CN107449148A - 热泵热水器水箱及热泵热水器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种热泵热水器水箱，涉及热泵热水器技术领域。该热泵热水器水箱包括箱壳，所述箱壳上设置有循环进水管接头和循环出水管接头，所述箱壳内设置有通过水管相串接的至少两个内胆，每个内胆上均设置有循环进水管和循环出水管，尾端内胆的循环出水管与循环出水管接头连通，尾端内胆连通有冷水进水管，首端内胆的循环进水管与循环进水管接头连通，首端内胆连通有热水出水管。同时，还公开一种包括如以上所述热泵热水器水箱的热泵热水器。本发明在保持水箱高度不变的情况下，通过多个水箱内胆的串联实现加热能效的提升，有效解决了现有循环加热式热水器水箱高度与能效提升的矛盾问题。
Description
技术领域
本发明涉及热泵热水器技术领域，尤其涉及一种热泵热水器水箱及具有该热泵热水器水箱的热泵热水器。
背景技术
目前，家用小型热泵热水器主要有静态加热式和循环加热式两种，其中，循环加热式热泵热水器主要由制冷剂循环系统、水循环系统以及储水箱组成。一般而言，热泵热水器的储水箱的循环出水管设置在水箱的底部，循环水回水管设置在水箱的顶部，储水箱在循环加热式热泵热水器中不仅用以储存加热过程的热水和加热终了的热水，其结构形式还影响加热过程中的能效和使用过程中再启动加热时的舒适性。
对于循环加热式热泵热水器而言，在储水箱体积保持不变的情况下，其加热过程的能效水平与其高径比(水箱的高度与底面的直径之比)成正比，换言之，水箱越高，耗电量越少，能效越高。但是，在实际生产和使用过程中，水箱的高度必须满足生产、运输和安装需求，因此其高度必须控制在一定范围之内。另外，在使用热水过程中热泵热水器根据参数变化自动启动加热时，由于从循环水回水管进入水箱的热水为加热过程的热水而非加热终了的热水，其温度远低于设定水温，当循环水回水管设置在水箱顶部时，低于设定水温的热水将从热水出管流出，这将大大降低用户使用的舒适性。
发明内容
本发明的一个目的是提出一种热泵热水器水箱，以解决循环加热式热水器水箱高度与能效提升的矛盾问题。
本发明的另一个目的是提出一种包括如以上所述热泵热水器水箱的热泵热水器。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种热泵热水器水箱，包括箱壳，所述箱壳上设置有循环进水管接头和循环出水管接头，所述箱壳内设置有通过水管相串接的至少两个内胆，每个内胆上均设置有循环进水管和循环出水管，尾端内胆的循环出水管与循环出水管接头连通，尾端内胆连通有冷水进水管，首端内胆的循环进水管与循环进水管接头连通，首端内胆连通有热水出水管。
作为一种热泵热水器水箱的优选方案，连接相邻内胆的连接水管上连接有旁通水管，所述旁通水管与箱壳上设置的旁通管接头连通，所述旁通水管上设置有旁通水阀。
作为一种热泵热水器水箱的优选方案，包括发泡层，所述发泡层填充于内胆和箱壳之间。
一种热泵热水器，包括制冷剂循环回路和水循环回路，其中，所述制冷剂循环回路包括依次连接的压缩机、水-制冷剂换热器、节流装置和空气侧换热器，所述水循环回路包括如以上所述的热泵热水器水箱，所述制冷剂循环回路与水循环回路之间通过水-制冷剂换热器进行热量交换。
作为一种热泵热水器的优选方案，所述水箱通过水管与水-制冷剂换热器连通，连接水箱的循环出水管接头与水-制冷剂换热器的循环进水口的水管上连接有水泵。
作为一种热泵热水器的优选方案，连接水箱的循环进水管接头与水-制冷剂换热器的循环出水口的水管上连接有第一水阀。
作为一种热泵热水器的优选方案，连接水箱的旁通管接头与水-制冷剂换热器的循环出水口的水管上连接有第二水阀。
作为一种热泵热水器的优选方案，各内胆上均设置有温度传感器，用于检测各内胆中的水温。
