CN111664606B - 一种热泵系统及热泵热水器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热泵系统及热泵热水器，所述热泵系统包括，第一冷媒管路和第二冷媒管路，所述第一冷媒管路、所述第二冷媒管路分别与压缩机的排气侧连通，所述第一冷媒管路内的排气压力大于第二冷媒管路内的排气压力；第一冷凝器和第二冷凝器，所述第一冷媒管路与所述第一冷凝器连接，所述第二冷媒管路与所述第二冷凝器连接。本发明通过将压缩机的排气侧管路分成第一冷媒管路和第二冷媒管路，第一冷媒管路与第一冷凝器连接，第二冷媒管路与第二冷凝器连接，第二冷凝器可以起到预热的作用，显著降低冷媒的过冷度，第一冷凝器可以起到高温速热的作用，增大换热温差，提高了热泵系统短时间内的换热效率。

Description

一种热泵系统及热泵热水器
技术领域
本发明属于热泵领域，具体地说，涉及一种热泵系统及热泵热水器。
背景技术
热泵热水器把空气中的低温热量吸收进来，经过制冷剂氟介质气化，然后通过压缩机压缩后增压升温，再通过换热器转化给水加热，压缩后的高温热能以此来加热水温。热泵热水器具有高效节能的特点，制造相同的热水量，是一般电热水器的4-6倍，其年平均热效比是电加热的4倍，利用能效高。目前，为了满足用户大量用水的需求及提升用户体验，一般通过采用换热大温差来提升热泵热水器的换热速率，满足用户快速用水；或者，通过加大外盘冷凝器，提高冷凝器与内胆接触面积来提升热泵热水器的换热速率，提高制热水的量，但这导致成本的增加。
有鉴于此特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种换热效率高的热泵系统。
本发明的另一目的在于，提供一种可快速加热水、能够满足用户快速用水需求的热泵热水器。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：提供一种热泵系统，包括，
第一冷媒管路和第二冷媒管路，所述第一冷媒管路、所述第二冷媒管路分别与压缩机的排气侧连通，所述第一冷媒管路内的排气压力大于第二冷媒管路内的排气压力；
第一冷凝器和第二冷凝器，所述第一冷媒管路与所述第一冷凝器连接，所述第二冷媒管路与所述第二冷凝器连接。
本发明通过将压缩机的排气侧管路分成第一冷媒管路和第二冷媒管路，第一冷媒管路与第一冷凝器连接，第二冷媒管路与第二冷凝器连接，由于第一冷媒管路内的压力大于第二冷媒管路内的压力，因此第二冷凝器可以起到预热的作用，显著降低冷媒的过冷度，第一冷凝器可以起到高温速热的作用，增大换热温差，提高了热泵系统短时间内的换热效率。
进一步地，所述压缩机具有第一排气口和第二排气口，所述第一排气口通过第一冷媒管路与所述第一冷凝器连通，所述第二排气口通过第二冷媒管路与所述第二冷凝器连通。
进一步地，所述第一冷媒管路上设有第一电子阀，和/或，所述第二冷媒管路上设有第二电子阀。
通过设置第一电子阀和/或第二电子阀，可以通过控制电子阀的开闭，来控制热泵系统的加热模式，可以根据需求选择不同的加热模式，提高了用户体验。
进一步地，所述第一冷凝器与所述第二冷凝器通过冷媒管路连通。
进一步地，所述第一冷凝器和所述第二冷凝器之间的冷媒管路上设有第三电子阀。
进一步地，所述第一冷凝器、所述第二冷凝器分别与膨胀阀连通，所述第一冷凝器和所述膨胀阀之间设有第三冷媒管路，所述第三冷媒管路上设有降压装置。
进一步地，所述第二冷凝器和所述膨胀阀之间设有第四冷媒管路，所述第三冷媒管路和所述第四冷媒管路之间设有换热装置；
优选的，所述换热装置在第三冷媒管路上设置在所述降压装置和所述第一冷凝器之间。
通过将换热装置设置在第三冷媒管路和第四冷媒管路的外部，可以用于两个管路换热，冷却第三冷媒管路内的冷媒的温度。
本发明还提供一种热泵热水器，具有如上述任一所述的热泵系统。
进一步地，包括水箱，所述第一冷凝器用于加热水箱上部的水，所述第二冷凝器用于加热水箱下部的水。
进一步地，包括水箱和水循环管路，所述水循环管路与所述水箱连通，用于分别与所述第一冷凝器、所述第二冷凝器换热。
进入第二冷凝器中的冷媒压力小于进入第一冷凝器中的冷媒压力，可以通过第二冷凝器对水箱下部内的水进行预热，第一冷凝器对水箱上部内的水起到高温速热的作用，可以提高水的加热效率，能够满足用户的大量用水需求。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
