模块化空气源热泵一机多能能源中心的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种模块化空气源热泵一机多能能源中心，包括水箱模块、换热舱模块、主机模块和室内换热末端模块，水箱模块由储热水箱、换热器和热水循环泵集成于钣金件箱体中；换热舱模块由冷水换热器、供水泵、膨胀水箱、电磁阀集成于钣金件箱体中；主机模块由一台或多台空气能外机组组成；室内换热末端模块由一个或多个换热末端；控制器匹配连接主机模块、室内换热末端模块的电气部分以及电磁阀控制水箱模块、换热舱模块以及组合形成的五种工作模式的切换和运行。本发明有效避免传统热泵水箱内盘管长期与水接触污染生活用水问题和氟循环机舒适度差、冷热量分布不均、水循环机温度低时管路冻结问题，结构紧凑，节约空间，安全易操作。
【专利说明】模块化空气源热泵一机多能能源中心
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种模块化空气源热泵多能能源中心，属于新能源【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着国民生活品味和质量要求标准的提高，现代家庭不仅仅满足对住宅采暖、制冷、淋浴的基本需求，更舒适、更美观、高集成、系统多元化的产品需求日益成为趋势。由于空气源热泵产品节能低耗、无污染，受到政府的大力支持和广大消费者的喜爱，空气源热泵行业进入广阔的发展期。目前市场中，空气能产品主要分为分体式和整体式，分体式结构简单，安装方便，价格低廉，受到广大用户的青睐。分体式热泵热水器又分为静态加热式和循环加热式两种。静态加热式水箱内置盘管或者外盘进行热量交换。内盘管因长期时间与水接触后产生结垢，可造成盘管腐蚀、制冷剂泄漏，进而污染生活用水；采用外盘管加热存在热阻大，换热效果差，制造加工困难等问题。循环加热式水箱内没有盘管，主机和水箱通过水管连接，但温度较低时存在管路冻结问题。分体式热泵空调分为水循环和氟循环两种，氟循环机管路中的氟与室内温差较大，冷热量分布不均，舒适度差；水循环机中的水与室内温差较小，冷热量分布均匀，舒适度好，但冬季温度低时，水泵和管路存在冻结问题。由于地理位置和气候条件的差异，热泵机型的应用相应也存在差异，并且不同家庭对空气源热泵采暖、制冷、制热水需求也不同，行业内一般将三种功能具备的空气源热泵机组成为三联供热泵或者空调热水一体机等，但目前市场上这些产品是基于将空调功能与热水功能集成一体的设计概念，在客户端安装连接管路时需要外设膨胀水箱和循环水泵，有的甚至需要增加使用大型缓冲储能水箱，既浪费了客户房间内大量宝贵空间，又影响了室内的美观布局。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种基于模块化结构设计的空气源热泵一机多能能源中心。
[0004]为解决这一技术问题，本发明提供了一种模块化空气源热泵一机多能能源中心，包括水箱模块、换热舱模块、主机模块和室内换热末端模块，所述水箱模块由集成水箱和连接管路构成，集成水箱由储热水箱、换热器、热水循环泵、热水管和冷水管路集成于一个钣金件箱体中构成；所述换热舱模块包括水冷换热器、供水泵、膨胀水箱、控制器、电磁阀A、电磁阀B和管接头，所述冷水换热器、供水泵、膨胀水箱、电磁阀A、电磁阀B和管接头集成于一个钣金件外壳箱体中，形成换热舱模块；所述主机模块由根据实际需要设置的一台或多台空气能外机组及连接管路组成，空气能外机组内置四通阀；所述室内换热末端模块包括一个或多个换热末端；所述水箱模块、换热舱模块、主机模块和室内换热末端模块通过阀控制的管路连接，所述控制器匹配连接主机模块、室内换热末端模块的电气部分以及所述电磁阀A、电磁阀B来控制水箱模块、换热舱模块以及二者组合形成的多种模式的切换和运行；所述空气能外机组制热水和制冷/热功能切换通过电磁阀A、电磁阀B的开启和关闭来实现，制冷和制热功能的切换通过空气能外机组内的四通阀换向实现。
[0005]所述储热水箱设有水箱保温棉，储热水箱上部设有容纳部，换热器和热水循环泵设置在容纳部内，所述热水循环泵安装在冷水管路中，该换热器内部分为管程和壳程，壳程内是水路，管程内是氟路，两种流体在换热器逆向流动换热。热水管和冷水管与换热器壳程进出口对接，该换热器的管程进出口连接空气能外机组进出口。
