專利名稱：二次搬運熱泵加熱系統(tǒng)及加熱方法
技術領域：
本發(fā)明屬于熱泵熱水器領域，具體涉及一種二次搬運熱泵加熱系統(tǒng)及加熱方法。
背景技術：
熱泵熱水機由于高效節(jié)能，全年運行費用少，只相當于太陽能熱水系統(tǒng)的65% ；且 熱泵熱水器采用水、電分離的設計，杜絕末端漏電現(xiàn)象；占地面積小，適用范圍廣；可根據(jù) 季節(jié)不同靈活設定出水溫度，運行更節(jié)能；不受陰、雨、雪等惡劣天氣的影響，一天二十四小 時全天候使用；且壓縮機具有欠電壓保護，過電流、過熱保護，高低壓力保護，安全性高，壓 縮機能長期在制熱工況下工作。由于以上優(yōu)點，越來越受到消費者的歡迎。然而，空氣源熱泵熱水機的壓縮機在冷凝溫度55°C時已經(jīng)處于滿負荷狀態(tài)，要從 初始水溫的15°C (低溫機9°C )加熱到出水溫度的55°C，顯然機組的冷凝溫度需保持在 55°C以上。即使在南方地區(qū)使用，有些地方冬季的初始水溫往往還要低于9°C，由此壓縮機 電機的超載可見一斑。另一方面，由于現(xiàn)有熱泵熱水器結構的限制，現(xiàn)有的熱泵熱水器大多 在南方地區(qū)使用，也影響到熱泵熱水器的適用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種二次搬運熱泵加熱系統(tǒng)及加熱 方法，本發(fā)明加熱時更穩(wěn)定可靠，適用范圍更廣。其技術方案如下一種二次搬運熱泵加熱系統(tǒng)，包括壓縮機、第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、 節(jié)流元件、第一儲熱水箱及第二儲熱水箱，壓縮機、第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、 節(jié)流元件之間通過換熱工質(zhì)連接管連接而形成換熱工質(zhì)循環(huán)回路，第一換熱器與第一儲熱 水箱之間形成第一換熱結構，第二換熱器與第二儲熱水箱之間形成第二換熱結構。前述技術方案進一步細化的技術方案可以是所述第一換熱器及第二換熱器均為水側換熱器，第一換熱器的水側通過第一連接 水管與所述第一儲熱水箱連接，第二換熱器的水側通過第二連接水管與所述第二儲熱水箱 連接，在第一連接水管、第二連接水管上分別設有第一水泵、第二水泵。所述第一換熱器及第二換熱器分別置于所述第一儲熱水箱、第二儲熱水箱中，并 分別與所述第一儲熱水箱、第二儲熱水箱形成所述第一換熱結構、第二換熱結構。在所述第一儲熱水箱及第二儲熱水箱上均設有補水口，在所述第二儲熱水箱上設 有出水口。所述第三換熱器為風冷換熱器或水側換熱器。還包括有四通閥，該四通閥的四個端口分別與所述壓縮機的高壓端、低壓端、第一 換熱器、第二換熱器相通。所述第一換熱器、第三換熱器及第二換熱通過所述換熱工質(zhì)連接管串聯(lián)連接，所 述換熱工質(zhì)連接管還包括第一旁通管及第二旁通管，第一旁通管、第二旁通管分別與所述第三換熱器、第二換熱器并聯(lián)，在第一旁通管、第二旁通管上分別設有第一控制閥、第二控 制閥；所述節(jié)流元件設于第一旁通管與所述第三換熱器相并聯(lián)的連接點與第一換熱器之 間。本發(fā)明所述熱泵熱水器的工作過程是A、壓縮機啟動，換熱工質(zhì)在第一換熱器及第三換熱器之間進行循環(huán)，第三換熱器 中的換熱工質(zhì)蒸發(fā)并吸收外界的熱量，第一換熱器中的換熱工質(zhì)冷凝并釋放熱量，由第一 換熱器對第一儲熱水箱中的水進行加熱，使第一儲熱水箱中的水溫升高；B、通過控制閥改 變換熱工質(zhì)的流向，在壓縮機的作用下，換熱工質(zhì)在第一換熱器及第二換熱器之間進行循 環(huán)，第一換熱器中的換熱工質(zhì)蒸發(fā)并吸收第一儲熱水箱中水的熱量，第二換熱器中的換熱 工質(zhì)冷凝并釋放熱量，由第二換熱器對第二儲熱水箱進行加熱，使第二儲熱水箱中的水溫 升高。