CN101922800A - 一种逆流式多级冷凝热泵热水器 - Google Patents

一种逆流式多级冷凝热泵热水器 Download PDF

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王天舒
丁亮
王玉军
孙永剑
季忠海
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Abstract

一种逆流式多级冷凝热泵热水器，其包括补气增焓压缩机、涡流管制冷器和蒸发器和三级以上串联的冷凝器；所述补气增焓压缩机的排气口与涡流管制冷器进气端、涡流管制冷器的高温测排气端、三级以上串联的冷凝器、蒸发器和补气增焓压缩机的吸气口依次相连形成氟侧循环流路；所述三级以上串联的冷凝器，由水管相连形成水侧循环流路，由水泵带动使所述水侧循环流路中水流动的方向与所述氟侧循环流路中氟流的方向相反，从而提供了水流与氟流的热交换效率。本发明所述热泵热水器，其采用常规的制冷剂工质，充分利用压缩机显热部分的优质热量，可将水加热至沸腾，而且其结构简单，加热效率高，减少了水资源和热能的浪费。

Description

一种逆流式多级冷凝热泵热水器
技术领域
本发明涉及日用电器领域，具体来说是一种热泵热水器，特别是一种逆流式多级冷凝热泵热水器。
背景技术
热泵热水器的出水温度是由热泵系统的冷凝温度决定的。对于R22系统，冷凝温度65℃，对应系统压力为2.75MPa；对于R410a系统，冷凝温度65℃，对应系统压力为4.15MPa，去除换热温差，出水温度60℃成为目前市场上热泵热水器的极限出水温度。60℃的水温在洗浴用水等生活领域已经足够，但在某些工业领域则需要更高的温度，一般需要75-75℃，甚至更高的水温。
在已经公开的申请号为“200720104425.2”的中国专利文献中，公开了一种多级太阳能热水功能的热水器，其中后级水箱中的水是来自前级水箱中的已被一次升温加热的温水，因而在后级水箱中得到再加热，因而后级水箱中热水温度获得较大幅度提高，使用的热水从后级水箱中放出，比通常的单级太阳能热水器效果更好。此项专利申请技术从水箱结构上解决了热水温度提高的问题。但还存在着各级水箱中水量是有限的，有时满足不了大量使用热水的要求，如一些宾馆、饭店、学校的太阳能热水器中的水常常在晚上集中用水，仅太阳能热水器中的水量就不能提供更多人的用水要求。同时，在阳光照射时间长的晴好天气环境中，各级太阳能热水器中水基本被加热到较高温度，有的从补水箱中压出，造成水资源和热能的浪费热。一方面热水量不能满足用水要求，另一方面又让部分热水流失。其次，太阳热水器均满足生活用水需要，在作为饮用水的要求上还没得到应用。
同时，目前市场上还存在一些高温热水热泵装置，多以专用压缩机配以混合高温工质为主，其成本较高。还有采用复叠式双级压缩技术，这一技术因所需热源侧温度较高，其应用场所受到一定的限制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种逆流式多级冷凝热泵热水器，其采用常规的制冷剂工质，充分利用压缩机显热部分的优质热量，可将水加热至沸腾，其结构简单，加热效率高，减少了水资源和热能的浪费。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种逆流式多级冷凝热泵热水器，其包括补气增焓压缩机、涡流管制冷器、节流阀、蒸发器和三级以上串联的冷凝器；所述补气增焓压缩机的排气口与涡流管制冷器进气端、涡流管制冷器的高温测排气端、三级以上串联的冷凝器、节流阀、蒸发器和补气增焓压缩机的吸气口依次相连形成氟侧循环流路；所述补气增焓压缩机的排气口与涡流管制冷器进气端、涡流管制冷器的低温排气端、节流阀、补气增焓压缩机的补气口依次相连形成氟侧补气回路；所述三级以上串联的冷凝器，由水管相连形成水侧循环流路，由水泵带动使所述水侧循环流路中水流动的方向与所述氟侧循环流路中氟流的方向相反，从而提高了水流与氟流的热交换效率。
根据本发明所述的逆流式多级冷凝热泵热水器，较好的是所述氟侧循环流路上和/或氟侧补气回路上还设置有节流阀。
根据本发明所述的逆流式多级冷凝热泵热水器，较好的是所述水侧循环流路中的水经三级以上串联的冷凝器加热后，水可加热至沸腾。
