热水罐空气源热泵加热机组的制作方法

本实用新型提供的是热能利用领域使用的空调机组，具体地说是热水罐空气源热泵加热机组。

背景技术：

目前广泛使用的空气源热水机组，效率比传统的制空气源热水机组热效率有很大的提升。但是，对于双压缩机空气源热泵机组蒸发器采用并列安装，存在两个问题：1、空气进出温差较大，不能实现热能的梯级利用；2、在单压缩机运转时，另一个不工作的蒸发器依然有同样的空气流过，浪费了50%风量。

技术实现要素：

为了利用空气源机组热交换制热，本实用新型提供了热水罐加热空气源热泵机组。该机组通过空气源热泵机组的冷凝器对热水罐中的水进行热交换加热，解决空气源热泵机组制热的技术问题。

本实用新型解决技术问题所采用的方案是：

前置蒸发器和后置蒸发器并列安装，两者之间具有间隔，在前置蒸发器和后置蒸发器外部安装有吸风机，前置蒸发器通过管路与第一压缩机连接，后置蒸发器通过管路与第二压缩机连接；

第一压缩机通过管路与安装在热水罐中的第一冷凝器连接，第二压缩机又与热水罐中的第二冷凝器连接，在热水罐下部设有注水管，上部连接有出热水管；

在热水罐内装有温度传感器，温度传感器通过温控器分别与第一压缩机和第二压缩机电路连接。

积极效果：本实用新型利用空气源热泵机组制热，对水罐中水加热，获得热水，利用了自然空气中的能量，而且利用两台压缩机系统交替工作，满足水加热的实际需要与温度调节，因此节省机组运行能量和风量。适宜作为热水罐空气源热泵加热机组使用。

附图说明

图1为本实用新型机组结构布置示意图。

图中，1.1.第一压缩机，1.2.第二压缩机，2.1.第一冷凝器，2.2.第二冷凝器，3.1.第一膨胀阀，3.2.第二膨胀阀，4.1.前置蒸发器，4.2.后置蒸发器，5.吸风机，6.热水罐，7.注水管，8.出热水管，9.温度传感器，10.温控器。

具体实施方式

特征在于：前置蒸发器和后置蒸发器相距并列安装在一个装有吸风机的通风道内，蒸发器对空气进行梯度降温。

具体连接关系：

前置蒸发器4.1和后置蒸发器4.2并列安装，两者之间具有间隔，在前置蒸发器和后置蒸发器外部安装有吸风机5，前置蒸发器通过管路与第一压缩机1.1连接，后置蒸发器通过管路与第二压缩机1.2连接；

第一压缩机通过管路与安装在热水罐6中的第一冷凝器2.1连接，第二压缩机又与热水罐中的第二冷凝器2.2连接，在热水罐下部设有注水管7，上部连接有出热水管8；

在热水罐内装有温度传感器9，温度传感器通过温控器10分别与第一压缩机和第二压缩机电路连接。

工作过程：

当热水罐内温度低于温控器设定温度时，两台压缩机同时启动运转，进行运行工作，使蒸发器和冷凝器循环工作，通过压缩机向冷凝器中排入高温气态制冷剂，高温气态制冷剂进入冷凝器，在冷凝器中释放热量与水进行热交换，对水进行加热，同时，高温气态制冷剂转变成液态，液态制冷剂通过膨胀阀减压后进入蒸发器，液态制冷剂在蒸发器内蒸发转变成气态，同时与空气进行热交换吸收热量，使空气的温度降低。气态制冷剂被吸入压缩机，构成工作循环。

当热水罐的水接近设定温度后，停止两台压缩机其中的一台工作，使用一台压缩机独立工作，保证热水罐中的温度不降低。

如果热水罐中水的温度不能达到设定温度时，而两台压缩机便同时进行工作。

使用效果：

一般情况下蒸发器的进出温度差约为10℃。在环境温度为20℃、对数换热温差为5℃的工况下，出风温度均为10℃，蒸发温度为8.43℃。

在一台压缩机运转的情况下，由于通过的风量增加一倍，使出风温差降低一半，即出风温度为15℃，则在对数换热温差为5℃的工况下，蒸发温度为12.09℃。这样可使蒸发器的蒸发温度提高3.66℃，使压缩机的热效率提高14.6%，蒸发温度每提高1℃压缩机效率约提高4%。

