一种应用复合式空气源热泵的热水机的制作方法

本发明属于空气源热泵和强化换热技术领域，具体涉及一种应用复合式空气源热泵的热水机。

背景技术：

空气能热水器是按照"逆卡诺"原理工作的，具体来说，就是"室外机"作为热交换器从室外空气吸热，加热低沸点工质(冷媒)并使其蒸发，冷媒蒸汽经由压缩机压缩升温进入水箱，将热量释放至其中的水并冷凝液化，随后节流降压降温回到室外的热交换器进入下一个循环。简单来说是吸收空气中的热量来加热水，被吸收热量的空气也可被运用到厨房，解决闷热问题。

空气源热泵作为高效、节能、绿色、环保的供热设备，在世界范围内得到了广泛的应用。然而，空气源热泵直接与空气进行换热，当环境温度较低时，效率大大降低，换热量不足以保证正常供热。因此研发一种应用复合式空气源热泵的热水机是很符合实际需要的。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中空气源热泵处于外部温度较低的环境时，导致工作效率降低无法保证正常供热的问题；进而提供一种应用复合式空气源热泵的热水机；

一种应用复合式空气源热泵的热水机，所述热水机包括空气热源泵系统、电加热真空相变系统、储热水箱、出水管、进水管和热水循环泵，储热水箱的输出端通过进水管与空气热源泵系统的输入端相连，热水循环泵安装在进水管上，储热水箱的输入端通过出水管与空气热源泵系统的输出端相连，所述出水管上连接电加热真空相变系统；

进一步地：所述电加热真空相变系统包括电加热真空相变锅炉、一号阀门、二号阀门、真空泵和三号阀门，所述电加热真空相变锅炉的输入管与出水管连通设置，电加热真空相变锅炉的输出管与出水管连通设置，一号阀门安装在电加热真空相变锅炉的输入管上，二号阀门安装在出水管上，且二号阀门设置在电加热真空相变锅炉输入管和电加热真空相变锅炉输出管之间，真空泵通过管道与电加热真空相变锅炉相连，在管道与电加热真空相变锅炉的连接处安装有三号阀门；

进一步地：所述电加热真空相变锅炉底部设有相变工质充注排泄口；

进一步地：所述电加热真空相变锅炉上安装有真空表；

进一步地：所述电加热真空相变锅炉上安装有安全阀；

进一步地：所述空气热源泵系统包括风冷蒸发器、压缩机、气体分离器、油分离器、换热器和四通换向阀，所述风冷蒸发器的输出端通过管道与气体分离器的输入端相连，气体分离器的输入端通过管道与压缩机的输入端相连，压缩机的输出端通过管道与油分离器的输入端相连，四通换向阀设置在油分离器与换热器之间，四通换向阀包括两个输入端和两个输出端，四通换向阀其中一个输入端与风冷蒸发器的输出端相连，四通换向阀中另一个输入端与油分离器的输出端相连，四通换向阀其中一个输出端与气体分离器的输入端相连，四通换向阀中另一个输出端与换热器供热部的输入端相连，换热器供热部的输出端通过管道与风冷蒸发器的回流端相连，风冷蒸发器的输入端连通外部空气，换热器受热部的输入端与进水管相连，换热器受热部的输出端与出水管相连；

进一步地：所述空气热源泵系统还包括双向膨胀阀，双向膨胀阀设置在换热器和风冷蒸发器之间，双向膨胀阀安装在换热器供热部的输出端与风冷蒸发器的回流端的连接管道上；

进一步地：所述换热器受热部的输入端与进水管的连接处设有密封垫圈，换热器受热部的输出端与出水管的连接处设有密封垫圈；

进一步地：所述一种应用复合式空气源热泵的热水机为分体设置，一种应用复合式空气源热泵的热水机中的风冷蒸发器设置在室外，热水机机组设置在室内；

进一步地：所述一种应用复合式空气源热泵的热水机为一体设置，热水机机组设置在室外，风冷蒸发器设置在热水机机组的上方，且风冷蒸发器与热水机机组壳体固定连接；

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1.本发明提供的一种应用复合式空气源热泵的热水机中空气源热泵是节能型供热设备，制热性能受环境温度影响较大，采用电加热真空相变锅炉复合供热，弥补低温环境空气源热泵供热的不足。

2.本发明提供的一种应用复合式空气源热泵所采用的电加热真空相变锅炉，因锅炉容器内不含空气，不与外界接触，所以，锅炉内换热器不会结垢，同时利用沸腾凝结相变，换热效率高，并且可根据机组工作环境选择不同性质的相变工质。

