热泵式供热水装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种热泵式供热水装置，其包括级联循环单元，其包括：使低温冷冻循环的第一制冷剂与高温冷冻循环的第二制冷剂进行热交换的级联热交换器；上述高温冷冻循环的第二制冷剂被冷凝时对水进行加热的水制冷剂热交换器，上述水制冷剂热交换器连接到需要供热水处和水循环流路上，该热泵式供热水装置包括：制冷剂注入流路，其在上述级联热交换器和低温冷冻循环的蒸发器之间被分支而向低温冷冻循环的低压侧压缩机注入制冷剂，或在上述水制冷剂热交换器和级联热交换器之间被分支而向高温冷冻循环的高压侧压缩机注入制冷剂；气体制冷剂调节阀，其设置在制冷剂注入流路上，并根据上述需要供热水处的负荷进行调节。从而，能够有效地向需要供热水处供应高温水，在寒冷地区也能够有效防止因室外低温引起的制热效率的减少。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热泵式供热水装置，尤其涉及利用制冷剂循环装置对室内进行制热的 热水进行加热的热泵式供热水装置。
技术介绍
一般来说，热泵为利用制冷剂的发热或冷凝热将热从低温传递至高温或将热从高 温传递至低温的制冷制热装置。热泵包括压缩机、冷凝器、膨胀机构以及蒸发器，近年来为实现化石燃料的消耗最 小化，利用制冷剂加热水并对室内地板等进行供暖的热泵式供热水装置成为被开发的趋势。但是，根据现有技术的热泵式供热水装置，无法在室外温度低或室外平均气温低 的地区，例如寒冷地区时，制热性能不能对应室外气温，尤其蒸发器在低温而结冰时，产生 无法制热或因频繁的除霜运转而性能降低的问题。
技术实现思路
本专利技术是为解决上述以往的技术问题而提出的，其提供一种有效供应高温热水的 热泵式供热水装置。本专利技术的另一个目的在于，提供一种能够在寒冷地带防止效率降低，且能够提高 制热能力的热泵式供热水装置。为解决上述问题，本专利技术为一种热泵式供热水装置，其包括级联循环单元，其包 括使低温冷冻循环的第一制冷剂和高温冷冻循环的第二制冷剂进行热交换的级联热交换 器；上述高温冷冻循环的第二制冷剂被冷凝时对上述水进行加热的水制冷剂热交换器，上 述水制冷剂热交换器连接到需要供热水处和水循环流路上，该供热水装置还包括制冷剂 注入流路，其在上述级联热交换器和上述低温冷冻循环的蒸发器之间被分支而向低温冷冻 循环的低压侧压缩机注入制冷剂，或者在上述水制冷剂热交换器和上述级联热交换器之间 被分支而向高温冷冻循环的高压侧压缩机注入制冷剂；气体制冷剂调节阀，其设置在上述 制冷剂注入流路上，并根据需要供热水处的负荷进行调节。根据上述热泵式供热水装置的一实施例，还包括气液分离器，其分离上述级联热 交换器中被冷凝的制冷剂中的液体制冷剂和气体制冷剂；辅助膨胀机构，其设置在上述级 联热交换器和气液分离器之间，并使制冷剂膨胀。上述低温冷冻循环由低压侧压缩机、上述级联热交换器、第一膨胀机构和蒸发器 形成闭合回路；上述高温冷冻循环由高压侧压缩机、上述水制冷剂热交换器、第二膨胀机构 和上述级联热交换器形成闭合回路；上述气液分离器设置在上述级联热交换器和第一膨胀 机构之间。根据上述热泵式供热水装置的另一实施例，还包括气液分离器，其分离上述水制 冷剂热交换器中被冷凝的制冷剂中的液体制冷剂和气体制冷剂；辅助膨胀机构，其设置在上述水制冷剂热交换器和气液分离器之间，并使制冷剂膨胀。上述低温冷冻循环由低压侧压缩机、上述级联热交换器、第一膨胀机构和蒸发器 形成闭合回路；上述高温冷冻循环由高压侧压缩机、上述水制冷剂热交换器、第二膨胀机构 和上述级联热交换器形成闭合回路；上述气液分离器设置在上述水制冷剂热交换器和第二 膨胀机构之间。上述低压侧压缩机、级联热交换器、第一膨胀机构、蒸发器、高压侧压缩机、第二膨 胀机构、水制冷剂热交换器、制冷剂注入流路、气体制冷剂调节阀、气液分离器和辅助膨胀 机构设置在一个单元上。上述低压侧压缩机和第一膨胀机构和蒸发器设置在室外机上；上述级联热交换 器、高压侧压缩机、第二膨胀机构和水制冷剂热交换器设置在级联单元上；上述制冷剂注入 流路、气体制冷剂调节阀、气液分离器和辅助膨胀机构设置在室外机和级联单元中的一个 上。上述级联单元设置在上述室外机上，其与上述室外机形成一体。上述级联单元与上述室外机分隔设置。上述热泵式供热水装置还包括负荷检测传感器，其检测上述需要供热处的负荷； 控制部，其根据上述负荷检测传感器的检测结果调节上述气体制冷剂调节阀。上述负荷检测传感器设置在上述水循环流路上。在上述负荷检测传感器检测到的温度为设定值以下时，上述控制部打开上述气体 制冷剂调节阀；在上述负荷检测传感器检测到的温度为设定值以上时，上述控制部关闭上 述气体制冷剂调节阀。