專利名稱：單級壓縮雙級加熱式高溫熱泵熱水機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種單級壓縮雙級加熱式高溫熱泵熱水機。
背景技術：
熱泵技術是一種高效能源利用技術，廣泛應用于生活及生產(chǎn)中。目前，單級壓縮單級加熱的熱泵熱水機組一般所產(chǎn)生的最高熱水溫度不超過60°C，并且隨著外部熱源溫度的降低，制冷系統(tǒng)工作狀況還會進一步惡化，能效比將進一步降低，產(chǎn)生的熱水最高溫度也將進一步降低。而在實際生活及生產(chǎn)中的許多場合中所需要的熱水在60°C 80°C之間，如采用單級壓縮單級加熱的熱泵技術將難以實現(xiàn)。同時，由于熱泵在運行過程中還存在化霜問題，熱泵在化霜過程中將引起熱水溫度波動。只有有效的解決上述問題，才能使熱泵技術得到更加廣泛的應用。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術的不足而提供一種單級壓縮雙級加熱式高溫熱泵熱水機，可在_15°C的環(huán)境溫度以上的熱源溫度下，全天候產(chǎn)生80°C以下的熱水，且熱水機綜合能效比高、經(jīng)濟性好、運行穩(wěn)定。為了達到上述目的，本實用新型是這樣實現(xiàn)的，其是一種單級壓縮雙級加熱式高溫熱泵熱水機，其特征在于包括:壓縮機、四通閥，所述四通閥的a端與所述壓縮機的出口連通，四通閥的c端與壓縮機的入口連通；高溫水箱及中溫水箱，在所述高溫水箱的上部設有高溫水出口，在所述中溫水箱的上部設有中溫水出口，在中溫水箱的下部設有冷水入水口 ；第一單向閥，所述第一單向閥的入口與所述中溫水箱連通，第一單向閥的出口與所述高溫水箱連通；高溫冷凝器，所述高溫冷凝器設在高溫水箱內(nèi)；中溫冷凝器，所述中溫冷凝器設在中溫水箱內(nèi)，中溫冷凝器的一端與所述四通閥的d端連通；第一截止閥及第二截止閥，所述第一截止閥與第二截止閥的一端均與所述中溫冷凝器的另一端連通； 第二單向閥及第一節(jié)流裝置，所述第二單向閥與第一節(jié)流裝置互相并聯(lián)后一端與所述高溫冷凝器的一端連通，另一端與第一截止閥的另一端連通，第二單向閥的出口與高溫冷凝器的一端連通；第三截止閥及第三單向閥，所述第三截止閥的一端與四通閥的b端連通，第三截止閥的另一端及第三單向閥的入口均與高溫冷凝器的另一端連通；第四截止閥，所述第四截止閥的一端分別與第二截止閥的另一端及第三單向閥的出口連通；[0014]外部蒸發(fā)器、第二節(jié)流裝置、第三節(jié)流裝置及第四單向閥，所述第三節(jié)流裝置與第四單向閥串聯(lián)后再與第二節(jié)流裝置并聯(lián)，并聯(lián)后的回路一端與第四截止閥的另一端連通，并聯(lián)回路的另一端與外部蒸發(fā)器的一端連通，所述第四單向閥的入口與外部蒸發(fā)器的一端或第三節(jié)流裝置的一端連通；第五截止閥，所述第五截止閥的一端與外部蒸發(fā)器的另一端連通，第五截止閥的另一端與四通閥的b端連通。所述第一單向閥的入口與所述中溫水箱的上部連通。本實用新型與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點為:I)可在_15°C的環(huán)境溫度以上的熱源溫度下，全天候產(chǎn)生80°C以下的熱水，較高的能效比；2)熱泵機組在化霜時，高溫水箱內(nèi)的水溫度不受影響，熱水溫度保持恒定；3)熱水機綜合能效比高，經(jīng)濟性好，運行穩(wěn)定。