3.本发明提供的一种应用复合式空气源热泵所采用的电加热真空相变锅炉，锅筒压力为负压，不承受拉应力，更加安全可靠。

4.本发明可利用电加热真空相变锅炉与供热系统的蓄热水箱结合，利用谷电，进行热量储存，提高供热的经济性。

附图说明

图1为本发明中分体式机组布置示意图；

图2为为本发明中一体式机组布置示意图；

图3为本发明中空气热源泵系统和电加热真空相变系统的轴测示意图；

图中1电加热真空相变锅炉、2一号阀门、3二号阀门、4真空泵、5三号阀门、6储热水箱、7出水管、8进水管、9热水循环泵、10相变工质充注排泄口、11真空表、12安全阀、13风冷蒸发器、14压缩机、15气体分离器、16油分离器、17换热器、18四通换向阀和19双向膨胀阀。

具体实施方式

具体实施方式一：参照图1和图3说明本实施方式，本实施方式提供了一种应用复合式空气源热泵的热水机，所述热水机包括空气热源泵系统、电加热真空相变系统、储热水箱6、出水管7、进水管8和热水循环泵9，储热水箱的输出端通过进水管8与空气热源泵系统的输入端相连，热水循环泵9安装在进水管8上，储热水箱的输入端通过出水管7与空气热源泵系统的输出端相连，所述出水管7上连接电加热真空相变系统。

本实施方式中在现有的空气源热泵热水机中增加了电加热真空相变系统，可以保证在外部环境温度较低时，依然可以达到给水进行有效加热的效果，本发明中还包括电控箱，用于对整体装置进行控制。

具体实施方式二：参照图1和图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的电加热真空相变系统作进一步限定，本实施方式中，所述电加热真空相变系统包括电加热真空相变锅炉1、一号阀门2、二号阀门3、真空泵4和三号阀门5，所述电加热真空相变锅炉1的输入管与出水管7连通设置，电加热真空相变锅炉1的输出管与出水管7连通设置，一号阀门2安装在电加热真空相变锅炉1的输入管上，二号阀门3安装在出水管7上，且二号阀门3设置在电加热真空相变锅炉1输入管和电加热真空相变锅炉1输出管之间，真空泵4通过管道与电加热真空相变锅炉1相连，在管道与电加热真空相变锅炉1的连接处安装有三号阀门5。其它组成及连接方式与具体实施方式一相同。

本实施方式中，电加热真空相变锅炉1中的换热器不会结垢，而且由于真空相变温度低于大气环境下的相变温度，通过工质的沸腾和凝结两种相变，传热效果好，使得真空相变锅炉更容易沸腾换热提高换热器的效率。同时，被加热介质的需求温度不高(低于90℃)，锅筒压力低于标准大气压，与正压锅炉相比，真空相变锅炉不承受拉应力，具有安全可靠的特点。真空相变锅炉相比普通的电加热锅炉具有效率高，安全性好的特点。另一方面，电加热真空相变锅炉可以与供热系统的蓄热水箱结合，利用谷电，储存热量，提高系统经济性。因此，通过空气源复合真空相变锅炉的设计，使空气源热泵系统在寒冷环境下提供充足的热量，同时更加安全可靠经济的运行，同时为了保证电加热真空相变锅炉1在使用时可以达到真空的条件，在本实施方式中还增加了真空泵4，用于抽离电加热真空相变锅炉1中的空气，三号阀门5保证了真空后电加热真空相变锅炉1的密封。

具体实施方式三：参照图1和图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的电加热真空相变锅炉1作进一步限定，本实施方式中，所述电加热真空相变锅炉1底部设有相变工质充注排泄口10。其它组成及连接方式与具体实施方式二相同。

如此设置，便于对电加热真空相变锅炉1中用过的失效的相变工质进行更换，同时为了保证电加热真空相变锅炉1中不会有空气进入，相变工质充注排泄口10上也安装有阀门。

具体实施方式四：参照图1和图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的电加热真空相变锅炉1进一步限定，本实施方式中，所述电加热真空相变锅炉1上安装有真空表11。其它组成及连接方式与具体实施方式二相同。

如此设置，是为了观察电加热真空相变锅炉1中的真空度。

具体实施方式五：参照图1和图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的电加热真空相变锅炉1作进一步限定，本实施方式中，所述电加热真空相变锅炉1上安装有安全阀12。其它组成及连接方式与具体实施方式二相同。

