专利名称：一种空气源热泵锅炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及空气源热泵锅炉技术领域，更具体涉及一种空气源热泵锅炉，它 适用于宾馆、酒店、招待所等需要集中生活洗浴热水的场所。.
背景技术：
根据空气源热泵的技术特点，现在市场流通的空气源热泵机组分两类， 一是 空气源热泵空调机组，对空间的温度和湿度起到降温和去湿的目的；二是空气源 热泵热水机组，对水进行加热处理为目的。前一种设备在运行的时候，把大量的 热量从特定空间转移出来排放到大气中，没有对其进行利用造成能耗浪费。后一 种在对水进行加热的时候，机组所组织的进出空气也没有进行有效的利用。空气 源热泵热水机组在安装的时候，要匹配相应的保温水箱同时机组的能效比的高低 决定了设备的节能效果，现有的空气源热泵设备大部分采用机组制热循环与储热 保温水箱分开，机组单独形成成品，在客户购买后按实际情况选配保温水箱，然 后在施工现场进行组合控制，这样就造成系统的匹配和控制不精确，维修量大， 且经常出现机组厂家与设备安装人员因为维修而互相踢皮球的情况。对空气品质 和进风温度的也不能有效的控制，这样也造成机组在冬季环境温度很低的情况下 热泵不能正常工作，出现制热效率大幅下降，甚至出现机组结霜不能及时化霜而 停机的现象，这些都严重影响空气源热泵的利用率，给客户带来很大的麻烦。
发明内容
本发明的目的是在于提供了一种空气源热泵锅炉，结构简单，操作方便，它 将大气中的热量转化成水所需要的热量，对水进行温升加热，同时可对空间串.的 空气进行过滤、除湿和降温，达到了空气净化，节能、环保、安装便利、经济适 用的空气源热泵锅炉。
为了实现上述的目的，本本发明采用以下技术措施 本发明由压縮机、膨胀器、蓄液罐、水侧板式换热器、风侧空气换热器、保 温水箱、循环水泵、风机、风管阀、温度探测(T)、水位探测(S)、流量控制器、 系统控制主板组成。
其中压縮机、水侧板式换热器、膨胀器、风侧空气换热器、蓄液罐由铜管连 接组成一个封闭的卡诺热泵循环系统；其特征在于压缩机分别与水侧板式换热 器、蓄液罐、主控板(KC581)相连。压縮机在运行的时候把高温高压的工质压 縮到水侧换热器，水在交换器里进行热交换达到加热的目的。热交换后的工质在 高压下流经膨胀器到风册换热器里蒸发集收空气中的热量，途经蓄液罐进行油气 分离后回到压縮机进口，这样就完成了卡诺循环的放热和集热过程，主控板) (KC581)对此循环过程进行电气控制。保温水箱、水侧板式换热器、循环水泵 与管道连接组成一个水循环加热系统；膨胀器分别与水侧板式换热器、风侧空气 换热器相连，在卡诺循环中，膨胀器把水侧板式换热器里的高温高压工质转变成 低压的蒸发状态，达到集收空气中的热量然后在压縮机的作用下换热的目的风 侧空气换热器分别与膨胀器、蓄液罐、风机、进风管道相连，在运行的时候，把 空气流经过进风管道组织后流经风侧空气换热器，达到集收空气中热量的目的； 风机分别与风侧空气换热器、出风管道、主控板(KC581)相连，在运行中，风 机在电能的驱动下旋转对空气进行强制抽送，经出风管道排出，有效地组织排出 空气的流向，主控板(KC581)对风机进行电气控制；主控板(KC581)分别与风 机、压縮机、循环水泵、用铜线相连，实现主控功能程序在其运行状态下的自动 化；主控板(KC581)分别与保温水箱中的温度探测(T)、水位探测(S)相连， 进行温度和水位的信号采集处理，在逻辑关系下输出制动指令；循环水泵分别与 水侧板式换热器、保温水箱相连，把保温水箱中的水送入水侧板式换热器中换热 然后循环回保温水箱，如此往复循环，达到把保温水箱中的水加热到设定温度目 的；保温水箱中装有热水浮球阀、温度探测(T)和水位探测(S),热水浮球阀 控制冷水的进水量，在保温水箱高水位段通过浮球的浮力作用实现进水截流，温 度探测(T)和水位探测(S)测定采集当前保温水箱的温度和水位，是主控板 KC581)信号源。保温水箱上有进水口出水口积排污口。
