一种空气源热泵供热装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及换热器技术领域，特别是涉及一种空气源热泵供热装置。


背景技术：

[0002]
目前市场上热水器主要包括太阳能热水器、燃气热水器、电热水器、热泵热水器四种类型。太阳能热水器利用自然能源，具有节约能源的特点，但其加热效果受天气影响较大；燃气热水器与电热水器速热效果较好，但其能源浪费严重，不符合国家节能减排方针。传统热泵热水器以电能驱动利用空气热源为水加热，具有节省能源的优点。但采暖热水、生活热水往往无法同时提供，需要两个系统才能提供。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型的目的是提供一种空气源热泵供热装置，以解决上述现有技术存在的问题，本装置能够同时加热生活热水以及采暖热水，并且可以根据不同的需求调节热能输出。
[0004]
为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
[0005]
本实用新型提供一种空气源热泵供热装置，包括：压缩机、生活热水换热器、采暖热水换热器、总换热器、第一节流元件、第二节流元件、第一电控阀门、第二电控阀门和控制器；所述生活热水换热器用于对生活热水进行加热，所述采暖热水换热器用于对采暖热水进行加热；所述压缩机、所述生活热水换热器和所述总换热器通过管路依次首尾相连形成第一回路；所述压缩机、所述采暖热水换热器和所述总换热器通过管路依次首尾相连形成第二回路；所述第一电控阀门和所述第一节流元件设置于所述第一回路的管路中，所述第二电控阀门和所述第二节流元件设置于所述第二回路的管路中，所述第一回路和所述第二回路共用一个所述压缩机和一个所述总换热器；所述第一节流元件、所述第二节流元件、所述第一电控阀门和所述第二电控阀门均与所述控制器电连接；还包括第一温度测量装置和第二温度测量装置；所述第一温度测量装置用于测量生活热水的温度，所述第二温度测量装置用于测量采暖热水的温度，所述第一温度测量装置器和所述第二温度测量装置均与所述控制器电连接。
[0006]
优选的，还包括第一三通阀和第二三通阀，所述第一三通阀的三个接口分别和所述压缩机的冷媒出口、所述采暖热水换热器的冷媒进口以及所述生活热水换热器的冷媒进口连接，所述第二三通阀的三个接口分别和所述采暖热水换热器的出口、所述生活热水换热器的出口以及所述总换热器的冷媒进口连通；
[0007]
所述第一电控阀门和所述第一节流元件均设置于所述第一三通阀与所述生活热水换热器之间的管路或所述生活热水换热器与所述第二三通阀之间的管路上，所述第二电控阀门和所述第二节流元件设置于所述第一三通阀与所述采暖热水换热器之间的管路或采暖热水换热器与所述第二三通阀之间的管路上。
[0008]
优选的，所述第一电控阀门和所述第二电控阀门均为电磁阀；所述第一节流元件
和所述第二节流元件均为电子膨胀阀。
[0009]
优选的，所述第一温度测量装置和所述第二温度测量装置均为温度传感器。
[0010]
优选的，还包括一气液分离器，所述气液分离器设置于所述总换热器与所述压缩机之间的管路上。
[0011]
优选的，还包括一个四通阀，所述四通阀的四个接口分别连接并连通于所述总换热器、所述第一三通阀、所述气液分离器和所述压缩机上。
[0012]
优选的，所述总换热器选为翅片换热器。
[0013]
本实用新型还提供了一种应用于如上所述的空气源热泵供热装置中的调节热能输出的方法，包括：
[0014]
首先，用户在所述控制器的控制系统中对生活热水的水箱温度预设为ts1，对采暖出水温度预设为ts2；所述第一温度检测装置检测到生活热水的水箱温度实际为tw1，所述第二温度检测装置检测到采暖热水的温度实际为tw2；预设开启回差常数为a；预设一阶回差常数为b1、二阶回差常数为b2，b2>b1；对应预设节流元件的一阶比例系数为c1、二阶比例系数c2，c2>c1>1；所述第一节流元件单位时间内的流量为exv1，所述第二节流元件单位时间内的流量为exv2；
[0015]
当控制器检测到ts1-tw1≥a，且ts2-tw2≥a，则控制系统开机运行，打开所述第一电控阀门(sv1)和所述第二电控阀门(sv2)：
[0016]
1)当(ts1-tw1)-(ts2-tw2)≥b2，则此时认为生活热水的需求远大于采暖热水需求，控制所述第一节流元件和所述第二节流元件中的exv1＝c2*exv2；
[0017]
2)当b2≥(ts1-tw1)-(ts2-tw2)≥b1，则此时认为生活热水的需求略大于采暖热水需求，控制所述第一节流元件和所述第二节流元件中的exv1＝c1*exv2；
[0018]
