CN110806007A - 一种直热式热泵热水器 - Google Patents

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杨杰
姜春晖
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Abstract

本发明公开了在直热式热泵热水机组中的水泵上设置一压力开关，机组启动时先启动压缩机，当系统的冷凝压力上升到一定时，压力开关闭合，水泵再启动。此时冷凝器中积存的冷水已经被加热，同时系统内的压差已经建立，系统有充足的制热能力，此时机组就能稳定地输出热水，避免了直热式热泵热水器刚启动时无法输出热水，需要排空冷水的问题。而且在热泵热水系统中设置一个过冷水箱，利用热泵系统中的过冷余热加热水箱中的水，当系统进行热气旁通除霜时开始利用水箱中的水，提高了此时的热水输出率，减少系统在除霜时制热能力减弱对使用体验的影响。

Description

一种直热式热泵热水器
技术领域
本发明涉及热泵热水器领域，尤其是涉及一种直热式热泵热水器。
背景技术
目前，现有的直热式热泵热水器都是采用先启动水泵然后再启动压缩器的制热模式，但由于压缩机刚启动时压缩机还未能及时将回流的低压冷媒压缩，变成高温高压的气体排出，此时热水器的制热能力差，从热水器排出的水还是冷水，不仅浪费了这部分冷水，还未能满足用户的使用需求。为了不浪费这部分冷水，目前市面上有产品会增加回水器来回收这部分的冷水，但这样会增加热水器的制造成本。
另外，目前的热泵热水器主要的除霜方式有四通阀换向除霜和热气旁通除霜两种方式。但对于直热式热泵热水器来说，当使用四通阀换向阀除霜时热水器是无法向用户提供热水的，即当热水器内部进行除霜处理时，热水器无法提供出热水；而使用热气旁通除霜，虽然能够在除霜的同时制取到热水使用，但是由于部分制冷剂被旁通到蒸发器中进行除霜，进而热水器的制热量会减少，导致热水量不能满足用户的使用需求。
发明内容
针对现有技术的不足，针对目前直热式热泵热水器在刚启动时出水温度低，难以提供出热水的问题，以及热泵热水器在使用热气旁通法除霜时制热能力减弱导致热水无法满足使用需求时的问题，本发明的目的在于提供一种直热式热泵热水器。
为实现上述目的，本发明提供的方案为：一种直热式热泵热水器，包括压缩机、冷凝器、水泵、蒸发器、旁通阀以及换向阀，其中，所述压缩机的输出端口与所述冷凝器的输入端口相连通且所述压缩机的输入端口与所述蒸发器的输出端口相连通，其中，所述旁通阀的输入端口旁通连接于所述压缩机与所述冷凝器之间，其输出端口与所述蒸发器的输入端口相连通；所述换向阀包括有A、B和C接口；
还包括有过冷水箱，其中，所述过冷水箱的输入端口与所述冷凝器的输出端口相连通，所述过冷水箱的输出端口与所述蒸发器的输入端口相连通，且所述过冷水箱的出水管路与所述换向阀的接口B相连通；所述水泵设置有一压力开关，其中，所述水泵的进口与所述换向阀的接口A相连通,所述水泵的出口与所述冷凝器的进水口相连通。
进一步地，所述换向阀的接口C与预设有的冷水进口管路相连通，以供热水器持续的水源。
进一步地，所述过冷水箱内设置有换热盘管，其中，所述换热盘管的输入端口与所述冷凝器的输出端口相连通，所述换热盘管的输出端口与所述蒸发器的输入端口相连通。
进一步地，所述蒸发器与所述过冷水箱之间设置有毛细管，其中，所述毛细管的输入端口与所述过冷水箱的输出端口相连通，即，所述毛细管的输入端口与所述换热盘管的输出端口相连通；所述毛细管的输出端口与所述蒸发器的输入端口相连通。
本方案的有益效果为：在直热式热泵热水机组中的水泵上设置一压力开关，机组启动时先启动压缩机，当系统的冷凝压力上升到一定时，压力开关闭合，水泵再启动。此时冷凝器中积存的冷水已经被加热，同时系统内的压差已经建立，系统有充足的制热能力，此时机组就能稳定地输出热水，避免了直热式热泵热水器刚启动时无法输出热水，需要排空冷水的问题。而且在热泵热水系统中设置一个过冷水箱，利用热泵系统中的过冷余热加热水箱中的水，当系统进行热气旁通除霜时开始利用水箱中的水，提高了此时的热水输出率，减少系统在除霜时制热能力减弱对使用体验的影响。
附图说明
图1为本发明的系统循环连接示意图。
其中，1-压缩机，2-冷凝器，3-水泵，4-换向阀，5-蒸发器，6-旁通阀，7-毛细管，8-换热盘管，9-过冷水箱，10-压力开关，11-冷水进口管路。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
参见附图1所示，在本实施例中，一种直热式热泵热水器，包括压缩机1、冷凝器2、水泵3、蒸发器5、旁通阀6以及换向阀4，其中，压缩机1的输出端口与冷凝器2的输入端口相连通且压缩机1的输入端口与蒸发器5的输出端口相连通，其中，旁通阀6的输入端口旁通连接于压缩机1与冷凝器2之间，其输出端口与蒸发器5的输入端口相连通；换向阀4包括有A、B和C接口。
在本实施例中，还包括有过冷水箱9，具体地，过冷水箱9的输入端口与冷凝器2的输出端口相连通，过冷水箱9的输出端口与蒸发器5的输入端口相连通，且过冷水箱9的出水管路与换向阀4的接口B相连通；水泵3设置有一压力开关10，其中，水泵3的进口与换向阀4的接口A相连通,水泵3的出口与冷凝器2的进水口相连通。
