基于风冷热泵的储能装置及其应用的供热供冷系统的制作方法

本实用新型涉及建筑供热供冷系统技术领域，具体讲是一种基于风冷热泵的储能装置及其应用的供热供冷系统。

背景技术：

目前，建筑供热供冷系统一般包括风冷热泵、储能机构和末端装置，风冷热泵提供热源或冷源，储能机构用于将风冷热泵提供的热源或冷源的热量进行存储，并通过水泵供给给末端装置，由末端装置给建筑内供热或供冷，所述的末端装置一般包括风机盘管、地暖、水暖气片和生活热水末端等。所述的风冷热泵也称室外机，其内部有空气压缩机、水热交换器、蒸发器、膨胀阀、四通换向阀、冷凝器和抽水水泵等；压缩机、四通换向阀、冷凝器、膨胀阀、水热交换器、蒸发器等组成风冷热泵的冷媒循环制热制冷回路。储能机构一般为水箱或储液罐，储能机构上连通有进水管和回水管，进水管通过水泵与末端装置连通，末端装置的排水口与回水管连通，储能机构、进水管、末端装置和回水管组成供热供冷回路。储能机构与风冷热泵之间设有第一热交换管和第二热交换管，且水泵、水热交换器、第一热交换管、储能机构、第二热交换管组成的换热储能回路，循环不断地将风冷热泵产生的热量存储在储能机构内，并经进水水泵、进水管供给给末端装置，实现室内的供热或供冷。该现有技术的储能机构与风冷热泵之间通过多个管道及阀体连接，其连接结构比较复杂、成本较高；另外，供热供冷系统中的储能机构在储能时，必须要利用水泵将储能机构内的水不断循环至水热交换器表面进行热量交换，其能耗较高、热交换效率较低，且水热交换器在温度较低的冬天容易被冻裂，导致压缩机损坏，使风冷热泵不能正常工作。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺陷，提供一种结构简单、成本低，能耗低、热交换效率高，且使用寿命长的基于风冷热泵的储能装置。

本实用新型的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的基于风冷热泵的储能装置：它包括

风冷热泵，具有连接在制热制冷回路中的水热交换器；

蓄能水箱，其内设有储水的内腔，所述蓄能水箱上连通有至少一个与末端装置进水端相连通的进水管，且蓄能水箱上连通有与末端装置排水端相连通的回水管；所述的水热交换器设置在蓄能水箱的内腔内。

作为改进，它还包括辅助供热机构，所述的辅助供热机构包括热水器、第一管件和第二管件，所述第一管件的第一端与热水器的进水端连通，第一管件的第二端与回水管连通；第二管件的第一端与热水器的出水端连通，第二管件的第二端与回水管连通。

作为优选，所述风冷热泵内设有蒸发器、压缩机、四通换向阀、冷凝器和双向膨胀阀，所述压缩机的入口端与蒸发器连通，压缩机的出口端与四通换向阀的第一接口连通，四通换向阀的第二接口与冷凝器连通，冷凝器与双向膨胀阀连通，双向膨胀阀与水热交换器的一端连通，水热交换器的另一端与四通换向阀的第三接口连通，四通换向阀的第四接口与蒸发器连通，所述的蒸发器、压缩机、四通换向阀、冷凝器、双向膨胀阀和蓄能水箱的内腔中的水热交换器形成制热制冷回路。

作为优选，所述蓄能水箱上设有与内腔相连通入水口，所述的入水口用于供自来水接头连接补水。

采用以上结构后，本实用新型一种基于风冷热泵的储能装置与现有技术相比，具有以下优点：

1、该基于风冷热泵的储能装置，将风冷热泵的制热制冷回路中的水热交换器直接设置在蓄能水箱内，冷媒在风冷热泵的压缩机的作用下沿制热制冷回路循环，使冷媒释放或吸收的热量直接通过水热交换器与蓄能水箱内的水发生热交换，这样减少了风冷热泵内水泵的设置，以及蓄能水箱与风冷热泵之间管道的连接，使其结构简单、成本低，安装施工方便；水热交换器直接与蓄能水箱内的水发生热交换，避免热量损耗，热交换时能耗低、热交换效率高。再者将水热交换器直接设置在蓄能水箱内，避免外界温度过低将水热交换器冻裂以及避免导致压缩机损坏，使其使用寿命长。

2、辅助供热机构的热水器通过第一管件和第二管件连通在与蓄能水箱相连通的回水管上，这样设置不影响回水管内的水流量，不增加回水管内的水流阻力。

本实用新型的另一种技术解决方案是，提供一种具有以下结构的供热供冷系统：它包括储能装置和末端装置，所述储能装置的进水管与末端装置进水端相连通，且进水管上连接有进水水泵，储能装置的回水管与末端装置出水端相连通，所述的储能装置为上述所述的基于风冷热泵的储能装置。

