專利名稱：一種同時供冷、制取生活熱水和開水的中央空調熱泵裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種同時供冷、制取生活熱水和開水的中央空調熱泵裝置，采用相應結 構的換熱器分別承擔過冷、兩相冷凝、過熱等分級取熱，采用節能循環改進制冷系統，實現 了大中型中央空調系統及中小型商用空調系統中制冷和制生活熱水及開水的雙向高效運行， 極大地提高了能源綜合利用效益，屬于空調熱泵及供熱技術設備領域。
背景技術：
現有的大中型中央空調系統及中小型商用空調系統所采用的制冷機，往往主要被用來作 為夏季空調供冷，期間大量冷凝熱直接地或者通過冷卻塔間接的排向室外環境，有一小部分 風冷熱泵系統被用來在過渡季進行供暖，但通常持續時間很短，因此一年中設備利用率不高， 且耗費大量能源。至于水源熱泵系統，雖然理論上冬季可實現穩定的供暖，但是綜合考慮壓 縮機、抽水泵、打壓水泵等的好能，其供冷、供暖的節能性是值得商榷的，特別是其對地下 水的污染和耗費是實際工程中和政策上必須強化研究和監控的。
目前利用熱泵運行中回收的冷凝熱以制取生活熱水這一技術的應用已經得到很多重視， 其基本原理是采用壓縮機制冷系統從室外空氣中吸收熱量，并通過氟水換熱器將自來水加 熱到所需溫度以作為生活熱水之用，近年來得到快速推廣應用，根本原因在于其耗電僅及 電熱水器的1/4以下，全年能耗及綜合運行費用遠低于電熱水器，也比燃氣熱水器、太陽能 熱水器低得多。但是目前主要應用于不帶空調供冷供熱功能的小型家用熱泵熱水器，現在還 沒有出現空調和生活熱水功能集于一體的熱水空調器投放于市場。
在大中型工程及商用場合，主要通過在制冷系統中增加一級熱回收器來回收常規冷凝器 中高品位的過熱區的熱量，但其熱量值一般占總冷凝熱的10%多，生活熱水制取量少，節能 效果有限。
不論家用空調還是商用及工程用空調中的熱泵制取生活熱水時，基本上都不采用節能循
環器，由于加熱生活熱水到設計溫度(一般取50 6(TC左右)需要冷凝溫度很高，導致排氣 壓力很高，壓縮比過大，特別是在冬季條件下更為嚴重，這一方面造成能效比EER (制熱量/ 輸入功率)大大降低而使耗電增大，經濟性惡化，另一方面壓縮機等部件的故障率增大，壽 命降低。
一般制取開水常采用電熱式、燃氣等，前者直接大量耗費高品位電能，后者也耗費了高 品位一次能源，且一般家用燃氣罩的熱能轉化率只有20 30%左右，因此實際上也存在很高 的能源浪費。
目前市場上新出現的小型家用熱泵技術生產開水的產品，系采用極大提高排氣壓力以獲 取超過IOCTC的排氣溫度以置備開水，熱泵循環的壓縮比過大，導致能效比大為下降，嚴重 影響到壓縮機及整機使用壽命，且換熱器面積過大，使得設備初投資、運行費都較為高昂， 難以取得預期節能效果，因而實際上遠不是可以實際應用的成熟產品。
由于熱泵或者空調熱水器分段取熱至關重要，每一段換熱特點各不相同，分別選擇適用 的換熱器結構是保證高性能、高可靠性的關鍵，但是目前的產品中通常采用同一臺換熱器提 取冷凝熱，對過熱區及過冷區的換熱能力很差，不能很好地實現分級針對性的取熱，導致換 熱面積過大，熱工性能較差，基本上無法滿足將全部冷凝熱都取出來制取生活熱水的需要。 同時，現有設備也無法做到在制取適當溫度的生活熱水的同時，制取更高溫度水平的熱水用 于蓄熱，以實現系統運行中的調峰需要。
