专利名称：热泵热回收中央集供式冷暖浴三位一体机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种中央集供式冷暖浴三位一体机。
背景技术：
公知的国内、国际上研发并投入生产销售的户式中央冷暖二用机，大致分为二大类一类是，风冷(水冷)热泵式风管机，即利用风道或冷媒向末段输送冷、热源(冷热风干燥)。另一类是，风冷(水冷)热泵式水管机，即利用水管向末段输送冷、热源(冷热风湿润)。
上述两种机型的主要不足是A、不能向用户提供生活用卫生洗涤热水；B、不能够回收余热，浪费自生资源；C、在寒冷的北方采暖时，易受环境温度的影响，因热泵特性限制，不易或不能使用；D、没有蓄能水箱，造成压机的频繁启动，对家庭电网的冲击很大；E、没有自动减压补水止回阀、自动汽水分离器、安全泄压阀、膨胀水箱、水流量开关等安全检测技能部件，补水不畅以及易导致整个系统压力和空气无法正常排泄，导致主机超负荷运转而瘫痪。
为了克服上述现有技术存在的问题，本人研制了一种夏季能制冷、供应生活热水，冬季能制热、供应生活热水的壁挂式中央冷暖水锅炉，并申请了专利。但在实际运行当中感觉到还有很多不尽之处，经过大量的现场测试和实际运行发现如下不足之处；A、无系统水流量传感器，不能直观的了解到水系统的水流量是否满足制冷或制热量的热交换要求，不能保证在系统水流量低于最低设计流量时进行主机系统的自动保护；B、无自动减压止回补水阀，系统补水不能根据水容量的消耗利用系统额定压力和上水压力的压降差自动进行系统补水，且上水停水时系统水回流；C、水温传感器不能精确的读取循环水的水温；D、不能根据当地能源费用高低自由进行a)以空调热泵(电能)为主采暖，锅炉(燃气)为辅采暖的自动切换运行。b)以空调热泵(电能)为辅采暖，锅炉(燃气)为主采暖的自动切换运行；E、无热泵余热回收装置(回收能源通过余热交换器可在热回收容积水箱内囤积55℃的生活用卫生热水)浪费了自生资源；F、无水系统蓄能水箱，易造成压机的频繁启动，对电网的冲击很大；G、无余热热回收交换器，使锅炉燃烧时的高温烟气(150℃~210℃)直接被排放到大气中，浪费了自生资源；H、不能够满足用户多样化的采暖需求(如低温地板采暖)；I、冬季制热时使用生活用卫生热水，因主热源转至供应生活热水，有冷风现象；J、夏季制冷时使用生活用卫生热水，因锅炉驱动致使采暖热辅交换器有高温热水流动，造成制冷效率下降。
K、无水净软化装置，易产生水垢使生活用卫生热水板式热交换器效率下降；L、上水无加热保温装置，冬季易接冻发生卫生热水供应不畅；M、壁挂式单一机型不符合安装施工现场的实际需求；发明内容本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种能满足多样化的采暖需求、性能更优越实用、性价比更好的夏季能制冷同时供应生活用卫生热水，冬季能制热同时供应生活用卫生热水的中央集中供应式冷暖浴三位一体机。
具体的结构设计方案如下1、热泵热回收中央集供式冷暖浴三位一体机，包括风冷热泵冷热水机构，其特征在于还包括热水两用锅炉机构、容积式余热回收蓄热水机构和容积式系统水蓄能机构；所述热水两用燃气锅炉50的燃烧机构的燃烧室3内上方为热水主交换器2，热水主交换器2的顶部为排气烟道1，排气烟道1的上方为余热回收交换器57，燃烧室3内下部设有燃烧器12，燃烧器12的下部为风机13；热水主交换器2一侧水管连通着采暖水出水管4，另一侧水管连通着余热回收交换器57；出水管4的另一端连通着采暖水和生活用卫生热水转换三通阀9，三通阀9的2个出口分别连通着生活用卫生热水板式热交换器6和热泵