CN101603734B - 超高温冷媒热水机 - Google Patents

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Abstract

一种超高温冷媒热水机，其包括有设置在机座内、用冷媒管路依次串接起来形成闭合回路的压缩机、水热交换器、节流装置和翅片蒸发器，其中所述的水热交换器采用多层叠加式水热交换器，在该水热交换器两端分别设有热水出口和冷水入口；在叠加式水热交换器与节流装置之间设有过冷换热器；在所述的翅片蒸发器旁设置有风扇。本发明的热交换效果好、热量利用率高，能制超高温度的热水而又安全可靠的热水机，同时它采有整体装置，带来其安装使用方便。

Description

超高温冷媒热水机
【技术领域】
本发明涉及一种热水机，尤其是指利用冷媒的物态变化来制取超高温热水的热水机。
【背景技术】
冷媒热水机是利用冷媒(制冷剂)物态变化时的吸热和放热原理来制取高温热水的。当前使用的冷媒热水机，其制热水能力一般都在55℃左右，很少有超过70℃。因为超过70℃时其冷凝压力的可能会超过压缩机的安全范围，造成压缩机损坏，甚至整个系统无法使用。但在实际使用中，有时需要高温的热水，甚至超过100℃以上的热水。这就需要一种能制超高温度的热水而又安全可靠的热水机。
【发明内容】
本发明的目的是在于克服现有技术的不足，提供了一种热交换效果好、热量利用率高，能制超高温度的热水而又安全可靠的热水机。
为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：
一种超高温冷媒热水机，其包括有设置在机座内、用冷媒管路依次串接起来形成闭合回路的压缩机、水热交换器、节流装置和翅片蒸发器，其中所述的水热交换器采用多层叠加式水热交换器，在该水热交换器两端分别设有热水出口和冷水入口；在叠加式水热交换器与节流装置之间设有过冷换热器；在所述的翅片蒸发器旁设置有风扇。
在对上述的超高温冷媒热水机的进一步改进方案中，所述的水热交换器中的水流向和冷媒管中的冷媒流向相反。
在对上述的超高温冷媒热水机的进一步改进方案中，所述的叠加式水热交换器包括有低温加热器、中温加热器和高温加热器，所述的热水出口和冷水入口分别设在该高温加热器和低温加热器上；所述的高温加热器是高温水箱，其内的冷媒管路密布在该高温水箱内；所述的中温加热器为呈盘管状并对应地套在它所在的那段盘管状冷媒管路外；所述的低温加热器呈管状、并经过它所在的那段呈密封箱状的冷媒管路。
在对上述的超高温冷媒热水机的进一步改进方案中，所述的过冷换热器包括有带高压旁通电磁阀的高压换热器和预冷换热器。
在对上述的超高温冷媒热水机的进一步改进方案中，在所述的过冷换热器和节流装置之间设置有储液器；在所述的翅片蒸发器和压缩机之间设置有气液分离器。
在对上述的超高温冷媒热水机的进一步改进方案中，所述的风扇为调速风机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)、由于水热交换器采用多个加热器来分段加热方式来陆续提高水温，这样可以使水热交换器中的水和冷媒管路中的冷媒进行最充分的热交换，所以本发明的热交换效果好、热量利用率高，能制取超高温的热水，也比较安全可靠；2)、本发明为整体装置，其安装使用方便；3)、在本发明的较佳实施方案中，在低温加热器和节流装置之间设置有过冷换热器，可以有效的降低冷凝后的冷媒压力，使冷媒的压力始终在安全范围内，所以本发明的安全性更高、运作也比较可靠。4)在本发明的较佳实施方案中，蒸发器的风机采用了变风量设计，其随着压力的变化，风量也随之相应变化，使系统压力始终处于稳定的安全状态。
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：
【附图说明】
图1是本发明的系统原理图；
图2是本发明的主视图；
图3是本发明的后视图；
图4是本发明的左视图。
【具体实施方式】
本发明为超高温冷媒热水机，其包括有设置在机座1内、用冷媒管路2依次串接起来形成闭合回路的压缩机3、水热交换器9、节流装置7和翅片蒸发器5，所述的水热交换器9采用多层叠加式水热交换器，在该叠加式水热交换器两端分别设有热水出口911和冷水入口931，在该叠加式水热交换器与节流装置7之间设有过冷换热器4；在此，叠加式水热交换器有三层，包括有其内的水依次经过的低温加热器93、中温加热器92和高温加热器91，其中热水出口911和冷水入口931分别设在该高温加热器91和低温加热器93上；在所述的翅片蒸发器5旁设置有风扇10。通常在所述的过冷换热器4和节流装置7之间设置有储液器6，在翅片蒸发器5和压缩机3之间设置有气液分离器8，如图1的原理图所示。
如图1所示，将叠加式水热交换器中的水流向和冷媒管路2中的冷媒流向设置为相反，同时采用不同结构的加热器以及分段加热方式来提高水温，图中的实施例中可看出所述的高温加热器91是高温水箱，其内的那段冷媒管路密布在该高温水箱内，高温水箱中的水与冷媒管路充分地进行热交换；所述的中温加热器92为呈盘管状并对应地套在它所在的那段盘管状冷媒管路外；所述的低温加热器93呈管状、并经过它所在的那段呈密封箱状的冷媒管路，管状低温加热器的低温水充分地吸取箱型冷媒管路中的冷媒热量，这样流经整个水热交换器9后，可以使水热交换器9中的水和冷媒管路2中的冷媒进行最充分的热交换，所以本发明的热交换效果好、热量利用率高，能制取超高温的热水，也比较安全可靠。
从压缩机3出来的高温高压气体在进入过冷换热器4之前，先与叠加式水热交换器9内的水进行热交换时，首先与高温加热器91中的较高水温进行热交换，使水温较快地升到90℃以上，以供使用。由于采用直进直出制热水方式，通过高温加热器91、中温加热器92和低温加热器93等多层叠加式的水热交换器，将压缩机3排气温度高达135℃的冷媒过热蒸汽被巧妙的、最大限度的利用，可以制作高达122℃的热水。高温高压的冷媒气体经高温加热器91、中温加热器92、低温加热器93后逐步冷却后变成液体进入过冷换热器4进一步冷却后进入储液器6储存起来，液态的冷媒再被节流装置7节流限制后送到翅片蒸发器5中进行蒸发处理，超高温冷媒热水机所带的风扇10将空气中的热量吸到翅片蒸发器5上使液态的冷媒气化，经过蒸发后的冷媒蒸汽由气液分离器8分离后，比较纯气态的冷媒气体回到压缩机3进行下一次循环。为了适应不同压力变化的变风量，使压缩机在不同热水温度和环境温度下，运转工况波动小，超高温冷媒热水机的出水温度和流量稳定，风扇10采用了根据系统压力变化、流通风量可随之调整的调速风机，通常的作法是要用压力开关控制排风扇的转速，排风扇为变速风机，可根据压力的不同来调节风机的转速，以平衡系统压力。
由于将自来水加热至出水温度达90℃以上的过程中，冷凝和蒸发的换热面积是个变数，而机组的冷凝和蒸发的换热面积是恒定的，这使冷媒的排气压力一定会提高。为了将排气压力控制在压缩机运行许可范围，对冷媒系统进行了特别的设计，使系统排气压力在热水温度100℃时，压力值不超过23kgf/cm2。在本发明中的做法是在低温加热器93和节流装置7之间设置的过冷换热器4包括有带高压旁通电磁阀43的高压换热器42和预冷换热器41，其中高压换热器42可以根据压力的变化来打开或关闭，当系统压力增大到超过设定值(即正常规定压力)时，高压旁通电磁阀43打开，部分液体进入高压换热器42中使高压换热器42开始工作，这样既等于增大了过冷换热器面积，又使冷媒的压力降低到安全范围内，所以它的安全性更高、运作也比较可靠。这时，在高压换热器42、预冷换热器41将高温冷媒液体进一步冷却，便于在翅片蒸发器5中的冷媒吸收空气中的热量蒸发而成为气体，经气液分离器8分离后冷媒气再被压缩机3吸入，经压缩后成为高温高压的冷媒气体送入到与水热交换器9进行热交换的冷媒管路中，这样不断循环，可以连续制取超高温的热水以供使用。
如图1所示，在该高温加热器91的热水出口911上设有恒温阀11，而在低温加热器93的冷水入口931处依次设有电磁阀12、水流开关19、过滤器13和磁化器14，同时在磁化器14的出水端设有带手动截止阀17的排水口18。冷水(自来水)在经过过滤器13和磁化器14后，乾净、卫生的冷水依次经过低温加热器93、中温加热器92、高温加热器91、水温逐步升高，最后达到要求的温度输出使用；水流开关19控制进水的流量，过滤器13和磁化器14对进水进行净化处理，水系统需排放时可经由排水口18排出。恒温阀11可以控制出水温度恒定在所需的温度上。
为便于安装、搬运、维修，将全部部件安装在机座内成为一个整体，除电源接头和进、出水口外全部在机座内连接好，在使用时仅需外接总供电源和进、出水管即可工作，所以本发明为整体装置，其安装使用方便。

