一種熱泵熱水器循環系統技術方案

本發明專利技術公開了一種熱泵熱水器循環系統。本發明專利技術包括工作腔和水箱，所述工作腔表面設有控制器，進水管的進口位置與專用回水管相連，所述進水管另一端穿過工作腔后分為兩路，一路為冷凝器進水管路，一路為水箱進水管路；采用通過在冷凝器進口管路上設置第一三通閥，在水箱進水管路上設置第一電磁閥及第二電磁閥，在水箱進水管路及冷凝器進口管路之間設置循環泵，以及在冷凝器出口管路上及水箱進水管之間設置第二三通閥，并通過控制器進行控制，使得該熱泵系統集成了直熱式和非直熱式熱泵的主要優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及熱泵
，特別涉及一種熱泵熱水器循環系統。
技術介紹
目前，發達國家正不斷頒布新的能效法規，電熱水器等低效率、高能耗的熱水器在未來將被逐漸限制使用，空氣能、太陽能作為可再生能源可應用于熱泵系統并解決建筑與生活熱水問題。空氣源熱泵熱水器通過吸取蘊藏在周圍環境空氣中的低品位熱能加熱水箱中貯存的冷水，具有節能、環保等諸多優點，具有廣闊的發展應用前景。熱泵熱水器按照加熱方式的不同分為直熱式和非直熱式兩種。非直熱式熱泵熱水器運行原理是通過冷凝盤管直接加熱水箱中的水，根據冷凝盤管與水箱的想對位置不同，非直熱式熱泵熱水器可劃分為內置盤管式和外繞盤管式兩種。直熱式熱泵熱水器制熱原理是主要指水在間壁式或套管式冷凝器中與壓縮機排氣直接進行換熱，冷凝盤管獨立于水箱之外。在運行過程中，非直熱式熱泵熱水器由于冷凝壓力不斷升高，機組的能耗逐漸增大，而直熱式熱泵由于進口溫度可以基本維持恒定，因此壓縮機功耗要小于同等條件下非直熱式熱泵的功耗。同時由于直熱式熱泵冷凝器獨立于水箱之外，相比較于內置盤管式非直熱式熱泵來說，降低了盤管腐蝕、制冷劑泄露的機率，相比較于外繞盤管式非直熱式熱泵熱水器來說，增大了發泡保溫層的容積，水箱的保溫性能更佳。非直熱式熱泵熱水器水箱大多為承壓水箱，系統可以依靠市政管網的水壓輸送熱水，而直熱式熱泵水箱一般為非承壓水箱，往往需要水泵輔助輸送熱水至使用側，導致實際性能有所降低。此外，無論對于直熱式還是循環式熱泵熱水器來說都存在出口冷水段的問題，即出口管路熱水在長時間不用之后溫度降低，再次用熱水時，需要將該段冷水放空，存在極大的水資源浪費問題。如何利用直熱式熱泵制冷效率較高的優勢，吸納非直熱式熱泵熱水器承壓水箱以及控制方便的優點，同時避免兩種類型熱泵熱水器同時存在的冷水段問題，是相關科研人員面前的一個亟待解決的問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服現有技術的不足，提供一種結構簡單并能夠滿足用戶不同使用需求的熱泵熱水器循環系統，同時能夠有效提升熱泵熱水器運行效率，減少系統運行功耗，并能有效消除傳統熱泵熱水器出水管存在冷水段的難題。為實現本專利技術的目的所采用的技術方案是：一種熱泵熱水器循環系統，包括工作腔1和水箱2，所述工作腔1表面設有控制器17，進水管8在靠近工作腔1的進口位置與專用回水管83相連，所述進水管8另一端穿過工作腔1后分為兩路，一路為冷凝器進水管路81，一路為水箱進水管路82；所述冷凝器進水管路81上安裝有第一三通閥12,所述水箱進水管路82上安裝有第一電磁閥15及第二電磁閥16；所述第二電磁閥16一端通過所述水箱進水管路82接入所述冷凝器進水管路81并與所述第一