[0006]所示换热末端包括卧式风机盘管、及与换热舱模块连接的水管路，卧式风机盘管并联连接，换热末端可以根据匹配房间个数进行选择。
[0007]一种由水箱模块、主机模块参与构成热水系统，室外连接一台空气能外机组。
[0008]一种由换热舱模块、主机模块、室内换热末端模块参与构成的制冷/热系统，室外连接一台空气能外机组。
[0009]一种由水箱模块、换热舱模块、主机模块、室内换热末端模块共同参与的综合系统，室外连接两台空气能外机组，该系统有五种工作模式:制热水模式、制冷模式、制热模式、制热水+制冷模式、制热水+制热模式，制热水功能与制冷/热功能通过管路电磁阀A、电磁阀B切换，系统优先满足制热水需求。
[0010]有益效果:本发明模块化的结构设计以及可组合使用的特点可以有效避免传统热泵水箱内盘管长期与水接触产生的结垢、腐蚀、制冷剂泄漏污染生活用水问题，同时，有效避免氟循环机舒适度差，冷热量分布不均，水循环机温度低时管路冻结问题。整个系统结构紧凑，节约空间，缩短了整体的循环管路，节约材料，各个模块结构方形外观设计，美观性提高，搬运方便，并且根据不同地域、不同需求、不同工况合理选择合适的模块进行组装，使用方便，安全易操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明的结构示意图；
[0012]图2为本发明的模块化热水系统结构示意图；
[0013]图3为本发明的模块化制冷/热系统结构示意图。
[0014]图中:1水箱模块、II换热舱模块、III主机模块、IV室内换热末端模块、I空气能外机组、2集成水箱，3储热水箱、4换热末端、5电磁阀A、6电磁阀B、7热水循环泵、8供水泵、9控制器、10水冷换热器、11换热器、12膨胀水箱。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图及实施例对本发明做具体描述。
[0016]图1所示为本发明的结构示意图。
[0017]本发明包括水箱模块1、换热舱模块I1、主机模块III和室内换热末端模块IV。
[0018]所述水箱模块I由集成水箱2和连接管路构成。
[0019]所述集成水箱2包括储热水箱3、水箱保温棉、换热器11、热水循环泵7、配置在储热水箱3上的热水管和冷水管、钣金件箱体，所述储热水箱3、水箱保温棉、换热器11、热水循环泵7、配置在储热水箱3上的热水管和冷水管集成于一个钣金件箱体中构成集成水箱2，亦即水箱模块I。
[0020]所述储热水箱3上部设有容纳部，换热器11和热水循环泵7设置在容纳部内，所述热水循环泵7安装在冷水管路中，所述换热器11内部分为管程和壳程，壳程内是水路，管程内是氟路，两种流体在换热器11逆向流动换热，热水管和冷水管与换热器11壳程进出口对接，换热器11的管程进出口连接空气能外机组I进出口。
[0021]水箱模块I主要用于制取普通的生活热水，模块化设计不仅仅解决了传统盘管换热所带来的问题，同时，由于储热水箱3、热水循环泵7和换热器11内置，解决热水循环泵7和管路冻结问题，另一方面，由于循环管路的缩短，水力损失减少，有效降低储热水箱3内的水的分层，提高了整个换热效率。所述换热舱模块II包括水冷换热器10、供水泵8、膨胀水箱12、控制器9、电磁阀A5、电磁阀B6、管接头和钣金件外壳箱体，所述冷水换热器10、供水泵8、膨胀水箱12、电磁阀A5、电磁阀B6和管接头集成于一个钣金件外壳箱体中，相当于置于室内，有效解决了冬季供水泵和水管路冻结问题。
[0022]所述的换热舱模块II主要用于制冷、采暖，可以与一台空气能外机组I连接，也可以与两台空气能外机组I连接，根据实际需要合理选择空气能外机组I数量，应用范围更广，选择性更强。
[0023]所述主机模块III即空气能外机组1，根据实际需要，合理设置一台或多台空气能外机组I。
[0024]所述空气能外机组I内置四通阀。
[0025]所述室内换热末端模块IV包括一个或多个换热末端4，换热末端4可以根据匹配房间个数进行选择。
[0026]所示换热末端4包括卧式风机盘管、及与换热舱模块II连接的水管路，所有卧式风机盘管并联连接。
