一种适用于寒冷地区的热泵空调热水器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于寒冷地区的热泵空调热水器，涉及热泵技术领域，包括压缩系统、热水系统、室内换热系统和室外换热系统，其特征在于：所述压缩系统、热水系统、室内换热系统和室外换热系统之间设置有支路管道相互连接；通过灵活利用阀组的切换，针对不同工况实现压缩机一级压缩和二级压缩的相互转变和多种模式的切换来同时满足寒冷地区冬季和夏季不同的供热、供暖、热水需求；在冬季制热时，可通过利用室内的水箱高温热水提高换热器的蒸发温度进行双级压缩除霜，提高除霜温度进行高效除霜，且减少了系统的除霜能耗；系统在夏季对室内制冷时，系统通过合理的布置高效回收了热量用于热水制备，具有节能、环保观念。环保观念。环保观念。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于寒冷地区的热泵空调热水器


[0001]本技术涉及热泵
，尤其涉及一种适用于寒冷地区的热泵空调热水器。

技术介绍

[0002]目前我国寒冷地区的传统供热多为燃油和燃煤锅炉的形式，消耗大量化石燃料，并热效率低下，排放大量废气。对此发展的采暖方式为热泵供热、电锅炉、燃气锅炉等。其中热泵空调供暖原理和制冷循环类似，消耗一部分的能量，将热量从低温热源不断地输送到高温热源，从而达到制冷和采暖的目的。采暖中生活热水的需求很大，但目前市面上的燃气热水器升温快，经济性较好，但其热效率较低，且有气体排出，存在安全隐患；电热水器由于安装使用方便，市场占有率较高，直接使用电能加热的热效率较高，但一次能源利用率仅为30％左右；太阳能热水器节能、安全、环保，市场占有率也较大，但其维护安装困难，不能全天候使用，且加热量不可调节，需要燃气和电热水器的辅助才能满足正常需求。热泵热水器完全可以满足生活热水需求，一次能源利用率大于电热水器和燃气热水器，还可以全天候运行，在长江中下游及以南的地区得到了广泛的应用。常见的空气源热泵空调应用寒冷地区制热时，室外环境温度的降低，空调室外换热器的表面会产生结霜现象，进而导致空调机组的制热效果恶化。工质吸气比容增大，吸气量迅速下降，制热量下降。而且，吸气压力降低，导致压缩机的压缩比增大、排气温度急剧上升。严重影响压缩机的润滑，系统频繁启停，无法正常运行。这种状况严重阻碍了节能的热泵空调在寒冷地区的推广应用。
[0003]现在市场上的热泵空调存在一些缺陷：首先是目前热泵空调模式单一，仅单一能实现制热+热水；热水；制冷，使用场景受限不能混用；并且对于较高出水温度情况下，传统空气源热泵等单级设备压缩机低温启动困难，系统的出现温升不够的问题；室外机换热器表面凝结成霜，时间长了霜层逐渐加厚，影响换热器的正常工作。针对以上状况，CN101165438A中公开了一种超低温热泵空调系统，虽然能在低温环境下工作，但是其结构复杂，制作成本偏高；CN203336739U公开了一种利用不冻液进行喷淋除霜，淋水除霜的效率低，能耗大，并且易造成水污染；CN104089443A公开了一种电加热除霜，耗电量大，效率低。CN101532705A提供了一种旁通除霜，由于使压缩机排出的一部分高温工质蒸汽通过旁通支路进入室外机换热器，使得参与制热的工质流量减少，造成除霜时空调系统热量不足，供热不稳定的问题以及存在能量浪费的浪费问题。
[0004]综上所述，提供一种适用于寒冷地区的热泵空调热水器，解决上述提出的问题。