三通閥12的B口連通，所述第二電磁閥16的另一端分別與第一電磁閥15以及水泵11的進口相連，所述水泵的出口與第一三通閥12的A口相連，所述第一電磁閥15的出口與水箱進水管10相連；所述第一三通閥12的C口與冷凝器3的A口相連，所述冷凝器3的B口與冷凝器出水管18相連；所述水箱進水管10處貼有第一溫度傳感器13，所述第一溫度傳感器13測定所述水箱底部水溫度；所述冷凝器出水管18上貼有第二溫度傳感器14，所述第二溫度傳感器14測定所述出水管18進水溫度；所述進水管8穿過工作腔后的管路上貼有第三溫度傳感器19，所述第三溫度傳感器19為出口回水溫度傳感器；所述冷凝器3的C口與節流膨脹機構4的進口相連，所述節流膨脹機構4的出口與蒸發器5的進口相連，所述蒸發器5的出口與壓縮機7的吸氣口相連，所述壓縮機的排氣口與冷凝器3的D口相連；所述水箱2的上部設置有出水管9；所述第一三通閥12、第一電磁閥15、第二電磁閥16、第一溫度傳感器13、第二溫度傳感器14及第三溫度傳感器19分別與控制器17相連接。所述冷凝器3的B口與冷凝器出水管18之間的管路安裝第二三通閥20，冷凝器3的B口與第二三通閥20的A口相連，所述第二三通閥20的B口與第一電磁閥及水泵11之間的管路連接，所述第二三通閥20的C口與冷凝器出水管18相連。本專利技術的特點和優點是：采用通過在冷凝器進口管路上設置第一三通閥，在水箱進水管路上設置第一電磁閥及第二電磁閥，在水箱進水管路及冷凝器進口管路之間設置循環泵，以及在冷凝器出口管路上及水箱進水管之間設置第二三通閥(實施例2)，并通過控制器進行控制，使得該熱泵系統集成了直熱式和非直熱式熱泵的主要優點，包括：無內置式或外置式冷凝盤管，降低了冷媒泄漏的機率，提升了水箱的保溫效果，提升了整個制熱循環的能效比并具有較高的制熱速率；基于上述控制，使得熱泵系統可以根據用戶需求實現整膽靜態循環制熱、整膽動態循環制熱(實施例2)以及動態快速制熱等功能；此外，通過控制器及相應自動控制元件的控制，消除了熱泵熱水器出口存在冷水段的難題，避免了水資源的極大浪費，同時提升了用戶的使用效果及體驗。附圖說明圖1所示為本專利技術一種熱泵熱水器循環系統第一實施例的原理圖。圖中：1.工作腔，2.水箱，3.冷凝器，4.節流膨脹機構，5.蒸發器，6.風機，7.壓縮機，8.進水管，9.出水管，10.水箱進水管，11.水泵，12.第一三通閥，13.第一溫度傳感器，14.第二溫度傳感器，15.第一電磁閥，16.第二電磁閥，17.控制器，18.冷凝器出水管，19.第三溫度傳感器。具體實施方式以下結合附圖和具體實施例對本專利技術作進一步詳細說明。請參閱圖1，為本專利技術一種熱泵熱水器循環系統兩種實施例的原理圖。本專利技術所述熱泵熱水器包括：工作腔1，水箱2，冷凝器3，節流膨脹機構4，蒸發器5，風機6，壓縮機7，進水管8，出水管9，水箱進水管10，水泵11，第一三通閥12，第一溫度傳感器13，第二溫度傳感器14，第一電磁閥15，第二電磁閥16，控制器17，冷凝器出水管18，第三溫度傳感器19，第二三通閥20。