專利名稱：一種直熱式和循環(huán)式一體化熱泵熱水器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利涉及一種熱泵熱水器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
熱泵熱水器采用了逆卡諾循環(huán)，利用換熱器吸收低溫?zé)嵩吹臒崃?，利用壓縮機(jī)泵入水中，其能效高、清潔，作為一項(xiàng)節(jié)能潔凈技術(shù)，得到國家各部門的大力支持，環(huán)保部門也推出相關(guān)的優(yōu)惠政策，根據(jù)其提供熱水的形式，分為直熱式和循環(huán)加熱式。直熱式加熱即冷水直接進(jìn)入熱泵熱水器，后者輸出熱水到用戶或者水箱側(cè)，具有高效節(jié)能、減小保溫水箱等特點(diǎn)，但是控制復(fù)雜，出水溫度不容易穩(wěn)定，這是因?yàn)槿珖鞯貐^(qū)的自來水供水壓力千差萬別，從冬天到夏天的進(jìn)水溫度范圍又很大，這都給定出水溫度帶來了極大的挑戰(zhàn)。循環(huán)加熱式即熱泵熱水器把保溫水箱中冷水通過循環(huán)加熱方式加熱到設(shè)定溫度的方式，具有控制簡單、系統(tǒng)可靠等優(yōu)點(diǎn)，但當(dāng)水溫達(dá)到很高的時候，壓縮機(jī)運(yùn)行環(huán)境惡劣、能效比很低。因?yàn)檠a(bǔ)水補(bǔ)在保溫水箱側(cè)，用戶使用的時候容易因?yàn)槔渌难a(bǔ)入導(dǎo)致用水溫度迅速降低，另外，保溫水箱中如儲有太多的水，在不用的時候，又因?yàn)榻禍囟装桌速M(fèi)。按具體的加熱方式可分為兩種:1)自然對流方式，即換熱盤管放在承壓保溫水箱內(nèi)，水箱中的水通過換熱盤管換熱逐漸加熱到設(shè)定水溫，這種方式，在用戶使用時，由于補(bǔ)水在水箱下方，出水在水箱上方，并且水箱內(nèi)沒有很大的擾動，熱水利用率高，但由于承壓水箱的體積有限，很難大規(guī)模應(yīng)用，另外，由于換熱盤管的換熱方式為自然對流，換熱系數(shù)小，能效也很低；2)強(qiáng)制對流方式，即通過水泵把熱泵熱水器中的熱量帶入保溫水箱，循環(huán)加熱保溫水箱中的水，這種方式下，系統(tǒng)采用強(qiáng)制對流換熱方式，換熱系數(shù)高，但當(dāng)用戶使用的時候，如啟動熱泵熱水器和水泵，很容易讓補(bǔ)進(jìn)的冷水影響用戶的用水，現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)中，只有把熱泵熱水器和水箱放大滿足用水要求，造成了巨大的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種直熱式和循環(huán)式一體化熱泵熱水器系統(tǒng)，該系統(tǒng)同時提供直熱式和循環(huán)式兩種供熱水方式，它由主機(jī)、換熱水箱、儲水箱和相應(yīng)控制部件組成，既解決了循環(huán)式供熱水情況下回水溫度高帶來的低能效、低可靠性，又解決了直熱式熱泵熱水器難以控制的缺點(diǎn)，系統(tǒng)可以在高效、高可靠性下簡單的控制運(yùn)行。為實(shí)現(xiàn)上述系統(tǒng)，其技術(shù)方案如下:一種直熱式和循環(huán)式一體化熱泵熱水器系統(tǒng)，包括主機(jī)(I)、至少一個換熱水箱(2)、儲水箱(3)、出水電動調(diào)節(jié)閥(4)、循環(huán)水泵(5)、直熱水管出)、補(bǔ)水管(7)、冷媒管(9)、電動三通閥(10)及相應(yīng)的連接管路組成，主機(jī)通過換熱水箱中的盤管加熱換熱水箱中的水，補(bǔ)水管接在換熱水箱側(cè)，用戶出水接在儲水箱側(cè)，換熱水箱和儲水箱之間有循環(huán)水泵可以進(jìn)行循環(huán)，在這個系統(tǒng)中，根據(jù)不同的應(yīng)用情況，如補(bǔ)水和保溫，可分別采 取直熱、循環(huán)加熱方式。上述換熱水箱的特征在于，其包含換熱盤管(21)、迷宮隔板(22)、兩個循環(huán)水接口、兩個冷媒接口、一個補(bǔ)水進(jìn)口接口、一個直熱水管出口接口及中部和頂部的溫度傳感器。