专利名称：带空气置换功能的空气源热泵热水器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种带空气置换功能的空气源热泵热水器，属空气源热量再利用 领域。
技术背景现在用户选择空气源热泵热水器作为全屋热水供应设备的家庭越来越多。空气源 热泵主要由压缩机、蒸发器(或称热回收器)、离心风机(或轴流风机)、冷凝器(置于储热 水箱内的热水加热器)、四通阀、主板和控制器等部件。其工作原理是通过工质(也可称冷 媒)发生相变来传递热量，工质在压缩机的作用下在热泵系统内循环流动。通过压缩机完 成升压升温过程而变为气态(温度高达85°C )，它进入换热器后释放出热量加热热水，同时 自己被冷却并转化为液态，当它运行到蒸发器后，液态工质迅速吸热蒸发再次转化为气态， 温度最低可达零下20°C，这时流过蒸发器的大量低温空气就会源源不断地将热量传递给工 质。工质不断地循环就实现了从低温空气中吸收热量通过压缩机压缩后，转化为高温高压 的工质来加热冷水。其机理利用逆卡诺原理，设备的热效率永远大于1，从而实现了节能， 通常气温条件下运行的热效率一般在300%、50%。一般空气源热泵热水器主机安装在阳 台、露台、外墙壁等通风良好的状态，水箱安装于室内或者阳台等位置，详见图1。空气置换装置一般安装于卫生间或者厨房吊顶之上的空间，利用风机通过风管将 各个房间的空气抽出排向室外。空气置换装置在室内主区域，即卧室、客厅、书房等，安装自 平衡式进风口，通过形成室内负压，导入室外新鲜空气。在次区域，即厨房、卫生间、走廊过 道污染最严重的地方安装自平衡式排风口，就近排出污染空气。新鲜空气从主区域流向次 区域。然后排到室外。这样新鲜空气源源不断的进入室内、混浊空气源源不断的排出室内， 详见图2。但随着人类生活水平的提高，对于居住环境的要求也是越来越高，用户除要求获 得全屋热水供水系统外，还要求对屋内空气进行置换，则需要安装一台室内空气置换功能 的新风系统。如果一个家庭要满足上述两个功能，就需要同时在屋内分别安装两套设备。一套 空气源热泵热水器提供热水，另一套是具有室内空气置换功能的新风系统，以提供新鲜的 空气。而室内空气置换和空气源热泵各有一台风机，各自分别发挥作用，从而造成风机设备 重复投资，同时也使室内占用空间增大，噪音增加及浪费能源。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出一种通过控制器控制，让空气 源热泵中的原有风机既能满足空气源热泵保持原来的使用功能，又能作为室内空气置换装 置系统中的风机使用，实现一台风机，不同转速，两种用途，成为一台带空气置换功能的空 气源热泵热水器。本实用新型的目的是通过下列结构完成的带空气置换功能的空气源热泵热水器，空气源热泵热水器主要由储热水箱(8)、压缩机(7)、蒸发器(6)、风机(2)、冷凝器(9)、 控制器、进风口和排风口组成，其特征在于空气源热泵热水器的风机与空气置换装置中的 风机为同一台风机，空气置换装置中至少有一根进风管道(1)与空气源热泵热水器中的风 机(2)进风口相互联通，风机(2)通过排风管道(4)与排风口相接，风机(2)、压缩机(7)通 过导线与控制器联接，风机转速可调。在进风管道(1)装有风管平衡器(3)和/或风阀(5a、5b)，风机(2)与蒸发器(6) 之间可并联放置，或者通过管道串联放置。在空气置换装置中的排风管道(4)可以通过蒸发器(6)后排出室外；也可以不通 蒸发器(6)直接排出室外。风机(2)在高转速下的风量为500m7tT2500m7h，风机(2)在低转速下的风量为 50m7tT2000m7h。风机(2)可用双向流风机(10)代替。风机(2)、蒸发器(6)、压缩机(7)、冷凝器(9)、储热水箱(8)各部件可以通过管道 相互连接运行，各部件布置位置可以是分离式，或者整体式，或者分离与整体的组合形式。本实用新型在制热水时，室内混浊的空气经过蒸发器吸收热量后排出室外，离心 风机高转速运行，每小时排出风量为50(T2500立方米，以满足热泵制热水时蒸发器吸收热