(1)本发明通过将压缩机的排气侧管路分成第一冷媒管路和第二冷媒管路，第一冷媒管路与第一冷凝器连接，第二冷媒管路与第二冷凝器连接，由于第一冷媒管路内的压力大于第二冷媒管路内的压力，因此第二冷凝器可以起到预热的作用，显著降低冷媒的过冷度，第一冷凝器可以起到高温速热的作用，增大换热温差，提高了热泵系统短时间内的换热效率。
(2)通过设置第一电子阀和/或第二电子阀，可以通过控制电子阀的开闭，来控制热泵系统的加热模式，可以根据需求选择不同的加热模式，提高了用户体验。
(3)通过将换热装置设置在第三冷媒管路和第四冷媒管路的外部，可以用于两个冷媒管路换热，冷却第三冷媒管路内的冷媒的温度。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
图1是本发明一种热泵热水器的示意图；
图2是本发明另一种热泵热水器的示意图；
图3是本发明再一种热泵热水器的示意图。
图中：1、压缩机；101、进气口；102、第一排气口；103、第二排气口；2、第一冷媒管路；201、第一电子阀；3、第二冷媒管路；301、第二电子阀；4、第一冷凝器；5、第二冷凝器；6、第三电子阀；7、第三冷媒管路；701、降压装置；8、第四冷媒管路；801、单向阀；9、膨胀阀；10、换热装置；11、蒸发器；12、水箱；13、室外机。
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”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的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至图3所示，本发明所述的热泵系统，包括，
第一冷媒管路2和第二冷媒管路3，所述第一冷媒管路2、所述第二冷媒管路3分别与压缩机1的排气侧连通，所述第一冷媒管路2内的排气压力大于第二冷媒管路3内的排气压力；
第一冷凝器4和第二冷凝器5，所述第一冷媒管路2与所述第一冷凝器4连接，所述第二冷媒管路3与所述第二冷凝器5连接。
所述热泵系统还包括膨胀阀9、蒸发器11、风机、四通阀和气液分离装置,所述热泵系统内具有冷媒。本发明的热泵系统可应用于热水器、干衣机、采暖和空调等领域。
本发明通过将压缩机1的排气侧管路分成第一冷媒管路2和第二冷媒管路3，第一冷媒管路2与第一冷凝器4连接，第二冷媒管路3与第二冷凝器5连接，由于第一冷媒管路2内的压力大于第二冷媒管路3内的压力，因此第二冷凝器5可以起到预热的作用，显著降低冷媒的过冷度，第一冷凝器4可以起到高温速热的作用，增大换热温差，提高了热泵系统短时间内的换热效率。
所述压缩机1具有一个进气口101和第一排气口102和第二排气口103，所述第一排气口102通过第一冷媒管路2与所述第一冷凝器4连通，所述第二排气口103通过第二冷媒管路3与所述第二冷凝器5连通。所述压缩机1内设有两个腔室，压力高的腔室上设第一排气口102，压力低的腔室上设第二排气口103。
或者，本发明可以通过在压缩机1的排气侧连接分压装置(图中未示出)，所述分压装置分别与第一冷媒管路2、第二冷媒管路3连接，使得第一冷媒管路2内的冷媒压力大于第二冷媒管路3内的冷媒压力。
进一步地，所述第一冷媒管路2上设有第一电子阀201，和/或，所述第二冷媒管路3上设有第二电子阀301。
通过在第一冷媒管路2上设置第一电子阀201，当第一电子阀201关闭时，压缩机1中的冷媒进入第二冷媒管路3，通过第二冷媒管路3进入第二冷凝器5中，放出热量后变为中温中压的液体，进入膨胀阀9中，然后通过蒸发器11吸热而变为低温低压的气体，从压缩机1的吸气侧又回到压缩机1内。
通过在第二冷媒管路3上设有第二电子阀301，当第二电子阀301关闭时，压缩机1中的冷媒进入第一冷媒管路2，通过第一冷媒管路2进入第一冷凝器4中，放出热量后变为高温高压的液体，进入膨胀阀9中，然后通过蒸发器11吸热而变为低温低压的气体，从压缩机1的吸气口又回到压缩机1内。
通过设置第一电子阀201和/或第二电子阀301，可以通过控制电子阀，来控制热泵系统的加热模式，可以根据需求选择不同的加热模式，提高了用户体验。
如图2所示，所述第一冷凝器4与所述第二冷凝器5通过冷媒管路连通。当所述第一冷凝器4与所述第二冷凝器5连通时，可以关闭第二电子阀301，冷媒从压缩机1进入第一冷媒管路2，进入第一冷凝器4进行放热，然后进入第二冷凝器5，放热后变为高温高压的液体，经过膨胀阀9进入蒸发器11，通过蒸发器11吸热而变为低温低压的气体，然后从压缩机1吸气口回到压缩机1内。