技术实现思路

[0005]本技术提供一种适用于寒冷地区的热泵空调热水器，解决了上述提出的技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本技术提供的一种适用于寒冷地区的热泵空调热水器，包括压缩系统、热水系统、室内换热系统和室外换热系统，其特征在于：所述压缩系统、
热水系统、室内换热系统和室外换热系统之间设置有支路管道相互连接，且支路管道上设置有膨胀阀和四通换向阀；
[0007]所述压缩系统包括压缩机一、压缩机二、三通阀一、三通阀二和三通阀三，且压缩系统中设置有a三通端和b三通端，所述a三通端下端管道连接四通换向阀的C通道，且a三通端右端管道连接压缩机二进口，所述a三通端左端管道连接三通阀一右端口，且三通阀一左端口管道连接b三通端上端口，所述三通阀一上端口管道连接压缩机一的下进口，且压缩机一上排口管道连接三通阀二左端口，所述三通阀二上端口管道连接四通换向阀的A端口，且三通阀二下端口管道连接b三通端右端口，所述b三通端下端口管道连接压缩机二上排口；
[0008]所述热水系统包括第一换热器、用水水箱、换向水泵、三通阀三、三通阀四和热水阀，所述三通阀三上端口连接上支路管道，且左方与四通换向阀的D端口连接，右方与室内换热系统管道连接，所述三通阀三下端口管道连接第一换热器工质进口，且第一换热器工质出口管道连接三通阀四上端口，所述三通阀四下端口管道连接下支路管道，且左方连接膨胀阀右端口，右方连接室内换热系统，所述第一换热器内部一侧为水侧水路，并与内部换热部件相互并联，且水侧水路进水口处设置有换向水泵，并与用水水箱管道连接，所述三通阀三左端口与室内换热系统管道连接；
[0009]所述室内换热系统包括第二换热器、第三换热器、二通阀一、二通阀二、二通阀三和二通阀四，所述二通阀一上端口管道连接上支路管道，且左方连接热水系统中三通阀三的右端口，右方连接二通阀三上端口，所述二通阀一下端口管道连接第二换热器上进口，且第二换热器下出口管道连接二通阀二上端口，所述二通阀二下端口连接下支路管道，且左方连接三通阀四下端口，右方连接二通阀四下端口，所述二通阀四上端口管道连接第三换热器的下出口，且第三换热器上进口管道连接二通阀三下端口；
[0010]所述室外换热系统包括第四换热器、三通阀六和三通阀五，所述三通阀六左方端口管道连接四通换向阀的B口，且三通阀六上端口管道连接热水系统中三通阀三的左端口，所述三通阀六右端口管道连接第四换热器的左出口，且第四换热器的右进口管道连接三通阀五的左端口，所述三通阀五上端口与热水系统中三通阀四的左端口管道连接，且三通阀五的右端口与膨胀阀左端口管道连接。
[0011]优选的，所述用水水箱进水口通过换向水泵与内部水侧水路一端口连接，所述用水水箱设置有两个出口，且一个出口与第一换热器内部水侧水路另一端口管道连接，另一出口连接有管道，并在管道上安装有热水阀，所述用水水箱与外部自来水管道连接。
[0012]优选的，所述压缩系统、热水系统、室内换热系统和室外换热系统组成的总系统具有一级制热和制热水模式、二级制热和制热水模式、一级制冷制和热水模式、二级制冷和制热水模式和室外节能除霜模式。
[0013]优选的，所述一级制热和制热水模式下，关闭三通阀一与压缩机二的连接管道、三通阀三与三通阀六连接管道和三通阀四与三通阀五连接管道，并打开四通换向阀的B
‑
C和A
‑
D路，关闭四通换向阀的A
‑
B和D
‑
C路。
[0014]优选的，所述二级制热和制热水模式下，关闭三通阀三与三通阀六连接管道和三通阀四与三通阀五连接管道，并打开四通换向阀的B
‑
C和A
‑
D路，关闭A
‑
B和D
‑
C路，此时压缩系统中压缩机一和压缩机二串联为二级压缩。
[0015]优选的，所述一级制冷和制热水模式下，关闭三通阀一与压缩机二的连接管道、三
通阀三与三通阀六连接管道和三通阀四与三通阀五连接管道，并打开四通换向阀的A
‑
B和C