[0027]所述水箱模块1、换热舱模块11、主机模块III和室内换热末端模块IV通过阀控制的管路连接。
[0028]所述控制器9匹配连接主机模块II1、室内换热末端模块IV的电气部分、以及所述换向阀、电磁阀A5及电磁阀B6，控制水箱模块1、换热舱模块II以及二者组合形成的多种模式的切换和运行；所述空气能外机组I制热水和制冷/热功能切换通过电磁阀A5、电磁阀B6的开启和关闭来实现，制冷和制热功能的切换通过空气能外机组I内的四通阀换向实现。
[0029]下面通过实施例来说明其工作原理和使用方法:
[0030]实施例一
[0031]当用户只有热水需求，并且室外连接一台空气能外机组I时，只需水箱模块1、主机模块III构成一个热水系统(如图2所示)。
[0032]具体运行方式为:热水循环泵7开启，空气能外机组I开启，换热器11作为该制热循环的高压端产生高温高压的制冷剂蒸汽，储热水箱3内的水通过热水循环泵7从换热器11内获取热量后水温升高，满足热水需求。
[0033]实施例二
[0034]当用户有制冷(热)需求，并且室外连接一台空气能外机组I时，由换热舱模块
I1、主机模块II1、换热末端模块IV构成的制冷/热系统(如图3所示)。
[0035]具体运行方式为:供水泵8打开，空气能外机组I开启，水冷换热器10作为该循环的低/高压端产生低温低压/高温高压的制冷剂蒸汽，换热末端4通过供水泵8驱使管路中的水通过水冷换热器10获取冷/热量，释放到环境中，实现制冷/热功能。制冷、制热的切换通过空气能外机组I的四通阀的换向实现。
[0036]实施例三
[0037]当用户的户型面积比较大，室外连接两台空气能外机组1，即空气能外机组一和空气能外机组二，由水箱模块1、换热舱模块I1、主机模块II1、室内换热末端模块IV共同参与的系统，该系统有五种工作模式:制热水模式、制冷模式、制热模式、制热水+制冷模式、制热水+制热模式。制热水功能与制冷/热功能通过管路电磁阀A5、电磁阀B6切换，系统优先满足制热水需求。
[0038]1.当用户只需制取设定温度热水时，主要是水箱模块I与主机模块III参与运行。
[0039]具体运行方式为:热水循环泵7开启，空气能外机组一开启进入制热模式，空气能外机组二关闭，电磁阀A 5关闭，电磁阀B6打开，换热器11作为该制热循环的高压端产生高温高压的制冷剂蒸汽，储热水箱3内的水通过热水循环泵7从换热器11内获取热量后水温升高，满足热水需求。
[0040]2.当用户只有制冷/热需求时，参与的模块是换热舱模块I1、主机模块II1、换热末端模块IV。
[0041]具体运行方式为:供水泵8打开，电磁阀B6关闭，空气能外机组开启(当需求量大时，空气能外机组一和空气能外机组二均开启；需求量少时，空气能外机组一开启)，水冷换热器10作为该循环的低/高压端产生低温低压/高温高压的制冷剂蒸汽，换热末端通过供水泵8驱使管路中的水通过水冷换热器10获取冷/热量，释放到环境中，实现制冷/热功能，制冷、制热的切换通过空气能外机组的四通阀的换向实现。
[0042]3.当用户既有制冷/热又有热水需求时，水箱模块1、换热舱模块I1、主机模块
II1、换热末端模块IV共同参与工作(如图1所示)。
[0043]图1所示为本发明的结构示意图。
[0044]具体运行方式为:首先满足热水需求，然后满足制冷/热需求。制热水模式时同实施例三之1，制冷(热)模式同实施例三之2。
[0045]空气能外机组一可以实现制热水和制冷(热)功能的切换，通过电磁阀A5、电磁阀B6的开启和关闭来实现制热水和制冷(热)功能的切换，；空气能外机组二只能实现制冷(热)功能，通过空气能外机组二内的四通阀换向实现制冷或制热功能的切换。
[0046]图1中，冷水换热器换热包括两子组，其中一子组通过一位于换热器11热流体侧连接管路上的换向阀接出而与水冷换热器10互斥使用权，另一子组热流体侧连接第二空气能外机组。空气能外机组被分组，一方面解决单台驱动能力偏弱的问题，另一方面通过分组以整合不同的应用，应用形式更多，起到节能降耗的作用。
[0047]图1中的虚线表示控制器9与所控制对象的连接，这种连接在控制对象选定时，其连接即为确定，根据具体需求，实现模块化结构设计的热泵一机多能能源中心模式切换和运行的控制。
