有序流高能效热泵热水系统技术方案

本发明专利技术提出了一种有序流高能效热泵热水系统，利用单水箱及其内置的特殊组件，有序组织进出水箱流体的流态，在同一水箱内的上下区域形成相对稳定的高低温水层，向用户提供热水的始终为相对上部的高温水层，热泵热水机抽取的始终为下部的较低温水。实现了在保证用户舒适度的同时，热水机全程工作在最高效率阶段，系统整体COP值提高到最佳状态。整套系统采用单水箱，其内置组件也结构简单，重量轻，成本低，整体投资成本不高，系统整体能效比高，用户舒适度高，具有很高的推广应用价值。具有很高的推广应用价值。具有很高的推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】
有序流高能效热泵热水系统


[0001]本专利技术属于热力工程
，具体涉及一种有序化组织流体流态，实现高能效比的空气源热泵热水系统技术。

技术介绍

[0002]随着热泵技术的逐渐成熟，现已有多家厂商推出了应用空气源热泵技术的热水机，气态工质被压缩机压缩为高温、高压气体后进入冷凝器，在冷凝器中与水进行热交换。气态工质放出热量冷凝为液态，水获得热量水温升高。液态工质随后经节流装置节流膨胀为低温、低压液体，该液体工质接着在蒸发器中与空气换热，吸收热量成为低温、低压气态工质，再次进入压缩机......如此不断循环，实现了对水的加热。
[0003]在这循环加热过程中，消耗1份的电能可从环境空气中吸收转移约3～4份的热量到水中，制热COP约为4.0～5.0。因此，相对于COP值约为0.95的电热水器，或COP值约为0.85的燃气热水器，空气源热泵热水机的节能优势明显。
[0004]现有的空气源热泵热水系统主体由空气源热泵热水机、水箱、循环泵和供水泵组成。先将水箱注满冷水，循环泵将冷水送入热水机，加热后送回水箱，每一循环升温3～5℃，以此往复，水箱内水温逐渐升高，直至达到目标温度，再通过供水泵向用户供应热水，当水位低于下线值后，向水箱补水。
[0005]常规的空气源热泵热水系统设置有1个水箱，通常补水口设于水箱上方，热水机的回水口和取水口分别设于中部和下部，用户供水口设置于下部，如附图2所示。这种热水系统存在的问题是：补水口进入水箱的低温水，将水箱内原高品位的高温水混合成了中温水，降低了用户供水的温度，影响用户舒适度，同时，热水机长期工作在中高温水段，系统整体的COP值较低。
[0006]为了解决上述问题，有厂家提出了双水箱和承压多水箱的方案，虽然改善了用户舒适度，但投资成本增加较多，系统整体COP值仍未达到最佳状态。