本專利技術一種熱泵熱水器循環系統的第一實施例如圖1所示，包括工作腔1和水箱2，所述工作腔1表面設有控制器17，所述進水管8在靠近工作腔1的進口位置與專用回水管83相連，所述進水管8穿過工作腔1后分為兩路，一路為冷凝器進水管路81，一路為水箱進水管路82；所述冷凝器進水管路81上安裝有第一三通閥12,所述水箱進水管路82上安裝有第一電磁閥15及第二電磁閥16；所述第二電磁閥16通過所述水箱進水管路82接入所述冷凝器進水管路81并與所述第一三通閥12的B口連通，所述第二電磁閥16的另一端分別與第一電磁閥15以及水泵11的進口相連，所述水泵的出口與第一三通閥12的A口相連，所述第一電磁閥15的另一端與水箱進水管10相連；所述第一三通閥12的C口與冷凝器3的A口相連，所述冷凝器3的B口與冷凝器出水管18相連；所述水箱進水管10處貼有第一溫度傳感器13，所述冷凝器出水管18上貼有第二溫度傳感器14，所述進水管8穿過工作腔1的管路上貼有第三溫度傳感器19，所述第三溫度傳感器19為出口回水溫度傳感器；所述冷凝器3的C口與節流膨脹機構4的進口相連，所述節流膨脹機構4的出口與蒸發器5的進口相連，所述蒸發器5的出口與壓縮機7的吸氣口相連，所述壓縮機的排氣口與冷凝器3的D口相連；所述水箱2的上部設置有出水管9；所述第一溫度傳感器13、第二溫度傳感器14及第三溫度傳感器19均與控制器17相連接。本專利技術一種熱泵熱水器循環系統的第二實本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種熱泵熱水器循環系統，其特征是，包括工作腔和水箱，所述工作腔表面設有控制器，進水管一端與專用回水管相連，所述進水管另一端穿過工作腔后分為兩路，一路為冷凝器進水管路，一路為水箱進水管路；所述冷凝器進水管路上安裝有第一三通閥,所述水箱進水管路上安裝有第一電磁閥及第二電磁閥；所述第二電磁閥一端與第一三通閥的B口相連，所述第二電磁閥的另一端分別與第一電磁閥以及水泵的進口相連，所述水泵的出口與第一三通閥的A口相連，所述第一電磁閥的出口與水箱進水管相連；所述第一三通閥的C口與冷凝器的A口相連，所述冷凝器的B口與冷凝器出水管相連；所述水箱進水管處貼有第一溫度傳感器，所述冷凝器出水管上貼有第二溫度傳感器，所述進水管穿過工作腔的管路上貼有第三溫度傳感器，所述第三溫度傳感器為出口回水溫度傳感器；所述冷凝器的C口與節流膨脹機構的進口相連，所述節流膨脹機構的出口與蒸發器的進口相連，所述蒸發器的出口與壓縮機的吸氣口相連，所述壓縮機的排氣口與冷凝器的D口相連；所述水箱的上部設置有出水管；所述第一三通閥、第一電磁閥、第二電磁閥、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器及第三溫度傳感器分別與控制器相連接。

【技術特征摘要】
1.一種熱泵熱水器循環系統，其特征是，包括工作腔和水箱，所述工作腔表面設有控制器，進水管一端與專用回水管相連，所述進水管另一端穿過工作腔后分為兩路，一路為冷凝器進水管路，一路為水箱進水管路；所述冷凝器進水管路上安裝有第一三通閥,所述水箱進水管路上安裝有第一電磁閥及第二電磁閥；所述第二電磁閥一端與第一三通閥的B口相連，所述第二電磁閥的另一端分別與第一電磁閥以及水泵的進口相連，所述水泵的出口與第一三通閥的A口相連，所述第一電磁閥的出口與水箱進水管相連；所述第一三通閥的C口與冷凝器的A口相連，所述冷凝器的B口與冷凝器出水管相連；所述水箱進水管處貼有第一溫度傳感器，所述冷凝器出水管上貼有第二溫度傳感器，所述進水管...

【專利技術屬性】
技術研發人員：律寶瑩，陳薩如拉，楊洋，林玲，張強，
申請(專利權)人：天津商業大學，
類型：發明
國別省市：天津;12