在本实施例中，换向阀4的接口C与预设有的冷水进口管路11相连通，具体地，当换向阀4内将冷水进口管路11与水泵3的进口相接通，可为热水器提供持续的水源。
在本实施例中，过冷水箱9内设置有换热盘管8，具体地，换热盘管8的输入端口与冷凝器2的输出端口相连通，换热盘管8的输出端口与蒸发器5的输入端口相连通，具体地，高温高压的气体制冷剂在冷凝器2中换热后成中温高压的液体制冷剂，液体制冷剂从冷凝器2的输出端口排出再流进过冷水箱9的换热盘管8中进行过冷，从而回收系统的过冷余热加热过冷水箱9中的水。
在本实施例中，蒸发器5与过冷水箱9之间设置有毛细管7，具体地，毛细管7的输入端口与过冷水箱9的输出端口相连通，即，毛细管7的输入端口与换热盘管8的输出端口相连通；毛细管7的输出端口与蒸发器5的输入端口相连通，具体地，从过冷水箱9的输出端口排出的液体制冷剂经过毛细管7节流降压成低温低压的两相制冷剂，低温低压的两相制冷剂在蒸发器5内受热蒸发成低温低压的气体制冷剂，然后再经过压缩机1压缩成高温高压的气体制冷剂，形成热泵制热循环。
现结合具体实施例对本申请方案的工作原理作出进一步说明。
当热泵热水器进行制热水模式时，热水器中的压缩机1先开始启动，将从蒸发器5内回流到压缩机1内的低压制冷剂进行压缩，变成高温高压的气体制冷剂排到冷凝器2中进行冷凝放热，当冷凝器2内的冷凝压力上升到预设定的压力值时，水泵3上的压力开关10闭合接通，此时冷凝器2中所积存的冷水已经被加热，系统的压差已经建立，系统的制热能力也充足了，水泵3启动，将冷水进口管路11中的冷水持续地输送到冷凝器2中，此时机组就能稳定地输出热水。从压缩机1排出的高温高压的气体制冷剂经过冷凝器2冷凝散热后形成中温高压的液体制冷剂，液体制冷剂再流进过冷水箱9中进行过冷，即，液体制冷剂流入过冷水箱9的换热盘管8中并将液体制冷剂的余热释放到过冷水箱9中的水中，从而提高水箱内水的温度，然后，液体制冷剂再流经毛细管7进行节流，经过毛细管7的节流降压成低温低压的液体制冷剂，低温低压的两相制冷剂在蒸发器5里面吸热蒸发成低温低压的气体制冷剂，然后再经过压缩机1压缩成高温高压的气体制冷剂，从而完成一个热泵制热循环。
当热泵热水器需要进行除霜模式时，热水器中的旁通阀6将打开，从压缩机1内排出的高温高压的气体制冷剂将被分成两路，一路流向冷凝器2中对冷凝器2中的冷水进行加热，进而完成热泵制热循环；另一路将经过旁通阀6流向蒸发器5中释放热量，从而融化蒸发器5上的霜层。此时换向阀4进行换向，具体地，将过冷水箱9的出水管路与水泵3的进口相连通，水泵3将过冷水箱9中的温水输送至冷凝器2中进行换热，即，回收利用系统过冷余热加热过冷水箱9中的水，使用过冷水箱9中储存的热量，从而提高热水输出率。
以上之实施例仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出更多可能的变动和润饰，或修改均为本发明的等效实施例。故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之思路所作的等同等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种直热式热泵热水器，包括有压缩机（1）、冷凝器（2）、水泵（3）、蒸发器（5）、旁通阀（6）以及换向阀（4），其中，所述压缩机（1）的输出端口与所述冷凝器（2）的输入端口相连通且所述压缩机（1）的输入端口与所述蒸发器（5）的输出端口相连通，其中，所述旁通阀（6）的输入端口旁通连接于所述压缩机（1）与所述冷凝器（2）之间，其输出端口与所述蒸发器（5）的输入端口相连通；所述换向阀（4）包括有A、B和C接口；其特征在于：还包括有过冷水箱（9），其中，所述过冷水箱（9）的输入端口与所述冷凝器（2）的输出端口相连通，所述过冷水箱（9）的输出端口与所述蒸发器（5）的输入端口相连通，且所述过冷水箱（9）的出水管路与所述换向阀（4）的接口B相连通；所述水泵（3）设置有一压力开关（10），其中，所述水泵（3）的进口与所述换向阀（4）的接口A相连通,所述水泵（3）的出口与所述冷凝器（2）的进水口相连通。
2.根据权利要求1所述的一种直热式热泵热水器，其特征在于：所述换向阀（4）的接口C与预设有的冷水进口管路（11）相连通，以供热水器持续的水源。
3.根据权利要求1所述的一种直热式热泵热水器，其特征在于：所述过冷水箱（9）内设置有换热盘管（8），其中，所述换热盘管（8）的输入端口与所述冷凝器（2）的输出端口相连通，所述换热盘管（8）的输出端口与所述蒸发器（5）的输入端口相连通。
4.根据权利要求1所述的一种直热式热泵热水器，其特征在于：所述蒸发器（5）与所述过冷水箱（9）之间设置有毛细管（7），其中，所述毛细管（7）的输入端口与所述过冷水箱（9）的输出端口相连通，即，所述毛细管（7）的输入端口与所述换热盘管（8）的输出端口相连通；所述毛细管（7）的输出端口与所述蒸发器（5）的输入端口相连通。
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