量的需求。在单独使用空气置换功能时或者热水温度达到设定温度值时，热泵系统停止运 行，室内混浊的空气不经过蒸发器直接排出屋外(也可以经过蒸发器后再排出屋外)。此 时，离心风机可以降低转速运行，每小时排风量仅为5CT2000立方米(根据房间大小及布 局，调整室内空气置换所需的风量大小)，运行噪声降低，节省电能。在控制系统的控制下， 离心风机可以进行风量调节、分时段运行。本实用新型还可以通过手动调节方式，让每小时 产生的风量更低。本实用新型在次区域，即厨房、卫生间、走廊过道污染最严重的地方安装自平衡式 排风口，就近排出污染空气。新鲜空气从主区域流向次区域。然后排到室外。这样新鲜空 气源源不断的进入室内、混浊空气源源不断的排出室内，风机一般安装于卫生间或者厨房 吊顶之上的空间，用风管将各个房间的空气抽出排向室外，详见图8。本实用新型让室内排出的混浊空气的热量得到回收利用，室内空气置换系统采用 负压方式，将室内混浊的热风作为热泵热水器的空气源来制热水，提高了热泵热水器的热 效率。避免了混浊的热风直接排除室外，回收了室内的热能，全方位利用了现有设备和能 源，降低了建筑能耗。本实用新型安装带空气置换功能的空气源热泵热水器后，在具备普通空气源热泵 热水器功能的基础上，同时又具备了室内空气置换功能。即节省了设备投入，同时又节省了 设备安装空间。
图1现有空气源热泵热水器各部件连接关系的结构示意图。图2本实用新型空气置换系统的末端布置图。图3本实用新型风机与蒸发器串联放置的结构示意图。图4本实用新型风机与蒸发器并联放置的一种结构示意图。图5本实用新型风机与蒸发器并联放置的另一种结构示意图。[0023]图6本实用新型风机与蒸发器并联放置的另一种整体式结构示意图。图7本实用新型风机与蒸发器不安装在同一位置的分离式结构示意图。图8本实用新型在使用时(负压)屋内空气交换流向示意图。图9为本实用新型控制器中各部件连接关系原理示意图。图10本实用新型风机使用双向流风机的结构示意图。图中1_进风管道；2-风机；3-风管平衡器；4-排风管道；5a、5b_风阀；6_蒸发 器；7-压缩机、8-储热水箱、9-冷凝器、10-双向流风机；11-热水出；12-压缩机；13-电能 输入；14-蒸发器；15-其它介质热量输入；16-膨胀阀；17-过滤器；18-储液罐；19-冷水 入。
具体实施方式
附图3-7是本实用新型设备的结构原理及形式，但不限于以下几种形式如图3所示，风机2、风阀5a/5b、蒸发器6安装于卫生间或厨房等其他吊顶之上； 压缩机7、冷凝器9、储热水箱8、四通阀、控制器等其他附件为一体，安装于厨房、卫生间或 隐藏在橱柜或者其他可以隐藏的位置，也可以放置在生活阳台上。在制热水时关闭风阀5a、打开风阀5b，当热水加热到设定温度时，或者热水系统 不工作时，系统自动打开风阀5a、关闭风阀5b，只有空气置换功能在运行，风机2在低转速 运行，混浊空气不通过蒸发器，直接排出室外。如图4所示，风机2与蒸发器6为并联放置于一体，压缩机7、四通阀、膨胀阀等部 件为一体的结构形式，储热水箱8与冷凝器9为一体；这样各部分体积小，便于进行壁挂式 安装或隐藏。储热水箱和主机(压缩机7、四通阀、膨胀阀等部件)部分可以安装于卫生间 或厨房内，特别是厨房的橱柜中，这样的放置更符合现代家具审美观。如图5所示，压缩机7、风机2、蒸发器6、四通阀、膨胀阀为一个整体，冷凝器9、储 热水箱8为另一个整体。两者之间通过冷媒管道相互联通，分离式放置。风管平衡器3置 于房间吊顶内，风管平衡器上有若干风口与各房间的进风管道联通。如图6所示，结构基本与图5 —致，仅有区别是压缩机7、风机2、蒸发器6、四通阀、 膨胀阀、冷凝器9、储热水箱8共同构成一个整体。将原空气源热泵热水器(整体式)、空气置换风机有机结合为一个整体，这样机器 造型较小，安装方便，只需在卫生间吊顶或者厨房吊顶之上安装风管平衡器即可，完成带空 气置换功能的空气源热泵热水器的安装，系统安装无需专业工程师。