作为一种热泵热水器的优选方案，包括控制器，所述控制器与水泵、各内胆的温度传感器和第一水阀连接，用于根据温度传感器的检测水温控制水泵、和第一水阀的开启或关闭。
作为一种热泵热水器的优选方案，所述控制器还与设置在水箱内各旁通水管上的旁通水阀和第二水阀连接，用于控制第二水阀和各旁通水阀的开启或关闭。
本发明的有益效果为：
本发明提出一种热泵热水器水箱及具有该热泵热水器水箱的热泵热水器，本发明在保持水箱高度不变的情况下，通过多个水箱内胆的串联实现加热能效的提升，有效解决了现有循环加热式热水器水箱高度与能效提升的矛盾问题。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的热泵热水器水箱的外观图；
图2是本发明实施例一提供的热泵热水器水箱的内部结构示意图；
图3是本发明实施例一提供的第一内胆和第四内胆的配合结构示意图；
图4是本发明实施例一提供的第一内胆和第二内胆的配合结构示意图；
图5是本发明实施例一提供的第二内胆和第三内胆的配合结构示意图；
图6是本发明实施例一提供的第三内胆和第四内胆的配合结构示意图；
图7是本发明实施例一提供的热泵热水器的结构示意图；
图8是本发明实施例二提供的第一内胆和第四内胆的配合结构示意图。
图中：
1、压缩机；2、水-制冷剂换热器；3、节流装置；4、空气侧换热器；5、水箱；6、水泵；7、第一水阀；8、第二水阀；
51、第一内胆；52、第二内胆；53、第三内胆；54、第四内胆；
501、旁通水阀；502、旁通水阀；503、旁通水阀；504、旁通管接头；505、循环出水管接头；506、循环进水管接头；507、冷水进水管；508、热水出水管；511、循环出水管；512、循环进水管；521、循环出水管；522、循环进水管；531、循环出水管；532、循环进水管；541、循环出水管；542、循环进水管。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
本申请提出一种新型热泵热水器水箱及具有该热泵热水器水箱的热泵热水器，其结构详见以下具体实施例。
实施例一
图1至图7为本发明提供的热泵热水器水箱及具有其的热泵热水器的优选实施例，在该实施例中，如图1和图2所示，热泵热水器水箱由箱壳、发泡层和内胆组成，在水箱箱壳上设置有循环出水管接头505、循环进水管接头506和中间的旁通管接头504。发泡层填充于箱壳和内胆之间，起到一定的保温效果。本实施例的内胆由第一内胆51、第二内胆52、第三内胆53和第四内胆54四个内胆组成，并在各内胆底部和顶部分别设置有循环出水管和循环进水管，其中，从水箱5的本身结构来讲，以第四内胆54作为首端内胆，以第一内胆51作为尾端内胆。第一内胆51的循环出水管511与循环出水管接头505相连，第四内胆54的循环进水管542与循环进水管接头506相连，在第一内胆51底部及箱壳底部之间连通有冷水进水管507，在第四内胆54顶部及箱壳顶部之间连通有热水出水管508。
如图2所示，在第一内胆51的循环进水管512和第二内胆52的循环出水管521之间、第二内胆52的循环进水管522和第三内胆53的循环出水管531之间、及第三内胆53的循环进水管532和第四内胆54的循环出水管541之间设置有连接水管，并在连接水管中部设置有旁通水管连接至水箱中间的旁通管接头504，在旁通水管上设置具有旁通水阀501、旁通水阀502和旁通水阀503。
本实施例还提出一种包括该水箱的热泵热水器，如图7所示，该热泵热水器由制冷剂循环回路和水循环回路(图7中箭头指向为水的流向)两部分组成，制冷剂循环回路由依次连接的压缩机1、水-制冷剂换热器2、节流装置3和空气侧换热器4组成，水循环回路由水箱5、水泵6、水-制冷剂换热器2、第一水阀7和第二水阀8等组成。其中，第一水阀7安装在连接水-制冷剂换热器2的循环出水口与水箱循环进水管接头506的水管上，第二水阀8安装在连接水-制冷剂换热器2的循环出水口与水箱旁通管接头504的水管上。