3)当b1≥|(ts1-tw1)-(ts2-tw2)|则此时认为生活热水的需求约等于采暖热水需求，控制所述第一节流元件和所述第二节流元件中的exv1＝exv2；
[0019]
4)当b2≥(ts2-tw2)-(ts1-tw1)≥b1，则此时认为生活热水需求略小于采暖热水需求，控制所述第一节流元件和所述第二节流元件中的exv2＝c1*exv1；
[0020]
5)当(ts2-tw2)-(ts1-tw1)≥b2，则此时认为生活热水需求远小于采暖热水需求，控制所述第一节流元件和所述第二节流元件中的exv2＝c2*exv1；
[0021]
当所述控制器系统检测ts1-tw1＜a，且ts2-tw2≥a，则控制系统开机运行，打开sv2，关闭sv1，系统仅进行采暖热水加热；
[0022]
当所述控制器系统检测ts2-tw2＜a，ts1-tw1≥a，则控制系统开机运行，打开sv1，关闭sv2，系统仅进行生活热水加热。
[0023]
本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0024]
本实用新型提供了一种空气源热泵供热装置，本装置中的生活热水换热器和采暖热水换热器共用一个控制系统以及换热系统，通过控制第一节流元件单位时间内的冷媒流量与第二节流元件单位时间内冷媒的流量的比例系数来控制生活热水供热回路与采暖热水供热回路中的冷媒分配量，从而实现热量的分配调节功能，可以自动调节生活热水以及采暖热水的加热速率；本装置能够同时加热生活热水以及采暖热水，并且可以根据不同的需求调节热能输出。
附图说明
[0025]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]
图1为实施例一中提供的空气源热泵供热装置的原理图；
[0027]
图中：1-压缩机、2-生活热水换热器、3-采暖热水换热器、4-总换热器、5-气液分离器、6-控制器、7-第一电控阀门、8-第二电控阀门、9-四通阀、10-第二节流元件、11-第一节流元件、12-第一温度测量装置、13-第二温度测量装置。
具体实施方式
[0028]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0029]
本实用新型的目的是提供一种空气源热泵供热装置，以解决现有技术存在的问题，本装置能够同时加热生活热水以及采暖热水，并且可以根据不同的需求调节热能输出。
[0030]
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
[0031]
实施例一
[0032]
本实施例提供了一种空气源热泵供热装置，如图1所示，包括：压缩机1、生活热水换热器2、采暖热水换热器3、总换热器4、第一节流元件11、第二节流元件10、第一电控阀门7、第二电控阀门8和控制器6；生活热水换热器2用于对生活热水进行加热，采暖热水换热器3用于对采暖热水进行加热；压缩机1、生活热水换热器2和总换热器4通过管路依次首尾相连形成第一回路；压缩机1、采暖热水换热器3和总换热器4通过管路依次首尾相连形成第二回路；第一电控阀门7和第一节流元件11设置于第一回路的管路中，第二电控阀门8和第二节流元件10设置于第二回路的管路中，第一回路和第二回路存共用的部分，第一回路和第二回路共用一个压缩机1和一个总换热器4；第一节流元件11、第二节流元件10、第一电控阀门7和第二电控阀门8均与控制器6电连接；还包括第一温度测量装置12和第二温度测量装置13；第一温度测量装置12用于测量生活热水的温度，第二温度测量装置13用于测量采暖热水的温度，第一温度测量装置12器和第二温度测量装置13均与控制器6电连接；
[0033]
本实施例中的生活热水换热器2和采暖热水换热器3共用一个控制系统以及换热系统，通过控制第一节流元件11单位时间内的冷媒流量与第二节流元件10单位时间内冷媒的流量的比例系数来控制生活热水供热回路与采暖热水供热回路中的冷媒分配量，从而实现热量的分配调节功能，可以自动调节生活热水以及采暖热水的加热速率；本装置能够同时加热生活热水以及采暖热水，并且可以根据不同的需求调节热能输出。
[0034]
进一步的，还包括第一三通阀和第二三通阀，第一三通阀的三个接口分别和压缩机1的冷媒出口、采暖热水换热器3的冷媒进口以及生活热水换热器2的冷媒进口连接，第二三通阀的三个接口分别和采暖热水换热器3的出口、生活热水换热器2的出口以及总换热器
4的冷媒进口连通；第一电控阀门7和第一节流元件11均设置于第一三通阀与生活热水换热器2之间的管路或生活热水换热器2与第二三通阀之间的管路上，第二电控阀门8和第二节流元件10设置于第一三通阀与采暖热水换热器3之间的管路或采暖热水换热器3与第二三通阀之间的管路上，优选的，第一电控阀门7设置于第一三通阀与生活热水换热器2之间，第一节流元件11设置于生活热水换热器2与第二三通阀之间；第二电控阀门8设置于第一三通阀与采暖热水换热器3之间，第二节流元件10设置于采暖热水换热器3与第二三通阀之间。