作为优选，每个进水管对应一个建筑楼层，且每个进水管的出水端与该建筑楼层的末端装置的进水端连通。

作为优选，每个进水管与末端装置的进水端之间均通过进水软管连通；每个末端装置的出水端与回水管之间均通过排水软管连通。

作为优选，所述进水软管与进水管之间以及排水软管与回水管之间均通过顺水接头连通。

采用以上结构后，本实用新型一种供热供冷系统与现有技术相比，具有以下优点：

1、该供热供冷系统的蓄能水箱上连通有回水管和与建筑楼层相对应设置的至少一个进水管，每个进水管上连接有进水水泵；这样设置，使每建筑楼层的末端装置都通过一个独立的进水管与蓄能装置连通，或者说，每建筑楼层的末端装置配合一个直接与蓄能装置连通的进水管，换句话说，每个进水管对应一个建筑楼层，且每个进水管的出水端与该建筑楼层的末端装置的进水端连通，每个进水管上的进水水泵均可独立工作，这样在保证每组末端装置供水压力的前提下，可采用功率较小的进水水泵，这样进水水泵在工作时，其能耗较小且噪音低；每个建筑楼层的末端装置适配一个独立的进水管，这样不仅使用户可分层控制末端装置的工作，避免能源浪费，而且减少蓄能水箱与末端装置之间进水管上接头或转接头的数量，降低了水流阻力，提高了供热供冷的运行效率，且使接头处可能形成水流漏点数量减少，为后期维护提供了方便；另外，进水管通过进水软管与末端装置的进水端连通，末端装置的出水端通过排水软管与回水管连通，这样设置，不仅便于施工安装，而且可减少墙壁钻孔的数量，保护墙体承重，安装施工难度较低，安装方便。

2、该供热供冷系统采用将风冷热泵的制热制冷回路中的水热交换器直接设置在蓄能水箱内，冷媒在风冷热泵的压缩机的作用下沿制热制冷回路循环，使冷媒释放或吸收的热量直接通过水热交换器与蓄能水箱内的水发生热交换，这样减少了风冷热泵内水泵的设置，以及蓄能水箱与风冷热泵之间管道的连接，使整个供热供冷系统结构简单、成本低，安装施工方便；水热交换器直接与蓄能水箱内的水发生热交换，避免热量损耗，热交换时能耗低、热交换效率高，从而使供热供冷系统的运行效率高，节能环保。

附图说明

图1是本实用新型基于风冷热泵的储能装置的连接结构示意图。

图2是本实用新型基于风冷热泵的储能装置的风冷热泵的制热制冷回路的示意图。

图3是本实用新型供热供冷系统的连接结构示意图。

图4是本实用新型供热供冷系统的末端装置的连接结构示意图。

图5是本实用新型供热供冷系统的顺水接头的结构示意图。

如图所示：

1、风冷热泵，100、蒸发器，101、压缩机，102、四通换向阀，103、水热交换器，104、冷凝器，105、双向膨胀阀，2、蓄能装置，200、内腔，201、入水口，3、进水管，300、进水水泵，301、顺水接头，302、进水软管，4、回水管，400、排水软管，5、末端装置，500、风机盘管，501、地暖散热末端，6、三通换向阀，7、辅助供热装置，700、第一管件，701、第二管件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

现有技术的风冷热泵也称室外机，参见公开专利cn104034082a，其是一种制热制冷设备，其结构包括外壳，设置在外壳内的压缩机、水热交换器、蒸发器、双向膨胀阀、冷凝器、四通换向阀和水泵等，压缩机、冷凝器、双向膨胀阀、水热交换器、蒸发器等组成风冷热泵的冷媒循环制热制冷回路，水泵将蓄能装置内的水输送至水热交换器表面进行水热交换，经水热交换器的水温度升高或降低后再流至蓄能装置内存储；风冷热泵在制热时，压缩机不断地从蒸发器中抽取冷媒蒸气，冷媒蒸气在压缩机的压缩下，由低温低压蒸气转变为高温高压蒸气，高温高压蒸气在四通换向阀的作用下输送至水热交换器，从而使水热交换器表面流经的水温度升高，经过水热交换器表面后的较高温度的水在水泵的压力下流至蓄能装置内储能；经水热交换器冷凝后的冷媒蒸气经过双向膨胀阀节流降压后进入冷凝器，再经四通换向阀返回到蒸发器，从而形成一个制热循环；风冷热泵在制冷时，压缩机不断地从蒸发器中抽取冷媒蒸气，冷媒蒸气在压缩机的压缩下，由低温低压蒸气转变为高温高压蒸气，高温高压蒸气经四通换向阀进入冷凝器放热冷凝，经冷凝器后的冷媒蒸气在双向膨胀阀的节流限压后形成低压低温蒸气并进入水热交换器吸收经过水热交换器外表面循环中水的热量后由四通换向阀返回蒸发器，从而形成一个制冷循环；经过水热交换器外表面的水放热后温度降低并流至蓄能装置进行储能。本实用新型的基于风冷热泵的储能装置是在上述现有技术的风冷热泵以及蓄能装置的基础上进行的改进。

