专利名称：一种直热循环双高效热泵热水机组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种热水机组，尤其是一种直热循环双高效热泵热水机组，属于热水器具技术领域。
背景技术：
据申请人了解，热泵热水机组一般有两种工作模式，直热模式和循环模式。直热模式下的热水机组将自来水加热后送到保温水箱，适用于大温差工况，水流量较小。循环模式下的热水机组将来自保温水箱的低于设定温度的水加热后送回水箱，适用于小温差工况，水流量较大。根据现场工作条件，循环模式的水流量通常为直热模式的4-8倍。现有直热 式热泵热水机组大都采用一个冷凝器进行热换热，无法兼顾水流量变化大时的直热模式和循环模式下系统能效比和水路压降，因此安装时需要选取扬程和输入功率较大的循环泵来满足循环模式下水流量需求，结果降低了系统综合能效比。专利号为201120174073. 4、名称为《一种直热式热泵热水机组》的中国专利提出了一种基本解决方案采用两个冷凝器。通过对位于直热进口(冷水进口)和热水出口旁通管路上阀门的控制，实现直热模式下的冷凝器水路串联；以及循环模式下的冷凝器水路并联。因此冷凝器的设计可兼顾直热模式和循环模式水流量相差较大的情形，降低循环模式水路压降，可选取功率较小的循环泵，从而提高了系统综合能效比。实际上，不难想到，与上述专利等效的替代方案是如附图
4所示，采用一个冷凝器，但冷凝器水路中间引出接头接循环进口管路(温水管路)，这样显然可以获得相同的作用效果；如附图5所示，将制冷剂侧两个冷凝器改为并联连接，也能达到同样的效果。实践证明，上述基本技术方案及其等同方案存在以下技术问题I)在满足直热模式下水和制冷剂回路逆流换热时，循环模式下有一个冷凝器或一部分冷凝器的水和制冷剂为顺流换热，换热效率较低。即直热模式下，水和制冷剂逆流换热；而循环模式下，下部冷凝器的水和制冷剂顺流换热，因此换热效率较低。2)由于在直热和循环模式下，部分冷凝器内部存在水流方向相反的情况，因此在热泵热水机组进行直热和循环模式切换时，增压泵、循环泵、热泵热水机组需要停止工作，以避免水流对冲引起管路噪声振动以及管路部件失效。以201120174073. 4的技术方案为例，直热模式下，下冷凝器内部的水流方向朝上，而循环模式下，下冷凝器内部的水流方向朝下，因此每次进行直热和循环模式切换时，增压泵、循环泵、热泵热水机组需要停止工作，结果降低了热水系统可靠性。。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对上述现有技术存在的缺点，提出一种模式切换无需停机且保持高效的直热循环双高效热泵热水机组。为了达到以上目的，本实用新型的直热循环双高效热泵热水机组包括具有第一进水接口和第一出水接口的第一冷凝器、具有第二进水接口和第二出水接口的第二冷凝器，以及与第二进水接口连通的直热进口、与第一进水接口连通的循环进口、与第一出水接口连通的热水出口 ；其特征在于所述第二出水接口至所述第一进水接口单向连通，所述循环进口至所述第二进水接口单向连通；所述第二出水接口与所述热水出口之间的连通管路设有控制阀。在直热模式下，控制阀关闭，冷水从直热进口进入，经第二和第一冷凝器后，从热水出口流出。在此过程中，制冷剂在冷凝器中的流向与水流方向相反，因此实现了逆流换热。 在循环模式下，控制阀开启，温水从循环进口一路经第一进水接口流进第一冷凝器，直接经过第一冷凝器从热水出口输出，另一路通过循环进口至第二冷凝器的第二进水接口进入第二冷凝器，流经第二冷凝器后，通过控制阀，从热水出口流出。在此过程中，制冷剂和水流依然为逆流换热。·由此可见，与现有技术相比，采用本实用新型后，无论直热还是循环模式，都为逆流换热，因此始终保持较高的换热效率，同时由于模式切换不改变水流流向，因此无需停机，可以连续运行。本实用新型的实施方式中，所述循环进口设有防止回流的单向阀。本实用新型的实施方式中，所述第一冷凝器和第二冷凝器的制冷剂管路并联。本实用新型的实施方式中，所述第一冷凝器和第二冷凝器均采用内部为水流通道、外部为制冷剂通道的盘管换热结构，所述第一冷凝器的盘管与所述第二冷凝器的盘管置于同一壳体内。本方法的实施例中，所述第一冷凝器和第二冷凝器的制冷剂流向均自上而下，所述第一冷凝器和第二冷凝器的水流流向均自下而上。
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。图I为本实用新型实施例一的结构示意图。图2为本实用新型实施例二的结构示意图。图3为本实用新型实施例三的结构示意图。图4为现有技术替代方案一的结构示意图。图5为现有技术替代方案二的结构示意图。
具体实施方式
