一种热泵机组水路系统的制作方法

1.本实用新型涉及热泵设备技术领域，尤其涉及一种热泵机组水路系统。


背景技术：

2.热泵，是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置；按照热源的种类不同可以分为：空气源热泵、水源热泵、地源热泵等。空气源热泵热水器，以电能为动力，从低温侧吸取热量来加热生活用水，热水通过输送系统送入用户作为热水供应，或要利用风机盘管进行采暖。
3.在学校宿舍、工厂宿舍、酒店等场所，有大量热水集中供应的需求。现有技术中，一般通过给热泵热水器配备一个大容量水箱，以满足大供水量的需求。但是，配置大容量水箱存在以下缺陷：第一，若配置开式水箱，则需要在现场加工保温结构层，需要现场发泡，如此水箱的质量不容易保证，并且开式水箱无法保证水体的干净度；第二，若配置闭式承压水箱，则需要先在工厂生产制造，再运输至现场，而大容量水箱体积大，运输成本高。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例的目的在于：提供一种热泵机组水路系统，其可满足大用水量需求，生产运输方便，并且控制简单，使用方便。
5.为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种热泵机组水路系统，包括：
7.热泵主机，其包括水端换热器；所述水端换热器包括主机进水口和主机出水口；
8.水箱组件，其包括两个或三个或三个以上依次连接的水箱；相邻所述水箱之间通过连接管连接；
9.第一管道，其包括与所述主机出水口连接的第一主管，以及第一支管；所述第一主管上设有供水口；所述第一支管的一端与所述第一主管连接，另一端与所述水箱组件的首端水箱连通；
10.第二管道，其包括第二主管和第二支管；所述第二主管的一端与所述主机进水口连接，另一端用于与外部的供水设备连接；所述第二支管的一端与所述第二主管连接，另一端与所述水箱组件的末端水箱连通；
11.循环水泵，其设于所述第二主管；所述热泵机组水路系统为循环式热泵机组水路系统或循环直热式热泵机组水路系统。
12.作为优选，相邻所述水箱之间，前一所述水箱的底部与后一所述水箱的顶部通过所述连接管连通。
13.作为优选，当所述热泵机组水路系统为循环直热式热泵机组水路系统时；所述热泵机组水路系统还包括一个温水阀，所述温水阀设于所述第二主管，且所述温水阀设于所述主机进水口与所述第二支管之间。
14.作为优选，当所述热泵机组水路系统为循环直热式热泵机组水路系统时；所述热
泵机组水路系统还包括阀模块，所述阀模块设于所述第二主管，且所述阀模块设于所述主机进水口与所述第二支管之间；
15.所述阀模块包括两个并联的调节水阀，两个调节水阀均为温水阀，或两个所述调节水阀中其一为温水阀另一为手动调节阀。
16.作为优选，当所述热泵机组水路系统为循环式热泵机组水路系统时，还包括测温元件，所述测温元件设于所述主机进水口与所述第二支管之间。
17.作为优选，当所述热泵机组水路系统为循环直热式热泵机组水路系统时，还包括回水测温元件和出水测温元件；所述回水测温元件设于所述第二主管，所述测温元件设于所述主机进水口与所述第二支管之间；
18.所述出水测温元件设于所述第一主管,所述出水测温元件设于所述主机出水口与所述第一支管之间。
19.作为优选，还包括回水管道；所述第二主管上设有第二分支口，所述第二支管通过所述第二分支口与所述第二主管连接；
20.所述第二主管上设有第三分支口，所述回水管道的一端与所述第一主管远离所述主机出水口的一端连接，第二端与所述第三分支口连接；所述第二分支口位于所述第三分支口与所述主机出水口之间。
21.作为优选，还包括回水泵，所回水泵设于所述回水管道。
22.作为优选，还包括第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第一电磁阀和第二电磁阀；
23.所述第一单向阀和第一电磁阀设于所述回水管道，且设于所述回水泵与所述第二主管之间；所述第一单向阀打开时允许流体由向所述第二分支口的方向流动；
24.所述第二单向阀和所述第二电磁阀设于所述第二主管，且设于所述第二分支口与所述主机进水口之间；所述第二单向阀打开时允许流体向所述主机进水口的方向流动；
25.所述第二主管远离所述主机进水口一端的开口为供水接口；所述第三单向阀设于所述第二主管，且设于所述供水接口与所述第三分支口之间；所述第三单向阀打开时允许流体向所述第二分支口的方向流动。
26.作为优选，还包括固定架，所述热泵主机、所述水箱组件、所述第一管道、所述第二管道和所述循环水泵均固定于所述固定架。
