空氣源熱泵熱水器實(shí)現(xiàn)家電節(jié)能的突破

節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)低碳生活，是當(dāng)前全球的主題，也是暖通制冷行業(yè)持之以恒的追求。近年來，多能源的利用，同能源的轉(zhuǎn)換，余熱、潛熱的回收利用等等課題被行業(yè)的精英們作為節(jié)能、減排的突破點(diǎn)在不斷地探尋著。空氣源熱泵熱水器、余熱回收空調(diào)等產(chǎn)品的相應(yīng)面市，在一定意義上實(shí)現(xiàn)了空調(diào)及家用電器節(jié)能上的突破。

杭州大元人工環(huán)境設(shè)備有限公司研發(fā)的一種具有熱泵熱回收功能的制冷采暖熱水一體化機(jī)組，經(jīng)過幾年時(shí)間的實(shí)踐并完善，于2025年上半年榮獲國家發(fā)明專利，專利號：202510099744.2。該發(fā)明專利技術(shù)的研制和成功，標(biāo)志著杭州大元人工環(huán)境設(shè)備有限公司在暖通新能源集成系統(tǒng)技術(shù)和節(jié)能減排領(lǐng)域再一次領(lǐng)跑行業(yè)前沿陣地。

一.概述

目前市場上出現(xiàn)的熱回收機(jī)組層次較低，僅限制于夏天制冷時(shí)得到生活熱水，滿足不了現(xiàn)代生活時(shí)尚家居市場的需求；而空氣源熱泵熱水器更是只局限于長江以南地區(qū)；另一方面，由于空氣源熱泵空調(diào)冬季運(yùn)行時(shí)的低溫化霜及低溫低能效的難題，導(dǎo)致冬季采暖效果很不理想，而冬季燃?xì)獠膳療崴疇t以燃燒清潔能源天然氣為基礎(chǔ)，運(yùn)行穩(wěn)定且熱效率高同時(shí)又能解決采暖和生活熱水的難題，唯一不足處是采暖熱水爐不能解決制冷，且使用的是一次性能源。以此為設(shè)計(jì)依托，杭州大元人工環(huán)境設(shè)備有限公司于2025年開始，在燃?xì)獠膳療崴疇t的基礎(chǔ)上，成功推出了中央三位一體機(jī)，經(jīng)過七年的技術(shù)更新、發(fā)展，以燃?xì)獠膳療崴疇t為核心，一步步整合熱回收，整合空氣源熱泵技術(shù)，整合太陽能，研發(fā)成功了劃時(shí)代的具有熱泵熱回收功能的制冷采暖熱水一體化機(jī)組，實(shí)現(xiàn)了電能、氣能、空氣源、太陽能的綜合開發(fā)與利用。

二.燃?xì)獠膳療崴疇t整合空氣源熱泵技術(shù)的原理

岡底斯燃?xì)獠膳療崴疇t整合空氣源熱泵的熱回收原理是分別利用了空調(diào)的卡諾循環(huán)和逆卡諾原理：夏季制冷時(shí)，利用熱回收裝置，對空調(diào)進(jìn)行冷凝熱回收利用，得到免費(fèi)的生活熱水，環(huán)保的同時(shí)又經(jīng)濟(jì)實(shí)惠；冬季制熱時(shí)熱回收裝置自動轉(zhuǎn)換為蒸發(fā)器，利用逆卡諾原理運(yùn)行熱泵得到廉價(jià)的熱水，同時(shí)因?yàn)槿細(xì)獠膳療崴疇t的輔助運(yùn)行而保證冬季的采暖需求不受任何影響.

制冷運(yùn)行：低溫低壓的制冷劑氣體被壓縮機(jī)吸入后加壓變成高溫高壓的制冷劑氣體，高溫高壓的制冷劑氣體在室外冷凝器（及熱回收水箱換熱器）冷凝中放熱，變成中溫高壓的液體（熱量通過室外循環(huán)空氣及熱回收水箱中的預(yù)熱冷水帶走），中溫高壓的液體再經(jīng)過節(jié)流部件（熱力膨脹閥）節(jié)流降壓后變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊后w，低溫低壓的液體制冷劑在蒸發(fā)器（板式換熱器）中吸熱蒸發(fā)后變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍怏w，低溫低壓的制冷劑氣體再被壓縮機(jī)吸入，如此循環(huán)。