机构采暖辅热板式热交换器39进口；采暖辅热板式热交换器39的出口连通着锅炉机构的安全泄水阀11和回水过滤器10，回水过滤器10的出口连通着汽水分离器8的进口，汽水分离器8的两个出口分别连通着热水循环水泵15和膨胀水箱60，热水循环水泵15的两个出口分别连通着失火防止器7和回水管5，回水管5连通着余热回收交换器57，余热回收交换器57出口连通着采暖热水主交换器2；生活用卫生热水板式热交换器6的进水口a1连通着电离子水净软化器58，出水口a2连通着回水过滤器10，进水口a3连通着上水管22，出水口a4连通着生活用卫生热水出水管24；风冷热泵冷(热)水机构的板式热交换器44的进水口连通着系统水回水管28，回水口上依次设有回水过滤器27、系统主循环水泵38和汽水分离器42，其出水口连通着和暖水锅炉机构的采暖出、回水进行二次热交换的板式热交换器39，板式热交换器44的出水管33连通着容积式蓄能水箱52，容积式蓄能水箱52上部一侧装有膨胀水箱30、顶部分别设有安全泄压阀26和汽水分离器25；压缩机47高温高压的排气管连通着套管式余热回收热交换器54，套管式余热回收热交换器54水路管上依次设有热交换循环泵49，且连通着容积式蓄热水箱53；容积式蓄热水箱53上部一侧设有膨胀水箱35、顶部设有安全泄压阀和汽水分离器34，容积式蓄热水箱53有4个水路连接口，b1连通热交换循环泵49，b2连通套管式余热回收热交换器54，b3连通生活用热水管24，b4连通上水管22；容积式蓄热水箱53和容积式蓄能水箱52的底部分别设有清洁排污阀37和56。
所述热水主交换器2为翅片式蓄热交换器。
所述余热回收交换器57为毛细管式二次余热热交换器。
所述系统出水管33上设有数码流量计36。
所述板式热交换器44的进水口处还装有温度传感器43。
所述容积式蓄能水箱52一侧设有水温传感器29。
所述容积式蓄热水箱53一侧设有水温传感器32。
本实用新型的有益效果体现在下述几方面1、热水两用锅炉(采暖+热水)与具有压缩机、冷凝器的风冷热泵空调机构(制冷+采暖)、容积式余热回收蓄热水机构(生活用热水)、容积式系统水蓄能机构(制冷或采暖水)配合，可实现冬季采暖及热水的同步供应；又可实现夏季制冷及热水的同步供应。
2、该机跨越了锅炉和制冷系统的行业界限，通过采用1个钣金件和共用系统将4大机构有效、合理的组合为1体，达到了一机多功能的实用目的。
3、采用了热水两用锅炉不受环境温度限制的高效率制热技术和2个余热热交换器、2个容积式蓄热、蓄能水箱，系统结构设计合理、冷热效比高。在不影响采暖、制冷功效情况下，以最底的能耗使用生活用卫生热水，且流量大，可不间断多人使用，节约了宝贵的能源消耗。
4、制冷、制热、卫生热水独立的热交换器系统和循环水泵，冷、热能效比高、流量大、扬程远、不逆流。
5、膨胀水箱和自动压力调节止回补水阀、汽水分离器、安全泄压阀、水流量开关的内置，确保整个系统压力和空气的排泄和补水不畅通，防止无水运转，能够在水压高的地区安全使用，保护零部件和系统的安全运行。
6、冬季采用热泵空调和热水两用锅炉共同运行采暖方式，户内的温度能够迅速攀升到用户设定的希望温度值，根据温度的变化逐一自动关闭运行台数或进行再运行，加快了采暖时间且节约了能耗。当控制系统环境温度传感器检测到环境温度低于零下10℃时，强制停止热泵的运行(超低温状态下热泵效率严重衰减)，只启动热水两用锅炉进行主采暖。
7、热水两用锅炉采用了直燃式燃烧器，燃烧行态采用火焰焰玫传递方式，抗逆风能力强、防止回火、燃烧出众，CO/CO2排出量在100ppm以下，氮合化氢的含量低于国标，亲近环境。
