水被降温；关闭所述热水回水控制阀11和热水进水控制阀9，打开所述冷水进水控制阀12和冷水回水控制阀10，所述冷水循环泵14抽吸所述蓄冷水箱25中的冷冻水，通过所述冷水进水控制阀12进入所述风机盘管7内，换热之后的冷冻水通过所述冷水回水控制阀10返回蓄冷水箱25，与所述蓄冷换热器21中的冷气流换热，完成制冷循环。热气流由所述涡流管24的热气流出口经热气流入口 23进入所述蓄热水箱19内的蓄热换热器16中，在所述蓄热水箱19中与所述蓄热换热器16外的水换热后，由所述消音器15排出系统，所述蓄热水箱25中的水被加热；关闭所述热水进水控制阀9，打开所述生活热水控制阀8，所述热水循环泵13抽吸所述蓄热水箱19中的热水，通过所述生活热水控制阀8进入所述热水箱6，完成供应生活热水；所述蓄冷水箱25、蓄热水箱19中被消耗的水通过所述浮球液位调节阀18由所述自来水管补给。
[0033]冬季工况:既要供应生活热水，同时也需要对室内进行采暖。
[0034]冬季工况系统流程为:所述风机I转动带动所述空压机2压缩空气，接通所述第一电磁阀3，关闭所述第二电磁阀4，高压气体此时流经保温管道，目的是使得进入所述涡流管24的高压气体温度尽可能高，有利于获得更好地制热效果；然后高压气体进入所述涡流管24的喷嘴，高压气流在所述涡流管24中分离成冷热两股气流，冷气流由所述涡流管24的冷气流出口进入所述蓄冷水箱25中的蓄冷换热器21内，此时所述蓄冷水箱25中的液体必须被排空，防止水被冻结，造成所述蓄冷水箱25的损坏，然后冷气流由所述消音器15排出系统；热气流由所述涡流管24的热气流出口进入所述蓄热水箱19中的蓄热换热器16中，在所述蓄热水箱19中与所述蓄热换热器16外的水换热后，由所述消音器15排出系统，所述蓄热水箱25中的水被加热；关闭所述冷水进水控制阀12和冷水回水控制阀10，打开所述生活热水控制阀球阀8、热水进水控制阀9和热水回水控制阀11，所述热水循环泵13抽吸所述蓄热水箱19中的热水，一部分热水通过所述生活热水控制阀8进入所述热水箱6，完成供应生活热水，另一部分热水通过所述热水进水控制阀9进入所述风机盘管7，换热之后由所述热水回水控制阀11返回蓄热水箱19，完成采暖循环；所述蓄热水箱19中被消耗的水通过所述浮球液位调节阀18由所述自来水管补给。
[0035]过渡季工况:主要供应生活热水
[0036]所述风机I转动带动所述空压机2压缩空气，接通所述第一电磁阀3，关闭所述第
二电磁阀4，高压气体此时流经保温管道，目的是使得进入所述涡流管24的高压气体温度尽可能高，有利于获得更好地制热效果。然后高压气体进入所述涡流管24的喷嘴，高压气流在所述涡流管24中分离成冷热两股气流，冷气流由所述涡流管24的冷气流出口进入所述蓄冷水箱25中的蓄冷换热器21内，然后冷气流由所述消音器15排出系统；热气流由所述涡流管24的热气流出口进入所述蓄热水箱19中的蓄热换热器16中，在所述蓄热水箱19中与所述蓄热换热器16外的水换热后，由所述消音器15排出系统，所述蓄热水箱25中的水被加热；关闭所述冷水进水控制阀12和冷水回水控制阀10，打开所述生活热水控制阀8、热水进水控制阀9和热水回水控制阀11，所述热水循环泵13抽吸所述蓄热水箱19中的热水，热水通过所述生活热水控制阀8进入所述热水箱6，完成供应生活热水；所述蓄热水箱19中被消耗的水通过所述浮球液位调节阀18由所述自来水管补给。
[0037]经过一段时间的运行之后，所述蓄冷水箱25和所述蓄热水箱19内的水通过所述泄水阀17排出，达到更换清洗的目的。