在所述B步驟中，如果第一儲熱水箱中的水溫下降到設定溫度，則再次重復上述 A、B步驟。即對第二儲熱水箱中的水進行重復加熱。具體工作過程如下A、關閉第一控制閥、打開第二控制閥，壓縮機運行，第一換熱器及第三換熱器工 作，換熱工質(zhì)在壓縮機的作用下，經(jīng)壓縮機高壓端并依次流經(jīng)四通閥、第一換熱器、節(jié)流元 件、第三換熱器、第二控制閥、四通閥，最終從壓縮機低壓端流回至壓縮機，第三換熱器中的 換熱工質(zhì)蒸發(fā)并吸收外界(如空氣或海水，其溫度為Tl)中的熱量，換熱工質(zhì)在第一換熱器 中冷凝后溫度升高，溫度較高的換熱工質(zhì)與水換熱，使第一儲熱水箱中的水溫升高(第一 儲熱水箱中的水溫升高為T2)。B、打開第一控制閥、關閉第二控制閥，并通過四通閥改變換熱工質(zhì)的流向，第三換 熱器停止工作，換熱工質(zhì)在壓縮機的作用下，經(jīng)壓縮機高壓端并依次流經(jīng)四通閥、第二換熱 器、第一控制閥、節(jié)流元件、第一換熱器、四通閥，最終從壓縮機低壓端流回至壓縮機，換熱 工質(zhì)在第一換熱器中蒸發(fā)并吸收第一儲熱水箱中的熱量，換熱工質(zhì)在第二換熱器中冷凝并 釋放熱量，該第二換熱器與第二儲熱水箱中的水進行換熱，并將第二儲熱水箱中的水加熱 (第二儲熱水箱中的水溫升高至T3)。當?shù)谝粌崴渲械乃疁叵陆档皆O定溫度，則系統(tǒng)轉換至A步驟運行，通過多次 加熱，最終使水溫升高至需要的溫度，避免一次加熱而帶來的熱泵熱水器超載現(xiàn)象，提高熱 泵熱水器運行的可靠性，使熱泵熱水器可在更低的環(huán)境中使用，擴大了熱泵熱水器的適用 范圍。需說明的是，前述第一換熱器、第二換熱器及第三換熱器僅僅是對不同換熱器的 區(qū)分，并不代表特定的順序；同理，第一儲熱水箱、第二儲熱水箱、第一旁通管及第二旁通管 也僅僅是對不同部件的區(qū)分。


圖1是本發(fā)明實施例一的結構圖；圖2是本發(fā)明實施例二的結構圖；圖3是本發(fā)明實施例三的結構圖。附圖標記說明
1、壓縮機，2、第一換熱器，3、第二換熱器，4、第三換熱器，5、節(jié)流元件，6、第一儲熱 水箱，7、第二儲熱水箱，8、換熱工質(zhì)連接管，9、第一連接水管，10、第二連接水管，11、第一水 泵，12、第二水泵，13、補水口，14、出水口，15、四通閥，16、第一旁通管，17、第二旁通管，18、 第一控制閥，19、第二控制閥。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明實施例一如圖1所示，一種二次搬運熱泵加熱系統(tǒng)，包括壓縮機1、第一換熱器2、第二換熱 器3、第三換熱器4、節(jié)流元件5、第一儲熱水箱6及第二儲熱水箱7，壓縮機1、第一換熱器 2、第二換熱器3、第三換熱器4、節(jié)流元件5之間通過換熱工質(zhì)連接管8連接而形成換熱工 質(zhì)循環(huán)回路，第一換熱器2與第一儲熱水箱6之間形成第一換熱結構，第二換熱器3與第二 儲熱水箱7之間形成第二換熱結構。第一換熱器2及第二換熱器3均為水側換熱器，第三換熱器4為風冷換熱器，第一 換熱器2的水側通過第一連接水管9與第一儲熱水箱6連接，第二換熱器3的水側通過第 二連接水管10與第二儲熱水箱7連接，在第一連接水管9、第二連接水管10上分別設有第 一水泵11、第二水泵12 ；在第一儲熱水箱6及第二儲熱水箱7上均設有補水口 13，在第二 儲熱水箱7上設有出水口 14。