CN102305467A

CN102305467A - 蓄热热泵热水器装置

Info

Publication number: CN102305467A
Application number: CN201110275221A
Authority: CN
Inventors: 赵密升
Original assignee: Guangdong New Energy Technology Development Co Ltd
Current assignee: Guangdong New Energy Technology Development Co Ltd
Priority date: 2011-09-16
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2012-01-04

Abstract

本发明涉及蓄热热泵热水器装置。本发明包括离心风机、离心风机旁的蒸发器、控制器、化霜四通换向阀、压缩机、与控制器连接的蓄热感温器、取热换热盘管、蓄热材料、冷媒换热盘管、节流元件，上述部件置于一箱体内，箱体上设有进气接口、与蒸发器对应的排气接口、与取热换热盘管的入水端连接的进水口、与冷媒换热盘管的出水端连接的出水口，进气接口、排气接口分别通过进气三通换向阀、排气三通换向阀与室外进气管、室内进气管、室外排气管、室内排气管连接，进水口、出水口的外端分别与进水管、出水管连接。本发明具有冬天可用、占用空间少、安装方便、生产和维护成本低的优点，是一种节能、环保、安全、可靠的家居用品。

Description

蓄热热泵热水器装置

技术领域

本发明涉及热水器装置，具体涉及一种使用储热密度高的蓄热材料进行蓄热，使用不低于室温的空气作为热源的蓄热热泵热水器装置。

背景技术

目前广为应用的家用热水器为燃气热水器、电热水器、太阳能热水器及空气源热泵热水器四种。太阳能热水器的制热能力及节能效果受地域条件影响很大，并且体积庞大安装受限；电热水器和燃气热水器一直都存在危及生命安全的隐患，并且能效比低。空气源热泵热水器由于能效比远大于1的节能原因而具有相当的优势。其原理是利用逆卡诺循环原理，使用空气作为低温热源，由蒸发器内的液态制冷剂的蒸发汽化来吸收空气中的热能，再通过压缩机将气态工质变成高温、高压的气态工质，当这种气态工质传输到冷凝器时高温、高压气态工质释放热能，释放出大量的热量，传递给水箱中的储备冷水，使水温升高，达到制备热水的目的。然而空气源热泵热水器也存在下述主要问题：

1、使用环境大气所含热能，在低温时能效比显著下降，且严重影响压缩机寿命；因此应用上受地域条件的限制也很大，导致在我国广大北方地区无法应用；

2、由于使用大水箱（120升以上），体积庞大，一般采用分体设计，需要占用较大的室内（水箱）、室外（主机）空间。

3、安装复杂，需要专业人员进行接管、加装致冷剂等工序；尤其住宅楼层较高时，室外机的安装需要高空作业。

专利申请号为03129369.7、200480041392、200920136023、2454749、200920262628等一些专利提出了使用相变材料以减小水箱体积的方法，其原理是热泵工作时制备的热能存储在蓄热密度比水大4倍左右的相变材料中，使用热水时将相变材料中存储的热能释放到水中将水加热。然而这些方法除了减小了热泵热水器室内机体积以外上述三个问题依然没有解决。

发明内容

针对目前空气源热泵热水器的上述不足，本发明提供了一种安装方便、占用住宅空间小、冬季可用的蓄热热泵热水器装置。

本发明的技术解决方案是蓄热热泵热水器装置包括离心风机、离心风机旁的蒸发器、控制器、化霜四通换向阀、压缩机、与控制器连接的蓄热感温器、取热换热盘管、蓄热材料、冷媒换热盘管、节流元件，上述部件置于一箱体内，箱体上设有进气接口、与蒸发器对应的排气接口、与取热换热盘管的入水端连接的进水口、与冷媒换热盘管的出水端连接的出水口，进气接口、排气接口分别通过进气三通换向阀、排气三通换向阀与室外进气管、室内进气管、室外排气管、室内排气管连接，进水口、出水口的外端分别与进水管、出水管连接。

本发明可设有与控制器连接的窒内感温器和窒外感温器。

本发明的工作原理是通过冷媒换热盘管与蓄热材料进行热交换，将从空气中吸收的热能预先储存在蓄热材料中；供应热水时取热换热盘管通过与蓄热材料进行热交换，将其所蓄热能取出，对循环水加热；使用小功率压缩机、小尺寸蒸发器及冷凝器，减小装置的体积和成本；使用熔化潜热和能量密度都比较大且成本较低，相变温度在60⁰C的相变材料作用蓄热材料；其工作方式可由控制器自动选择进入冬季制热模式、夏季制热模式、一般制热模式、休眠模式，或者通过人工选择进入换气模式。