[0038]本实用新型的家用小型多效热泵装置从源头思考，充分利用了风力富集地区的能源特点，整个系统全部依靠风力发电产生的电能供电，不会消耗电能以及燃气等高品位能量，减少了能量的消耗和制冷剂的应用，节能环保，符合可持续发展的要求。
[0039]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种家用小型多效热泵系统，其特征在于，包括风机(I)、空气压缩机(2)、风机盘管(7 )、涡流管(24 )、蓄冷装置、蓄热装置、冷水循环泵(14 )和热水循环泵(13 );所述蓄冷装置包括蓄冷水箱(25 )和蓄冷换热器(21)，所述蓄冷换热器(21)安装于所述蓄冷水箱(25 )内；所述蓄热装置包括蓄热水箱(19)和蓄热换热器(16)，所述蓄热换热器(16)安装于所述蓄热水箱(19)内；所述风机(I)的输出轴与所述空气压缩机(2)的驱动轴连接，所述空气压缩机(2)的气体出口与所述涡流管(24)的喷嘴连接，所述涡流管(24)的冷气流出口与所述蓄冷换热器(21)的冷气流进口连接，所述蓄冷换热器(21)的气体出口位于所述蓄冷水箱(25)的外部；所述涡流管(24)的热气流出口与所述蓄热换热器(16)的热气流进口连接，所述蓄热换热器(16)的热气流出口位于所述蓄热水箱(19)的外部；所述蓄冷水箱(25)的冷水出口与冷水循环泵(14)进口连接，所述蓄热水箱(19)的热水出口与所述热水循环泵(13 )进口连接，所述热水循环泵(13 )的出口 一路通过生活热水控制阀门(8 )与所述热水箱(6)进口连接，另一路与所述冷水循环泵(14)的出口并联后与所述风机盘管(7)的进水口连接，所述风机盘管(7 )的出水口 一路通过冷水回水控制阀(10 )与所述蓄冷水箱(25 )的回水口连接，另一路通过热水回水控制阀(11)与所述蓄热水箱(19 )的回水口连接。
2.根据权利要求1所述的家用小型多效热泵系统，其特征在于，所述空气压缩机(2)的气体出口与所述涡流管(24)喷嘴连接的管道为保温管道，所述保温管道上安装有第一电磁阀(3 )，散热器(5 )与所述保温管道并联，所述散热器(5 )与所述空气压缩机(2 )的气体出口之间安装有第二电磁阀(4)。
3.根据权利要求1或2所述的家用小型多效热泵系统，其特征在于，所述蓄冷换热器(21)和蓄热换热器(16)的气体出口上分别安装有消音器(15)。
4.根据权利要求1或2所述的家用小型多效热泵系统，其特征在于，所述蓄热水箱(19)和蓄冷水箱(25)的底部分别安装有泄水阀(17)。
5.根据权利要求1或2所述的家用小型多效热泵系统，其特征在于，所述蓄热水箱(19)和蓄冷水箱(25)上分别连接有与自来水管路相接的进水管，所述蓄热水箱(19)和蓄冷水箱(25 )内分别安装有浮球液位调节阀(18 )。
6.根据权利要求1或2所述的家用小型多效热泵系统，其特征在于，所述冷水循环泵(14)和热水循环泵(13)的进口分别安装有避震喉(20)。
7.根据权利要求1或2所述的家用小型多效热泵系统，其特征在于，所述冷水循环泵(14)的出口与所述风机盘管(7)的进水口之间安装有冷水进水控制阀(12)。
8.根据权利要求1或2所述的家用小型多效热泵系统，其特征在于，所述热水循环泵(13)的出口与所述风机盘管(7)的进水口之间安装有热水进水控制阀(9)。
【文档编号】F25B29/00GK203657124SQ201320883706
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】律宝莹, 杨洋, 陈萨如拉 申请人:天津商业大学