[发明专利]双源热泵热水机和双源热泵热能梯级利用热水一体机

说明书

技术领域：

本发明涉及热泵热水器技术领域。

背景技术：

澡堂浴室、宾馆等处需要大量热水，使用燃气、燃油、电加热，浪费了这些能量的宝贵品质，费用也很高；采用热泵热水机，可以获得热泵消耗电量的3～4倍热量的热水，节能效果明显。许多场合，存在大量温度高于环境温度的工业或生活排放的热水，或地源热水，例如在澡堂浴室洗浴时排放的废热水有33℃～35℃，存在其中的热能通常用于水源热泵的热源，制取55℃生活热水。但是，洗浴废热水流量不稳定，工业排放的热水也会时有时无，单一采用水源热泵，不能提供满足需求的洗浴热水量，因此必须用风源热泵为补充。如果采用两个独立的水源热泵和风源热泵简单的组合，两种热泵必须各有一个压缩机和一个热水换热器，再分别配置水源换热器和风源换热器，而风/水双源热泵一体机与之相比，节约了一台压缩机和一个热水换热器，而且热水站的连接管路也节省了一套；双源热泵具有许多优点，本申请人已为此长期进行研究，申请有多项相关的专利。例如，简单高效可靠冷暖空调热水机(201010215579.5，201020245130.9)，一种制冷回路极简单的双热源热泵热水装置(200910181300.3)，空气源热泵热水器的互助除霜方法和五循环双热源热泵热水器(201010211846.1)，互助除霜的空气源热泵热水器和五循环双热源热泵热水器(201020240385.6)，并联式互助除霜空气源热泵热水器(201010272024.4，201020516806.3)，自建自然循环流换热的紧凑型冷暖空调热水三用机(201010568937.0，201020637139.9)，一种四季节能冷暖空调热水三用机(02116049.X，02220342.7)等，两源多功能热泵(201110202512.2，201120255655.5)等，但是由于所申请的专利技术针对的问题不同，上述申请的专利，没有注意到由于澡堂废热水的间断性，在冬季风源换热器除霜时其水源换热器的存水也会结冰，冻裂换热器的问题，双源热泵的水源换热器在冬季也要防冻。

另外，只采用水源热泵，不能充分回收温度较高水源的热能，例如，35℃的废热水，一次通过水源热泵，其排出水温仍然在25℃以上，它仍然含有可利用的热能。在应用于澡堂提供洗浴热水时，本申请人在发明“儲能式热泵热水锅炉供热水装置”(专利号：01244858.3)中曾提到采用“废温水热源也可先经预热器与自来水冷水预先交换热量，再向热泵热水器提供热量，冷水经预热后成为冷温水再经热泵热水器加热成温水供使用”的方案，这是梯级利用低品位废热能的好设想。可惜，由于没有具体化系统结构设计，当时也没有提出无双源热泵的构想，以及也没有考虑和解决洗浴废热水在水源换热器的污垢影响，所以没有实施成功。

发明内容：

为了克服上述技术的不足，弥补已有专利的欠缺，充分利用工业排放或洗浴废热水的余热，消除现有双源热泵在冬季除霜防冻功能的缺陷，改善热泵热水器在非设计工况运行时的性能，本发明提出的双源热泵热水机，不仅具有单独使用两种热源制热水的功能，保持了双热源相互轮换使用，互补缺失的特点，还巧妙组织两种热源先后合作供热制热水模式，拓展了双热源互补互助的优势；同时，为了使热源热能依据不同温度，梯级利用，本发明还开发了双源热泵热能梯级利用热水一体机，它是在双源热泵热水机的基础上添加了带清水预热器构成的高效热水一体机；这些设计，使本发明的双源热泵热能梯级利用热水一体机，在使冬季自来水温度和环境温度低时，机组的能效比为单空气源热泵的2倍以上，最高综合能效比接近8；此外，本发明设计了特别除霜和水源换热器防冻措施，保证水源换热器的水侧通路的存水不冻；本发明的多项创新设计，使双源热泵热水一体机在提高性能、保证安全、多功能等方面都达到更高的水平。

本发明的技术方案