本发明的优点是在冬天环境气温较低时，使用置换出的室内空气进行制热，压缩机工况不受影响；因此，在具有冬天暖气的住宅同样可以高能效比地使用；由于采用一体化设计，安装时主机机箱可暗藏在卫生间吊顶天花内，只需占用少量的室内空间，并且不需占用室外空间；安装时连接好进水管、排水管、进气管、排气管及控制面板即可，无需专业人员安装；由于压缩机工作温度不低于室内气温，可使压缩机运行时一直处于良好工况；同时压缩机和蒸发器集成于一体，可减少连接繁琐而引发的泄漏等故障，维护方便；在冬季应用中，可同时提供新风功能；通过将一天新风功能中置换出去的室内空气中热能进行回收，制备一个家庭一天所需的生活热水；装置制热时通过控制器自动选择进入冬季制热模式、夏季制热模式或一般制热模式，这些模式下的进气和排气可来自室内或者室外；可同时提供卫生间排气功能，可节省卫生间排气扇；热水可即开即用。

附图说明

图1为本发明的构造示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明由主要功能部件、接口和附加功能部件三部分组成。

主要功能部件包括蒸发器3、离心风机4、控制器5、化霜四通换向阀6、压缩机7、蓄热感温器12、取热换热盘管15、蓄热材料16、冷媒换热盘管17、节流元件21，通过机箱2集成，机箱2通过接口与附加功能部件进行连接。

接口包括进气接口11、排气接口23、进水口18、出水口19。

附加功能部件包括室外进气管8、室内进气管10、室外排气管1、室内排气管25、进气三通换向阀9、排气三通换向阀24、室内感温器13、室外感温器20、蓄热感温器12及控制面板22。

蓄热材料使用熔化潜热和能量密度都比较大且成本较低的石蜡，也可用Na₂HPO₄*12H₂O、Na₂CO₃*10H₂O或癸酸等相变温度在35—60的相变材料。压缩机使用小功率压缩机，蒸发器和冷凝器使用小尺寸蒸发器和冷凝器，所有部件都是通过利用公知技术生产的一定规格的工业产品。

本发明可使用五种工作模式：

（一）冬季制热模式

当室外气温低于室内气温10度以上时，控制器控制进排气管开关为室内进气室外排气通路进行蓄热。

（二）夏季制热模式

当室外气温高于室内气温10度以上时，控制器控制进排气管开关为室外进气室内排气通路进行蓄热。

（三）一般制热模式

当室外气温低于室内气温以上时，控制器控制进排气管开关为室内进气室外排气通路进行蓄热。反之，控制器控制进排气管开关为室外进气室外排气通路进行蓄热。

（四）休眠模式

当蓄热温度达到最高温度时，停止制热。

（五）换气模式

当需要使用卫生间排气扇功能时，手动打开此模式，装置控制器控制进排气管开关为室内进气室外排气通路进行排气，或者一边排气一边使用冬季制热模式进行蓄热。

本发明工作流程如下：

（一）开机。

（二）控制器根据蓄热感温器判断是否需要制热；如果不需要制热，则进入休眠模式。

（三）根据室外感温器和室内感温器判断，进入冬季制热模式、夏季制热模式或一般制热模式中的一种。

（四）当手动打开换气模式时，装置进入换气模式。

Claims

1.蓄热热泵热水器装置，包括离心风机、离心风机旁的蒸发器、控制器化霜四通换向阀、压缩机、与控制器连接的蓄热感温器、取热换热盘管、蓄热材料、冷媒换热盘管、节流元件，其特征在于上述部件置于一箱体内，箱体上设有进气接口、与蒸发器对应的排气接口、与取热换热盘管的入水端连接的进水口、与冷媒换热盘管的出水端连接的出水口，进气接口、排气接口分别通过进气三通换向阀、排气三通换向阀与室外进气管、室内进气管、室外排气管、室内排气管连接，进水口、出水口的外端分别与进水管、出水管连接。

2.根据权利要求1所述的热泵装置，其特征在于设有与控制器连接的窒内感温器和窒外感温器。