Claims (5)

1.一种超高温冷媒热水机，包括有设置在机座(1)内、用冷媒管路(2)依次串连起来形成闭合回路的压缩机(3)、水热交换器(9)、节流装置(7)和翅片蒸发器(5)，其特征在于：所述的水热交换器(9)采用多层叠加式水热交换器，在该多层叠加式水热交换器两端分别设有热水出口(911)和冷水入口(931)；在所述的多层叠加式水热交换器与节流装置(7)之间设有过冷换热器(4)；在所述的翅片蒸发器(5)旁设置有风扇(10)；
其中，所述的多层叠加式水热交换器包括有低温加热器(93)、中温加热器(92)和高温加热器(91)三个加热器叠加在一起，所述的过冷换热器(4)包括有带高压旁通电磁阀(43)的高压换热器(42)和预冷换热器(41)。
2.根据权利要求1所述的超高温冷媒热水机，其特征在于：所述的水热交换器(9)中的水流向和冷媒管路(2)中的冷媒流向相反。
3.根据权利要求1或2所述的超高温冷媒热水机，其特征在于：所述的热水出口(911)和冷水入口(931)分别设在该高温加热器(91)和低温加热器(93)上；所述的高温加热器(91)是高温水箱，其内的冷媒管路密布在该高温水箱内；所述的中温加热器(92)为呈盘管状并对应地套在它所在的那段盘管状冷媒管路外；所述的低温加热器(93)呈管状、并经过它所在的那段呈密封箱状的冷媒管路。
4.根据权利要求1所述的超高温冷媒热水机，其特征在于：在所述的过冷换热器(4)和节流装置(7)之间设置有储液器(6)；在所述的翅片蒸发器(5)和压缩机(3)之间设置有气液分离器(8)。
5.根据权利要求1或4所述的超高温冷媒热水机，其特征在于：所述的风扇(10)为调速风机。
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