专利名称：热泵兼冰水机系统装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种加热和冷冻组合系统，特别是一种热泵系统。
在环保和节能声浪不断情况下，传统的电能、煤气、燃油等热水锅炉，以及各型冷气机设备，都不具备环保、洁净、省能的条件。在传统的冷气机运转原理和热泵的蒸气压缩循环几乎相同，但是，热泵系统是在动态状况下运转，这起因于冷凝热交换的关系，所以冷凝温度会愈来愈高以提升水温，一般可提升水温自55℃至70℃之间；而冷气机运转时，其冷凝器的热交换介质一般是大气(气冷式)，故其冷凝温度没有太大变化，相对而言其运转情形是稳定的。
当热泵系统内冷凝功效降低致冷媒的温度愈来愈高时，将使整个系统运转无法稳定，最明显的是压缩机停止运转，此外，如机外气体温度太低，也会使蒸发器侧有结霜现象产生，而使热泵系统产生无法运转，因此，如何设计可靠、高级、环保的热泵确是重要课题。
图1是冰水机附热回收装置，冰水机90制作冰水而产生75℃热源经热交换器91而产生成45℃的热水于蓄热槽93，其冷却的冷媒由冷凝器92继续循环，而其蓄热槽93的45℃热水在提供使用前进入锅炉94内加热，但是，其锅炉不具环保、洁净、省能及安全。
本发明的任务是要提供一种热泵兼冰水机系统装置，它能保持正常稳定的功能运转，并能使其压缩循环趋缓。
本发明的任务是这样实现的压缩机上设压缩机压力调整器，该调整器以中央系统控制箱控制，其压缩循环的各出口装设温度检测器可随时反馈温度至控制箱，并以保温储热水槽和保温储冰水槽连接于热水、冰水各设施；当其一检测器检测温度异常时，如其蒸发器出口侧温度太低时，顺序启动以下其一动作而尚无法解决再启动其二动作，其三动作至异常情形解决，其一为调节泵启动使冷热交换水塔内的温热水提升保温冰水槽温度，其二为保温储热水槽紧急热水提供保温储水槽进行冷热相抵而保持其运转正常，其三为控制压缩机压力调整器降低压力，使压缩机的压缩压力降低，以保障压缩循环的持续运行；另其一检测器检测温度异常时，如其冷凝器出口侧温度太高时，顺序启动以下其一动作而尚无法解决再启动其二动作，其三动作至异常情形解决，其一为调节泵启动而第二组热交换器与冷热交换水塔开放式对空气降温，其二为保温储冰水槽紧急冰水提供保温储热水槽进行冷热相抵而保持其运行正常，其三为控制压缩机压力调整顺降低压力而使压缩机的压缩压力降低，以保障压缩循环的持续进行。
本发明提供一种二次热、冷源回收，促使压缩循环更正常，并以其温度检测器的反馈控制箱以控制各调节泵运转而紧急调节循环的各处适当温度，使整个装置在功能运转中保持稳定正常运行，避免冷凝器侧温度过高或蒸发器侧温度过低造成压缩机停止运行；并能提供一控制箱调控调节泵，以使循环的运转温度正常而尚无法达到目标时，以控制改变压缩机压力，而使压缩循环趋缓，从而确保三温暖、按摩浴池、温水泳池、淋浴处有稳定的、源源不断的冰、热水供应。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。
图1是传统冰水机附热回收装置的系统图。
图2是本发明的压缩循环系统图。
图3本发明的冷暖供应口示意图。
图4是本发明系统循环P-h图。
图5是本发明的中央控制箱的控制示意图。
参照图2、5，一种热泵兼冰水机系统装置，尤指一种使用于温水泳池10、三温暖11、按摩浴池12、淋浴13的装置，其压缩循环过程为电源20供应中央系统控制箱21，据以启动压缩机压力调整器22调整压缩机23以适当压力运行，压缩机23压缩冷媒产生高压高温的冷媒进入冷凝器30，冷凝器30内具二组交换器31、32，第一组交换器31和保温储热水槽33(有限热降)以循环泵34强制进行热交换，第二组交换器32和冷热交换水塔35(无限热降)以循环泵36进行强制热交换，其后降温的冷媒进入膨胀阀40降压，再经蒸发器50，蒸发器50内第三组交换器51和保温储冰水槽52(有限热降)由其循环泵53强制进行交换，如无法达到蒸发器50的温度需求，则立即启动调节泵71以保温储冰水槽52和冷热交换水塔35(无限热降)强制交换，补足蒸发器50所需的温度，蒸发器50交换后的冷媒进入压缩机23再次循环；在保温储热水槽33侧设有进水口331和出水口332，以进水口331补充其出水口332引出热水供三温暖11或温水泳池10使用保温储热水槽33所缺的水源，其出水口332供应热水而进水口331侧补充从泳池10