8、采用燃气或燃油(锅炉)+电(风冷热泵)共存的方式，有利于能源的综合分配利用。一般家庭设备使用率大部分集中在晚间，晚上利用谷电运行设备成本，大大低于燃气(燃油)的运行成本。
9、因备有蓄能水箱，防止了机组的频繁启动，缓解了对电网的冲击。
10、该装置运行安全、低噪音、节能、环保、操作简便；且南方、北方均可使用。
图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地说明。
实施例1热泵热回收中央集供式冷暖浴三位一体机，包括风冷热泵冷热水机构51，还包括热水两用锅炉机构、容积式余热回收蓄热水机构和容积式系统水蓄能机构。
所述热水两用燃气锅炉50的燃烧机构的燃烧室3内上方为热水主交换器2，热水主交换器2的顶部为排气烟道1，排气烟道1的上方为余热回收交换器57，燃烧室3内下部为煤气或天然气燃烧器12，燃烧器12的下部为风机13。
热水主交换器2一侧水管连通着采暖水出水管4，另一侧水管连通着余热回收交换器57；出水管4的另一端连通着采暖水和生活用卫生热水转换三通阀9，三通阀9的2个出口，一个连通着生活用卫生热水板式热交换器6，另一个通过水管40连通着热泵机构采暖辅热板式热交换器39进口；采暖辅热板式热交换器39的出水口通过系统主循环水泵38和水管41连通着锅炉机构的安全泄水阀11和回水过滤器10，回水过滤器10的出口连通着汽水分离器8的进口，汽水分离器8的两个出口分别连通着热水循环水泵15和膨胀水箱60，热水循环水泵15的两个出口分别连通着失火防止器7和回水管5，回水管5连通着余热回收交换器57，余热回收交换器57出口连通着采暖热水主交换器2；生活用卫生热水板式热交换器6的进水口a1连通着电离子水净软化器58，出水口a2连通着回水过滤器10，进水口a3连通着上水管22，出水口a4连通着生活用卫生热水出水管24。
风冷热泵冷(热)水机构的板式热交换器44的进水口连通着系统水回水管28，回水口上依次安装有回水过滤器27、系统主循环水泵38和汽水分离器42，其出水口连通着和暖水锅炉机构的采暖出、回水进行二次热交换的板式热交换器39，板式热交换器44的出水管33连通着容积式蓄能水箱52，容积式蓄能水箱52上部一侧装有膨胀水箱30、顶部分别安装有安全泄压阀26和汽水分离器25；压缩机47高温高压的排气管连通着套管式余热回收热交换器54，套管式余热回收热交换器54水路管上依次安装有热交换循环泵49，且连通着容积式蓄热水箱53；容积式蓄热水箱53上部一侧安装有膨胀水箱35、顶部安装有安全泄压阀和汽水分离器34，容积式蓄热水箱53有4个水路连接口，b1连通热交换循环泵49，b2通过水管18连通套管式余热回收热交换器54，b3连通生活用热水管24，b4连通上水管22。
容积式蓄热水箱53和容积式蓄能水箱52的底部分别安装有清洁排污阀37和56。
系统出水管33上安装有数码流量计36作用在于防止系统无水运行。
板式热交换器44的进水口处还装有温度传感器43。
容积式蓄能水箱52一侧安装有水温传感器29。
容积式蓄热水箱53一侧安装有水温传感器32。
本实用新型中央集供式冷暖浴3位1体机的运行模式如下；A、夏季制冷作业按动“电源开关”接通电源，调节主机面板的室内温度或水温设定，按动制冷按钮，系统主循环泵38启动，系统水循环，推动数码流量传感器36动作，指令主机内的压缩机47启动。压缩机47吸入来自制冷系统主板式热交换器44的低温低压的氟里昂气体并压缩成高温高压的氟里昂气体送进套管式余热热回收交换器54，这时，高温高压的氟里昂气体在经流套管式余热热回收交换器54和外套管内流动的冷水进行热交换将水加热，被加热的热水输送到容积式蓄热水箱53内储存，释放一次热量的高温高压的氟里昂经四通阀48进入表冷器46，在表冷器46中释放余热，冷凝成中温高压的氟里昂液体，然后流经热力膨胀阀，节流成低温低压的氟里昂气液两相物，流经冷媒管45进入主板式热交换器44中雾化蒸发，在主板式热交换器44中吸收来自室内的热量，成为低温低压的氟里昂气体，低温低压的氟里昂气体又被压缩机47吸入。室内空气经流室内盘管蒸发器55后，释放了热量，空气温度下降。
