一种热泵冷热水机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种热泵冷热水机，属于热水器技术领域。该机包括压缩机经换向阀与风侧换热器、水箱换热器以及节流阀构成的热泵循环系统；水源端经串联的第一三通阀和第一三通的直通口与水箱的冷水口连通，且通过用水点后经串联的第二三通阀和第二三通的直通口与水箱的热水口连通；第一三通阀的旁通口与第二三通的旁通口连通，第二三通阀的旁通口与第一三通的旁通口连通；控制器的相应控制端分别接换向阀、第一三通阀、第二三通阀以及压缩机、风侧换热器风机的受控端。本实用新型专利技术可以按需切换，对水箱中的水进行制热和制冷，从而既可以如常规热水器那样提供升温热水，也可以针对特殊区域的用水需求，将高温水冷却提供降温水。

A heat pump cold and hot water machine

【技术实现步骤摘要】
一种热泵冷热水机
本技术涉及一种冷热水机，尤其是一种热泵冷热水机，属于热水器

技术介绍
众所周知，热泵热水器根据“逆卡诺循环”原理工作，从空气、地表水、地下水、土壤中吸热，加热低压制冷剂使其蒸发气化，气化后的制冷剂气体通过压缩机压缩增压升温，高温制冷剂通过换热器转化给水加热并冷凝液化，随后节流降压降温进行蒸发气化进入下一个循环。据申请人了解，现有燃气热水器、电热水器、太阳能热水器以及常规热泵热水器均只能实现冷水升温，以满足用户对热水的使用需求。然而，在诸如沙特等中东地区，市政供水为海水淡化后每天分时提供，为满足持续供水使用要求，居民均在屋顶放置储水罐。虽然冬季20℃环境温度下，使用热泵热水器可以满足热水使用需求。但其夏季环境温度高达50℃，而储水罐的水在夏季被太阳照射后升温高达60℃，直接释放水温太高，无法作为正常的热水（40℃以下）使用。现有热泵热水器等水温调节产品均为升温设计，无法解决上述地区夏季用水的特殊使用要求。申请号201810215303.3、200720021070.0、201420519436.7的中国专利分别公开了一种热泵热水器控制方法及装置以及节能冷、热水器和双温热泵热水系统，虽然这些技术方案均具有控制冷水通过热泵加热到不同水温的功能，从而可以满足不同温度的热水需求，但却均不能在具有升温功能的同时，又能简便解决前述夏季高温水的正常使用问题。其中200720021070.0的节能冷、热水器虽具有制冷水功能，但放热交换器冷和低温热交换器以及热水箱和冷水箱彼此分离，构成复杂，适应性差。
技术实现思路
本技术的目的在于:针对特殊区域的用水需求，提出一种只需一个水箱即可妥善解决按需制热或制冷问题的热泵冷热水机。为了达到上述目的，本技术热泵冷热水机的基本技术方案为：包括压缩机经换向阀与风侧换热器、安置于水箱内胆的水箱换热器以及节流阀构成的热泵循环系统；水源端经串联的第一三通阀和第一三通的直通口与所述水箱的冷水口连通，且通达用水点经串联的第二三通阀和第二三通的直通口与所述水箱的热水口连通；所述第一三通阀的旁通口与所述第二三通的旁通口连通，所述第二三通阀的旁通口与所述第一三通的旁通口连通；当制热水时，所述换向阀处于使所述压缩机经水箱换热器、节流阀、风侧换热器，再经换向阀返回压缩机的制热循环切换状态；所述第一三通阀处于将水源进水经第一三通后进入所述水箱冷水口的直通状态；所述第二三通阀处于经第二三通和所述水箱热水口的直通状态；当制冷水时，所述换向阀处于使所述压缩机经风侧换热器、节流阀、水箱换热器，再经换向阀返回压缩机的制冷循环切换状态；所述第一三通阀处于将水源进水由其旁通口经第二三通旁通口后进入所述水箱热水口的旁通状态；所述第二三通阀处于由其旁通口经第一三通旁通口和所述水箱冷水口的旁通状态。这样，通常当水源水温较低需要将冷水加热后供给用水点时，控制换向阀使压缩机经水箱换热器、节流阀、风侧换热器，再经换向阀返回压缩机的制热循环，从而使水箱换热器和风侧换热器分别成为冷凝器和散热器，在逆卡诺循环过程中将水箱的水加热，而水箱则由水源从冷水口进、热水口出向用水点提供升温热水；当特殊情况下水源水温较高需要将过热水降温后供给用水点时，控制换向阀使压缩机经风侧换热器、节流阀、水箱换热器，再经换向阀返回压缩机的制冷循环，从而使水箱换热器和风侧换热器分别成为散热器和冷凝器，在逆卡诺循环过程中将水箱的水制冷降温，而水箱则由水源从热水口进、冷水口出向用水点提供降温水。本技术合理设置了与热泵循环切换有机结合的供水循环切换装置，只一个水箱，即可以按需切换，对水箱中的水进行制热和制冷，从而既可以如常规热水器那样提供升温热水，也可以针对特殊区域的用水需求，将高温水冷却提供降温水。本技术进一步的完善是：所述压缩机、换向阀、风侧换热器、节流阀集成安置在水箱顶部。因此结构紧凑、管路简捷。本技术更进一步的完善是：还含有控制器，所述控制器的相应控制端分别接换向阀、第一三通阀、第二三通阀以及压缩机、风侧换热器的风机的受控端。这样可以实现自动控制，使用更为方便。