或三温暖11及循环管路62中回收的温水；保温储热水槽33旁侧设有调节管路60(必要时开启)连结至保温储冰水槽52，其管路上装设有双向调节泵61，可在紧急必要时，调节两者其一的运转异常温度，而使压缩循环能持续正常运转；在保温储热水槽33侧设循环管路62至暖气供应口63，循环管路62上设循环泵64可在暖气欲供应时启动而强制热水循环，并以暖气供应口63的抽风机65吹出暖气；冷热交换水塔35是和外界进行散热或热交换作用，冷热交换水塔35侧设有调节管路70(必要时开启)连接至保温储冰水槽52，其管路70上设有双向调节泵71，以调节泵71强制循环而使冷热交换水塔35(无限热降)可能适时支援保温储冰水槽52(有限热降)，而使压缩循环能正常运行；保温储冰水槽52上具出水口522和进水口521，出水口522供应冰水于温水泳池10面四周及三温暖11面四周，进水口521补充水源，保温储冰水槽52侧另设有循环管路66至冷气供应67，循环管路66上设循环泵68可在冷气欲供应时启动，而强制冰水循环并以抽风机65吹出冷气。
参照图3，供应口63、67首先由抽风机65吹出气流经冰水循环管路66而至热水循环管路62再引接至三温暖11或温水泳池10，冰水循环管路66下方设接引管路69，将其冰水循环管路66的冷凝水接引排出；其供应口63、67具有供应暖气、冷气及除湿暖气的功效，如欲使用暖气只需开启热水循环管路62，气流经管路旁侧进行交换而引出时已成为暖气，而欲使用冷气则将冰水循环管路66开启，气流经过后即成为除湿的冷气而吹出，另其除湿暖气是将冰水循环管路66开启，气流经该处被冷凝而除湿成为除湿冷气，再经开启的热水循环管路62和加热该除温冷气而成为除湿的暖气提供使用；冷气(暖气)提供时，其冰水循环管路66(热水循环管路62)是同时吸收废热(废冷)而循环至保温储冰水槽52(保温储热水槽33)，以提升(降低)其保温储冰水槽52(保温储热水槽33)的水温，而使保温储冰水槽52(保温储热水槽33)内的水温不致饱和。
参照图4，为理想状态下的热泵热力循环，以压力-焓图(P-h图)表示，图中P、h的单位分别为Kg/Cm2和Kcal/Kg；在图中，冷媒在饱和蒸气状态1下，经压缩后成为高温的过热蒸气状态2，这是一可逆绝热的理想压缩过程，它在P-h图上是循等熵线上升，其理想压缩所需的功率W(Kw)，便是状态1和状态2之间焓乘上质量流率m(Kg/S)即W＝m(h2-h1)，接下来冷媒的冷凝过程，即经冷凝器来冷凝至状态3，其所释放的热量QH＝m(h2-h1)，再经毛细管或其他膨胀装置，将系统冷媒压力从P3降至P4，这是一个不可逆绝热等焓膨胀过程，即h3＝h4；最后，藉蒸发器吸收外气热能，将冷媒蒸发成低温低压的饱和冷媒蒸气，吸收的热量等于QL＝m(h1-h4)，再导入压缩机内完成从1-2-3-4-1的理想压缩循环，由此可知冷媒在热泵系统内，是经过一连串压缩-冷凝-膨胀-蒸发的循环过程。
参照图5，中央系统控制箱21连线各温度检测器80、81、82、83分别装设在压缩机23的出口侧冷媒循环管路上(如图1)、冷凝器30出口侧冷媒循环管路上、膨胀阀40出口侧冷媒循环管路上、蒸发器50出口侧冷媒循环管路上，经各检测器80、81、82、83的反馈可随时测知冷媒循环管路温度，而各循环泵34、36、53、64、68、调节泵71、61也连接线路至中央系统控制箱21，以控制箱21控制各循环泵34、36、53、64、68、调节泵71、61的启闭和转速，确保各温度检测器80、81、82、83所测得温度均在安全值范围；中央系统控制箱21上也连结有控制线路至压缩机压力调整器22，压缩机压力调整器22和压缩机23连结，因而系统控制箱21可控制压缩机23的压缩压力大小，使其产生热水或冰水的速度也同时改变。
上述控制箱的压缩循环异常时操控程序为1.蒸发器50出口侧温度稍低时，立即启动调节泵71和冷热交换水塔35开放式对空气强制热交换升温而输送至保温储冰水槽52，藉以提升蒸发器50出口温度。
2.蒸发器50出口侧温度过低时，保温储热水槽33内的热水经立即启动调节泵61输送至保温储冰水槽52，以热冷相抵消，从而确保循环不致停机。
3.蒸发器50出口侧温度过低经保温储热水槽33支援尚无法完全排除时，控制压缩压力调整器22，使压缩机23的压缩压力降低。
4.冷凝器30出口侧温度稍高时，立即启动循环泵36由第二组热交换32和冷热交换水塔35(无限热降)开放式对空气强制热交换以降低冷凝器30出口温度(无限热降)。
