[发明专利]一种功率分档可调的商用空气源热泵热水装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种空气源热泵热水装置，更具体地说，涉及一种功率分档可调的商用空气源热泵热水装置。

背景技术

热泵是一种利用少量电能从低温热源(如空气、废热水等)吸收热能，送往高温热源的制热设备。其应用价值主要在于工作时制备的热能远高于所消耗的电能所能产生的焦耳热能(如电热水器)，具有良好的节能效果。

目前广为应用的热泵主要是利用(逆)卡诺原理的压缩机热泵。其原理是使用空气作为低温热源，由蒸发器内的液态制冷剂的蒸发汽化来吸收空气中的热能，再通过压缩机将气态工质变成高温、高压的气态工质，当这种气态工质传输到冷凝器时高温、高压气态工质释放热能，释放出大量的热量，传递给水箱中的储备冷水，使水温升高，达到制备热水的目的。其应用场所一般为家庭、工厂、学校等对每日生活热水量及供水时段有相对固定需求的场所。

由于这些热泵热水装置在系统设计上一般使用固定输入功率的压缩机，因此，就输入功率指标而言，需要按照全年最低气温工况进行设计。然而，就大部分适合热泵应用的地域而言，全年中低温工况较少，尤其是极端低温天数极少，因此该设计存在较大不合理性。

目前基于(逆)卡诺原理设计的热泵热水装置非常多，仅国内公开的专利就有四千多项。这些装置根据是否应用于家庭场合可分为家用装置和工程(商用)装置两大类别。从目前公开的专利及文献来看尚无输入功率可调节的热泵装置技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种根据不同工况范围使用不同输入功率制备生活热水的功率分档可调的商用空气源热泵热水装置，该装置工作时提供的供热能力与当时的供热需求更相符合，其节能效果非常好。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种功率分档可调的商用空气源热泵热水装置，其包括第一热泵结构、第二热泵结构以及设置在水箱内的电加热器；所述第一热泵结构包括定频压缩机、第一四通阀、冷凝器、第一储液罐、第一过滤器、第一节流装置、蒸发器、第一四通阀、第一过滤器、第一气液分离器，所述定频压缩机通过管路依次经第一四通阀、冷凝器、第一储液罐、第一过滤器、第一节流装置、蒸发器、第一四通阀、第一过滤器、第一气液分离器连接形成第一封闭回路结构；所述第二热泵结构包括变频压缩机、冷凝器、第二储液罐、第二过滤器、第二节流装置、蒸发器、第二气液分离器，所述变频压缩机通过管路依次经冷凝器、第二储液罐、第二过滤器、第二节流装置、蒸发器、第二气液分离器连接形成第二封闭回路结构；所述水箱通过管路依次经一水泵、冷凝器形成第三封闭回路结构。

作为对本技术方案的进一步改进，所述冷凝器为由内到外依次为内层管、中间管、外层管组成的管中管结构；在所述第一封闭回路结构中，相应管路是与该冷凝器的内层管连通；所述第二封闭回路结构中，相应管路是与该冷凝器的外层管连通；在所述第三封闭回路结构中，相应管路是与该冷凝器的中间管连通。

作为对本技术方案的进一步改进，外界冷媒经内层管的走向和外界冷媒经外层管的走向相同并且外界冷媒经内层管的走向和水经中间管的走向相反。

作为对本技术方案的进一步改进，在所述蒸发器为具有至少两排管，一部分排管与所述第一封闭回路结构的管路连通，以及，另一部分排管与所述第二封闭回路结构的管路连通。

作为对本技术方案的进一步改进，其还包括安装在连通所述变频压缩机到冷凝器的管路上的第二高压开关、安装在连通所述第二气液分离器到变频压缩机的管路上的第二低压开关、安装在连通所述定频压缩机到第一四通阀的管路上的第一高压开关、安装在连通所述第一气液分离器到定频压缩机的管路上的第一低压开关、安装在连通所述第一四通阀到第一过滤器的管路上的第一感温包并且该第一感温包通过管路与所述第一节流装置连接。

本发明由于采用了上述结构，故其具有如下有益效果：

(1)本发明通过采用定频压缩机工作的第一热泵结构、采用变频压缩机工作的第二热泵结构以及采用固定供热的电加热器三部分的配合对一个小容积的水箱工作，从而提供三个功率范围且连续可调的供热能力。第一热泵结构和第二热泵结构共用一个蒸发器和一个冷凝器且相互独立，在工作时根据实时工况选择单个热泵结构，或者两个热泵结构，或者两个热泵结构与电加热器工作。因此，本发明能够根据不同工况范围使用不同输入功率制备生活热水，本发明工作时提供的供热能力与当时的供热需求更相符合。