上述热泵热水器还包括控制器，控制器均与水泵6、各内胆上设置的温度传感器、第一水阀7、旁通水阀501、旁通水阀502、旁通水阀503和第二水阀8连接，用于根据温度传感器的检测水温控制水泵6、第一水阀7、第二水阀8、旁通水阀501、旁通水阀502、旁通水阀503的开启或关闭。
在热泵热水器制取热水时，制冷剂循环流程如下：由压缩机1排出的高温高压的制冷剂气体，进入水-制冷剂换热器2放热，变成高压中温的制冷剂液体，然后经节流装置3节流降压后变成低温低压的制冷剂气液混合物，进入空气侧换热器4蒸发吸热，然后变为制冷剂过热气体进入压缩机1压缩，完成一个完整循环。
水路循环因运行条件不同而不同，具体如下情况：
当设置在第一内胆51底部和第四内胆54顶部的温度传感器判断当前水箱5中的水温度过低而满足启动加热条件时，水泵6启动，低温水经水箱循环出水管接头505流出，经水泵6后进入水-制冷剂换热器2，吸收制冷剂释放的热量，被加热后的热水经第一水阀7、水箱循环进水管接头506进入水箱5，此时，第二水阀8、旁通水阀501、旁通水阀502和旁通水阀503关闭。
当设置在第一内胆51底部和第三内胆53顶部的温度传感器判断当前水箱5中的水温满足启动加热条件且设置在第四内胆54底部和/或顶部的温度传感器判断当前第四内胆54中的水温不满足启动加热条件时，水泵6启动，低温水经水箱循环出水管接头505流出，经水泵6后进入水-制冷剂换热器2，吸收制冷剂释放的热量，被加热后的热水经第二水阀8、旁通管接头504进入水箱5，此时旁通水阀502开启，第一水阀7、旁通水阀501和旁通水阀503关闭。
当设置在第一内胆51底部和第二内胆52顶部的温度传感器判断当前水箱5中的水温满足启动加热条件且设置在第三内胆53底部和/或顶部的温度传感器判断当前第三内胆53中的水温不满足启动加热条件时，水泵6启动，低温水经水箱循环出水管接头505流出，经水泵6后进入水-制冷剂换热器2，吸收制冷剂释放的热量，被加热后的热水经第二水阀8、旁通管接头504进入水箱5，此时，旁通水阀503开启，第一水阀7、旁通水阀501和旁通水阀502关闭。
当设置在第一内胆51底部和/或顶部的温度传感器判断当前水箱5中的水温满足启动加热条件且设置在第二内胆52底部和/或顶部的温度传感器判断当前第二内胆52中的水温不满足启动加热条件时，水泵6启动，低温水经水箱循环出水管接头505流出，经水泵6后进入水-制冷剂换热器2，吸收制冷剂释放的热量，被加热后的热水经第二水阀8、旁通管接头504进入水箱5，此时，旁通水阀501开启，第一水阀7、旁通水阀502和旁通水阀503关闭。
当设置在第一内胆51底部和/或顶部的温度传感器判断当前水箱5中的水温满足启动加热条件且可以通过各感温包温度变化判断出当前处于热水使用状态时，水泵6启动，低温水经水箱循环出水管接头505流出，经水泵6后进入水-制冷剂换热器2，吸收制冷剂释放的热量，被加热后的热水经第二水阀8、旁通管接头504进入水箱5，此时，旁通水阀501开启，第一水阀7、旁通水阀502和旁通水阀503关闭。同时，在处于热水使用状态时，旁通水阀502和旁通水阀503的开启根据设置在各内胆顶部的温度传感器进行判断。
本发明在保持水箱高度不变的情况下，通过多个水箱内胆串联实现加热能效的提升，同时，通过在串联内胆之间设置旁通接管实现不同回水位置的切换，以兼顾能效提升和用户舒适性。
实施例二
本实施例提出另一种优选的热泵热水器水箱，该水箱由箱壳、发泡层和内胆组成，其结构与实施例一所述的热泵热水器水箱结构基本相似，区别之处在于：内胆的数量及各连接水管的连接方式。