‑
D路，关闭四通换向阀的A
‑
D和B
‑
C路。
[0016]优选的，所述二级制冷和制热水模式下，关闭三通阀一与a三通端的管道、三通阀二与b三通端的管道，三通阀六与三通阀五之间的连接管道、三通阀四与下支路连接管道和三通阀三与支路连接管道，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于寒冷地区的热泵空调热水器，包括压缩系统、热水系统、室内换热系统和室外换热系统，其特征在于：所述压缩系统、热水系统、室内换热系统和室外换热系统之间设置有支路管道相互连接，且支路管道上设置有膨胀阀(6)和四通换向阀(8)；所述压缩系统包括压缩机一(1)、压缩机二(2)、三通阀一(11)、三通阀二(12)和三通阀三(13)，且压缩系统中设置有a三通端和b三通端，所述a三通端下端管道连接四通换向阀(8)的C通道，且a三通端右端管道连接压缩机二(2)进口，所述a三通端左端管道连接三通阀一(11)右端口，且三通阀一(11)左端口管道连接b三通端上端口，所述三通阀一(11)上端口管道连接压缩机一(1)的下进口，且压缩机一(1)上排口管道连接三通阀二(12)左端口，所述三通阀二(12)上端口管道连接四通换向阀(8)的A端口，且三通阀二(12)下端口管道连接b三通端右端口，所述b三通端下端口管道连接压缩机二(2)上排口；所述热水系统包括第一换热器(3)、用水水箱(9)、换向水泵(10)、三通阀三(13)、三通阀四(14)和热水阀(21)，所述三通阀三(13)上端口连接上支路管道，且左方与四通换向阀(8)的D端口连接，右方与室内换热系统管道连接，所述三通阀三(13)下端口管道连接第一换热器(3)工质进口，且第一换热器(3)工质出口管道连接三通阀四(14)上端口，所述三通阀四(14)下端口管道连接下支路管道，且左方连接膨胀阀(6)右端口，右方连接室内换热系统，所述第一换热器(3)内部一侧为水侧水路，并与内部换热部件相互并联，且水侧水路进水口处设置有换向水泵(10)，并与用水水箱(9)管道连接，所述三通阀三(13)左端口与室内换热系统管道连接；所述室内换热系统包括第二换热器(4)、第三换热器(5)、二通阀一(15)、二通阀二(16)、二通阀三(17)和二通阀四(18)，所述二通阀一(15)上端口管道连接上支路管道，且左方连接热水系统中三通阀三(13)的右端口，右方连接二通阀三(17)上端口，所述二通阀一(15)下端口管道连接第二换热器(4)上进口，且第二换热器(4)下出口管道连接二通阀二(16)上端口，所述二通阀二(16)下端口连接下支路管道，且左方连接三通阀四(14)下端口，右方连接二通阀四(18)下端口，所述二通阀四(18)上端口管道连接第三换热器(5)的下出口，且第三换热器(5)上进口管道连接二通阀三(17)下端口；所述室外换热系统包括第四换热器(7)、三通阀六(20)和三通阀五(19)，所述三通阀六(20)左方端口管道连接四通换向阀(8)的B口，且三通阀六(20)上端口管道连接热水系统中三通阀三(13)的左端口，所述三通阀六(20)右端口管道连接第四换热器(7)的左出口，且第四换热器(7)的右进口管道连接三通阀五(19)的左端口，所述三通阀五(19)上端口与热水系统中三通阀四(14)的左端口管道连接，且三通阀五(19)的右端口与膨胀阀(6)左端口管道连接。2.根据权利要求1所述的一种适用于寒冷地区的热泵空调热水器，其特征在于，所述用水水箱(9)进水口通过换向水泵(10)与(3)内部水侧水路一端口连接，所述用水水箱(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王江涛，陈杨，屈星宇，冯业，郑炜华，张梓煜，刘定铭，李明月，黄武龙，贾宇振，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：新型
国别省市：