CN203810719U - 二氧化碳热泵热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及二氧化碳热泵热水器，包括：主机，包括二氧化碳压缩机、膨胀阀、风机、蒸发器和控制器；和水箱，包括出水管、进水管、水箱内胆；以及紧贴盘绕设置在所述水箱内胆的外表面上的冷凝器；所述二氧化碳压缩机、所述冷凝器、所述膨胀阀以及所述蒸发器通过管路连通，形成二氧化碳循环回路。本实用新型的二氧化碳热泵热水器采取二氧化碳作为工质并且采用外置式静态加热制取热水。因此，所述二氧化碳热泵热水器结构简单，防结垢，生产成本低。

Description

二氧化碳热泵热水器

技术领域

本实用新型总体涉及空气能热泵热水器，更具体地涉及二氧化碳热泵热水器。

背景技术

空气能热泵热水器相比燃气热水器、电热水器和太阳能热水器具有节能、环保、全天候等多种优点，受到广泛关注。空气能热泵热水器可以采用R22和R410A作为制冷剂，吸收环境空气中的热量，通过制冷循环，将热量传给热水器中的水，作为沐浴和其他生活热水使用，也可以用作房间供热。

目前的空气能热泵热水器采用水循环(动态加热)进行制热水。这类热泵热水器在主机内增加了一个套管式换热器，并且在水箱内设有水泵。工作时用水泵将水箱里的冷水抽出来经过套管加温后送回水箱，直至整个水箱的水加热。然而，采用水循环的热泵热水器需要的部件多(例如需要套管式换热器和水泵等)，因而生产成本高。另外，如果采用内置盘管式静态加热结构，在实际使用过程中水箱内盘管的结垢问题非常严重，从而影响热泵的使用寿命和可靠性。

因此，需要一种能够避免结垢以及生产成本较低的空气能热泵热水器。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种能够避免结垢以及生产成本较低的空气能热泵热水器。

上述目的通过如下的二氧化碳热泵热水器实现，该二氧化碳热泵热水器包括：主机，包括二氧化碳压缩机、膨胀阀、风机、蒸发器和控制器；和水箱，包括出水管、进水管、水箱内胆；以及紧贴盘绕设置在所述水箱内胆的外表面上的冷凝器；所述二氧化碳压缩机、所述冷凝器、所述膨胀阀以及所述蒸发器通过管路连通，形成二氧化碳循环回路；所述水箱内胆具有侧壁和底部。

本实用新型的二氧化碳热泵热水器采取二氧化碳作为工质并且采用外置式静态加热制取热水。二氧化碳作为一种天然的制冷剂，对臭氧层破坏潜能为零，温室效应潜能较小，因此，二氧化碳非常环保。而二氧化碳的热力学性能表明，二氧化碳也是一种良好的制冷剂。此外，二氧化碳易于制得，成本低。通过将冷凝器布置在水箱内胆的外部，不会与水直接接触，从而避免结垢问题。所述二氧化碳热泵热水器结构简单，生产成本低。

在优选的实施例中，所述冷凝器是盘管式冷凝器或微通道扁管式冷凝器。在所述冷凝器为微通道扁管的情况下，可以实现二氧化碳和水箱内胆的充分换热。

在优选的实施例中，所述冷凝器缠绕设置在所述水箱内胆的侧壁上和/或缠绕设置在所述水箱内胆的底部。通过设置在所述侧壁和所述底部同时设置冷凝器，可以进一步提高二氧化碳和水箱内胆的换热效率。优选地，所述冷凝器由直径小于5毫米的铜管制成。这样有利于二氧化碳与水箱内胆的热交换。

在优选的实施例中，所述盘管式冷凝器或微通道扁管式冷凝器至少包括一路盘管。这样结构简单，密封效果好。

在优选的实施例中，所述二氧化碳压缩机为变频二氧化碳压缩机。这样，所述控制器可以控制所述二氧化碳变频压缩机，从而控制水温，例如将水温控制在75℃以下。

在优选的实施例中，所述二氧化碳热泵热水器还包括布置在所述水箱内胆内的温度传感器，所述温度传感器电连接至所述控制器。所述控制器可以根据所述温度传感器的反馈来控制所述压缩机，从而更精确地控制水温。