在本实施例中，如图8所示，水箱5的内胆仅由第一内胆51和第四内胆54组成，并在各内胆底部和顶部分别设置有循环出水管和循环进水管，第一内胆51的循环出水管511与循环出水管接头505相连，第四内胆54的循环进水管542与循环进水管接头506相连，在第一内胆51底部及箱壳底部之间连通有冷水进水管507，在第四内胆54顶部及箱壳顶部之间连通有热水出水管508。
在第一内胆51的循环进水管512和第四内胆54的循环出水管541之间设置有连接水管，并在连接水管中部设置有旁通水管连接至水箱中间的旁通管接头504，在旁通水管上设置旁通水阀501。
本实施例还提出一种包括该水箱的热泵热水器，该热泵热水器的组成与工作原理与实施例一所述的热泵热水器的组成和工作原理相似，在此不再赘述。
本实施例同样解决了循环式热泵热水器水箱高度与能效提升的矛盾问题，同时解决了使用过程中再启动加热的舒适性问题，与实施例一相对比，本实施例结构更加简单，生产成本更低。
以上结合具体实施方式描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种热泵热水器水箱，包括箱壳，所述箱壳上设置有循环进水管接头(506)和循环出水管接头(505)，其特征在于，所述箱壳内设置有通过水管相串接的至少两个内胆，每个内胆上均设置有循环进水管和循环出水管，尾端内胆的循环出水管与循环出水管接头(505)连通，尾端内胆连通有冷水进水管(507)，首端内胆的循环进水管与循环进水管接头(506)连通，首端内胆连通有热水出水管(508)。
2.根据权利要求1所述的热泵热水器水箱，其特征在于，连接相邻内胆的连接水管上连接有旁通水管，所述旁通水管与箱壳上设置的旁通管接头(504)连通，所述旁通水管上设置有旁通水阀。
3.根据权利要求1或2所述的热泵热水器水箱，其特征在于，包括发泡层，所述发泡层填充于内胆和箱壳之间。
4.一种热泵热水器，包括制冷剂循环回路和水循环回路，其中，所述制冷剂循环回路包括依次连接的压缩机(1)、水-制冷剂换热器(2)、节流装置(3)和空气侧换热器(4)，其特征在于，所述水循环回路包括如权利要求1至3任一项所述的热泵热水器水箱(5)，所述制冷剂循环回路与水循环回路之间通过水-制冷剂换热器(2)进行热量交换。
5.根据权利要求4所述的热泵热水器，其特征在于，所述水箱(5)通过水管与水-制冷剂换热器(2)连通，连接水箱(5)的循环出水管接头(505)与水-制冷剂换热器(2)的循环进水口的水管上连接有水泵(6)。
6.根据权利要求4或5所述的热泵热水器，其特征在于，连接水箱(5)的循环进水管接头(506)与水-制冷剂换热器(2)的循环出水口的水管上连接有第一水阀(7)。
7.根据权利要求6所述的热泵热水器，其特征在于，连接水箱(5)的旁通管接头(504)与水-制冷剂换热器(2)的循环出水口的水管上连接有第二水阀(8)。
8.根据权利要求7所述的热泵热水器，其特征在于，各内胆上均设置有温度传感器，用于检测各内胆中的水温。
9.根据权利要求8所述的热泵热水器，其特征在于，包括控制器，所述控制器与水泵(6)、各内胆的温度传感器和第一水阀(7)连接，用于根据温度传感器的检测水温控制水泵(6)和第一水阀(7)的开启或关闭。
10.根据权利要求9所述的热泵热水器，其特征在于，所述控制器还与设置在水箱(5)内各旁通水管上的旁通水阀和第二水阀(8)连接，用于控制第二水阀(8)和各旁通水阀的开启或关闭。
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| PB01 | Publication | ||
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