制熱運(yùn)行：熱泵制熱時(shí)通過四通閥來改變制冷劑的循環(huán)方向，低溫低壓的制冷劑氣體被壓縮機(jī)吸入后加壓變成高溫高壓的制冷劑氣體，高溫高壓的制冷劑氣體在蒸發(fā)器（板式換熱器及熱回收水箱換熱器）冷凝中放熱（熱量通過板式換熱器及熱回收水箱中的預(yù)熱冷水帶走，）變成中溫高壓的液體，中溫高壓的液體再經(jīng)過節(jié)流部件（熱力膨脹閥）節(jié)流降壓后變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊后w，低溫低壓的液體制冷劑在冷凝器中吸熱蒸發(fā)后變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍怏w，低溫低壓的制冷劑氣體再被壓縮機(jī)吸入，如此循環(huán)。

機(jī)組熱水水路運(yùn)行：首先熱回收水箱由自來水補(bǔ)滿水，在運(yùn)行空調(diào)的情況下，水箱內(nèi)的水通過熱回收換熱器源源不斷地加熱，水箱預(yù)存的水為燃?xì)獠膳療崴疇t的進(jìn)水源。在輸出熱水時(shí)，當(dāng)水箱的水溫達(dá)到燃?xì)獠膳療崴疇t熱水的設(shè)定溫度時(shí)，燃?xì)獠膳療崴疇t不啟動，直接輸出熱水；當(dāng)水箱的水溫未達(dá)到燃?xì)獠膳療崴疇t熱水的設(shè)定溫度時(shí)，燃?xì)獠膳療崴疇t輔助啟動，輸出理想溫度熱水。

三.燃?xì)獠膳療崴疇t整合太陽能熱水系統(tǒng)的原理

利用太陽能熱水器對自來水先進(jìn)行加熱，直至達(dá)到設(shè)定溫度，經(jīng)過加熱的熱水儲存在保溫承壓水箱內(nèi)，在機(jī)組的燃?xì)獠膳療崴疇t未點(diǎn)火運(yùn)行狀態(tài)便可得到理想的生活熱水，使用成本很低；在太陽能不足或者沒有太陽熱能的日子里，通過燃?xì)獠膳療崴疇t制熱，以保證恒溫?zé)崴?yīng)，使其不受環(huán)境影響，具備采暖、熱水一體化功能，能源得以循環(huán)利用，具有高效、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

這種運(yùn)行模式下，太陽能和燃?xì)獠膳療崴疇t同時(shí)為系統(tǒng)提供熱量，而消耗燃料的燃?xì)獠膳療崴疇t是作為輔助熱源出現(xiàn)的，不僅可以盡最大可能利用太陽能的熱量，而且可以充分保障采暖系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)的舒適性。

值得一提的是，以上兩個(gè)系統(tǒng)可分開獨(dú)立運(yùn)行，同時(shí)也可以二合為一，利用溫度控制裝置對太陽能熱水轉(zhuǎn)換三通的處理，真正意義上體現(xiàn)了燃?xì)獠膳療崴疇t整合空氣源熱泵技術(shù)、太陽能熱水技術(shù)后穩(wěn)定、高效、節(jié)能。

當(dāng)太陽能熱水器的水溫達(dá)到50℃以上時(shí)，控制器控制電磁三通閥導(dǎo)向太陽能水箱和分水器，循環(huán)泵2運(yùn)行（參見圖2），燃?xì)獠膳療崴疇t不工作，整個(gè)采暖系統(tǒng)就可以以太陽能為熱源進(jìn)行低溫地板采暖，達(dá)到節(jié)約運(yùn)行成本的目的。

當(dāng)太陽能的溫度低于50℃時(shí)，太陽能不能夠長時(shí)間滿足室內(nèi)采暖需要，此時(shí)控制器控制電磁三通閥導(dǎo)向燃?xì)獠膳療崴疇t和分水器之間運(yùn)行，循環(huán)泵1停止運(yùn)行，而啟動燃?xì)獠膳療崴疇t提供采暖所需要的熱量。

燃?xì)獠膳療崴疇t的自來水進(jìn)水口連接水箱供水管，使用生活熱水時(shí)，水源直接由太陽能熱水提供。此時(shí)采暖水經(jīng)過太陽能初次加熱獲得部分熱量后，經(jīng)過燃?xì)獠膳療崴疇t進(jìn)行二次加熱，燃?xì)獠膳療崴疇t的燃?xì)獗壤y將根據(jù)水溫的高低自動調(diào)節(jié)燃?xì)獾妮敵隽浚踔敛惠敵觯ㄋ疁剡_(dá)到熱水的設(shè)定溫度時(shí)）。

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