参见图1～图2所示，本实用新型一种基于风冷热泵的储能装置，它包括风冷热泵1，具有连接在制热制冷回路中的水热交换器103；蓄能水箱2，其内设有储水的内腔200，所述蓄能水箱2上连通有至少一个与末端装置5进水端相连通的进水管3，且蓄能水箱2上连通有与末端装置5排水端相连通的回水管4；所述的水热交换器103设置在蓄能水箱2的内腔200内。所述蓄能水箱2上设有与内腔200相连通入水口201，所述的入水口201用于供自来水接头连接补水。所述的水热交换器103也称换热器，本实用新型采用的盘管式水热交换器或板式水热交换器。

所述的制热制冷回路是指所述风冷热泵1内设有蒸发器100、压缩机101、四通换向阀102、冷凝器104和双向膨胀阀105，所述压缩机101的入口端与蒸发器100连通，压缩机101的出口端与四通换向阀102的第一接口连通，四通换向阀102的第二接口与冷凝器104连通，冷凝器104与双向膨胀阀105连通，双向膨胀阀105与水热交换器103的一端连通，水热交换器103的另一端与四通换向阀102的第三接口连通，四通换向阀102的第四接口与蒸发器100连通，所述的蒸发器100、压缩机101、四通换向阀102、冷凝器104、双向膨胀阀105和蓄能水箱2的内腔200中的水热交换器103形成制热制冷回路。在制热时，压缩机101不断地从蒸发器100中抽取冷媒蒸气，冷媒蒸气在压缩机101的压缩下，由低温低压蒸气转变为高温高压蒸气，高温高压蒸气在四通换向阀102的作用下输送至水热交换器103，从而使蓄能水箱2内的水温度升高；经水热交换器103冷凝后的冷媒蒸气经过双向膨胀阀105节流降压后进入冷凝器104，再经四通换向阀返回到蒸发器100，从而形成一个制热循环；风冷热泵在制冷时，压缩机101不断地从蒸发器100中抽取冷媒蒸气，冷媒蒸气在压缩机101的压缩下，由低温低压蒸气转变为高温高压蒸气，高温高压蒸气经四通换向阀102进入冷凝器104放热冷凝，经冷凝器104后的冷媒蒸气在双向膨胀阀105的节流限压后形成低压低温蒸气并进入水热交换器103吸收蓄能水箱2内的水的热量后由四通换向阀102返回蒸发器100，蓄能水箱2内的水热量被吸收后温度降低，从而形成一个制冷循环。

参见图1所示，它还包括辅助供热机构7，所述的辅助供热机构7包括热水器、第一管件700和第二管件701，所述第一管件700的第一端与热水器的进水端连通，第一管件700的第二端与回水管4连通；第二管件701的第一端与热水器的出水端连通，第二管件701的第二端与回水管4连通。该辅助供热机构7为燃气热水器或电热水器，这样设置的辅助供热机构7不影响回水管内的水流量，不增加回水管内的水流阻力。

参见图3～图5所示，本实用新型一种供热供冷系统，它包括储能装置和末端装置5，所述储能装置的进水管3与末端装置5进水端相连通，且进水管3上连接有进水水泵300，储能装置的回水管4与末端装置5出水端相连通，所述的储能装置为上述实施例所述的基于风冷热泵的储能装置，即储能装置包括风冷热泵1，具有连接在制热制冷回路中的水热交换器103；蓄能水箱2，其内设有储水的内腔200，所述蓄能水箱2上连通有至少一个进水管3，且蓄能水箱2上连通有回水管4；所述的水热交换器103设置在蓄能水箱2的内腔200内。每个进水管3对应一个建筑楼层，且每个进水管3的出水端与该建筑楼层的末端装置5的进水端连通。换句话说，进水管3的数量和建筑楼层的数量相配，每个建筑楼层适配一个独立的进水管3，或者每个建筑楼层的一组末端装置5适配一个直接与蓄能装置2连通的进水管3，且每个进水管3上连接的进水水泵300均可独立工作；这样在保证每组末端装置供水压力的前提下，可采用功率较小的进水水泵300，这样进水水泵300在工作时，其能耗较小且噪音低。

每个进水管3与末端装置5的进水端之间均通过进水软管302连通；每个末端装置5的出水端与回水管4之间均通过排水软管400连通。所述进水软管302与进水管3之间以及排水软管400与回水管4之间均通过顺水接头301连通。进水软管302和排水软管400均为pe-rt管，也即耐热聚乙烯管，其柔韧性好，耐高温抗冻性能强，便于施工安装，而且可减少墙壁钻孔的数量，安装施工难度较低，安装方便。所述的顺水接头包括三通顺水接头和两通顺水接头，其内壁接口处光滑呈圆弧形设置，这样设置可减小水流的阻力。所述的末端装置5包括至少一个风机盘管500和地暖散热末端501，风机盘管500和地暖散热末端501的进水端分别通过进水软管302与进水管3连通，风机盘管500和地暖散热末端501的出水端分别通过排水软管400与回水管4连通。至少一个风机盘管500的进水端和出水端之间连通有三通换向阀6，用于在该风机盘管500停止工作时，进水端的水流经三通换向阀6和出水端回流至回水管4内。所述的地暖散热末端为地暖、暖气片中的至少一种。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。