圖1是本實用新型的結構與流程示意圖。
具體實施方式
下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，圖中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。在本實用新型的描述中，術語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”及“第五”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。如圖1所示，其是一種單級壓縮雙級加熱式高溫熱泵熱水機，包括壓縮機1、四通閥2、高溫水箱4、中溫水箱7、第一單向閥3、第二單向閥9、第三單向閥12、第四單向閥14、高溫冷凝器5、中溫冷凝器6、第一截止閥10、第二截止閥11、第三截止閥17、第四截止閥13、第五截止閥19、第一節(jié)流裝置8、第二節(jié)流裝置15、第三節(jié)流裝置16及外部蒸發(fā)器18 ；所述四通閥2的a端與所述壓縮機I的出口連通，四通閥2的c端與壓縮機I的入口連通；在所述高溫水箱4的上部設有高溫水出口 41，在所述中溫水箱7的上部設有中溫水出口71，在中溫水箱71的下部設有冷水入水口 72 ;所述第一單向閥3的入口與所述中溫水箱7連通，第一單向閥3的出口與所述高溫水箱4連通；所述高溫冷凝器5設在高溫水箱4內(nèi)；所述中溫冷凝器6設在中溫水箱7內(nèi)，中溫冷凝器6的一端與所述四通閥2的d端連通；所述第一截止閥10與第二截止閥11的一端均與所述中溫冷凝器6的另一端連通；所述第二單向閥9與第一節(jié)流裝置8互相并聯(lián)后一端與所述高溫冷凝器5的一端連通，另一端與第一截止閥10的另一端連通，第二單向閥9的出口與高溫冷凝器5的一端連通；所述第三截止閥17的一端與四通閥2的b端連通，第三截止閥17的另一端及第三單向閥12的入口均與高溫冷凝器5的另一端連通；所述第四截止閥13的一端分別與第二截止閥11的另一端及第三單向閥12的出口連通；所述第三節(jié)流裝置16與第四單向閥14串聯(lián)后再與第二節(jié)流裝置15并聯(lián)，并聯(lián)后的回路一端與第四截止閥13的另一端連通，并聯(lián)回路的另一端與外部蒸發(fā)器18的一端連通，所述第四單向閥14的入口與外部蒸發(fā)器18的一端或第三節(jié)流裝置16的一端連通；所述第五截止閥19的一端與外部蒸發(fā)器18的另一端連通，第五截止閥19的另一端與四通閥2的b端連通。工作時，在開啟前，冷水從中溫水箱7經(jīng)第一單向閥3流進高溫水箱4，此時兩個水箱的溫度均為低溫，當進行一級加熱時，第一截止閥10、第四截止閥13、第五截止閥19打開，截止閥第二截止閥11、第三截止閥17關閉，四通閥2處于正向狀態(tài)，制冷劑經(jīng)單級壓縮機I壓縮后成為高溫高壓氣體，經(jīng)四通閥2的管口 a流向管口 d，進入中溫水箱7中的中溫冷凝器6，對中溫水箱7中的冷水進行加熱，從中溫冷凝器6出來的制冷劑經(jīng)第一截止閥10、第二單向閥9，進入高溫水箱4中的高溫冷凝器5，對高溫水箱4中的冷水進行加熱，從高溫冷凝器5出來的制冷劑液體經(jīng)第三單向閥12、第四截止閥13，經(jīng)第二節(jié)流裝置15節(jié)流后成為低溫低壓液體，然后去到外部蒸發(fā)器18，通過外部蒸發(fā)器18吸收外部熱源熱量成為低溫低壓氣體，再經(jīng)第五截止閥19，去到四通閥2的管口 b流向管口 C，最后回到單級壓縮機1，如此循環(huán)，直到中溫水箱7和高溫水箱4中的冷水溫度達到設定的中溫上限溫度。