27.本实用新型的有益效果为：该热泵机组水路系统，通过多个水箱串联扩大水箱容积，生产运输更加方便；其无需增加复杂的控制元件，控制系统简单，用户可根据实际需求调整水箱组件内的水箱数量，调整水箱数量时不会影响系统的运行，使用更加灵活方便。
附图说明
28.下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
29.图1为本实用新型实施例所述循环直热式热泵机组水路系统的结构示意图之一；
30.图2为本实用新型实施例所述循环直热式热泵机组水路系统的结构示意图之二；
31.图3为本实用新型实施例所述循环式热泵机组水路系统的结构示意图之一；
32.图4为本实用新型实施例所述循环式热泵机组水路系统的结构示意图之二；(处于循环加热模式)
33.图5为本实用新型实施例所述循环式热泵机组水路系统的结构示意图之三；(处于向用户供水的供水模式)
34.图中：10、热泵主机；11、水端换热器；111、主机进水口；112、主机出水口；12、蒸发器；13、经济器；14、主膨胀阀；15、辅膨胀阀；16、压缩机；17、四通阀；20、水箱组件；201、测温开口；21、首端水箱；22、末端水箱；23、连接管；31、第一主管；311、第一分支口；32、第一支管；41、第二主管；411、第二分支口；412、第三分支口；413、供水接口；42、第二支管；51、温水阀；52、手动调节阀；60、回水管道；71、循环水泵；72、回水泵；81、第一单向阀；82、第二单向阀；83、第三单向阀；84、第一电磁阀；85、第二电磁阀；90、用水设备。
具体实施方式
35.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，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，本领域技术人员在没有作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。
36.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
38.需要说明的是，图1
‑
5中，箭头的方向为水流方向。
39.本实用新型提出一种热泵机组水路系统，其可满足大用水量需求，生产运输方便，并且控制简单，使用更加灵活，更加方便。
40.如图1
‑
5所示，在本实用新型的热泵机组水路系统的一实施例中，该热泵机组水路系统包括：
41.热泵主机10，其包括水端换热器11；所述水端换热器11包括主机进水口111和主机出水口112；待加热的水由主机进水口111进入水端换热器11，由主机出水口112流出水端换热器11，热泵主机10对水流进行加热；
42.水箱组件20，其包括n个依次连接的水箱，n为2或3或大于3的整数；相邻所述水箱之间通过若干根连接管23连接；
43.第一管道，其包括与所述主机出水口112连接的第一主管31，以及第一支管32；所述第一主管31上设有供水口；所述第一支管32的一端与所述第一主管31连接，另一端与所述水箱组件20的首端水箱21连通；所述第一支管32位于所述供水口与所述主机进水口111
之间；
44.第二管道，其包括第二主管41和第二支管42；所述第二主管41的一端与所述主机进水口111连接，另一端用于与外部供水设备连接；所述第二支管42的一端与所述第二主管41连接，另一端与所述水箱组件20的末端水箱22连通；
45.循环水泵71，其设于所述第二主管41。
46.具体地，本实施例中，水端换热器11还包括工质进口和工质出口，换热工质由工质进口进入水端换热器11，换热工质经过液化放热后，由工质出口流出水端换热器11；进入水端换热器11内的水，吸收换热工质放出的热量，水升温后由主机出口流出。
47.具体地，第一主管31上设有第一分支口311，第一支管32通过第一分支口311与第一主管31连接。
48.本实用新型的热泵机组水路系统，可通过循环模式对水进行加热，循环加热的原理如下：
49.通过第二主管41连接外部的供水设备，外部供水设备向热泵主机10供水；
50.外部水流由第二主管41、主机进水口111进入水端换热器11；
51.在入水端换热器11内，热泵主机10的换热介质放热，对水加热，加热升温后的水由主机出水口112流出热泵主机10；
52.初次升温后的水流依次经过第一主管31、第一支管32进入水箱组件20内的首端水箱21；
53.进入水箱组件20内的水流依次经过连接管23道向末端水箱22流动；直至水充满水箱组件20内的水流；