其工作循环是压缩——释放一次热量——冷凝——节流——蒸发，容积式蓄热水箱的水不断的被加热同时制冷剂不断带走室内空气的热量，从而降低了房间的温度。
来自室内的中温循环水在系统强力循环泵38的推动下，流经系统回水管28、回水过滤器30、上水管22补水口、系统主循环水泵38和汽水分离器42，进入热泵机构板式热交换器44中。在板式热交换器44中释放所吸收的室内热量同时吸收来自冷媒的冷量变成冷水后进入容积式蓄能水箱52进行能量储备(系统灌水量小、开机率主末不匹配、利用谷电时较为明显)，从容积式蓄能水箱52经系统出水管33进入室内风机盘管和室内空气进行热交换，室内空气经过室内盘管蒸发器55后，释放了热量，空气温度下降。
如此，在制冷机构的主板式热交换器44中释放热量——吸收冷量，在室内末段释放冷量——吸收热量反复循环，制冷水不断带走室内空气的热量，从而降低了房间的温度，达到制冷的目的。
B、冬季采暖作业按动“电源开关”接通电源，调节主机面板的室内温度或水温设定，按动制热采暖按钮，系统主循环泵38启动，系统水循环，推动数码流量传感器36动作，指令主机内的压缩机47启动。压缩机47吸入来自热泵系统表冷器46的低温低压的氟里昂气体并压缩成高温高压的氟里昂气体送进套管式余热热回收交换器54，这时，高温高压的氟里昂气体在经流套管式余热热回收交换器54和外套管内流动的冷水进行热交换将水加热，被加热的热水输送到容积式蓄热水箱53内储存，释放一次热量的高温高压的氟里昂经四通阀再进入主板式热交换器44中(这时通过四通阀的切换，改变了冷媒的流动方向)冷凝并吸收来自室内的冷量，释放热量的低温低压的氟里昂气体进入表冷器46蒸发，在表冷器46中吸收空气中的热量，成为低温低压的氟里昂气液两相物回流到压缩机47中。
其工作循环是压缩——释放一次热量——冷凝——蒸发——吸收。
这时，同时进行采暖运行的还有燃气热水两用锅炉。在按动制热采暖按钮后燃气热水两用炉的热水循环泵15同时启动，采暖水循环，推动失火防止器7开启，指令下鼓式风机13运行，自动比例调节阀16开启，燃气通过煤气管23、燃气过滤器17、自动比例调节阀16进入燃烧室3，燃烧器12点火。这时，通过燃烧器12燃烧可燃气体产生1000℃左右的高温烟火，以此加热采暖热水主交换器2，未交换完的200℃左右的余热烟气又和安置在集烟罩上的毛细管式余热回收热水交换器57进行二次交换，其后中低温烟气通过排气喉道1排放到室外大气中。被加热后的85℃高温采暖热水在热水循环泵15的推动下，经过三通阀9进入热泵机构二次板式热交换器39，在二次热交换器39中加热经流的热泵暖水，被散发热量的锅炉温水经锅炉的安全泄水阀11、回水过滤器10、汽水分离器8、热水循环水泵15、回水管5流入毛细管式余热回收热水交换器57，流入的锅炉温水在余热回收热水交换器57中，被排放的高温烟气一次加热后再流入到采暖热水主交换器2中。
被加热的系统采暖水通过房间中的散热装置(风机盘管、地板辐射采暖)释放了热量，空气温度上升。