所述的換熱盤管(21)，其特征在于，其進(jìn)入換熱水箱的方向?yàn)樯线M(jìn)下回。所述的直熱水管出)，其特征在于，其接有出水電動調(diào)節(jié)閥(4)，并且出水電動調(diào)節(jié)閥(4)后接有溫度傳感器。所述的儲水箱(3)，其特征在于，其接有用戶側(cè)出水管(31)、水位傳感器或者水位開關(guān)(32)、儲水箱控制器(33)。上述的換熱水箱、儲水箱及水管相應(yīng)部位安有溫度傳感器，如附圖所示，主機(jī)控制器根據(jù)相應(yīng)的溫度進(jìn)行控制。綜上所述，本發(fā)明提供了一種容易實(shí)現(xiàn)的直熱、循環(huán)加熱一體化熱泵熱水器系統(tǒng)。


圖1是系統(tǒng)原理圖1、主機(jī)；2、換熱水箱；3、儲水箱；4、出水電動調(diào)節(jié)閥；5、循環(huán)水泵；6、直熱水管；7、補(bǔ)水管；8 ;9、冷媒管；10、電動三通閥；11、主機(jī)控制器；21、換熱盤管；22、迷宮隔板；31、用戶用水管；32、水位傳感器；33、儲水箱控制器。
具體實(shí)施方式
:分以下三種情況:1)其包含預(yù)熱模式(強(qiáng)強(qiáng)制對流)，即先根據(jù)用戶的需要加熱換熱水箱內(nèi)部的水并且換熱水箱出水溫度不滿足設(shè)定值，這時主機(jī)及循環(huán)水泵開啟，出水電動調(diào)節(jié)閥(4)關(guān)閉，回水三通閥(10)開啟方向自直熱水管向換熱水箱方向，把換熱水箱中的出水溫度加熱到設(shè)定值。2)其包含直熱模式(弱強(qiáng)制對流)，在換熱水箱水預(yù)熱后，如儲熱水箱水位不滿足要求(水位開關(guān)(32)發(fā)出開路信號或者水位傳感器(32)未到達(dá)設(shè)定值，主機(jī)開啟，出水電動調(diào)節(jié)閥(4)開啟，循環(huán)水泵關(guān)閉，回水三通閥(10)開啟方向自儲水箱向換熱水箱方向，根據(jù)用戶水溫設(shè)定值和出水電動調(diào)節(jié)閥(4)后的溫度傳感器調(diào)節(jié)出水電動調(diào)節(jié)閥的開度以保證出水溫度的穩(wěn)定，直至儲熱水箱水位滿足要求(水位開關(guān)(32)發(fā)出閉合信號或者水位傳感器(32)到達(dá)設(shè)定值；3)其包含恒溫模式(強(qiáng)強(qiáng)制對流)，當(dāng)儲熱水箱水溫低于設(shè)定值下一定值時，主機(jī)控制器(11)啟動循環(huán)水泵及主機(jī)，出水電動調(diào)節(jié)閥⑷全面開啟，回水三通閥(10)開啟方向自儲水箱向換熱水箱方向，直至儲水箱水溫滿足要求。另外，上述三種方式可以在一定情況下相互轉(zhuǎn)換，如直熱模式中，當(dāng)出水電動調(diào)節(jié)閥調(diào)到最小值時，出水溫度也不能達(dá)到設(shè)定值，直熱模式會自動轉(zhuǎn)為預(yù)熱模式，當(dāng)出水溫度完全達(dá)到設(shè)定值時，再轉(zhuǎn)回直熱模式；又如恒溫模式中，當(dāng)出水電動調(diào)節(jié)閥調(diào)到最小值時，出水溫度也不能達(dá)到設(shè)定值，恒溫模式會自動轉(zhuǎn)為預(yù)熱模式，當(dāng)出水溫度完全達(dá)到設(shè)定值時，再轉(zhuǎn)回直熱模式。
權(quán)利要求
1.一種直熱式和循環(huán)式一體化熱泵熱水器系統(tǒng)，包括主機(jī)(I)、至少一個換熱水箱(2)、儲水箱(3)、出水電動調(diào)節(jié)閥(4)、循環(huán)水泵(5)、直熱水管￠)、補(bǔ)水管(7)、冷媒管(9)、電動三通閥(10)、溫度傳感器(12)及相應(yīng)的連接管路組成，其特征在于:1)補(bǔ)水管接在換熱水箱側(cè)，用戶出水接在儲水箱側(cè)；2)換熱水箱和儲水箱之間有循環(huán)水泵進(jìn)行循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主機(jī)(I)，其特征在于，其包含主機(jī)控制器(11)，后者根據(jù)用戶控制器(31)的需求進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱水箱(2