本发明所述的逆流式多级冷凝热泵热水器，其采用常规的制冷剂工质，充分利用压缩机显热部分的优质热量，可将水加热至沸腾，以满足一些条件下需要较高水温的要求。同时，其结构简单，加热效率高，减少了水资源和热能的浪费。
附图说明
图1为本发明所述逆流式多级冷凝热泵热水器的结构示意图。
具体实施方式
以下，用实施例结合附图对本发明作更详细的描述。本实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。
实施例
如图1所示，为本发明所述逆流式多级冷凝热泵热水器的结构示意图。其包括补气增焓压缩机1、涡流管制冷器2、三级以上串联的冷凝器3、节流阀5，6和蒸发器7；所述补气增焓压缩机1的排气口与涡流管制冷器2的进气端、涡流管制冷器2的高温测排气端、三级以上串联的冷凝器3、节流阀6、蒸发器7和补气增焓压缩机1的吸气口依次相连形成氟侧循环流路4；所述补气增焓压缩机1的排气口与涡流管制冷器2进气端、涡流管制冷器2的低温排气端、节流阀5、补气增焓压缩机1的补气口依次相连形成氟侧补气回路；所述三级以上串联的冷凝器3，由水管相连形成水侧循环流路8，由水泵带动使所述水侧循环流路8中水流动的方向与所述氟侧循环流路4中氟流的方向相反，从而提供了水流与氟流的热交换效率。
优选的是，所述水侧循环流路8中的水经三级以上串联的冷凝器3加热后，水温可达90℃以上，较好的是，可以加热至沸腾。
下面，以环境温度20℃，进水温度15℃，冷凝器3选用三级(当然也可以选用三级以上)为例，对本发明所述逆流式多级冷凝热泵热水器加热过程进行详细介绍：
从补气增焓压缩机1的排气口出来的80℃高温高压制冷剂气体进入涡流管制冷器2，经过处理后一部分变成30℃低温制冷剂气体，一部分变成120℃更高温的制冷剂气体进入冷凝器3，这部分高温制冷剂气体与水进行三次热交换。在一级冷凝器31中，水温提高主要是吸收优质显热。已经经过二级冷凝器32换热后的60℃中温热水在一级冷凝器31中与120℃的制冷剂气体进行热交换，水温被提升至90℃以上高温热水，或者直接加热至沸腾，而120℃制冷剂气体则降至85℃以气体状态进入二级冷凝器32。二级冷凝器32主要用来实现氟水系统的潜热换热。经过三级冷凝器33换热后的30℃温水在二级冷凝器32中与85℃的制冷剂气体进行热交换，水温被提升至60℃的温热水进入一级冷凝器31，85℃制冷剂气体冷凝成55℃液体进入三级冷凝器33。三级冷凝器33主要用来进行部分潜热换热及过冷的低温显热换热。15℃的初始进水与55℃制冷剂液体进行热交换，水温提升至30℃进入二级冷凝器32，55℃制冷剂液体被过冷成40℃制冷剂液体流入节流阀6经节流降压后送入蒸发器7中蒸发成低温低压制冷剂气体，最后回到补气增焓压缩机1的吸气腔。从涡流管制冷器2中出来的另一部分30℃制冷剂气体经过节流阀5稍微降压节流后补入补气增焓压缩机1的中间补气腔，从而提高了补气增焓压缩机1的运行性能。
本发明所述的逆流式多级冷凝热泵热水器，其采用常规的制冷剂工质，可将水加热至沸腾，以满足一些条件下需要较高水温的要求。同时，其结构简单，加热效率高，减少了水资源和热能的浪费。

Claims (2)

1.一种逆流式多级冷凝热泵热水器，包括补气增焓压缩机(1)、涡流管制冷器(2)、节流阀(5、6)和蒸发器(7)，其特征在于：所述热泵热水器还包括三级以上串联的冷凝器(3)；
所述补气增焓压缩机(1)的排气口与涡流管制冷器(2)进气端、涡流管制冷器(2)的高温测排气端、三级以上串联的冷凝器(3)、节流阀(6)、蒸发器(7)和补气增焓压缩机(1)的吸气口依次相连形成氟侧循环流路(4)；
所述补气增焓压缩机(1)的排气口与涡流管制冷器(2)进气端、涡流管制冷器(2)的低温排气端、节流阀(5)、补气增焓压缩机(1)的补气口依次相连形成氟侧补气回路；
所述三级以上串联的冷凝器(3)，由水管相连形成水侧循环流路(8)，由水泵带动使所述水侧循环流路(8)中水流动的方向与所述氟侧循环流路(4)中氟流的方向相反。
2.根据权利要求1所述的逆流式多级冷凝热泵热水器，其特征在于：所述水侧循环流路(8)中的水经三级以上串联的冷凝器(3)加热后，水可加热至沸腾。
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