[0048]图1中，所示的换热末端4设有3片，根据房间的不同，可以选择多一点或者少一点，匹配厅室的个数进行选择。
[0049]本发明模块化的结构设计以及可组合使用的特点可以有效避免传统热泵水箱内盘管长期与水接触产生的结垢、腐蚀、制冷剂泄漏污染生活用水问题，同时，有效避免氟循环机舒适度差，冷热量分布不均，水循环机温度低时管路冻结问题。整个系统结构紧凑，节约空间，缩短了整体的循环管路，节约材料，各个模块结构方形外观设计，美观性提高，搬运方便，并且根据不同地域、不同需求、不同工况合理选择合适的模块进行组装，使用方便，安全易操作。
[0050]本发明上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包围。
【权利要求】
1.一种模块化空气源热泵一机多能能源中心，其特征在于:包括水箱模块(I)、换热舱模块(II)、主机模块(III)和室内换热末端模块(IV)，所述水箱模块(I)由集成水箱(2)和连接管路构成，集成水箱(2)由储热水箱(3)、换热器(11)、热水循环泵(7)、热水管和冷水管路集成于一个钣金件箱体中构成；所述换热舱模块(II)包括水冷换热器(10)、供水泵(8)、膨胀水箱(12)、控制器(9)、电磁阀A(5)、电磁阀B(6)和管接头，所述冷水换热器(10)、供水泵(8)、膨胀水箱(12)、电磁阀A(5)、电磁阀B(6)和管接头集成于一个钣金件外壳箱体中，形成换热舱模块(II);所述主机模块(III)由根据实际需要设置的一台或多台空气能外机组(I)及连接管路组成，空气能外机组(I)内置四通阀；所述室内换热末端模块(IV)包括一个或多个换热末端(4);所述水箱模块(I)、换热舱模块(II)、主机模块(III)和室内换热末端模块(IV)通过阀控制的管路连接，所述控制器(9)匹配连接主机模块(III)、室内换热末端模块(IV)的电气部分以及所述电磁阀A(5)、电磁阀B(6)来控制水箱模块(I)、换热舱模块(II)以及二者组合形成的多种模式的切换和运行；所述空气能外机组(I)制热水和制冷/热功能切换通过电磁阀A(5)、电磁阀B(6)的开启和关闭来实现，制冷和制热功能的切换通过空气能外机组(I)内的四通阀换向实现。
2.根据权利要求1所述的模块化空气源热泵一机多能能源中心，其特征在于:所述储热水箱(3)设有水箱保温棉，储热水箱(3)上部设有容纳部，换热器(11)和热水循环泵(7)设置在容纳部内，所述热水循环泵(7)安装在冷水管路中，所述换热器(11)内部分为管程和壳程，壳程内是水路，管程内是氟路，两种流体在换热器(11)逆向流动换热，热水管和冷水管与换热器(11)壳程进出口对接，换热器(11)的管程进出口连接空气能外机组(I)进出口。
3.根据权利要求1所述的模块化空气源热泵一机多能能源中心，其特征在于:所示换热末端(4)包括卧式风机盘管、及与换热舱模块(II)连接的水管路，卧式风机盘管并联连接，换热末端(4)可以根据匹配房间个数进行选择。
4.根据权利要求1、2或3所述的模块化空气源热泵一机多能能源中心，其特征在于:由水箱模块(I)、主机模块(III)参与构成热水系统，室外连接一台空气能外机组(I)。
5.根据权利要求1、2或3所述的模块化空气源热泵一机多能能源中心，其特征在于:由换热舱模块(II)、主机模块(III)、室内换热末端模块(IV)参与构成的制冷/热系统，室外连接一台空气能外机组(I)。
6.根据权利要求1、2或3所述的模块化空气源热泵一机多能能源中心，其特征在于:由水箱模块(I)、换热舱模块(II)、主机模块(III)、室内换热末端模块(IV)共同参与的综合系统，室外连接两台空气能外机组(I)，该系统有五种工作模式:制热水模式、制冷模式、制热模式、制热水+制冷模式、制热水+制热模式，制热水功能与制冷/热功能通过管路电磁阀A (5)、电磁阀B (6)切换，系统优先满足制热水需求。
【文档编号】F25B29/00GK104501457SQ201510011818
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2015年1月9日 优先权日:2015年1月9日
【发明者】刘磊, 谷风宝, 葛利忠, 张艳乔, 田敬宇, 支星星, 岳虹 申请人:力诺瑞特（上海）新能源有限公司