卡诺热泵循环系统是用铜管由压縮机上部排气口连接水侧板式换热器进口 ，再 由水侧板式换热器出口连接膨胀器进口 、然后由膨胀器出口连接风侧空气换热器 进口、再由风侧空气换热器出口连接蓄液罐进口，最后蓄液罐出口连接压縮机进 口，这样就构建一个封闭循环系统，在循环系统里有一种载热能力很强的工质 (R417)，其工质在不同的压力状态下有不同的形态，在低压(工质蒸发)和高 压(工质冷凝)的状态下实现集热和放热效应，达到制冷和制热的目的，因为其 制冷和制热是在工质的高低压之间运行，所以压縮机提供的功率与其制冷和制热 的功率是不相等的，压縮机的能效比的高低决定了设备的节能效果，按环境温度 的不同，压缩机的能效比由3—6输出，输入给压縮机1个千瓦的功率，它能实 现3—6倍功率的制冷量和制热量的输出。所以由卡诺循环建立的机组设备都具 有优越的节能特性。
水循环加热系统循环水泵进水口连接保温水箱，循环水泵出水口连接水 侧板式换热器进水口 ，然后水侧板式换热器出水口连接保温水箱，这样依次连接， 构建一个水加热循环系统(连接管道可用PPR稳态管或钢塑钢，外套25tnm厚的 保温层)保温水箱上满水，循环水泵启动运行，水开始在水侧板式换热器与保 温水箱之间循环，压縮机开始启动卡诺循环，风机把空气从室外(或室内)抽进 风侧空气换热器然后排出，在卡诺循环的作用下，水侧换热器不把循环水加热。 在连续运行的作用下，保温水箱里的水加热直至设定温度(6CTC以下)。
空气过滤和进风调节系统由风机、风管、风管阀、滤网组成(本领域的普 通技术人员不付出创造性劳动均能实现)，滤网安装在风口，风管阔调节室内、 室外的进风(出风)量，按照一年的气候条件调节进风状态，可以对特定空间的 空气进行降温和去湿，在冬季环境温度比较低的时候，为防止空气源热泵锅炉频 繁结霜影响锅炉的制热效率，可以采用室内外混合空气进风，这样有利于建筑的 余热利用，同时也提高了锅炉的进风温度，更有利于节能。
温度探测(T)、水位探测(S)、流量控制器、电器元件、系统控制主板(KC581) 组成技术控制中心，由系统控制主板(KC581)的动力出线端口用铜芯电线连接 压縮机电源接线端口和循环水泵电源接线端口、风机电源接线端口。由系统控制 主板(KC581)的信号出线端口用铜芯电线连接保温水箱里的温度探测(T)和水 位探测(S)。系统控制主板(KC581)对压縮机及水泵采取高压、过流、过载、
起动延时等保护，电源进入设有漏电保护装置，锅炉运行，在设定温度到达上限 值时，压縮机、风机停止工作，当测定保温水箱温度低于设定温度上限值3度， 压縮机、风机得到闭合指令开启，开始循环制热。如出现保温水箱水位低于设定 水位，则系统待机状态，压縮机、风机、水泵处于开路状态。系统控制主板(KC581) 预留外加压水泵控制接口
本发明把压縮机、膨胀器、蓄液罐、水侧板式换热器、风侧空气换热器、保 温水箱、循环水泵、风机、风管阀、温度探测(T)、水位探测(S)、流量控制器、 系统控制主板都集中在一个整体内，实现了空气源热泵机组与保温水箱的合理匹 配，解决了在施工现场匹配不合理的现象，同时也不需要进行二次配线控制，系 统实现了一次集中控制。
本发明与现有技术相比具有如下优点和效果
1、节能因为该技术是基于卡诺循环(循环工质R22或其他混合工质)的原
理创立的，所以具备有很高的节能率。在卡诺循环的能效比状态下，根据进风侧
