阶梯循环式直热热泵产冷产热水系统的制作方法

本实用新型涉及热水装置领域，特别涉及一种阶梯循环式直热热泵产冷产热水系统。

背景技术：

现今节能降耗是人类社会急需解决的间题，因此使用燃油、燃气或电热式产热装置装将被现时的热泵式产冷产热装置代替。因热泵式热水机既可产热又可产冷，产冷送给制冷系统利用或排放，生产热水用作生活用水或供暖。

然而现在技术的产热水部份一般都是通过单冷凝器或双冷凝器回路进行冷却，因此产冷产热效率低，而不能达到很好的吸放热效果，压缩机头寿命短，耗能大。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种阶梯循环式直热热泵产冷产热水系统，以解决现有技术产冷产热效率低、压缩机头寿命短、耗能大的问题。

为解决上述问题，作为本实用新型的一个方面，提供了一种阶梯循环式直热热泵产冷产热水系统，包括压缩机、蒸发器、第一冷凝器、直热冷凝器、高温热水池和低温热水池，压缩机的出口依次通过第一冷凝器的第一通道、直热冷凝器的第一通道、及蒸发器的第一通道与压缩机的入口连接；第一冷凝器的第二通道的第一端通过第一循环泵与高温热水池的第一口连接，高温热水池的第二口与第一冷凝器的第二通道的另一端连接；直热冷凝器的第二通道的第一端与冷水进水管连接，直热冷凝器的第二通道的第二端与低温热水池的第一口连接；高温热水池与低温热水池连通，高温热水池上设置有热水出口。

优选地，蒸发器的第二通道的一端与冷冻水进口连接、另一端与冷冻水出口连接。

优选地，蒸发器的第一通道依次通过节流阀、冷媒过滤器与直热冷凝器的第一通道连接。

优选地，直热冷凝器的第二通道的第一端通过第二循环泵与低温热水池的第二口连接。

优选地，第一冷凝器的第一通道通过第二冷凝器的第一通道与直热冷凝器的第一通道连接。

优选地，第二冷凝器的第二通道的第一端通过第三循环泵与低温热水池的第二口连接，第二冷凝器的第二通道的第二端与低温热水池的第三口连接。

优选地，直热冷凝器的第二通道通过第二冷凝器的第二通道与低温热水池的第一口连接；直热冷凝器的第二通道与第二冷凝器的第二通道连接的一端通过第四循环泵与低温热水池的第二口连接。

优选地，冷水进水管上安装有进水电动阀。

与现有技术中的热泵系统相比，本实用新型具有冷媒最后的冷却温度更低、能效比更高、压缩机寿命更长的特点，其效率更高、产热水输出温度更高。

附图说明

图1示意性地示出了本实用新型第一实施例的结构示意图；

图2示意性地示出了本实用新型第二实施例的结构示意图；

图3示意性地示出了本实用新型第三实施例的结构示意图；

图4示意性地示出了本实用新型第四实施例的结构示意图。

图中附图标记：1、压缩机；2、蒸发器；3、第一冷凝器；4、直热冷凝器；5、高温热水池；6、低温热水池；7、第一循环泵；8、冷水进水管；9、热水出口；10、冷冻水进口；11、冷冻水出口；12、节流阀；13、冷媒过滤器；14、第二循环泵；15、第二冷凝器；16、第三循环泵；17、第四循环泵；18、进水电动阀。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

在图1所示的实施例中，本实用新型提供了一种阶梯循环式直热热泵产冷产热水系统，包括压缩机1、蒸发器2、第一冷凝器3(即高温冷凝器)、直热冷凝器4、高温热水池5和低温热水池6，压缩机1的出口依次通过第一冷凝器3的第一通道、直热冷凝器4的第一通道、及蒸发器2的第一通道与压缩机1的入口连接；第一冷凝器3的第二通道的第一端通过第一循环泵7与高温热水池5的第一口连接，高温热水池5的第二口与第一冷凝器3的第二通道的另一端连接；直热冷凝器4的第二通道的第一端与冷水进水管8连接，直热冷凝器4的第二通道的第二端与低温热水池6的第一口连接；高温热水池5与低温热水池6连通，高温热水池5上设置有热水出口9。

