CN101922801B - 一种顺流式双级冷凝热泵热水器 - Google Patents
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Abstract
一种顺流式双级冷凝热泵热水器，其包括补气增焓压缩机，一级冷凝器、二级冷凝器、涡流管制冷器、经济器和蒸发器；所述补气增焓压缩机的排气口与一级冷凝器、涡流管制冷器进气端、涡流管制冷器低温排气端、经济器、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；所述一级冷凝器和二级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同，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，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
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，特别是一种顺流式双级冷凝热泵热水器。
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75-85℃，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：提供一种顺流式双级冷凝热泵热水器，其采用常规的制冷剂工质，可将水加热至沸腾，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，本发明提供一种顺流式双级冷凝热泵热水器，包括补气增焓压缩机，所述热泵热水器还包括一级冷凝器、二级冷凝器、涡流管制冷器、经济器和蒸发器；所述补气增焓压缩机的排气口与一级冷凝器、涡流管制冷器进气端、涡流管制冷器低温排气端、经济器、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一级冷凝器、涡流管制冷器进气端、涡流管制冷器高温排气端、二级冷凝器、经济器、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；所述一级冷凝器和二级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同，从而提供了水流与氟流的热交换效率。
根据本发明所述的顺流式双级冷凝热泵热水器，较好的是所述水侧循环流路中的水经一级冷凝器加热后，水温最高可达60℃。具体加热温度，可以通过调节水侧循环流路中的水流和氟侧循环流路中氟流来控制。
根据本发明所述的顺流式双级冷凝热泵热水器，较好的是所述经一级冷凝器加热后的水，再经二级冷凝器加热后，水温可达90℃以上，较好的是，可以加热至沸腾。
本发明所述的顺流式双级冷凝热泵热水器，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。
附图说明
图1为本发明所述顺流式双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，为本发明所述顺流式双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、一级冷凝器2、二级冷凝器4、涡流管制冷器3、经济器5、节流阀6，7和蒸发器8；所述补气增焓压缩机1的排气口与一级冷凝器2、涡流管制冷器3进气端、涡流管制冷器3的低温排气端、经济器5、节流阀6、蒸发器8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；所述补气增焓压缩机1的排气口与一级冷凝器2、涡流管制冷器3的进气端、涡流管制冷器3的高温排气端、二级冷凝器4、经济器5、节流阀7和补气增焓压缩机1的补气口依次相连形成氟侧补气回路；所述一级冷凝器2和二级冷凝器4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同，从而提高了水流与氟流的热交换效率。
优选的是，所述水侧循环流路中的水经一级冷凝器加热后，水温最高可达60℃。具体加热温度，可以通过调节水侧循环流路中的水流和氟侧循环流路中氟流来控制。
优选的是，所述经一级冷凝器加热后的水，再经二级冷凝器加热后，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℃为例，对本发明所述顺流式双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一级冷凝器2，与15℃的冷水进行热交换，制冷剂冷凝成45℃进入涡流管制冷器3，同时水温提高至55℃，此处采用热泵热水器直热技术，再进入二级冷凝器4。涡流管制冷器3中的制冷剂经过处理后，一部分变成120℃高温气体从涡流管制冷器3的高温排气端进入二级冷凝器4与60℃热水进行热交换，水温可以被提升至90℃以上，至水沸腾。二级冷凝器4中的制冷剂同时被冷凝至80℃进入经济器5。涡流管制冷器3中另一部分-10℃制冷剂低温气体从涡流管制冷器3中的低温排气端进入经济器5与80℃制冷剂进行热交换。-10℃制冷剂温度提高至40℃，经节流阀6节流降压后进入蒸发器8吸热蒸发后，回到补气增焓压缩机1；80℃制冷剂被降温至30℃后，经节流阀7稍微节流降压后再送入补气增焓压缩机1的补气腔。
本发明所述的顺流式双级冷凝热泵热水器，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 (3)
1.一种顺流式双级冷凝热泵热水器，包括补气增焓压缩机（1），其特征在于：所述热泵热水器还包括一级冷凝器（2）、二级冷凝器（4）、涡流管制冷器（3）、经济器（5）、节流阀（6、7）和蒸发器（8）；
所述补气增焓压缩机（1）的排气口与一级冷凝器（2）、涡流管制冷器（3）进气端、涡流管制冷器（3）低温排气端、经济器（5）、节流阀（6）、蒸发器（8）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；
所述补气增焓压缩机（1）的排气口与一级冷凝器（2）、涡流管制冷器（3）进气端、涡流管制冷器（3）高温排气端、二级冷凝器（4）、经济器（5）、节流阀（7）、补气增焓压缩机（1）的补气口依次相连形成氟侧补气回路；
所述一级冷凝器（2）和二级冷凝器（4）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同。
2.根据权利要求1所述的顺流式双级冷凝热泵热水器，其特征在于：所述水侧循环流路中的水经一级冷凝器（2）加热后，水温最高可达60℃。
3.根据权利要求2所述的顺流式双级冷凝热泵热水器，其特征在于：所述经一级冷凝器（2）加热后的水，再经二级冷凝器（4）加热后，水可加热至沸腾。
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