[實用新型]一種新型高效高溫空氣源熱泵熱水機組

無效

• 申請號: 200920143467.6
• 申請日: 2009-03-25
• 公開（公告）號: CN201377905Y
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 曾曉程;陳凌云;沈增友;張婷
• 申請（專利權）人: 滁州揚子必威中央空調有限公司
• 主分類號: F24H4/02
• 分類號: F24H4/02;F24H9/20
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司
• 代理人: 何梅生;孫文彩

技術領域：

本實用新型涉及一種新型高效高溫空氣源熱泵熱水機組，特別是涉及一種能高溫制熱水、可靠供熱水、小容量高溫儲水及循環保溫、低環溫穩定運行的直熱式空氣源熱泵熱水機組。

背景技術：

現有的空氣源熱泵熱水機組多是由壓縮機、風側換熱器、風機、水側換熱器、節流元件、制冷劑R22、智能控制系統及相應的水系統組成。其工作原理是制冷劑R22在風側換熱器中蒸發吸收空氣中的熱量，經壓縮機壓縮后在水側換熱器中冷凝放熱，把吸收的熱量釋放到水系統中，向用戶提供生活熱水。這種制熱水方式COP值高，節能環保，綜合經濟效益好。

根據水系統加熱方式的不同，現有空氣源熱泵熱水機組大致分為循環加熱式和直熱式兩種：循環加熱式的工作原理如圖2所示；直熱式的工作原理如圖3所示。

循環加熱式空氣源熱泵熱水機組的優點是供水簡單、可靠，儲水箱采用承壓式結構，使用時依靠自來水的壓力把水箱中的熱水壓出，自來水和熱水壓力一致，混水容易；省去了供水泵及其控制系統，降低了機組的設計成本及使用能耗。但由于現有的R22制冷系統自身的特點，存在以下突出問題：

一、出水溫度受限，不能滿足高水溫要求

現有的循環加熱式制冷系統對冷凝溫度有一限定值，所以循環加熱式空氣源熱泵熱水機組的水箱最終溫度不能超過某一極限值(一般為55℃)，當溫度超過此值時，機組的壓力和溫度急劇升高，機組不能正常工作甚至造成事故。

二、水箱溫度波動大，減小水箱的有效容積，影響使用的舒適性

循環加熱式空氣源熱泵熱水機組補水直接到水箱中，再經過機組循環加熱使水溫逐漸達到使用要求，這就造成機組剛開啟時，水箱水溫很低，隨著機組的運行水溫逐漸升高，直到水溫達到使用要求，因而等待時間較長。另外，在使用過程中為保證水位要求，冷水直接補入水箱與水箱中的高溫水混合，使水箱水溫下降，最終不能使用?，F有的水箱有效熱水利用率只有50％左右，影響使用的舒適性。

直熱式空氣源熱泵熱水機組采用的是冷水進熱水出的加熱方式，由電子膨脹閥調節水流量，冷水經過機組出來就是高溫熱水直接到保溫水箱，所以不存在循環式的上述弊端。并且在相同的出水溫度下，機組的冷凝壓力低，效率更高。但這種方式也有其先天不足：

一、儲水箱為開式結構，水箱中的熱水壓力為大氣壓力；自來水先經過機組加熱，出來的高溫熱水直接到保溫水箱；使用時，通過供水泵抽取保溫水箱中的熱水到使用側與自來水混合，這種方式的益處是熱水側的溫度、流量穩定；熱水利用率高，理論上可達100％。但在使用中存在嚴重缺陷：

1、現有機組的供水泵多為定速增壓泵，揚程較大，供水狀態不可調節，在自來水壓力低時混水困難甚至熱水倒灌入自來水管網。如采用變頻水泵，則控制復雜，成本過高。

2、現有機組只通過一個壓力開關控制供水泵的啟/停，具體地：當水泵出口壓力低于某值，水泵開啟；當水泵出口壓力高于某值，水泵停機。此壓力值一經確定，不能更改，所以適應性很差。如果控制水泵停機的高壓值設定偏高，則水泵在某些情況下(諸如用戶電壓低、水泵使用久效率下降等)可能不停水泵；如控制水泵停機的高壓值設定偏低，因用戶側的水管網阻力不定，則水泵可能頻繁啟停，不能正常供水。

3、供水泵的體積、重量、功耗均較大，機組的設計成本和使用成本高。

二、在冬季低環溫、低水溫條件下，由于機組的制熱量衰減較大，為獲得高的水溫，經過機組的水流量很小，對電子膨脹閥的調節精度提出了更高要求，機器在短時間內不能達到穩定的出水狀態。啟動過程中，為避免機器壓力過大，水流量調節幅度大，再加上冷機器的熱損失，水箱中會混入大量的涼水，影響后續的儲水過程；出水溫度波動大、周期長，甚至在水箱制滿水時水溫還達不到設定值。

為滿足使用要求，上述兩種形式空氣源熱泵熱水機組都需要配備大水箱，并且采用熱泵循環加熱進行保溫，由此帶來的弊端是：1、成本高；2、安裝空間受限；3、儲水溫度受限；4、水箱保溫需要消耗更多的能量。

發明內容：

為克服現有技術的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種新型高效高溫空氣源熱泵熱水機組，實現機組的高溫制熱水、可靠供熱水、低環溫穩定運行、小容量高溫儲水及循環保溫。

本實用新型解決技術問題采用如下技術方案：