發明內容
本實用新型的目的和任務是，針對上述存在的種種問題，在大中型中央空調及中小型商 用空調的制冷系統中，利用壓縮機排氣冷凝熱的狀態變化過程及其特點，采取逆流交換最大 程度的利用不同階段的溫度水平，分段取出相應品位的熱量，滿足回收制冷機組冷凝熱以提供中溫生活熱水(45 55°C)、高溫蓄能熱水(60 75°C)及開水等多種熱水的需要，且節能 循環器的采用可極大降低壓縮機排氣壓力，提高制熱能效比。從而實現供冷、制取生活熱水 及開水的兩個方面的高效節能運行。為此，本實用新型設計了一種實現冷凝熱梯級能量回收的中央空調用及商用制冷機組， 由大中型螺桿式及中小型渦旋式壓縮機、汽液分離器、節能循環器、過冷器、常規冷凝器、 過熱器、開水器、高壓貯液器、膨脹閥、蒸發器及其它配件組成，其中冷凝換熱器組件包括 過熱器、常規冷凝器、過冷器、開水器及節能循環器。壓縮機排出的高溫高壓蒸汽依次通過 開水器、過熱器、常規冷凝器、過冷器及節能循環器，并在節能循環器中與蒸發器出來的低 溫低壓蒸汽進行換熱，完成冷凝及過冷過程并經膨脹閥降壓后送往蒸發器制冷。在熱水環路 中，低溫進水在過冷器吸收制冷劑的液體熱，在常規冷凝器中吸收兩相冷凝熱和一部分蒸汽 過熱量及液體熱，然后通過過熱器及開水器吸收過熱區的熱量，水溫達到45 75'C及95 100 'C后分別送出。本實用新型根據壓縮機排氣冷凝熱的狀態變化過程及其特點，在節能循環器、過冷器、 過熱器及開水器中采取逆流交換最大程度的利用不同階段的溫度水平，采取梯級換熱方式分 段取出相應品位的熱量。如用戶需要取出不同溫度水平的水，例如中溫水用于直接供應，高 溫水用于蓄存調峰，則可先在常規冷凝器中分出一路中溫水，再在過熱器后送出高溫水；若 無需實現高溫蓄熱，可直接從過熱器中將熱水送出。采用節能循環器可在保持冷凝溫度為較低溫度水平(40 54.4°C)時，即排氣壓力處于 較低水平時，有效提升排氣溫度以保持乃至大大提高出水溫度水平(熱水出水溫度范圍45 IOO'C)，同時系統能效比保持在很高水平，這是一般風冷熱泵及空氣源熱泵熱水器難以達到 的，且排氣壓力的降低可有效減少壓縮機等各部件出現故障的可能性，并延長使用壽命。本實用新型在世界上第一次解決了在大中型中央空調熱泵機組中將全部或部分冷凝熱取 出并用于制取生活熱水甚至開水的問題，并結合節能循環器的采用可極大降低壓縮機排氣壓 力，從而對制冷、制熱兩側均保持很高的能效比，具有很高的節能及經濟效益，整機結構緊 湊、裝配方便、成本低，有效的降低了故障率，延長使用壽命，安裝、運行、維修方便，地 域及氣候適應性廣，工程應用價值及社會節能、環保效益極大。


圖1分別是本實用新型整機結構原理圖。圖1中各部件編號與名稱如下壓縮機l、汽液分離器2、節能循環器3、過冷器4 器7、高壓貯液器8、膨脹閥9、視夜鏡IO、蒸發器ll具體實施方式
