專利名稱：熱泵一機多能能源中心的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種熱泵一機多能能源中心。
背景技術：
在中國，家庭對生活品味和質量要求的標準越來越高，家居生活已經不是僅僅局限于滿足基本的空調、采暖、淋浴等需要，日益向更舒適、更美觀、更智能、高集成的方向發展。目前的中高端戶型，多是三房兩廳、四房兩廳等較大戶型，配備多個衛生間。這需要配置多臺空調和多個熱水器，嚴重影響外墻美觀和使用安全。現在市場上的戶用空調多為風冷氟機(全稱風冷氟利昂循環機)，氟機多為壁掛或立式，存在諸多缺陷:一是氟機制冷時，夏天室外空氣灼熱，人們普遍穿得少，但室內的空調冷氣吹得厲害，單薄的衣服不足以對人體形成保護，這樣的低溫環境會刺激血管急劇收縮，血液流通不暢，導致關節受損、受冷、疼痛，像脖子和后背僵硬、腰和四肢疼痛、手腳冰涼麻木等都是常見的反應。二是氟機制熱時，由于位置較高，熱空氣較輕，上部溫度較高，不能有效利用氟機的制熱熱量，同時造成人體感覺空氣十分干燥。熱泵一機多能能源中心中，室內部分會包含有水箱，包括上述氟機在內的空氣能熱泵熱水器組成部分在內，匹配的空氣能熱泵水 箱主要是采用內盤(內置換熱盤管)流通介質以進行換熱，氟利昂有腐蝕性，同時，水箱內的水也會對盤管產生影響，內盤存在泄漏的危險，進而影響人體健康。
發明內容
有鑒于此，本發明的目的在于提供一種熱泵一機多能能源中心，整體美觀且使用安全。本發明采用以下技術方案:
一種熱泵一機多能能源中心，包括:
水箱，配置有上水、用水管路；
空氣能外機組，分成第一空氣能外機組和第二空氣能外機組；
換熱器，分成兩組，第一組換熱器的冷流體側連接所述水箱，熱流體側連接第一空氣能外機組；而第二組則包括并接的兩子組，其中一子組通過一位于第一組換熱器熱流體側連接管路上的換向閥接出而與第一組換熱器互斥使用權；
室內換熱末端，通過管路與第二組換熱器連接；以及
控制器，匹配連接空氣能外機組及室內換熱末端的電氣部分以及所述換向閥，控制熱泵一機多能能源中心的模式切換和運行。從以上方案可以看出，依據本發明，采用空氣能外機組，對室內影響比較小，且空氣能外機組被分組，一方面解決單臺驅動能力偏弱的問題，另一方面通過分組以整合不同的應用，從而起到節能降耗的作用，并且使得應用形式更多。換熱器配置在水箱外，可以降低水對換熱器的腐蝕，而且不會產生串水，應影響水質，使用安全性更好。上述熱泵一機多能能源中心，所述換熱器集成在位于所述水箱頂端的艙室內，且第二組換熱器和第一組換熱器上下布置，其中，第一組換熱器的冷流體側配有獨立的循環水泵。上述熱泵一機多能能源中心，所述換熱器為套管換熱器，其中對應于第一組換熱器的套管換熱器的殼程連接所述第一組空氣能外機組，相應地，對應管程連接于所述水箱。上述熱泵一機多能能源中心，所述空氣能外機組為氟循環室外機組，而室內換熱末端為水循環室內換熱末端。上述熱泵一機多能能源中心，所述室內換熱末端為臥式風機盤管。上述熱泵一機多能能源中心，所有臥式風機盤管并接，且每一臥室風機盤管均設有手動閥門。
圖1為依據本發明的一種熱泵一機多能能源中心的結構原理圖。圖中:1、氟循環室外機組；2、集成水箱；3、氟循環室外機組；4、換熱末端；5、兩位三通電磁閥；6.循環泵；7、循環泵B ;8、控制器；9、兩并聯套管換熱器；10、套管換熱器。