在优选的实施例中，所述水箱内胆是搪瓷内胆。水箱内胆的内表面进行了搪瓷处理，内表面光滑，不会形成水垢，可以保证良好的换热。

在其他优选的实施例中，所述水箱内胆是不锈钢内胆。

附图说明

本实用新型的优点和特征通过如下的参照附图描述的实施方案会变得显而易见，在附图中：

图1示出了本实用新型的第一实施方案的二氧化碳热泵热水器的示意图；

图2示出了本实用新型的第二实施方案的二氧化碳热泵热水器的示意图。

具体实施方式

本领域技术人员应理解，以下对本实用新型的实施方案的具体描述仅仅为了充分公开本实用新型，而不应理解为限制本实用新型的范围；本实用新型的范围由权利要求书限定。

图1示出了本实用新型的第一实施方案的二氧化碳热泵热水器的示意图。如图所示，二氧化碳热泵热水器1包括主机2和水箱3。虽然图中示出二氧化碳热泵热水器1为整体式结构(主机2在上，水箱3在下，或者颠倒也可以)，但是本实用新型要求保护的二氧化碳热泵热水器也可以是分离式结构，其中主机和水箱之间用连接管连接。主机2包括二氧化碳压缩机11、膨胀阀12、风机13、蒸发器14和控制器15。优选地，二氧化碳压缩机11可以为变频二氧化碳压缩机，这样可以更精确地控制水温。膨胀阀12可以为电子膨胀阀。水箱3包括出水管21、进水管23、水箱内胆22。二氧化碳热泵热水器1还包括紧贴盘绕设置在水箱内胆22的外表面上的冷凝器25。通过第一连接管4，冷凝器25与压缩机11的排气口流体连通；通过第二连接管5，冷凝器25与膨胀阀12连通，形成二氧化碳循环回路。本实用新型的二氧化碳热泵热水器采取二氧化碳作为工质并且采用静态加热制取热水。二氧化碳作为一种天然的制冷剂，对臭氧层破坏潜能为零，温室效应潜能较小，因此，二氧化碳非常环保。而二氧化碳的热力学性能表明，二氧化碳也是一种良好的制冷剂。此外，二氧化碳易于制得，成本低。通过将冷凝器布置在水箱内胆的外部，不会与水直接接触，从而避免结垢问题。所述二氧化碳热泵热水器结构简单，防结垢，生产成本低。

在本实施方案中，冷凝器25可以为盘管式冷凝器。水箱内胆22具有侧壁和底部。优选地，冷凝器25可以缠绕设置在水箱内胆22的侧壁上和/或缠绕设置在水箱内胆的底部(底部盘管24)，以进一步加强内部流过的二氧化碳与水箱内胆22的热交换。更优选地，冷凝器25可以由小直径铜管制成，例如，直径小于5毫米，例如直径为3毫米，这样有利于二氧化碳与水箱内胆的热交换。在优选的实施例中，冷凝器25(例如盘管式冷凝器)至少包括一路盘管，例如可以由多个铜管支路并联组成，这样各个不同支路之间用铜管进行连接。二氧化碳热泵热水器1还可以包括布置在水箱内胆22内的温度传感器28，用于检测水箱内胆22内的水温。在优选的实施例中，水箱内胆22可以为是搪瓷内胆。水箱内胆22的内表面进行了搪瓷处理，内表面光滑，不会形成水垢，可以保证良好的换热。在其他优选的实施例中，水箱内胆22可以是不锈钢内胆。虽然未示出，但应理解控制器15与压缩机11和温度传感器28操作性连接，例如电连接，从而实现对水温的精确控制，例如将水温控制在75℃以下。

图2示出了本实用新型的第二实施方案的二氧化碳热泵热水器的示意图。第二实施方案的二氧化碳热泵热水器10与第一实施方案的二氧化碳热泵热水器1的结构基本类似，区别在于：水箱内胆22的侧壁上的冷凝器25’为微通道扁管，可以实现二氧化碳与水箱内胆22的充分换热。如图2所示，冷凝器25’可以通过第三连接管26与底部盘管24流体连通。

下面描述本实用新型的二氧化碳热泵热水器1和10的工作原理。本实用新型的二氧化碳热泵热水器1和10采用静态加热制取热水：从二氧化碳压缩机11排出的热二氧化碳气体经过冷凝器25或25’(盘管或微通道扁管)与水箱内胆22内的水进行热交换，完成加热后的二氧化碳流经膨胀阀12，在蒸发器14中实现二氧化碳和空气的热交换，并最终回到二氧化碳压缩机11，完成一个循环。通过二氧化碳压缩机11的连续工作，驱动二氧化碳在制冷系统内流动，实现对水箱加热的目的。

由于冷凝器25布置在水箱内胆22的外部，不会与水直接接触，因此避免在二者上结垢且影响换热效率。这样的结构简单，因此可以降低二氧化碳热泵热水器的生产成本。

以上描述了本实用新型的具体实施方案。在本实用新型的范围内，可以对上述实施方案进行各种改进、修改。例如，可以采用多种方式组合本实用新型的特征。

Claims (9)

1.一种二氧化碳热泵热水器，其特征在于，包括：

主机，包括二氧化碳压缩机、膨胀阀、风机、蒸发器和控制器；

水箱，包括出水管、进水管、水箱内胆；以及

紧贴盘绕设置在所述水箱内胆的外表面上的冷凝器；

所述二氧化碳压缩机、所述冷凝器、所述膨胀阀以及所述蒸发器通过管路连通，形成二氧化碳循环回路；

所述水箱内胆具有侧壁和底部。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳热泵热水器，其特征在于，所述冷凝器是盘管式冷凝器或微通道扁管式冷凝器。

3.根据权利要求2所述的二氧化碳热泵热水器，其特征在于，所述冷凝器缠绕设置在所述水箱内胆的侧壁上和/或缠绕设置在所述水箱内胆的底部。

4.根据权利要求2所述的二氧化碳热泵热水器，其特征在于，所述盘管式冷凝器或微通道扁管式冷凝器至少包括一路盘管。

5.根据权利要求1或2所述的二氧化碳热泵热水器，其特征在于，所述二氧化碳压缩机为变频二氧化碳压缩机。

6.根据权利要求4所述的二氧化碳热泵热水器，其特征在于，所述二氧化碳热泵热水器还包括布置在所述水箱内胆内的温度传感器，所述温度传感器电连接至所述控制器。

7.根据权利要求3所述二氧化碳热泵热水器，其特征在于，所述冷凝器由直径小于5毫米的铜管制成。

8.根据权利要求1或2所述二氧化碳热泵热水器，其特征在于，所述水箱内胆是搪瓷内胆。

9.根据权利要求1或2所述二氧化碳热泵热水器，其特征在于，所述水箱内胆是不锈钢内胆。