由于本实用新型包括采用高、低温冷凝回路串联直热冷凝器4的回路，能使冷媒冷却温度低，热水出水温度高，高温热水池5和低温热水池6(即补水水池与出水水池)独立，这样可以使温度低的进水不影响高温的出水，使得出水温度恒定。提高其产热和产冷效率，同时使压缩机冷却好。设备具有更加实用及耐用等优点。

可见，与现有技术中的热泵系统相比，本实用新型具有冷媒最后的冷却温度更低、能效比更高、压缩机寿命更长的特点，其效率更高、产热水输出温度更高。

优选地，蒸发器2的第二通道的一端与冷冻水进口10连接、另一端与冷冻水出口11连接。优选地，蒸发器2的第一通道依次通过节流阀12、冷媒过滤器13与直热冷凝器4的第一通道连接。

在图2所示的实施例中，直热冷凝器4的第二通道的第一端通过第二循环泵14与低温热水池6的第二口连接。此系统的优点是简洁，既可作直热式补水加热，又可作低温热水池循环补温。

在图3所示的实施例中，第一冷凝器3的第一通道通过第二冷凝器15(即低温冷凝器)的第一通道与直热冷凝器4的第一通道连接。优选地，第二冷凝器15的第二通道的第一端通过第三循环泵16与低温热水池6的第二口连接，第二冷凝器15的第二通道的第二端与低温热水池6的第三口连接。这样，有利于直热式交换器在加热热水温度不足时，直接进入低温冷凝交换器进行直接加热。

在图4所示的实施例中，直热冷凝器4的第二通道通过第二冷凝器15的第二通道与低温热水池6的第一口连接；直热冷凝器4的第二通道与第二冷凝器15的第二通道连接的一端通过第四循环泵17与低温热水池6的第二口连接。

优选地，冷水进水管8上安装有进水电动阀18。

下面，以图3所示的实施例，对本实用新型的工作原理和过程进行详细说明。

本实用新型包括以下几外回路：冷媒回路流程、高温热水回路流程、低温热水回路流程、直热式热水加热和冷冻水回路流程。

其中，冷媒回路流程连接：压缩机1(出口)→高温冷凝器(第一冷凝器3)→低温冷凝器(第二冷凝器15)→直热冷凝器4→冷媒过滤器13→节流阀12→蒸发器2→压缩机1(进口)。高温热水回路流程：高温热水池5→高温循环泵(第一循环泵7)→高温冷凝器(第一冷凝器3)→高温热水池5。低温热水回路流程连接：低温热水池6→低温循环泵(第三循环泵16)→低温冷凝器(第二冷凝器15)→低温热水池6。直热式热水加热流程：冷进水→进水电动阀18→直热冷凝器4→低温热水池6→高低温分隔连接管→高温热水池5→热出水。冷冻水回路流程连接：冷冻进水→蒸发器2→冷冻出水。

各流程的原理及效果如下：

冷媒回路流程：冷媒先经过压缩机压缩后成为高温高压气体后进入高温冷凝进行第一次冷却放热后然后进入低温冷凝器进行第二次冷却放热再次进入直热冷凝器进行第三次冷却放热后成为低温低压液体，低温低压液体经过过滤器过滤后通过节流阀限流，进入蒸发器蒸发吸热成为低温低压气体，进入压缩机再次被压缩，重复上述流程。该系统与普通的产热水系统对比冷媒冷却效果好，放热量大，压力低，可减小压缩机的负载，延长压缩机的使用寿命。

高温热水回路流程：高温水池内的热水经高温循环泵加压后进入高温冷凝器吸热升温后返回高温水池。该流程高温热水池内的热水温度稳定，冷水补水温度不影响高温水池温度。

低温热水回路流程连接：低温水池内的热水经低温循环泵加压后进入低温冷凝器吸热升温后返回低温水池。该流程为二次冷媒冷却，冷却效果好，冷水补水温度不影响热水出水温度。

直热式热水加热流程：冷水进水首先进入直热冷凝器吸热升温后，进入低温水池，经低温热水回路进行循环加热后成为低温热水，然后通过高低温分隔连接管流入高温热水池进行高温热水回路加热后成为高温热水，最后从高温热水池输出使用。该流程为三次冷却冷媒，冷水进水温度低，大幅度冷却冷媒温度，极大的提升了热泵的工作效率。

冷冻回路流程：水源或风源进入蒸发器吸热降温后排放或利用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。