[0035]
进一步的，第一电控阀门7和第二电控阀门8均为电磁阀；第一节流元件11和第二节流元件10均为电子膨胀阀，电磁阀只是起管路连通和阻断的功能，电子膨胀阀起到膨胀节流的作用。
[0036]
进一步的，第一温度测量装置12和第二温度测量装置13均为温度传感器。
[0037]
进一步的，还包括一气液分离器5，气液分离器5设置于总换热器4与压缩机1之间的管路上，气液分离器5用于分离气体和液体介质。
[0038]
进一步的，还包括一个四通阀9，四通阀9的四个接口分别连接并连通于总换热器4、第一三通阀、气液分离器5和压缩机1上，本装置中的四通阀9为常规空调机内的四通阀9，内部连接方式也相同，设置四通阀9能够使得本装置兼具制冷以及制热功能。
[0039]
实施例二
[0040]
本实施例提供了一种应用于实施例一中的空气源热泵供热装置中的调节热能输出的方法，包括：
[0041]
首先，用户在控制器6中对生活热水的水箱温度预设为ts1，对采暖出水温度预设为ts2；第一温度检测装置检测到生活热水的水箱温度实际为tw1，第二温度检测装置检测到采暖热水的温度实际为tw2；预设开启回差常数为a；预设一阶回差常数为b1、二阶回差常数为b2，b2>b1；对应预设电子膨胀阀一阶比例系数为c1、二阶比例系数c2，c2>c1>1；第一节流元件11单位时间内的流量为exv1，第二节流元件10单位时间内的流量为exv2；
[0042]
当控制器6检测到ts1-tw1≥a，且ts2-tw2≥a，则系统开机运行，打开第一电控阀门7(sv1)和第二电控阀门8(sv2)：此工作流程为：控制系统开机运行，打开第一电控阀门7(sv1)、第二电控阀门8(sv2)，冷媒从压缩机1，经过四通阀9，同时进入采暖热水换热器3和生活热水换热器2中进行换热，然后两股冷媒介质分别经过第一节流元件11(exv1)和第二节流元件10(exv2)进入总换热器4中，在总换热器4中吸热后，经过四通阀9、气液分离器5，回到压缩机1；
[0043]
并且，本控制系统能够根据用户对生活热水以及采暖用水的需求程度来进一步的控制冷媒的分配量，具体控制流程如下：
[0044]
1)当(ts1-tw1)-(ts2-tw2)≥b2，则此时认为热水需求远大于采暖需求，控制第一节流元件11和第二节流元件10中的exv1＝c2*exv2，exv1可自由调节；
[0045]
2)当b2≥(ts1-tw1)-(ts2-tw2)≥b1，则此时认为热水需求略大于采暖需求，控制第一节流元件11和第二节流元件10中的exv1＝c1*exv2，exv1可自由调节；
[0046]
3)当b1≥|(ts1-tw1)-(ts2-tw2)|则此时认为热水需求约等于采暖需求，控制第一节流元件11和第二节流元件10中的exv1＝exv2，exv1和exv2自由调节；
[0047]
4)当b2≥(ts2-tw2)-(ts1-tw1)≥b1则此时认为生活热水需求略小于采暖热水需求，控制第一节流元件11和第二节流元件10中的exv2＝c1*exv1，exv2自由调节；
[0048]
5)当(ts2-tw2)-(ts1-tw1)≥b2，则此时认为生活热水需求远小于采暖热水需求，控制第一节流元件11和第二节流元件10中的exv2＝c2*exv1，exv2自由调节；
[0049]
系统检测ts1-tw1＜a，且ts2-tw2≥a，则系统开机运行，打开sv2，关闭sv1，系统仅进行采暖热水加热；此工作流程为：控制系统开机运行，打开第二电控阀门8(sv2)，关闭第一电控阀门7(sv1)，冷媒从压缩机1，经过四通阀9，进入采暖热水换热器3对采暖用水进行加热，然后经过第二节流元件10(exv2)，在总换热器4中吸热后，经过四通阀9、气液分离器5，回到压缩机1以便进行下次循环；
[0050]
系统检测ts2-tw2＜a，ts1-tw1≥a，则系统开机运行，打开sv1，关闭sv2，系统仅进行生活热水加热；此工作流程为：控制系统开机运行，打开第一电控阀门7(sv1)，关闭第二电控阀门8(sv2)，冷媒从压缩机1，经过四通阀9，进入生活热水换热器2并对生活热水进行加热，然后经过第一节流元件11(exv1)，在总换热器4中吸热后，经过四通阀9、气液分离器5，回到压缩机1中以便进行下次循环。
[0051]
本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

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