释放了热量的循环水在系统强力循环泵38的推动下，流经系统回水管28、回水过滤器27、上水管22补水口、系统主循环水泵38和汽水分离器42，进入主板式热交换器44中。在主板式热交换器44中释放所吸收的室内冷量同时吸收来自热泵效益的热量，流经和锅炉高温热水进行再交换的二次热交换器39进入容积式蓄能水箱52进行能量储备(采暖模式下，安置在主板式热交换器44和二次热交换器39之间的三通阀59切换改变了水的走向)，从容积式蓄能水箱52经系统出水管33进入室内风机盘管和室内空气进行热交换，室内空气经过室内盘管蒸发器55后，释放了冷量，空气温度上升。
如此，在热泵机构的主板式热交换器44中释放冷量——吸收热量，在室内末段55释放热量——吸收冷量反复循环，热水不断带走室内空气的冷量，从而提高了房间的温度，达到制热目的。
其工作循环是加热——释放——回收C、使用生活用卫生热水只需打开生活热水龙头，在正常使用制冷或采暖时容积式蓄热水箱内的水被套管式余热热回收交换器54加热一直保持着60℃左右，所以会只需一点能耗或无能耗(夏季)的使用丰富的生活用卫生洗涤热水。冬季采暖时，在外界环境温度-10℃以上时仍就可以丰富使用蓄热水箱内的生活用卫生洗涤热水。在-10℃以下热泵停止运行时，热水锅炉进入主采暖运行。这时为了保持生活用卫生热水的供应，安置在生活用卫生热水管24和容积式蓄热水箱53之间的三通阀31动作，关闭容积式蓄热水箱的热水通道，打通热水锅炉机构的卫生热水通道，直接使用热水锅炉产生的直热式生活用卫生热水。进入热水两用锅炉主采暖程序后，打开生活用热水龙头，这时安置在自动减压止回补水阀20和锅炉内卫生热水板式热交换器6之间的水流量开关19首先动作，热水锅炉机构中连接采暖出水管4和卫生热水板式热交换器6的三通阀9动作，根据使用热水的流量自动关闭或减少采暖水流量，将大部分热量经电离子水净软化器58和a1入口导给卫生热水板式热交换器6，在板式热交换器6内和流入的上水(冷水)交换热量将冷水加热，冷却的温水经a2出口进入回水过滤器10，再经过汽水分离器8、循环水泵15流入毛细管式余热回收热交换器57，在余热回收热交换器57中被高温废烟气一次加热后流入锅炉主换热器被加热成85℃的高温水，经出水管4和三通阀再次进入卫生热水板式热交换器6，如此反复循环。待使用者关闭生活用热水龙头，水流量开关19断开，采暖水通过三通阀的复位恢复正常采暖流量。直热式生活用卫生热水功能，在不使用空调的季节可以独立使用。
中央集供式三位一体机安装完毕后，需要给系统加水，自来水通过上水过滤器21，自动减压流量止回补水阀20向锅炉机构和热泵机构自动补水。当达到系统额定工作压力时，自动补水阀20自动关闭停止补水。机组工作一段时间后，系统循环水会自然损耗，系统压力下降，这时，自动补水阀20就会自动开启补水。如遇有停水之时，因补水阀内置止回功能，能够防止系统水倒流，保证水机组的安全运行。
在热水锅炉机构和容积式蓄热、蓄能水箱机构内，都安有汽水分离器、安全泄压阀、膨胀水箱、水温度传感器等安全检测保护装置，极大的保证了机组和用户的使用安全。
权利要求1.热泵热回收中央集供式冷暖浴三位一体机，包括风冷热泵冷热水机构，其特征在于还包括热水两用锅炉机构、容积式余热回收蓄热水机构和容积式系统水蓄能机构；所述热水两用燃气锅炉(50)的燃烧机构的燃烧室(3)内上方为热水主交换器(2)，热水主交换器(2)的顶部为排气烟道(1)，排气烟道(1)的上方为余热回收交换器(57)，燃烧室(3)内下部设有燃烧器(12)，燃烧器(12)的下部为风机(13)；热水主交换器(2)一侧水管连通着采暖水出水管(4)，另一侧水管连通着余热回收交换器(57)；出水管(4)的另一端连通着采暖水和生活用卫生热水转换三通阀(9)，三通阀(9)