本技术再进一步的完善是：所述水箱换热器以制热水和制冷水时制冷剂分别上进下出和下进上出的方式盘绕于水箱内胆表面或内置于水箱内胆中；所述热水口和冷水口分别设置在水箱的上部和下部；因此具有较高的能效比。本技术还进一步的完善是：所述换向阀为四通换向阀。附图说明图1是本技术实施例的制热水状态示意图。图2是本技术实施例的制冷水状态示意图。具体实施方式本实施例的热泵冷热水机如图1和图2所示，压缩机1经四通换向阀2与风侧换热器3、水箱换热器4以及节流阀5构成的热泵循环系统。其中，压缩机1、四通换向阀2、风侧换热器3、节流阀5集成安置在水箱顶部，不仅结构紧凑、节省占地面积，而且避免了热泵系统远离水箱导致的运行不稳定。水箱换热器4盘绕于水箱内胆9的外侧。自来水水源端Z经串联的第一电动三通阀7和第一三通8的直通口与水箱9的冷水口9-1连通，同时还通过用水点10后经串联的第二电动三通阀11和第二三通12的直通口与水箱9的热水口9-2连通。第一电动三通阀7的旁通口与第二三通12的旁通口连通，第二电动三通阀11的旁通口与第一三通8的旁通口连通。控制器6的相应控制端分别接四通换向阀2、第一三通阀7、第二三通阀11以及压缩机1、风侧换热器的风机3-1的受控端。当自来水水温较低需要制热水时，如图1所示，控制器6控制四通换向阀2处于使压缩机经水箱换热器4、节流阀5、风侧换热器3，再经四通换向阀2返回压缩机1的制热循环切换状态，第一三通阀7处于将水源Z进水经第一三通8后进入水箱冷水口9-1的直通状态；第二三通阀11处于经第二三通12和水箱热水口9-2的直通状态。此时，水箱换热器4和风侧换热器3实际分别作为热泵逆卡诺循环的冷凝器和蒸发器，热泵系统中的制冷剂循环回路为：压缩机压缩低温低压气态制冷剂增压升温为高温高压气态制冷剂→高温高压气态制冷剂通过四通换向阀的DC口→上进下出通入水箱换热器释放热量加热水箱内的水，形成中温高压液态制冷剂→中温高压制冷剂经过节流阀降温降压，形成低温低压液态制冷剂→低温低压液态制冷剂通入风侧换热器吸收环境热量形成低温低压气态制冷剂→低温低压气态制冷剂通过四通换向阀的ES口→通入压缩机压缩形成加热循环。上述过程制冷剂的上进下出首先在水箱上部高温区加热高温热水，然后循环至水箱下部低温区加热低温水，避免制冷剂逆向换热时制冷剂在低温区冷却后遇水箱上部高温水，制冷剂反向吸收高温水箱的热量。与此同时，环境温度较低用户需要放热水，控制器控制第一和第二电动三通阀切换，使自来水冷水通过第一电动三通阀→第一三通的AB口→从水箱底部通入水箱→将水箱热水通过第二三通BA口→第二电动三通阀→热水在用水点的混水龙头与自来水冷水混合后供用户使用，达到热水使用要求。此过程的自来水冷水从底部低温区域进入水箱能最小化的降低对水箱温度分层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热泵冷热水机，包括压缩机经换向阀与风侧换热器、安置于水箱内胆的水箱换热器以及节流阀构成的热泵循环系统，其特征在于：/n水源端经串联的第一三通阀和第一三通的直通口与所述水箱的冷水口连通，且通达用水点经串联的第二三通阀和第二三通的直通口与所述水箱的热水口连通；所述第一三通阀的旁通口与所述第二三通的旁通口连通，所述第二三通阀的旁通口与所述第一三通的旁通口连通；/n当制热水时，所述换向阀处于使所述压缩机经水箱换热器、节流阀、风侧换热器，再经换向阀返回压缩机的制热循环切换状态；所述第一三通阀处于将水源进水经第一三通后进入所述水箱的冷水口的直通状态；所述第二三通阀处于经第二三通和所述水箱的热水口的直通状态；/n当制冷水时，所述换向阀处于使所述压缩机经风侧换热器、节流阀、水箱换热器，再经换向阀返回压缩机的制冷循环切换状态；所述第一三通阀处于将水源进水由其旁通口经第二三通旁通口后进入所述水箱的热水口的旁通状态；所述第二三通阀处于由其旁通口经第一三通旁通口和所述水箱的冷水口的旁通状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种热泵冷热水机，包括压缩机经换向阀与风侧换热器、安置于水箱内胆的水箱换热器以及节流阀构成的热泵循环系统，其特征在于：
水源端经串联的第一三通阀和第一三通的直通口与所述水箱的冷水口连通，且通达用水点经串联的第二三通阀和第二三通的直通口与所述水箱的热水口连通；所述第一三通阀的旁通口与所述第二三通的旁通口连通，所述第二三通阀的旁通口与所述第一三通的旁通口连通；
当制热水时，所述换向阀处于使所述压缩机经水箱换热器、节流阀、风侧换热器，再经换向阀返回压缩机的制热循环切换状态；所述第一三通阀处于将水源进水经第一三通后进入所述水箱的冷水口的直通状态；所述第二三通阀处于经第二三通和所述水箱的热水口的直通状态；
当制冷水时，所述换向阀处于使所述压缩机经风侧换热器、节流阀、水箱换热器，再经换向阀返回压缩机的制冷循环切换状态；所述第一三通阀处于将水源进水由...

【专利技术属性】
技术研发人员：施颖，朱庆国，李杰，
申请(专利权)人：江苏迈能高科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32