具體實施例方式參照說明書附圖1，圖中有兩臺氟循環室外機組，也就是圖1中所示的氟循環室外機組I和氟循環室外機組3， 在不同的運行模式下充當不同的作用。顯然，常規的氟循環室外機組和水循環室外機組均可以使用，且兩者結構當前以為本領域的技術人員所熟知，在此不再贅述。在此，為了有利于本領域的技術人員選型，對兩者進行一個簡單描述。水循環室外機與氟循環室外機決定了所適用空調設備的類型，一般區分為水機和氟機，兩者在環保舒適度方面區別很大，環保方面，水機是冷水進房間，氟機是氟利昂直接進房間。舒適度方面區別也很大，酒店會所等高檔場所等講究舒適度的地方都采用水機。氟機還存在另一個缺陷，就是如果一個出風口出問題，則所有出風口都不能使用，水機在一個出風口出問題的情況下，其他出風口照樣使用。水機防腐蝕需要重點考慮的問題，氟機則無需考慮，且如者能耗聞，后者能耗低。在圖1所示的一種熱泵一機多能能源中心中使用的是兩臺氟循環室外機組，在圖中表示為氟循環室外機組I和氟循環室外機組3，圖中的圖形符號本領域的技術人員應當能夠清楚地讀懂，其基本構造與已知的氟機外機沒有什么不同，在這里取而用之，分組配置以滿足各種應用。那么第一種應用就是提供生活熱水，對應地配置位于室內的水箱，如圖1所示的集成水箱2，通過氟循環室外機組3進行加熱。在圖1中，集成水箱2配置有上水、用水管路，在圖中有圖形符號進行了標識，配管相對簡單，在此不再贅述。集成水箱2與氟循環室外機組3之間通過套管換熱器10進行換熱，自然，按照換熱器的基本術語匹配，水箱內的水是被加熱的對象，應該配置在換熱器的冷流體側，相應地，氟循環室外機組3配置連接在對應換熱器的熱流體側。通過氟循環室外機組與套管換熱器10構成的循環可以對水箱內的水進行加熱。然后涉及另一種應用，氟循環室外機組3進行室內制熱或者制冷，如套管換熱器10周為管路的連接，在圖中，套管換熱器的熱流體側的管路上設有一個兩外三通電磁閥5而引出一個旁路，實際構成套管換熱器10與兩并聯套管換熱器9接入氟循環室外機組3系統的變換變換。從而，當需要氟循環室外機組3可以對套管換熱器10進行熱循環利用，而對于兩并聯套管換熱器9進行冷利用或者熱利用。在上述的應用中，套管換熱器10與兩并聯套管換熱器9中參與氟循環室外機組3循環的套管換熱器是互斥使用的，也就是一個在使用時，另一個必然停止。再在一些應用中，氟循環室外機組I連接兩并聯套管換熱器9的另一個套管換熱器上，參與制冷、制熱。然后再看其他應用所針對的對象，也就是室內制冷、制熱部分，如圖1所示的換熱末端4，在圖1中有3片，顯然，針對室內的應用，可以選擇多一點或者少一點，匹配廳室的個數進行選擇。并在圖1中設有控制器8，虛線表示控制器與所控制對象的連接，這種連接在控制對象選定時，其連接即為確定，在此不再贅述，他們只是按照現有技術的匹配，以控制熱泵一機多能能源中心的模式切換和運行。為了更清楚地理解不同應用的實現，下面結合說明書附圖1進行詳細說明。第一種應用是制生活熱水模式:
氟循環室外機組3運行在制熱 模式，循環水泵6打開，兩位三通電磁閥5通向套管換熱器10，制熱水方向，氟循環室外機組3對集成水箱2進行加熱，被加熱后的集成水箱2內的水就可以被取用。第二種應用是米暖模式:
氟循環室外機組3和氟循環室外機組I同時運行在制熱模式，循環水泵7打開，兩位三通電磁閥通5向兩并聯套管換熱器9，通過換熱末端4對房間進行加熱。第三種應用是制冷模式:
氟循環室外機組3和氟循環室外機組I同時運行在制冷模式，循環水泵7打開，兩位三通電磁閥5通向兩并聯套管換熱器9，通過換熱末端對房間進行制冷。第四種應用是制生活熱水+采暖模式:
氟循環室外機組3和氟循環室外機組I同時運行在制熱模式，循環水泵6打開，循環水泵7打開，兩位三通電磁閥5通向套管換熱器10，通過套管換熱器10對水箱中的水進行加熱，制取生活熱水，兩并聯套管換熱器9吸收熱量后，通過換熱末端4對房間進行加熱。第五種應用是制生活熱水+制冷模式:
氟循環室外機組3運行在制熱模式，氟循環室外機組I運行在制冷模式，循環水泵6打開，循環水泵7打開，兩位三通電磁閥5通向套管換熱器10，通過套管換熱器10對水箱中的水進行加熱，制取生活熱水，兩并聯套管換熱器9放出熱量后，通過換熱末端4對房間進行制冷。在圖1所示的結構中，所述換熱器集成在位于所述水箱頂端的艙室內，形成所標識的集成水箱2，在這樣的結構中，首先是不再使用盤管進行換熱，而是采用換熱器，且置于集成水箱2上側容納部內，不僅解決了盤管換熱所帶來的問題，同時，由于集成水箱2位于室內，等于把換熱器等效的置入室內，解決了循環管路防凍的問題。另一方面，集成水箱2循環管路大大縮短，循環流阻降低，可以更有效地降低集成水箱2內水的分層，可以進一步的提高換熱效果。在圖1所示的結構中，兩并聯套管換熱器9與套管換熱器10上下布置，整體上比較節約空間，且可以縮短整體的循環管路。在圖1所示的結構中，套管換熱器10配有獨立的循環水泵6。套管式換熱器(一般簡稱為套管換熱器)是以同心套管中的內管作為傳熱元件的換熱器。兩種不同直徑的管子套在一起組成同心套管，每一段套管稱為“一程”，程的內管(傳熱管)借U形肘管，而外管用短管依次連接成排，固定于支架上。熱量通過內管管壁由一種流體傳遞給另一種流體。通常，熱流體(A流體)由上部引入，而冷流體(B流體)則由下部引入。套管中外管的兩端與內管用焊接或法蘭連接。內管與U形肘管多用法蘭連接，便于傳熱管的清洗和增減。每程傳熱管的有效長度取4 7米。這種換熱器傳熱面積最高達18平方米，故適用于小容量換熱。當內外管壁溫差較大時，可在外管設置U形膨脹節或內外管間采用填料函滑動密封，以減小溫差應力，靈活性比較好。管子可用鋼、鑄鐵、銅、鈦、陶瓷、玻璃等制成，若選材得當，它可用于腐蝕性介質的換熱。為了提高換熱效果，所述套管式換熱器10的殼程連接所述集成水箱的熱水管和冷水管，在圖1中表示為探入集成水箱2內的兩條管路。而相應地，管程連接冷媒進口和冷媒出口，也就是氟循環室外機組3，從而，溫度較低的水包容溫度較高的熱媒，可以有效的提高換熱效果，且能夠減少與空氣直接接觸部分的溫階，而減少熱損。