的2个出口分别连通着生活用卫生热水板式热交换器(6)和热泵机构采暖辅热板式热交换器(39)进口；采暖辅热板式热交换器(39)的出口连通着锅炉机构的安全泄水阀(11)和回水过滤器(10)，回水过滤器(10)的出口连通着汽水分离器(8)的进口，汽水分离器(8)的两个出口分别连通着热水循环水泵(15)和膨胀水箱(60)，热水循环水泵(15)的两个出口分别连通着失火防止器(7)和回水管(5)，回水管(5)连通着余热回收交换器(57)，余热回收交换器(57)出口连通着采暖热水主交换器(2)；生活用卫生热水板式热交换器(6)的进水口a1连通着电离子水净软化器(58)，出水口a2连通着回水过滤器(10)，进水口a3连通着上水管(22)，出水口a4连通着生活用卫生热水出水管(24)；风冷热泵冷热水机构的板式热交换器(44)的进水口连通着系统水回水管(28)，回水口上依次设有回水过滤器(27)、系统主循环水泵(38)和汽水分离器(42)，其出水口连通着和暖水锅炉机构的采暖出、回水进行二次热交换的板式热交换器(39)，板式热交换器(44)的出水管(33)连通着容积式蓄能水箱(52)，容积式蓄能水箱(52)上部一侧装有膨胀水箱(30)、顶部分别设有安全泄压阀(26)和汽水分离器(25)；压缩机(47)高温高压的排气管连通着套管式余热回收热交换器(54)，套管式余热回收热交换器(54)水路管上依次设有热交换循环泵(49)，且连通着容积式蓄热水箱(53)；容积式蓄热水箱(53)上部一侧设有膨胀水箱(35)、顶部设有安全泄压阀和汽水分离器(34)，容积式蓄热水箱(53)有4个水路连接口，b1连通热交换循环泵(49)，b2连通套管式余热回收热交换器(54)，b3连通生活用热水管(24)，b4连通上水管(22)；容积式蓄热水箱(53)和容积式蓄能水箱(52)的底部分别设有清洁排污阀(37)和(56)。
2.根据权利要求1所述的热泵热回收中央集供式冷暖浴三位一体机，其特征在于所述热水主交换器(2)为翅片式蓄热交换器。
3.根据权利要求1所述的热泵热回收中央集供式冷暖浴三位一体机，其特征在于所述余热回收交换器(57)为毛细管式二次余热热交换器。
4.根据权利要求1所述的热泵热回收中央集供式冷暖浴三位一体机，其特征在于所述系统出水管(33)上设有数码流量计36。
5.根据权利要求1所述的热泵热回收中央集供式冷暖浴三位一体机，其特征在于所述板式热交换器(44)的进水口处还装有温度传感器(43)。
6.根据权利要求1所述的热泵热回收中央集供式冷暖浴三位一体机，其特征在于所述容积式蓄能水箱(52)一侧设有水温传感器(29)。
7.根据权利要求1所述的热泵热回收中央集供式冷暖浴三位一体机，其特征在于所述容积式蓄热水箱(53)一侧设有水温传感器(32)。
专利摘要本实用新型涉及中央集供式冷暖浴三位一体机。所要解决的问题是提供一种能满足多样化的采暖需求、性价比更好的夏季能制冷供热水，冬季能制热供热水的中央集中供应式冷暖浴三位一体机。特点是不仅包括风冷热泵冷热水机构，还包括热水两用锅炉机构、容积式余热回收蓄热水机构和容积式系统水蓄能机构。该装置热水两用锅炉与具有压缩机、冷凝器的风冷热泵空调机构、容积式余热回收蓄热水机构、容积式系统水蓄能机构配合，可实现冬季采暖及热水的同步供应；又可实现夏季制冷及热水的同步供应。运行安全、低噪音、节能、环保、操作简便；且南方、北方均可使用。
文档编号F24H1/22GK2903753SQ200620069870
公开日2007年5月23日 申请日期2006年3月1日 优先权日2006年3月1日
发明者李劲云, 李健熙 申请人:李薇