圖1分別是本實用新型整機結構原理圖。' 圖1分別是本實用新型全部、部分換熱器為套管的整機結構示意圖。 本實用新型由壓縮機l、汽液分離器2、節能循環器3、過冷器4、常規冷凝器5、過熱 器6、干燥過濾器7、高壓貯液器8、膨脹閥9、視夜鏡IO、蒸發器ll、高壓表12、低壓表 13、開水器14及其它配件組成。開水器氟路進口端與制冷壓縮機排氣管相連，出口端與過熱 器進口相連，過熱器出開端與常規冷凝器進口相連，常規冷凝器出口端與過冷器進口相連， 過冷器出口端與節能循環器液側進口相連，節能循環器液側出口與膨脹閥進口相連，蒸發器 進口端經視液鏡與膨脹閥出口相連，出口端與節能循環器汽側進口相連，節能循環器汽側出 口端與壓縮機吸氣口相連。過冷器水路進口端連接低溫進水A，出口端與常規冷凝器進口相 連，常規冷凝器出口端一路送出中溫生活熱水B，另一路與過熱器進口相連，過熱器出口端 一路送出高溫生活熱水C,另一路與開水器進口相連，開水器出口送出飲用開水D。開水器、 過熱器、過冷器及節能循環器均采取逆流交換以最大程度的利用不同階段的溫度水平，采取 梯級換熱方式分段取出相應品位的熱量，并制取所需溫度水平的熱水。蒸發器水路進口端E、常規冷凝器5、過熱器6、干燥過濾 、高壓表12、低壓表13、開水器14。連接冷凍水回水，出口端F送出冷凍水。
權利要求1、一種同時供冷、制取生活熱水和開水的中央空調熱泵裝置，由壓縮機(1)、汽液分離器(2)、節能循環器(3)、過冷器(4)、常規冷凝器(5)、過熱器(6)、開水器(14)、干燥過濾器(7)、高壓貯液器(8)、膨脹閥(9)、視夜鏡(10)、蒸發器(11)、高壓表(12)、低壓表(13)及其它配件組成，開水器(14)氟路進口端與制冷壓縮機(1)排氣管相連，出口端與過熱器(6)進口相連，過熱器(6)出口端與常規冷凝器(5)進口相連，常規冷凝器(5)出口端與過冷器(4)進口相連，過冷器(4)出口端與節能循環器(3)液側進口相連，節能循環器(3)液側出口與膨脹閥(9)進口相連，蒸發器(11)進口端經視液鏡(10)與膨脹閥(9)出口相連，出口端與節能循環器(3)汽側進口相連，節能循環器(3)汽側出口端與壓縮機(1)吸氣口相連；過冷器(4)水路進口端連接低溫進水，出口端與常規冷凝器(5)進口相連，常規冷凝器(5)出口端一路送出中溫熱水，另一路與過熱器(6)進口相連，過熱器(6)出口端一路送出高溫熱水，另一路與開水器(14)進口相連，開水器(14)出口端送出開水。
2、 如權利要求1所述的同時供冷、制取生活熱水和開水的中央空調熱泵裝置，其特征在于 所述的壓縮機為大中型螺桿式或者中小型渦旋式壓縮機，過冷器(4)和過熱器(6)采用套 管式或者板式等結構的換熱器，開水器(14)采用盤管式或套管式等結構的換熱器，節能循 環器(3)采用盤管式、套管式或者板式等結構的換熱器，常規冷凝器(5)采用殼管式、板 式或者套管式等結構的換熱器。
專利摘要一種同時供冷、制取生活熱水和開水的中央空調熱泵裝置，由壓縮機、節能循環器、過冷器、常規冷凝器、過熱器、開水器、蒸發器、膨脹閥及其它配件組成，本實用新型采取逆流交換最大程度的利用不同階段的溫度水平，梯級換熱分段取出相應品位的熱量，并制取用于直供的中溫生活熱水(45～55℃)、用于蓄熱調峰或者直供的高溫生活熱水(60～75℃)以及飲用開水，且根據用戶需要靈活選擇其中的一級或多級供水。本實用新型解決了在大中型中央空調熱泵機組中將全部或部分冷凝熱取出并用于制取生活熱水及開水的問題，采用節能循環器極大降低壓縮機排氣壓力，從而對制冷、制熱兩側均保持很高的能效比，具有很高的節能及經濟效益，工程應用價值極大。
文檔編號F24H4/02GK201138034SQ20072031053
公開日2008年10月22日 申請日期2007年12月13日 優先權日2007年12月13日
發明者張茂勇 申請人:張茂勇