此后，熱泵熱水機轉(zhuǎn)入二級加熱運行狀態(tài)，此時，第一截止閥10、第三截止閥17打開，第二截止閥11、第四截止閥13、第五截止閥19關閉，四通閥2處于反向狀態(tài)，制冷劑經(jīng)單級壓縮機I壓縮后成為高溫高壓氣體，經(jīng)四通閥2的管口 a流向管口 b，經(jīng)第三截止閥17，進入高溫水箱4中的高溫冷凝器5，對高溫水箱4中的中溫水進一步進行加熱，從高溫冷凝器5出來的制冷劑液體經(jīng)第一節(jié)流裝置8節(jié)流后成為低溫低壓液體，然后經(jīng)第一截止閥10去到中溫水箱7中的中溫冷凝器6，通過中溫冷凝器6吸收中溫水箱6中中溫熱水的熱量成為低溫低壓氣體，再經(jīng)四通閥2的管口 d流向管口 C，最后回到單級壓縮機I，如此循環(huán)，直到高溫水箱4中的水溫度達到設定的高溫溫度。熱泵熱水機在二級加熱過程中，隨著中溫冷凝器6不斷從中溫水箱7中吸熱，中溫水箱7中的水溫將會逐步降低到設定中溫水溫的下限值，此時，熱泵熱水機需轉(zhuǎn)入到一級加熱狀態(tài)下運行，其與前述熱泵熱水機剛開始運行時的一次加熱運行不同之處在于高溫水箱4中的水溫高于中溫水箱7中的水溫，因此一次加熱運行時，僅對中溫水箱7加熱，其工作流程如下:第二截止閥11、第四截止閥13、第五截止閥19打開，第一截止閥10、第三截止閥17關閉，四通閥2處于正向狀態(tài)，制冷劑經(jīng)單級壓縮機I壓縮后成為高溫高壓氣體，經(jīng)四通閥2的管口 a流向管口 d，進入中溫水箱7中的中溫冷凝器6，對中溫水箱7中的水進行加熱，從中溫冷凝器6出來的制冷劑液體經(jīng)第二截止閥11、第四截止閥13，再經(jīng)第二節(jié)流裝置15節(jié)流后成為低溫低壓液體，然后去到外部蒸發(fā)器18，通過外部蒸發(fā)器18吸收外部熱源熱量成為低溫低壓氣體，再經(jīng)第五截止閥19，去到四通閥2的管口 b流向管口 C，最后回到單級壓縮機I，如此循環(huán)，直到中溫水箱7水溫度達到設定的中溫上限溫度。此后，熱泵再轉(zhuǎn)入前述二級加熱方式進行運行。當熱泵熱水機外部蒸發(fā)器18需要化霜時，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入化霜運行狀態(tài)下運行，其流程如下:第二截止閥11、第四截止閥13、第五截止閥19打開，第一截止閥10、第三截止閥17關閉，四通閥2處于反向狀態(tài)，制冷劑經(jīng)單級壓縮機I壓縮后成為高溫高壓氣體，經(jīng)四通閥2的管口 a流向管口 b，經(jīng)第五截止閥19進入，對外部蒸發(fā)器18化霜。從外部蒸發(fā)器18出來的制冷劑液體經(jīng)第三節(jié)流裝置16、第四單向閥14節(jié)流以及第二節(jié)流裝置15節(jié)流后成為低溫低壓液體，然后經(jīng)第四截止閥13、第二截止閥11去到中溫水箱7中的中溫冷凝器6，通過中溫冷凝器6吸收中溫水箱6中的中溫熱水的熱量成為低溫低壓氣體，再經(jīng)四通閥2的管口 d流向管口 C，最后回到單級壓縮機1，如此循環(huán)，直到外部蒸發(fā)器18化霜完畢。在本實施例中，所述第一單向閥3的入口與所述中溫水箱7的上部連通，這樣可以提高中溫水箱7的熱水出水量。盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換及變形，本實用新型的范圍由權利要求及其等同物限定。