如图7所示，将原有空气源热泵热水器机组中的风机取掉，利用原空气置换装置 中的风机2作为空气源热泵热水器的风机。在制热水时，使空气置换装置中的风机2高转 速运行，将各房间的空气经风机2弓丨入风管平衡器3内，再经进风管道1弓丨入空气源热泵热 水器的蒸发器6中，进行热交换后排出室外。如图9所示，水感探头，探测到储热水箱8内的热水温度达不到设定温度值时，PC 控制单元给压缩机7、调速风机2通电运行，风阀5a关闭、5b打开，风机高速运转将从各个 房间混浊空气引入空气源热泵热水器中的蒸发器6中，进行热量交换。空气源热泵热水器 产出热水，混浊空气排出室外。当水感探头，探测到储热水箱8内的热水温度达到设定温度 值后，PC控制单元发出指令，压缩机7停止工作，风阀5a打开、5b关闭，调速风机2转为低 速运行，风机仅为室内空气置换系统提供空气流通动力。
5[0039]如图10所示，带控制空气置换功能的空气源热泵热水器中的风机用双向流风机 代替，成为一种具有能量交换的带空气置换功能的空气源热泵热水器。其工作原理与图7 所述工作原理相同，不在重述。本实用新型控制器通过导线与压缩机7、风机2、排气探头、水感探头、操作面板、 化霜探头、环境探头、风阀、电源等部件连接，实现控制目的。 控制器不属申请人发明的新产品，本实用新型控制器可直接选用市场销售的具有 调速功能产品。也可以根据图9连接关系示意图，重新选用不同元件，组成新控制器，在此 不再对控制器的工作原理作说明。
权利要求一种带空气置换功能的空气源热泵热水器，空气源热泵热水器主要由储热水箱(8)、压缩机(7)、蒸发器(6)、风机(2)、冷凝器(9)、控制器、进风口和排风口组成，其特征在于空气源热泵热水器的风机与空气置换装置中的风机为同一台风机，空气置换装置中至少有一根进风管道(1)与空气源热泵热水器中的风机(2)进风口相互联通，风机(2)通过排风管道(4)与排风口相接，风机(2)通过导线与控制器联接，风机转速可调。
2.根据权利要求1所述带空气置换功能的空气源热泵热水器，其特征在于在进风管道 ⑴装有风管平衡器⑶和/或风阀(5a、5b)，风机⑵与蒸发器(6)之间可并联放置，或 者通过管道串联放置。
3.根据权利要求1所述带空气置换功能的空气源热泵热水器，其特征在空气置换装置 中的排风管道(4)可以通过蒸发器(6)后排出室外；也可以不通过蒸发器(6)直接排出室 外。
4.根据权利要求1所述带空气置换功能的空气源热泵热水器，其特征在于风机(2)在 高转速下的风量为500m7tT2500m7h，风机(2)在低转速下的风量为50m7tT2000m7h。
5.根据权利要求1所述带空气置换功能的空气源热泵热水器，其特征在于风机(2)、蒸 发器(6)、压缩机(7)、冷凝器(9)、储热水箱(8)各部件可以通过管道相互连接运行，各部件 布置位置可以是分离式，或者整体式，或者分离与整体的组合形式。
6.根据权利要求1所述带空气置换功能的空气源热泵热水器，其特征在于风机(2)可 用双向流风机(10)代替。
专利摘要本实用新型涉及一种带空气置换功能的空气源热水器，特别是一种在原有空气源热泵热水器的基础上利用原有风机增加设计空气置换控制功能，达到一种设备两种用途。属空气源热量再利用领域。本实用新型空气源热泵热水器主要由储热水箱、压缩机、蒸发器、风机、冷凝器、控制器、进风口和排风口组成，其特征在于空气源热泵热水器的风机与空气置换装置中的风机为同一台风机，空气置换装置中至少有一根进风管道与空气源热泵热水器中的风机进风口相互联通，风机通过排风管道与排风口相接，风机通过导线与控制器联接，风机转速可调。本实用新型新增功能和特点1)增加空气置换功能，2)同时实现室内热量回收利用。3)风机可以调速，满足不同需求的风量(50m3/h~2500m3/h)，同时可以定时段运行。
文档编号F24F12/00GK201575588SQ20092025375
公开日2010年9月8日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者张斌 申请人:张斌