還包括有四通閥15，該四通閥15的四個端口分別與壓縮機1的高壓端、低壓端、 第一換熱器2、第二換熱器3相通；第一換熱器2、第三換熱器4及第二換熱通過換熱工質(zhì)連 接管8串聯(lián)連接，所述換熱工質(zhì)連接管8還包括第一旁通管16及第二旁通管17，第一旁通 管16、第二旁通管17分別與第三換熱器4、第二換熱器3并聯(lián)，在第一旁通管16、第二旁通 管17上分別設有第一控制閥18、第二控制閥19 ；節(jié)流元件5設于第一旁通管16與第三換 熱器4相并聯(lián)的連接點與第一換熱器2之間。本實施例的工作過程如下關閉第一控制閥18、打開第二控制閥19，壓縮機1運行，第一換熱器2及第三換熱 器4工作，換熱工質(zhì)在壓縮機1的作用下，經(jīng)壓縮機1高壓端并依次流經(jīng)四通閥15、第一換 熱器2、節(jié)流元件5、第三換熱器4、第二控制閥19、四通閥15，最終從壓縮機1低壓端流回至 壓縮機1，第三換熱器4中的換熱工質(zhì)蒸發(fā)并吸收外界(如外界空氣，其溫度為Tl)中的熱 量，換熱工質(zhì)在第一換熱器2中冷凝后溫度升高，溫度較高的換熱工質(zhì)與水換熱，使第一儲 熱水箱6中的水溫升高(第一儲熱水箱6中的水溫升高為T2)。打開第一控制閥18、關閉第二控制閥19，并通過四通閥15改變換熱工質(zhì)的流向， 第三換熱器4停止工作，換熱工質(zhì)在壓縮機1的作用下，經(jīng)壓縮機1高壓端并依次流經(jīng)四通 閥15、第二換熱器3、第一控制閥18、節(jié)流元件5、第一換熱器2、四通閥15，最終從壓縮機1 低壓端流回至壓縮機1，換熱工質(zhì)在第一換熱器2中蒸發(fā)并吸收第一儲熱水箱6中水的熱 量，換熱工質(zhì)在第二換熱器3中冷凝并釋放熱量，該第二換熱器3與第二儲熱水箱7中的水 進行換熱，并將第二儲熱水箱7中的水加熱(第二儲熱水箱7中的水溫升高至T3)。當?shù)谝粌崴?中的水溫下降到設定溫度，則系統(tǒng)轉換至A步驟運行，通過多次 加熱，最終使水溫升高至需要的溫度，避免一次加熱而帶來的熱泵熱水器超載現(xiàn)象，提高熱泵熱水器運行的可靠性，使熱泵熱水器可在更低的環(huán)境中使用，擴大了熱泵熱水器的適用 范圍。實施例二如圖2所示，本實施例中，所述第三換熱器4為水側換熱器，該水側換熱用于吸收 外界水源(如海水、地下水)中的熱量，其原理與實施例一相同，此處不再贅述。實施例三如圖3所示，本實施例中，第一換熱器2及第二換熱器3分別置于第一儲熱水箱6、 第二儲熱水箱7中，并分別與第一儲熱水箱6、第二儲熱水箱7形成第一換熱結構、第二換熱 結構。其原理與實施例一相同，此處不再贅述。以上僅為本發(fā)明的具體實施例，并不以此限定本發(fā)明的保護范圍；在不違反本發(fā) 明構思的基礎上所作的任何替換與改進，均屬本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
一種二次搬運熱泵加熱系統(tǒng)，其特征在于，包括壓縮機、第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、節(jié)流元件、第一儲熱水箱及第二儲熱水箱，壓縮機、第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、節(jié)流元件之間通過換熱工質(zhì)連接管連接而形成換熱工質(zhì)循環(huán)回路，第一換熱器與第一儲熱水箱之間形成第一換熱結構，第二換熱器與第二儲熱水箱之間形成第二換熱結構。