在两台压缩机同时运转的情况下，后置蒸发器的蒸发温度依然为12.09℃。而前置蒸发器在对数换热温差在5℃的工况下蒸发温度为7.09℃，蒸发温度下降1.34℃，使第一压缩机的热效率降低5.4%，蒸发温度每降低1℃压缩机效率约降低4%。则两台压缩机热效率的提升值为{14.6%+（-5.4%）}÷2=4.6%。

热水罐的注水管用于向热水罐中注水，而热水出管用于从热水罐中引出被加热的热水。

技术原理：

高温高压气体分别进入第一冷凝器和第二冷凝器，热水罐内的水与冷凝器内的制冷剂进行热交换，将冷凝器内的高温高压气体冷凝成高压液体。

高压液体通过第一膨胀阀和第二膨胀阀降压，形成低温低压制冷剂的气液混合体。

低温低压制冷剂先后进入前置蒸发器和后置蒸发器。自然空气在吸风机的作用下依次通过后置蒸发器和前置蒸发器，与蒸发器内的制冷剂进行热交换，使制冷剂蒸发成低温低压气体。

低温低压气体制冷剂分别进入第一压缩机和第二压缩机的吸气口，经压缩机压缩排出高温高压气体。

所述蒸发器通过吸风对通过的空气降温，吸收热量，所述冷凝器通过气态工质释放热量热交换产热。

所述温度传感器感知热水罐中的水温，通过传导线传给温控器，温控器中分别安装有两套控温单元，分别与第一压缩机和第二压缩机电路连接，通过温度传感器与温控器差时连接，通过温控器指令单一压缩机工作模式或两台压缩机联合运转模式。

本热水机组与现有空气源热泵机组的结构区别：

现有的空气源热泵机组的蒸发器在一个通风风道内呈v形安装，两蒸发器通过的风量相同，所以不能进行蒸发器的温度梯级利用，所以工作效率相对较低。本热水罐加热空气源热泵机组的蒸发器在一个吸风道内前后设置，通过每个蒸发器的通风量增加一倍，所以能够实现蒸发器温度的梯级利用，改善机组工况，实现节能和热量分别利用的技术效果。

本发明意义在于：

通过蒸发器的并列安装，第一增加第二压缩机的蒸发温度，第二在单压缩机运转时，使通过一个压缩机的风量相当于原来的两倍，从而提高蒸发温度增加压缩机的制热效率。

适用范围：

适用空气源热泵机组、热泵干燥机、除湿机、空气制水机，制冷热工艺流程。

所要解决的技术问题：

本热泵机组能够解决目前多压缩机空气源热泵机组能量不能梯级利用、以及单压缩机运转时浪费50%风量的问题。

特点：

本热水罐热水加热采用空气源热泵机组，利用空气自然能进行工作循环，加热热水罐中的水，同时提高空气源热泵的工作效率，并且节省能源。

技术特征：

1.热水罐空气源热泵加热机组，其特征是：

前置蒸发器（4.1）和后置蒸发器（4.2）并列安装，两者之间具有间隔，在前置蒸发器和后置蒸发器外部安装有吸风机（5），前置蒸发器通过管路与第一压缩机（1.1）连接，后置蒸发器通过管路与第二压缩机（1.2）连接；

第一压缩机通过管路与安装在热水罐（6）中的第一冷凝器（2.1）连接，第二压缩机又与热水罐中的第二冷凝器（2.2）连接，在热水罐下部设有注水管（7），上部连接有出热水管（8）；

在热水罐内装有温度传感器（9），温度传感器通过温控器（10）分别与第一压缩机和第二压缩机电路连接。

技术总结
本实用新型提供的是热水罐空气源热泵加热机组。前置蒸发器和后置蒸发器并列安装，两者之间具有间隔，在前置蒸发器和后置蒸发器外部安装有吸风机，前置蒸发器通过管路与第一压缩机连接，后置蒸发器通过管路与第二压缩机连接；第一压缩机通过管路与安装在热水罐中的第一冷凝器连接，第二压缩机又与热水罐中的第二冷凝器连接，在热水罐下部设有注水管，上部连接有出热水管；在热水罐内装有温度传感器，温度传感器通过温控器分别与第一压缩机和第二压缩机电路连接。本实用新型利用空气源热泵机组制热对水罐中水加热，而且利用两台压缩机系统交替工作，满足水加热的实际需要与温度调节。适宜作为热水罐空气源热泵加热机组使用。

技术研发人员：马强
受保护的技术使用者：马强
技术研发日：2019.09.25
技术公布日：2020.05.26