54.末端水箱22内经过初次升温的水，经过第二支管42流回第二主管41，再次流经入水端换热器11进行二次加热升温，经过二次加热升温的水再经过第一支管32进入水箱组件20内；如此循环加热多次，直至水温上升至预设温度。
55.本实用新型的热泵机组水路系统，可以为纯循环式热泵机组水路系统，也可以为循环直热式热泵机组水路系统。
56.如图3
‑
5所示，在纯循环式热泵机组水路系统中，水流经过多次循环加热，直至首端水箱21内的水温达到预设温度，如40度或60度，此时，通过水泵工作，将首端水箱21内的水抽至第一主管31，从而通过第一主管31的供水口向外部供水。
57.本实用新型，通过设置多个水箱串联，与首端水箱21相邻的水箱可以及时补充首端水箱21内的水流，满足大用水量的需求。并且无需现场加工大体积水箱，也无需运输大体积水箱，使用方便，控制简单。
58.进一步地，在本实用新型中，相邻所述水箱之间，前一所述水箱的底部与后一所述水箱的顶部通过所述连接管23连通。如此设置，方便相邻水箱之间的水连通；需要说明的是，在水箱组件20中，靠前的水箱指的是靠近第一支管32的水箱。
59.如图1、2所示，在循环直热式热泵机组水路系统中，在第二主管41设置调节元件，调节元件可通过如下任一方式实施，以实现先循环后直热的加热功能：
60.第一，调节元件为单个温水阀51；仅在第二主管41设置一个温水阀51，且将温水阀51设于所述主机进水口111与所述第二支管42之间；温水阀51为自动温水阀51；
61.第二，调节元件为阀模块；在第二主管41设置一个阀模块，且将阀模块设于所述主
机进水口111与所述第二支管42之间；阀模块包括两个并联的自动温水阀51；
62.第三，调节元件为阀模块；在第二主管41设置一个阀模块，且将阀模块设于所述主机进水口111与所述第二支管42之间；阀模块包括两个并联的调节水阀，其一调节水阀为自动水阀，另一调节水阀为手动调节阀52。
63.本实用新型，通过在第二主管41设置调节元件，可以实现先循环后直热的加热功能，原理如下：
64.先运行循环加热模式，直至水温升至t1时，t1为回水温度，将循环加热模式切换为直热加热模式；
65.具体地，当t2
‑
t1＞
△
t时，t2为目标设定温度，调节元件的阀门都打开，此时通过循环加热模式对水流进行加热；
66.当t2
‑
t1＝
△
t时，由循环加热模式切换为直热加热模式，调节元件内的阀门动作，关小开度，单位时间进入热泵主机10内的水流量减小，热泵主机10直接将水流加热至t2后再送出主机出水口112，此时加热完成的水流直接由第二主管41的供水口送至外部的用水设备90。
67.进一步地，
△
t设定为5
‑
20度。在一些实施例中，
△
t设定为8
‑
15度。本实用新型的热泵机组水路系统，将
△
t设定为5
‑
20度。
68.在本实施例中，t2为55摄氏度，
△
t为10摄氏度。本方案中采用的阀门或阀模块用于对第二主管41内的水流量，当目标设定温度t2为55度(仅示例)时，通过循环加热的模式加热，当回水温度t1达到45度(仅示例)时，控制器控制阀门或阀模块的开度关小，进入热泵主机10的流量减小，此时，热泵可将45度的水加热至55度，直热输出。
69.本方案通过合理设定
△
t的数值，无需采用流量调节范围很大的阀门，采用粗调阀门，仅采用一个温水阀51，或两个调节阀门并联配合，简化控制，降低控制系统的成本，避免由于复杂的控制系统的设计，导致现场跳机的情况，既可以满足用户用水需求，运行也更加可靠，故障更少。
70.需要说明的是，在其他实施例中，t2和
△
t可以根据实际需求设定具体数值。
71.在上述的第二种实施方式中，通过采用两个自动温水阀51并联，可以提高水阀单次调节流量的范围。
72.在上述第三种实施方式中，通过采用自动阀门与手动调节阀52并联，平常可将手动调节阀52常开，仅通过单个自动水阀调节水流量，手动调节阀52可在实际使用过程中，实现补偿调节功能。并且，采用手动调节阀52，由于其在设备运行过程中，无需经常调整开度，采用手动的阀门，不仅可以简化控制系统，又可以提供补偿功能，使得热泵机组水路系统的运行更加灵活。
73.在纯循环式热泵机组水路系统中，热泵机组水路系统还包括测温元件，所述测温元件设于所述主机进水口111与所述第二支管42之间，该测温元件用于检测回水温度，回水温度即水流进入热泵主机10前的温度。
74.在一些实施例中，该热泵机组水路系统，还在主机出水口112与第二支管32之间设置测温元件，该测温元件用于检测出水温度。