如此设置，为了保证电加热真空相变锅炉1在工作时可以有效泄压，避免压力过大，导致电加热真空相变锅炉1内部压强过大出现爆裂。

具体实施方式六：参照图1和图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的电加热空气热源泵系统作进一步限定，本实施方式中，所述空气热源泵系统包括风冷蒸发器13、压缩机14、气体分离器15、油分离器16、换热器17和四通换向阀18，所述风冷蒸发器13的输出端通过管道与气体分离器15的输入端相连，气体分离器15的输入端通过管道与压缩机14的输入端相连，压缩机14的输出端通过管道与油分离器16的输入端相连，四通换向阀18设置在油分离器16与换热器17之间，四通换向阀18包括两个输入端和两个输出端，四通换向阀18其中一个输入端与风冷蒸发器13的输出端相连，四通换向阀18中另一个输入端与油分离器16的输出端相连，四通换向阀18其中一个输出端与气体分离器15的输入端相连，四通换向阀18中另一个输出端与换热器17供热部的输入端相连，换热器17供热部的输出端通过管道与风冷蒸发器13的回流端相连，风冷蒸发器13的输入端连通外部空气，换热器17受热部的输入端与进水管8相连，换热器17受热部的输出端与出水管7相连。其它组成及连接方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式七：参照图1和图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的空气热源泵系统作进一步限定，本实施方式中，所述空气热源泵系统还包括双向膨胀阀19，双向膨胀阀19设置在换热器17和风冷蒸发器13之间，双向膨胀阀19安装在换热器17供热部的输出端与风冷蒸发器13的回流端的连接管道上。其它组成及连接方式与具体实施方式六相同。

本实施方式中，双向膨胀阀19起到了进一步的降温降压的作用，将通过换热器所产生的气液混合物完全变成液体，回流至风冷蒸发器13中。

具体实施方式八：参照图1和图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的空气热源泵系统作进一步限定，本实施方式中，所述换热器17受热部的输入端与进水管8的连接处设有密封垫圈，换热器17受热部的输出端与出水管7的连接处设有密封垫圈。其它组成及连接方式与具体实施方式六相同。

本实施方式中，增设密封垫圈是为了防止水流在换热器受热部流动时产生泄露。

具体实施方式九：参照图1说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的空气热源泵系统作进一步限定，本实施方式中，所述一种应用复合式空气源热泵的热水机为分体设置，一种应用复合式空气源热泵的热水机中的风冷蒸发器13设置在室外，热水机机组设置在室内。其它组成及连接方式与具体实施方式六相同。

本实施方式中，一种应用复合式空气源热泵的热水机为分体设置用于寒冷环境下，热水机的机组设置在室内，避免了电加热真空相变系统受冷损坏。

具体实施方式十：参照图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的空气热源泵系统作进一步限定，本实施方式中，所述一种应用复合式空气源热泵的热水机为一体设置，热水机机组设置在室外，风冷蒸发器13设置在热水机机组的上方，且风冷蒸发器13与热水机机组壳体固定连接。其它组成及连接方式与具体实施方式六相同。

本实施方式中，一种应用复合式空气源热泵的热水机为一体设置用于温度较高的环境下，热水机的机组设置在室外，减少了整机的占用空间。

本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可以利用上述揭示的结构及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施案例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案范围。

工作原理

本发明中所用部件的厂家及型号如下：

供热模式下，低温低压的液体制冷剂工质进入风冷蒸发器13吸热，蒸发成为低温低压的制冷剂蒸气，制冷剂蒸气通过四通换向阀18进入气体分离器15中，保证进入压缩机14吸气口的制冷剂全部为气体。压缩机14将低温低压的制冷剂蒸气吸入后，进行压缩增压使其成为高温高压的制冷剂气体。制冷剂气体通过油分离器16去除混入的油滴，之后经过四通换向阀18进入换热器17冷凝放热，对热回水进行加热。之后制冷剂气体变为高压液体从换热器流出，进入双向膨胀阀节19流膨胀变为低温低压的液体制冷剂工质，再进入蒸发器13后吸热蒸发完成一个循环过程，在外部环境温度较低时，二号阀门3关闭，一号阀门2打开，加热后的水沿一号阀门2打开所在管道进入到电加热真空相变锅炉1中，在电加热真空相变锅炉1中实现加热后，在通过管道进入到出水管7后，回流至储水箱6。