空气温度的不同，能效比由3—6输出，这就是说跟同量的电锅炉相比，节电状 态在75。/。以上。
2、 环保该技术为电量输入，没有燃烧所产生的废气，没有任何排放，运
行的时候压縮机的噪音在65dB以下，也不存在噪音污染，所以该项技术可以说 是绿色环保可大力推广的新技术。
3、 安全无废气排放，没有中毒等不良的隐患。该技术在制热水的过程中， 水与电是分离状态，由换热器进行换热，从根本上杜绝漏电隐患，这是电锅炉和 电热管不能相比的地方。
该技术在运行中，对所有电机设有高压、过流、过载、起动延时等保护，电 源进入设有漏电保护装置。因为保温水箱设置为开式，所以也没有水箱高压的情 况，无爆炸隐患。
4、 新颖该技术的整体设计思路清晰，把现在市面上流通的几种设备组织
起来进行优化集成，避免空气源热泵机组在实际使用过程中与水箱匹配带来的现 场安装问题，同时也优化了连接管道，优化布置之后的连接更稳定，因为对进风 状态可以实时选择，制热量输出基本是稳态，这样就减少了热损失。对冬季气温
在o'c以下时，利用室内或其他余热气流，更有利于该技术运行和节能。与现场的组合安装相比，该技术更节约系统成本。对外观的整体设计，优化了产品形象， 整体协调性好，可以根据建筑物的状态来选择安装地点。
5、 适用该技术所形成的热泵锅炉，适用于各种需要集中供热水的场所， 因为它具备了节能、环保、安全等诸多优点。所以它是替换那些耗能大，有污染 加热设备的理想设备。同时它的整体化设计，省去了很多的外置的元件，显得简 洁明了易操作，故障维修率降低。用户只需给热泵锅炉连接进出水管和供电源就可以。
图1一种空气源热泵锅炉结构示意图
其中l一压縮机，2—水侧板式换热器，3—膨胀器，4—风侧空气换热器， 5—风机，6—蓄液罐，7—循环水泵，8—保温水箱，9一热水浮球阀，10—进风 管道，ll一出风管道，12—主控板(KC581)， T一温度探测，S—水位探测
具体实施例方式
一种空气源热泵锅炉，包括压縮机1 (通用氟类工质压縮机)、膨胀器3(通用 型选配)、蓄液罐6(通用型选配)、水侧板式换热器2(通用型选配)、风侧空气换 热器4(通用型选配)、保温水箱8(不锈钢内桶)、循环水泵7(通用型选配)、风 机5(通用轴流选配)、风管阀(通用型选配)、温度探测(T) (Pt100)、水位探测 (S) (SC393)、系统控制主板(KC581)。其特征在于压縮机1分别与水侧板式 换热器2、蓄液罐6、主控板12相连组成在主控板KC581控制下的封闭的卡诺循 环；保温水箱8、水侧板式换热器2、循环水泵7与管道连接组成一个水循环加 热系统；膨胀器3分别与水侧板式换热器2、风侧空气换热器4相连组成卡诺循 环中工质的高低压转换，实现卡诺循环放热和集热；风侧空气换热器4分别与膨 胀器3、蓄液罐6、风机5、进风管道10相连在运行的时候，把空气流经过进风 管道组织后流经风侧空气换热器，达到集收空气中热量的目的；风机5分别与风 侧空气换热器4、出风管道ll、主控板12相连在运行中，风机在电能的驱动下 旋转对空气进行强制抽送，经出风管道排出，有效地组织排出空气的流向，主控 板(KC581)对风机进行电气控制；主控板12分别与风机5、压縮机l、循环水
泵7相连实现主控功能程序在其运行状态下的自动化；主控板KC581 12分别与 保温水箱8中的温度探测(T)、水位探测(S)相连进行温度和水位的信号采集 处理，在逻辑关系下输出制动指令；循环水泵7分别与水侧板式换热器2、保温 水箱8相连，把保温水箱中的水送入水侧板式换热器中换热然后循环回保温水 箱，如此往复循环，达到把保温水箱中的水加热到设定温度目的；保温水箱8 中装有热水浮球阀9、温度探测(T)和水位探测(S)，热水浮球阀控制冷水的 进水量，在保温水箱高水位段通过浮球的浮力作用实现进水截流，温度探测(T) 和水位探测(S)测定采集当前保温水箱的温度和水位，是主控板(KC581)信号 源。保温水箱8上有进水口出水口积排污口。