75.优选地，测温元件集成于热泵主机10的内部，热泵机组水路系统的装配更加方便，无需在外部管道上增加布设测温元件。
76.在循环直热式热泵机组水路系统中，热泵机组水路系统还包括回水测温元件和出水测温元件；回水测温元件设于第二主管41，回水测温元件设于主机进水口111与第二支管42之间，回水测温元件用于检测回水温度，回水温度即水流进入热泵主机10前的温度；当回水温度达到预设温度时，将循环加热模式切换为直热加热模式；
77.出水测温元件设于第一主管31,出水测温元件设于所述主机出水口112与第一支管32之间，出水测温元件用于检测出水温度，出水温度即流出热泵主机10的水流温度；当出水温度达到预设温度时，停止直热加热模式。
78.优选地，回水测温元件和出水测温元件均集成于热泵主机10的内部，如此，热泵机组水路系统的装配更加方便，无需在外部管道上增加布设测温元件。进一步地，热泵机组水路系统还包括控制器，控制器与测温元件、循环水泵71电连接。控制器用于接收测温元件测量的温度信息，控制器还用于比对测温元件发送的温度信息与预设温度。
79.具体地，在循环直热式热泵机组水路系统中，控制器与温水阀51电连接，控制器用于在t2
‑
t1＝
△
t时，控制温水阀51的开度关小。
80.进一步地，为了节约用水，方便将第一主管31中多余的水回收，该热泵机组水路系统还包括回水管道60，所述第二主管41上设有第二分支口411，所述第二支管42通过所述第二分支口411与所述第二主管41连接；
81.所述第二主管41上设有第三分支口412，所述回水管道60的一端与所述第一主管31远离所述主机出水口112的一端连接，第二端与所述第三分支口412连接；所述第二分支口411位于所述第三分支口412与所述主机出水口112之间。
82.进一步地，为了提供回水动力，该热泵机组水路系统还包括还包括回水泵72，所回水泵72设于所述回水管道60。
83.进一步地，还包括第一单向阀81、第二单向阀82、第三单向阀83和第一电磁阀84；
84.所述第一单向阀81和第一电磁阀84设于所述回水管道60，且设于所述回水泵72与所述第二主管41之间；所述第一单向阀81打开时允许流体由向所述第二分支口411的方向流动；
85.所述第二单向阀82设于所述第二主管41，且设于所述第二分支口411与所述主机进水口111之间；所述第二单向阀82打开时允许流体向所述主机进水口111的方向流动。
86.进一步地，所述第二主管41远离所述主机进水口111一端的开口为供水接口413；所述第三单向阀83设于所述第二主管41，且设于所述供水接口413与所述第三分支口412之间；所述第三单向阀83打开时允许流体向所述第二分支口411的方向流动。
87.进一步地，还包括固定架，所述热泵主机10、所述水箱组件20、所述第一管道、所述第二管道和所述循环水泵71均固定于所述固定架。
88.在本实用新型中，控制器控制回水泵72在水管内水温低时打开，在水温升高后关闭；第一单向阀81在回水时打开，其他时候关闭；控制器控制第一电磁阀84与回水泵72同开同关；第三单向阀83在需要通过第一主管31向热泵主机10供水或向末端水箱22补水时打开；第二单向阀82在回水时打开，在其他时候关闭。
89.进一步地，在第二主管41上还设有第二电磁阀85。
90.进一步地，如图1
‑
5所示，本实施例中，热泵主机10还包括蒸发器12、经济器13、主膨胀阀14、辅膨胀阀15、压缩机16、四通阀17。其中蒸发器12为翅片换热器，蒸发器12用于实
现换热工质与外部热源之间的热交换，以实现换热工质的吸热。
91.进一步地，在循环式热泵机组水路系统或循环直热式热泵机组水路系统的水箱组件20内的水箱还设有测温开口201，测温开口201在水温测试时应用；用户在用水时，利用测温开口201判断水箱温度，当水箱温度过低时，可重新启动热泵主机。当然在其他实施例中，也可以不设置测温开口201。
92.于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左、”“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
93.在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
94.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
95.以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。