殼程和管程與冷媒循環和水循環管路配接為對流連接，也就是所述的逆流連接，這種結構可以有效的提高換熱效果，換熱過程，兩種流體出一種相對較高的溫階狀態下進行換熱。套管換熱器結構比較緊湊，且可以通過包容關系實現高效換熱，不過在本方案中，也可以采用其他的換熱器，如夾套式換熱器，這種換熱器是在容器外壁安裝夾套制成，結構簡單；但其加熱面受容器壁面限制，傳熱系數也不高，但在本方案中不會影響基本換熱的運行模式。再如沉浸式蛇管換熱器，這種換熱器是將金屬管彎繞成各種與容器相適應的形狀，并沉浸在容器內的液體中，蛇管換熱器的優點是結構簡單，能承受高壓，這種結構類似于盤管。這里的換熱器把盤管排除在外，盤管是要浸入相關流體中以進行換熱的設備，在此不予采用。再如板式換熱器，是最古老的一種換熱器，顯然在本方案中也可以使用。在圖1所示的結構中，所述室內換熱末端為臥式風機盤管，可以避免中央空調熱空氣無法下降，上部溫度高，下部溫度低的問題。在圖1所示的結構中，換熱末端4為水冷方式，可以提高室內環境的舒適度。整體上本方案采用了結合水機和氟機，兼具兩者的優點，而沒有兩者的缺點。
所有臥式風機盤管并接，且每一臥式風機盤管均設有手動閥門，可以根據需要關停某些臥式風 機盤管，以降低能耗。
權利要求
1.一種熱泵一機多能能源中心，其特征在于，包括: 水箱，配置有上水、用水管路； 空氣能外機組，分成第一空氣能外機組和第二空氣能外機組； 換熱器，分成兩組，第一組換熱器的冷流體側連接所述水箱，熱流體側連接第一空氣能外機組；而第二組則包括并接的兩子組，其中一子組通過一位于第一組換熱器熱流體側連接管路上的換向閥接出而與第一組換熱器互斥使用權； 室內換熱末端，通過管路與第二組換熱器連接；以及 控制器，匹配連接空氣能外機組及室內換熱末端的電氣部分以及所述換向閥，控制熱泵一機多能能源中心的模式切換和運行。
2.根據權利要求1所述的熱泵一機多能能源中心，其特征在于，所述換熱器集成在位于所述水箱頂端的艙室內，且第二組換熱器和第一組換熱器上下布置，其中，第一組換熱器的冷流體側配有獨立的循環水泵。
3.根據權利要求1或2所述的熱泵一機多能能源中心，其特征在于，所述換熱器為套管換熱器，其中對應于第一組換熱器的套管換熱器的殼程連接所述第一組空氣能外機組，相應地，對應管程連接于所述水箱。
4.根據權利要求1所述的熱泵一機多能能源中心，其特征在于，所述空氣能外機組為氟循環室外機組，而室內換熱末端為水循環室內換熱末端。
5.根據權利要求1或4所述的熱泵一機多能能源中心，其特征在于，所述室內換熱末端為臥式風機盤管。
6.根據權利要求5所述的熱泵一機多能能源中心，其特征在于，所有臥式風機盤管并接，且每一臥式風機盤管均設有手動閥門。
全文摘要
本發明公開了一種熱泵一機多能能源中心，包括水箱；空氣能外機組，分成第一空氣能外機組和第二空氣能外機組；換熱器，分成兩組，第一組換熱器的冷流體側連接所述水箱，熱流體側連接第一空氣能外機組；而第二組則包括并接的兩子組，其中一子組通過一位于第一組換熱器熱流體側連接管路上的換向閥接出而與第一組換熱器互斥使用權；室內換熱末端，通過管路與第二組換熱器連接；以及控制器，匹配連接空氣能外機組及室內換熱末端的電氣部分以及所述換向閥，控制熱泵一機多能能源中心的模式切換和運行。依據本發明整體美觀且使用安全。
文檔編號F25B49/00GK103225929SQ20131016210
公開日2013年7月31日 申請日期2013年5月6日 優先權日2013年5月6日
發明者任勇, 劉磊, 馬光柏, 高輝, 劉寧, 張艷喬 申請人:力諾瑞特(上海)新能源有限公司