權利要求1.一種單級壓縮雙級加熱式高溫熱泵熱水機，其特征在于包括: 壓縮機(I)、四通閥(2)，所述四通閥(2)的a端與所述壓縮機(I)的出口連通，四通閥(2)的c端與壓縮機(I)的入口連通； 高溫水箱(4)及中溫水箱(7)，在所述高溫水箱(4)的上部設有高溫水出口(41)，在所述中溫水箱(7)的上部設有中溫水出口(71)，在中溫水箱(71)的下部設有冷水入水口(72)； 第一單向閥(3)，所述第一單向閥(3)的入口與所述中溫水箱(7)連通，第一單向閥(3)的出口與所述高溫水箱(4)連通； 高溫冷凝器(5)，所述高溫冷凝器(5)設在高溫水箱(4)內(nèi)； 中溫冷凝器(6)，所述中溫冷凝器(6)設在中溫水箱(7)內(nèi)，中溫冷凝器(6)的一端與所述四通閥(2)的d端連通； 第一截止閥(10)及第二截止閥(11 )，所述第一截止閥(10)與第二截止閥(11)的一端均與所述中溫冷凝器(6)的另一端連通； 第二單向閥(9)及第一節(jié)流裝置(8)，所述第二單向閥(9)與第一節(jié)流裝置(8)互相并聯(lián)后一端與所述高溫冷凝器(5)的一端連通，另一端與第一截止閥(10)的另一端連通，第二單向閥(9)的出口與高溫冷凝器(5)的一端連通； 第三截止閥(17)及第三單向閥(12)，所述第三截止閥(17)的一端與四通閥(2)的b端連通，第三截止閥(17)的另一端及第三單向閥(12)的入口均與高溫冷凝器(5)的另一端連通； 第四截止閥(13)，所述第四截止閥(13)的一端分別與第二截止閥(11)的另一端及第三單向閥(12)的出口連通； 外部蒸發(fā)器(18)、第二節(jié)流裝置(15)、第三節(jié)流裝置(16)及第四單向閥(14)，所述第三節(jié)流裝置(16)與第四單向閥(14)串聯(lián)后再與第二節(jié)流裝置(15)并聯(lián)，并聯(lián)后的回路一端與第四截止閥(13)的另一端連通，并聯(lián)回路的另一端與外部蒸發(fā)器(18)的一端連通，所述第四單向閥(14)的入口與外部蒸發(fā)器(18)的一端或第三節(jié)流裝置(16)的一端連通；第五截止閥(19)，所述第五截止閥(19)的一端與外部蒸發(fā)器(18)的另一端連通，第五截止閥(19)的另一端與四通閥(2)的b端連通。
2.根據(jù)權利要求1所述單級壓縮雙級加熱式高溫熱泵熱水機，其特征在于所述第一單向閥(3)的入口與所述中溫水箱(7)的上部連通。
專利摘要本實用新型涉及一種單級壓縮雙級加熱式高溫熱泵熱水機，包括壓縮機、四通閥、高溫水箱、中溫水箱、第一單向閥、高溫冷凝器、中溫冷凝器，等，所述四通閥的a端與所述壓縮機的出口連通，四通閥的c端與壓縮機的入口連通；所述高溫水箱的上部設有高溫水出口，在所述中溫水箱的上部設有中溫水出口，在中溫水箱的下部設有冷水入水口，所述高溫冷凝器設在高溫水箱內(nèi)；所述中溫冷凝器設在中溫水箱內(nèi)，中溫冷凝器的一端與所述四通閥的d端連通；第一截止閥與第二截止閥的一端均與所述中溫冷凝器的另一端連通；第二單向閥與第一節(jié)流裝置互相并聯(lián)后一端與所述高溫冷凝器的一端連通，另一端與第一截止閥的另一端連通；其熱水機綜合能效比高，經(jīng)濟性好，運行穩(wěn)定。
文檔編號F25B41/06GK203010922SQ201220595298
公開日2013年6月19日 申請日期2012年11月13日 優(yōu)先權日2012年11月13日
發(fā)明者陳學鋒, 徐言生, 何欽波 申請人:順德職業(yè)技術學院