技术实现思路

[0007]本专利技术提出了一种有序流高能效热泵热水系统，利用单水箱及其内置的特殊组件，有序组织进出水箱流体的流态，在系统运行过程中，使水箱从上至下始终保持合理的温度分区，即上层为目标温度的高温层，中部为过渡温层，下部为低温层，有效解决了上述问题，在保证用户舒适度的同时，热水机全程工作在最高效率阶段，系统COP值得到有效提高。
[0008]本专利技术所述有序流高能效热泵热水系统由控制器1、水箱2、供水泵3、热泵热水机4、循环泵5和配套管路及仪表设备组成。水箱2内部设置有悬浮取水组件6、第一温控升降布液组件7、补水布液组件8、第二温控升降布液组件9和水位开关10，水箱2壁面设置有供水口21、热水机回水口22、测温管23、热水机取水口24、用户回水口25。
附图说明
[0009]图1为本专利技术所述有序流高能效热泵热水系统的整体示意图；图2为常规单水箱热泵热水系统示意图；以上附图中序号所示名称为：1
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控制器，2
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水箱，3
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供水泵，4
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热泵热水机，5
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循环泵，6
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悬浮取水组件，7
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第一温控升降布液组件，8
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补水布液组件，9
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第二温控升降布液组件，10
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水位开关，11
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补水管路，12
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补水电控阀，21
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供水口，22
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热水机回水口，23
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测温管，24
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热水机取水口，25
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用户回水口，31
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用户供水管路，32
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用户回水管路，33
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压力传感器，41
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热水机回水管路，42
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热水机取水管路，51
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溢水口，52
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排污口。
具体实施方式
[0010]结合附图1，本专利技术所述有序流高能效热泵热水系统的具体实施方式说明如下：图1表明了本专利技术所述有序流高能效热泵热水系统由控制器1、水箱2、供水泵3、热泵热水机4、循环泵5和配套管路及仪表设备组成。水箱2内部设置有悬浮取水组件6、第一温控升降布液组件7、补水布液组件8、第二温控升降布液组件9和水位开关10，水箱2壁面设置有供水口21、热水机回水口22、测温管23、热水机取水口24、用户回水口25。
[0011]控制器1包括各传感器、连接水泵及阀门的控制电路。
[0012]水箱2内部设置说明如下：水箱2内部设置的悬浮取水组件6设置有浮球和取水口，组件利用浮球浮力悬浮于水面，并通过穿心轴限位，随水位升降而浮动，其取水口始终位于水面以下一定距离，优选距离为100～150mm，取水口呈水平圆周分布，下端通过软管与供水口21连通。
[0013]水箱2内部设置的第一温控升降布液组件7设置有温度传感器和浮球，上端连接有位于水箱2顶部的升降驱动机构，其布液口呈水平圆周分布，下端通过软管与热水机回水口22连通。
[0014]水箱2内部设置的补水布液组件8位于水箱2底部中心，其布液口呈水平圆周分布，其接管穿出箱体，通过补水电控阀12和补水管路11与补水管网连通。
[0015]水箱2内部设置的第二温控升降布液组件9设置有温度传感器和浮球，上端连接有位于水箱2顶部的升降驱动机构，其布液口呈水平圆周分布，下端通过软管与用户回水口25连通。
[0016]水箱2内部设置的水位开关10，向控制器1提供水位开关信号，通过控制补水电控阀12，保证箱内水位始终处于设定范围。
[0017]水箱2外部连接说明如下：供水口21通过供水泵3和用户供水管路31与用户管网连通，用户管网末端通过用户回水管路32与用户回水口25连通，使热水形成环路，以减小因管网散热损失导致的水温下降，用户管网末端还设置有压力传感器33，可以保证用户供水压力恒定在设定范围，为用户持续提供高品位热水，提高用户舒适度。
[0018]热水机回水口22通过热水机回水管路41与热泵热水机4的出水口连通；热水机取水口24通过循环泵5和热水机取水管路42与热泵热水机4的入水口连通；位于水箱2中下部的测温管23内放置有热泵热水机4的温度探头。
[0019]另外，水箱2还设置有溢水口51及排污口52。
[0020]本专利技术所述有序流高能效热泵热水系统的工作过程说明如下：首先，通过控制器1控制补水电控阀12，向水箱2内补水至高水位F1，然后启动热泵热水机4和循环泵5，抽取水箱2底部的水进行加热，当水箱内整体水温升至设定温度T1时，关闭热泵热水机4和循环泵5，启动供水泵3向用户提供热水。当水箱2内水位降至F2时，控制器1依据水位开关10提供的信号，开启补水电控阀12进行补水至设定水位F3后关闭，使箱内水位始终处于设定范围，保证用户用水。上述水位关系为F1≥F3＞F2，F2为保证热水机运行最低水位，F3为保证下一时段用水量的最低水位，设定温度T1＞自来水温度。
[0021]本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有序流高能效热泵热水系统，由控制器（1）、水箱（2）、供水泵（3）、热泵热水机（4）、循环泵（5）组成，其特征是：水箱（2）内部设置有悬浮取水组件（6）、第一温控升降布液组件（7）、补水布液组件（8）、第二温控升降布液组件（9）和水位开关（10），水箱（2）壁面设置有供水口（21）、热水机回水口（22）、测温管（23）、热水机取水口（24）、用户回水口（25）。2.根据权利要求1所述的有序流高能效热泵热水系统，其特征是：水箱（2）内置的悬浮取水组件（6）悬浮于水面，随水位升降而浮动，其取水口位于水面以下一定距离，呈水平圆周分布，下端通过软管与供水口（21）连通。3.根据权利要求1所述的有序流高能效热泵热水系统，其特征是：水箱（2）内置的第一温控升降布液组件（7）设置有温度传感器和浮球，上端连接有位于水箱（2）顶部的升降驱动机构，其布液口呈水平圆周分布，下端通过软管与热水机回水口（22）连通。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永言，王勇，张倩，邱明志，
申请(专利权)人：成都希望深蓝高新科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：