)，其特征在于，其包含換熱盤管(21)、迷宮隔板(22)、兩個循環(huán)水接口、兩個冷媒接口、一個補(bǔ)水進(jìn)口接口、一個直熱水管出口接口及中部和頂部的溫度傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的換熱盤管(21)，其特征在于，其換熱方式既可以采取自然對流換熱又可以采取補(bǔ)水流過的弱強(qiáng)制對流換熱和水泵參與的強(qiáng)強(qiáng)制對流換熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直熱水管(6)，其特征在于，其接有出水電動調(diào)節(jié)閥(4)，并且出水電動調(diào)節(jié)閥(4)之前接有溫度傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲水箱(3)，其特征在于，其接有用戶側(cè)出水管(31)、水位傳感器或者水位開關(guān)(32)、儲水箱控制器(33)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主機(jī)控制器(11)，其特征在于:1)其包含預(yù)熱模式，即先根據(jù)用戶的需要加熱換熱水箱內(nèi)部的水，這時主機(jī)及循環(huán)水泵開啟，出水電動調(diào)節(jié)閥(4)關(guān)閉，回水三通閥(10)開啟方向自直熱水管向換熱水箱方向，直至換熱水箱中的出水溫度達(dá)到設(shè)定值；2)其包含直熱模式，預(yù)熱后，如儲熱水箱水位不滿足要求，主機(jī)開啟，出水電動調(diào)節(jié)閥(4)開啟，循環(huán)水泵關(guān)閉，回水三通閥(10)開啟方向自儲水箱向換熱水箱方向，根據(jù)水溫設(shè)定值和出水電動調(diào)節(jié)閥(4)后的溫度傳感器調(diào)節(jié)出水電動調(diào)節(jié)閥(4)開度以保證出水溫度的穩(wěn)定，直至儲熱水箱水位滿足要求；3)其包含恒溫模式，當(dāng)儲熱水箱水溫低于設(shè)定值下一定值時，主機(jī)控制器(11)啟動循環(huán)水泵及主機(jī)，出水電動調(diào)節(jié)閥(4)全面開啟，回水三通閥(10)開啟方向自儲水箱向換熱水箱方向，直至儲水箱水溫滿足要求。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的三種模式，其特征在于:上述三種方式可以在一定情況下相互轉(zhuǎn)換，如直熱模式中，當(dāng)出水電動調(diào)節(jié)閥調(diào)到最小值時，出水溫度也不能達(dá)到設(shè)定值，直熱模式會自動轉(zhuǎn)為預(yù)熱模式，當(dāng)出水溫度完全達(dá)到設(shè)定值時，再轉(zhuǎn)回直熱模式；又如恒溫模式中，當(dāng)出水電動調(diào)節(jié)閥調(diào)到最小值時，出水溫度也不能達(dá)到設(shè)定值，恒溫模式會自動轉(zhuǎn)為預(yù)熱模式，當(dāng)出水溫度完全達(dá)到設(shè)定值時，再轉(zhuǎn)回直熱模式。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度傳感器(11)，其特征在于，它們分別安裝在補(bǔ)水管上、直熱水管上、儲熱水箱幾個水平面上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種直熱式和循環(huán)式一體化熱泵熱水器系統(tǒng)，該系統(tǒng)同時提供直熱式和循環(huán)式兩種供熱水方式，它由主機(jī)、換熱水箱、儲水箱和相應(yīng)控制部件組成，既解決了循環(huán)式供熱水情況下回水溫度高帶來的低能效、低可靠性，又解決了直熱式熱泵熱水器難以控制的缺點(diǎn)，系統(tǒng)可以在高效、高可靠性下簡單的控制運(yùn)行。
文檔編號F24H4/04GK103245055SQ20121002369
公開日2013年8月14日 申請日期2012年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月3日
發(fā)明者王靜宇 申請人:王靜宇