2.如權利要求1所述二次搬運熱泵加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述第一換熱器及第二換 熱器均為水側換熱器，第一換熱器的水側通過第一連接水管與所述第一儲熱水箱連接，第 二換熱器的水側通過第二連接水管與所述第二儲熱水箱連接，在第一連接水管、第二連接 水管上分別設有第一水泵、第二水泵。
3.如權利要求1所述二次搬運熱泵加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述第一換熱器及第二換 熱器分別置于所述第一儲熱水箱、第二儲熱水箱中，并分別與所述第一儲熱水箱、第二儲熱 水箱形成所述第一換熱結構、第二換熱結構。
4.如權利要求1所述二次搬運熱泵加熱系統(tǒng)，其特征在于，在所述第一儲熱水箱及第 二儲熱水箱上均設有補水口，在所述第二儲熱水箱上設有出水口。
5.如權利要求1所述二次搬運熱泵加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述第三換熱器為風冷換 熱器或水側換熱器。
6.如權利要求1至5中任一項所述二次搬運熱泵加熱系統(tǒng)，其特征在于，還包括有四通 閥，該四通閥的四個端口分別與所述壓縮機的高壓端、低壓端、第一換熱器、第二換熱器相通。
7.如權利要求6所述二次搬運熱泵加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述第一換熱器、第三換熱 器及第二換熱通過所述換熱工質(zhì)連接管串聯(lián)連接，所述換熱工質(zhì)連接管還包括第一旁通管 及第二旁通管，第一旁通管、第二旁通管分別與所述第三換熱器、第二換熱器并聯(lián)，在第一 旁通管、第二旁通管上分別設有第一控制閥、第二控制閥；所述節(jié)流元件設于第一旁通管與 所述第三換熱器相并聯(lián)的連接點與第一換熱器之間。
8.一種二次搬運熱泵加熱方法，其特征在于，該方法包括如下步驟A、壓縮機啟動，換熱工質(zhì)在第一換熱器及第三換熱器之間進行循環(huán)，第三換熱器中的 換熱工質(zhì)蒸發(fā)并吸收外界的熱量，第一換熱器中的換熱工質(zhì)冷凝并釋放熱量，由第一換熱 器對第一儲熱水箱中的水進行加熱，使第一儲熱水箱中的水溫升高；B、通過控制閥改變換熱工質(zhì)的流向，在壓縮機的作用下，換熱工質(zhì)在第一換熱器及第 二換熱器之間進行循環(huán)，第一換熱器中的換熱工質(zhì)蒸發(fā)并吸收第一儲熱水箱中水的熱量， 第二換熱器中的換熱工質(zhì)冷凝并釋放熱量，由第二換熱器對第二儲熱水箱進行加熱，使第 二儲熱水箱中的水溫升高。
9.如權利要求8所述二次搬運熱泵加熱方法，其特征在于，在所述B步驟中，如果第一 儲熱水箱中的水溫下降到設定溫度，則再次重復上述A、B步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種二次搬運熱泵加熱系統(tǒng)及加熱方法，該加熱系統(tǒng)包括壓縮機、第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、節(jié)流元件、第一儲熱水箱及第二儲熱水箱，壓縮機、第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、節(jié)流元件之間通過換熱工質(zhì)連接管連接而形成換熱工質(zhì)循環(huán)回路，第一換熱器與第一儲熱水箱之間形成第一換熱結構，第二換熱器與第二儲熱水箱之間形成第二換熱結構。本發(fā)明加熱時更穩(wěn)定可靠，適用范圍更廣。
文檔編號F24H4/04GK101949586SQ20101029260
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權日2010年9月21日
發(fā)明者蘇宇貴 申請人:蘇宇貴