该空气源热泵锅炉在运行中，水侧换热器的换热温度其实就是压縮机的冷凝 温度，该温度与进风温度和工质的性能有直接的关系，按进风温度20°C， R22 在"谷轮"运行压力2. 2mpa时的冷凝温度约为68°C，这就意味着换热后的温度 上限不会超过65°C，这种换热对生活热水來讲是有利的。
该技术采用选择性的进风方式，如选择室内循环进出风，这样有利于降低建 筑物室内的温度，减少空间湿度，达到空调效应。在不同季节，可根据使用的情 况，选择不同的进出风方式，改善空间空气状况，也有利于热泵锅炉对建筑物的 余热利用。特别是冬季，在环境温度很低的情况下，室外的进风温度很低，热泵 锅炉在运行的时候易结霜，而且制热效率很低，这时如果选择室内外混合进风或 室内进风，室外排风，那么热泵锅炉的效率会增高很多，结霜的几率就会降低， 有利于热泵锅炉运行，节能效果显著提高。
该技术的基本形设计为方形，蓄水量为2.5吨，全天连续供水能力为5 吨，占地面积为3ra2 (2000醒*1500廳)。针对热水供量大的用户可实行模块组合。 该技术的扩展性很广泛，可以根据不同用户的用热水状态设定各种出水吨位的改 技术锅炉。
权利要求
1、一种空气源热泵锅炉，它由压缩机(1)、膨胀器(3)、蓄液罐(6)、水侧板式换热器(2)、风侧空气换热器(4)、保温水箱(8)、循环水泵(7)组成，其特征在于压缩机(1)分别与水侧板式换热器(2)、蓄液罐(6)、主控板KC58(12)相连，膨胀器(3)分别与水侧板式换热器(2)、风侧空气换热器(4)相连，风侧空气换热器(4)分别与膨胀器(3)、蓄液罐(6)、风机(5)、进风管道(10)相连，风机(5)分别与风侧空气换热器(4)、出风管道(11)、主控板KC581(12)相连。
2、 根据权利要求1所述的一种空气源热泵锅炉，其特征在于所述的主控板KC581(12)分别与风机(5)、压縮机(1)、循环水泵(7)相连。
3、 根据权利要求1所述的一种空气源热泵锅炉，其特征在于所述的主控 板KC581(12)分别与保温水箱中的温度探测(T)、水位探测(S)相连。
4、 根据权利要求1所述的一种空气源热泵锅炉，其特征在于所述的循环 水泵(7)分别与水侧板式换热器(2)、保温水箱相连(8)。
5、 根据权利要求1所述的一种空气源热泵锅炉，其特征在于所述的保温 水箱(8)中装有热水浮球阀(9)、温度探测(T)和水位探测(S)。
全文摘要
本发明公开了一种空气源热泵锅炉，它由压缩机、膨胀器、蓄液罐、水侧板式换热器、风侧空气换热器、保温水箱、循环水泵组成，其特征在于压缩机分别与水侧板式换热器、蓄液罐、主控板KC581相连，膨胀器分别与水侧板式换热器、风侧空气换热器相连，风侧空气换热器分别与膨胀器、蓄液罐、风机、进风管道相连，风机分别与风侧空气换热器、出风管道、主控板KC581相连。主控板KC581分别与风机、压缩机、循环水泵相连。结构简单，操作方便，它将大气中的热量转化成水所需要的热量，对水进行温升加热，同时可对空间里的空气进行过滤、除湿和降温，达到了空气净化，节能、环保、安装便利、经济适用的空气源热泵锅炉。
文档编号F24H4/00GK101392958SQ200810197558
公开日2009年3月25日 申请日期2008年11月7日 优先权日2008年11月7日
发明者盛刚奇 申请人:武汉康辰节能环保投资有限公司