上述需要供热水处包括与上述水循环流路连接的制热单元；与上述水循环流路 连接的供热水单元。上述低压侧压缩机和高压侧压缩机中与上述制冷剂注入流路连接的压缩机是两 级式多级压缩机、螺旋压缩机、涡旋压缩机中的一个。上述低压侧压缩机和高压侧压缩机中与上述制冷剂注入流路连接的压缩机是旋 转式双气缸压缩机。根据上述本专利技术的热泵式供热水装置，具有如下优点，即能够使利用低温冷冻循 环和高温冷冻循环的级联热交换器向热泵式供热水装置供应的水的出水温度高于单一冷 冻循环时的温度，向低温循环区域的压缩机或高温循环区域的压缩机注入气体制冷剂，而 提高制热性能。本专利技术还具有如下优点，即向低温冷冻循环的低压侧压缩机注入气体制冷剂，因 此能够使室外温度低下时低温冷冻循环侧蒸发器的体积流量的减少达到最小化，并提高级 联热交换器的冷凝容量，可实现在寒冷地带的有效供暖，且除霜性能也高。本专利技术还具有如下优点，即向低温冷冻循环的压缩机注入气体制冷剂，因此能够 降低低温冷冻循环的压缩机的最大管理温度，并提高低温冷冻循环的压缩机可靠性。本专利技术还具有如下优点，即向高温冷冻循环的高压侧压缩机注入气体制冷剂，因 此能够提高水制冷剂热交换器的冷凝容量，并提高需要供热水处的制热性能，实现高温出 水。本专利技术的特征及优点将通过后述的本专利技术实施例的详细说明及所附的附图而变得更加易于理解。 附图说明图1是根据本专利技术的热泵式供热水装置一个实施例的简略图；图2是根据本专利技术的热泵式供热水装置一个实施例的控制流程图；图3是表示图1所示的级联循环单元的制冷剂流动的主要部分放大图；图4是根据本专利技术的热泵式供热水装置一个实施例的P-H线图；图5是根据本专利技术的热泵式供热水装置另一个实施例的简略图；图6是根据本专利技术的热泵式供热水装置又一实施例的结构图；图7是根据本专利技术的热泵式供热水装置另一个实施例的级联单元与室外机为分 离设置时的主视图；图8是根据本专利技术的热泵式供热水装置又一个实施例的级联单元设置在室外机 上时的主视图。具体实施例方式以下，参照附图说明能够具体实现上述目的的本专利技术的实施例。图1为根据本专利技术的热泵式供热水装置一实施例的简略结构图。如图1所示，根据本实施例的热泵式供热水装置包括利用制冷剂加热水并供应 到需要供热水处1、2的冷冻循环装置3。需要供热水处1、2可以包括由制冷剂加热的水对室内制热的制热单元1 ；由制冷 剂加热的水对从淋浴器等热水排出器具排出的热水进行加热的供热水单元2。其中，关于制 热单元1和供热水单元2在后面进行详细说明。冷冻循环装置3可以包括级联循环单元4和气体注入机构5。级联循环单元4可以包括低温冷冻循环A的第一制冷剂和高温冷冻循环B的第 二制冷剂进行热交换的级联热交换器；高温冷冻循环B的第二制冷剂加热水的同时被冷凝 的水制冷剂热交换器。第一制冷剂和第二制冷剂是冷凝温度及蒸发温度相互不同的制冷剂，例如第一制 冷剂是冷凝温度及蒸发温度较低的R410A时，第二制冷剂可以为比第一制冷剂的冷凝温度 及蒸发温度高的RIMa。气体注入机构5在低温冷冻循环A和高温冷冻循环B的一个冷冻循环中被冷凝的 制冷剂膨胀后分离气体制冷剂，并将被分离的气体制冷剂向设置有气体注入机构5的冷冻 循环的压缩机注入，该气体注入机构5可以设置在低温冷冻循环A和高温冷冻循环B的至 少一个中。以下，对于低温冷冻循环A、高温冷冻循环B、气体注入机构5详细说明，并以气体 注入机构5设置在低温冷冻循环A上来进行说明。低温冷冻循本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热泵式供热水装置，包括级联循环单元，其包括：使低温冷冻循环的第一制冷剂和高温冷冻循环的第二制冷剂进行热交换的级联热交换器；上述高温冷冻循环的第二制冷剂被冷凝时对上述水进行加热的水制冷剂热交换器，上述水制冷剂热交换器连接到需要供热水处与水循环流路上，其特征在于，还包括：制冷剂注入流路，其在上述级联热交换器和低温冷冻循环的蒸发器之间被分支而向低温冷冻循环的低压侧压缩机注入制冷剂，或者在上述水制冷剂热交换器和级联热交换器之间被分支而向高温冷冻循环的高压侧压缩机注入制冷剂；气体制冷剂调节阀，其设置在上述制冷剂注入流路上，并根据需要供热水处的负荷进行调节。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈深元，李应烈，金范锡，朴相炅，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[]