5.冷凝器30出口侧温度过高时，保温储冰水槽52内的冰水立即经启动调节泵61而输送至保温储热水槽33，以冷热相抵消确保循环不致停机。
6.冷凝器30出口侧温度过高经保温储冰水槽52支援尚无法完全排除时，控制压缩压力调整器22，使压缩机23的压缩压力提升。
7.压缩机23在压力调整器22安全极限最高值时，可使冷凝器30侧保温储热水槽33迅速达到设定值，再配合冷热交换水塔35(无限热降)开放式对空气交换降温。从而达到冷媒经膨胀阀40后为液化冷媒，以利再次循环。
8.压缩机23在压力调整器安全极限最高值时，可使蒸发器50侧保温储冰水槽52迅速达到设定值，再配合调节器节泵71引冷热交换水塔35(无限热降)开放式对空气交换升温而使冷媒升温，以达到冷媒后序的正常循环。
9.压缩机23在压力调整器安全极限最高值时，可使蒸发器50侧保温储冰水槽52或冷凝器30侧保温储热水槽33迅速达到设定值，因而可在离峰储存，以适应高峰时刻立即供应冷热水使用。
10.压缩机23在压力调整器安全极限最低值时(即造冷热的最小功率)，如其冷凝器30侧或蒸发器50侧的保温储热水槽33和保温储冰水槽52内的储存温度已饱和，即其压缩机23所造的冷、热不能继续循环交换，以至其三温暖11或温水泳池10消耗较少，控制箱将控制压缩机23暂时停机，待上述两槽33、52使用时再启动。
权利要求
1.一种热泵兼冰水机系统装置，在冷凝器上装设有第一组交换器与保温储热水槽以循环耱作强制热交换，冷凝器上装设有第二组交换器与冷热交换水塔以循环泵作强制热交换，蒸发器上装设有第三组交换器与保温储冰水槽以循环泵进行强制热交换，其特征在于压缩机上设压缩机压力调整器，该调整器以中央系统控制箱控制，其压缩循环的各出口装设温度检测器可随时反馈温度至控制箱，并以保温储热水槽和保温储冰水槽连接于热水、冰水各设施；当其一检测器检测温度异常时，如其蒸发器出口侧温度太低时，顺序启动以下其一动作而尚无法解决再启动其二动作，其三动作至异常情形解决，其一为调节泵启动使冷热交换水塔内的温热水提升保温冰水槽温度，其二为保温储热水槽紧急热水提供保温储水槽进行冷热相抵而保持其运转正常，其三为控制压缩机压力调整器降低压力，使压缩机的压缩压力降低，以保障压缩循环的持续运行；另其一检测器检测温度异常时，如其冷凝器出口侧温度太高时，顺序启动以下其一动作而尚无法解决再启动其二动作，其三动作至异常情形解决，其一为调节泵启动而第二组热交换器与冷热交换水塔开放式对空气降温，其二为保温储冰水槽紧急冰水提供保温储热水槽进行冷相抵而保持其运行正常，其三为控制压缩机压力调整器降低压力而使压缩机的压缩压力降低，以保障压缩循环的持续进行。
2.根据权利要求1所述的热泵兼冰水机系统装置，其特征是保温储热水槽设热水循环管路循环在暖气供应口，热水循环管路上设有循环泵，保温储冰水槽设冰水循环管路上设循环泵，两供应口同由抽风机供应气流交换及同一出口，启动抽风机和冰水循环管路的循环泵以供应冷气，而启动抽风机与热水循环管路的循环泵以供应暖气，而同时启动三者时可产生除温的暖气供应，冰水循环管路、热水循环管路在供应冷热交换外并同时吸取废热、废冷而提供保温储冰水槽和保温储热水槽的升温及降温。
3.根据权利要求1所述的热泵兼冰水机系统装置，其特征是保温储热水槽设有调节管路连接至保温储冰水槽，调节管路上设有双向调节泵，在紧急必要时方开启调节泵使二者冷热相抵而确保压缩循环的正常。
4.根据权利要求1所述的热泵兼冰水机系统装置，其特征是冷热交换水塔和保温储冰水槽间设有调节管路，该调节管路上设双向调节泵，当冷凝器温度太高或蒸发器温度太低时启动调节泵而互相支援，以使压缩循环的继续进行。
全文摘要
本发明公开了一种热泵兼冰水机系统装置,该装置的压缩机上设压缩机压力调整器,该调整器以中央系统控制箱控制,其压缩循环的各出口装设温度检测器并可随时反馈温度至控制箱,以控制箱配合温度检测而能适时控制各调节泵运作,以避免其非正常的停机,如此尚未见效,可最控制其压缩机压力,而平时可将环境废热。废冷回收而促使压缩循环持续,从而达到热泵兼冰水机的持续供应而不致轻易停机,尤适用于温水泳池和三温暖。
文档编号F25B30/00GK1240266SQ9811090
公开日2000年1月5日 申请日期1998年6月18日 优先权日1998年6月18日
发明者黄绍光 申请人:黄绍光