实施例一本实施例的直热循环双高效热泵热水机组如图I所示，包括具有第一进水接口 IS和第一出水接口 IF的第一冷凝器I、具有第二进水接口 2S和第二出水接口 2F的第二冷凝器2，以及与第二进水接口 2S连通的自来水直热进口 3、与第一进水接口 IS连通的储水水箱循环进口 4、与第一出水接口 IF连通的热水出口 5。其中，第二出水接口 2F至第一进水接口 IS通过第一单向阀b单向连通,循环进口 4至第二进水接口 2S通过第三单向阀a单向连通，第二出水接口 2F与热水出口 5之间的连通管路设有控制阀6。循环进口设置的第二单向阀c可以防止回流。工作时，第一冷凝器I和第二冷凝器2的制冷剂流向自上而下由端口 IN至端口 OUT ，第一冷凝器I和第二冷凝器2的水流流向分别由IS至1F、2S至2F，均自下而上，因此始终是逆流换热。直热进口处设置了开关阀7。直热模式下，控制阀6关闭，来自自来水源的冷水从直热进口 3进入，经第二冷凝器后，由2F至1S，再经第一冷凝器，从热水出口 5流出。在此过程中，制冷剂和水流在冷凝器中的流向分别由上而下和由下而上，形成典型的逆流换热。在循环模式下，控制阀6开启，来自热水器储水水箱中的温水从循环进口 4由第一进水接口 IS流进第一冷凝 器1，直接经过第一冷凝器I从热水出口 5输出，同时，其另一路由循环进口 4通过第三单向阀a经第二冷凝器2的第二进水接口 2S进入第二冷凝器2，流经第二冷凝器后，由第二出水接口 F2流出，再通过开启的控制阀6后，从热水出口 5流出。在此过程中，制冷剂和水流依然为由上而下和由下而上的逆流换热。在上述两种模式下，经两个冷凝器的制冷剂流向和水流流向都没有发生改变，因此在直热和循环模式切换过程中不需要停机。实施例二本实施例的直热循环双高效热泵热水机组如图2所示，基本的管路结构与实施例一相同，不同的是，第一冷凝器I和第二冷凝器2的制冷剂管路不是串联，而是并联。实施例三本实施例的直热循环双高效热泵热水机组如图3所示，基本的管路结构也与实施例一相同，不同的是，第一冷凝器I和第二冷凝器2均采用内部为水流通道、外部为制冷剂通道的盘管换热结构，第一冷凝器I的盘管与第二冷凝器的盘管2置于同一壳体内。实验证明，上述实施例的直热式热泵热水机组与现有技术相比，具有如下显著优
占-
^ \\\ I、在直热和循环模式下，冷凝器均为高效的逆流换热，因此能效比提高明显。2、实现了不停机状态下的直热和循环模式切换，提高了单位时间的热水产率，减少了热泵热水机组、水路零部件、增压泵及循环泵的启停次数，有效提高了热水系统的可靠性。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
权利要求1.一种直热循环双高效热泵热水机组，包括具有第一进水接口和第一出水接口的第一冷凝器、具有第二进水接口和第二出水接口的第二冷凝器，以及与第二进水接口连通的直热进口、与第一进水接口连通的循环进口、与第一出水接口连通的热水出口 ；其特征在于所述第二出水接口至所述第一进水接口单向连通，所述循环进口至所述第二进水接口单向连通；所述第二出水接口与所述热水出口之间的连通管路设有控制阀。
2.根据权利要求I所述的直热循环双高效热泵热水机组，其特征在于所述循环进口设有防止回流的单向阀。
3.根据权利要求I所述的直热循环双高效热泵热水机组，其特征在于所述第一冷凝器和第二冷凝器的制冷剂管路并联。
4.根据权利要求I所述的直热循环双高效热泵热水机组，其特征在于所述第一冷凝器和第二冷凝器均采用内部为水流通道、外部为制冷剂通道的盘管换热结构，所述第一冷凝器的盘管与所述第二冷凝器的盘管置于同一壳体内。
5.根据权利要求I所述的直热循环双高效热泵热水机组，其特征在于所述第一冷凝器和第二冷凝器的制冷剂流向均自上而下，所述第一冷凝器和第二冷凝器的水流流向均自下而上。
专利摘要本实用新型涉及一种直热循环双高效热泵热水机组，属于热水器具技术领域。该机组包括具有第一进水接口和第一出水接口的第一冷凝器、具有第二进水接口和第二出水接口的第二冷凝器，以及与第二进水接口连通的直热进口、与第一进水接口连通的循环进口、与第一出水接口连通的热水出口；所述第二出水接口至所述第一进水接口单向连通，所述循环进口至所述第二进水接口单向连通；所述第二出水接口与所述热水出口之间设有控制阀。与现有技术相比，采用本实用新型后，无论直热还是循环模式，都为逆流换热，因此始终保持较高的换热效率，同时由于模式切换不改变水流流向，因此无需停机，可以连续运行。
文档编号F24H4/02GK202792522SQ201220419278
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月22日 优先权日2012年8月22日
发明者颜松, 张俊杰, 吴亚卫 申请人:艾欧史密斯(中国)热水器有限公司