所述第一冷凝器4和所述第二冷凝器5之间的冷媒管路上设有第三电子阀6。通过设置第三电子阀6，可以控制第一冷凝器4和第二冷凝器5之间是否可以连通工作。
当第一电子阀201和第二电子阀301打开，第三电子阀6关闭时，压力较高的冷媒从压缩机1进入第一冷媒管路2，然后进入第一冷凝器4，放出热量后变为高温高压的液体，进入膨胀阀9中；压力较低的冷媒从压缩机1进入第二冷媒管路3中，然后进入第二冷凝器5，放出热量后变为中温中压的液体，进入膨胀阀9。第一冷媒管路2和第二冷媒管路3中的冷媒进入到所述膨胀阀9中，之后进入蒸发器11吸热而变为低温低压的气体，然后通过压缩机1吸气口回到压缩机1中。
如图3所示，所述第一冷凝器4、所述第二冷凝器5分别与膨胀阀9连通，所述第一冷凝器4和所述膨胀阀9之间设有第三冷媒管路7，所述第三冷媒管路7上设有降压装置701。
由于流出第一冷凝器4的冷媒的压力较大，可以在所述第三冷媒管路7上设置降压装置701，降低第一冷凝器4中流出冷媒的压力，提高热泵系统的换热效率。优选的，所述降压装置701为毛细管。
所述第二冷凝器5和所述膨胀阀9之间设有第四冷媒管路8，所述第三冷媒管路7和所述第四冷媒管路8之间设有换热装置10。所述第三冷媒管路7内的温度高于第四冷媒管路8内的温度，换热装置10设置在第三冷媒管路7和第四冷媒管路8的外部，可以用于两个管路换热，冷却第三冷媒管路7内的冷媒的温度，有利于热泵系统内的工质循环，提高热泵系统的换热效率。
所述换热装置10在第三冷媒管路7上设置在所述降压装置701和所述第一冷凝器4之间。可以对从第一冷凝器4的出口流出的工质依次进行降温、降压，有利于热泵系统内的工质循环，提高热泵系统的换热效率。
所述第三冷媒管路7和/或第四冷媒管路8上设有单向阀801，使得冷媒只能沿冷凝器出口向所述膨胀阀9的方向流动。所述电子膨胀阀9与联机管连接，所述第三冷媒管路7、第四冷媒管路8分别与所述联机管连接。优选的，所述换热装置10在第四冷媒管路8上设置在所述单向阀801和所述膨胀阀9之间。
本发明还提供一种热泵热水器，具有如上述任一所述的热泵系统。
本发明的热水器可以通过第二冷凝器5进行预热，通过第一冷凝器4进行大量换热，提高水温，提高了热水器的换热效率，可快速加热水，能够满足用户大量用水的需求。
所述热泵热水器包括水箱12，所述第一冷凝器4用于加热水箱12上部的水，所述第二冷凝器5用于加热水箱12下部的水。所述热泵系统的压缩机1、膨胀阀9、蒸发器11设置在室外机13中。
进入第二冷凝器5中的冷媒压力小于进入第一冷凝器4中的冷媒压力，可以通过第二冷凝器5对水箱12下部内的水进行预热，第一冷凝器4对水箱12上部内的水起到高温速热的作用，可以提高水的加热效率，能够满足用户的大量用水需求。
所述第一冷凝器4设置在所述第二冷凝器5的上方。所述第二冷凝器5用于将大量的水加热成较低温度的热水，所述第一冷凝器4的换热效率高，用于将水加热成温度较高的热水，可以满足用户大水量、高水温的用水需求。
作为另一种优选的方案(图中未示出)，所述热泵热水器包括水箱12和水循环管路(图中未示出)，所述水循环管路与所述水箱12连通，用于分别与所述第一冷凝器4、所述第二冷凝器5进行换热。所述第一冷凝器4、所述第二冷凝器5分别通过水循环管路与所述水箱12内的水进行循环换热。水箱12中的水通过水循环管路进入所述第二冷凝器5中加热，然后通过水循环管路回到所述水箱12中，水箱12中的水还可以通过水循环管路进入所述第一冷凝器4中加热，然后通过水循环管路回到所述水箱12中。优选的，第二冷凝器5的水循环管路设置在第一冷凝器4的水循环管路的下方。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，上述实施例中的实施方案也可以进一步组合或者替换，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (5)

1.一种热泵热水器，其特征在于：包括，
第一冷媒管路和第二冷媒管路，所述第一冷媒管路、所述第二冷媒管路分别与压缩机的排气侧连通，所述第一冷媒管路内的排气压力大于第二冷媒管路内的排气压力；
压缩机的排气侧连接分压装置，所述分压装置分别与第一冷媒管路、第二冷媒管路连接，使得第一冷媒管路内的冷媒压力大于第二冷媒管路内的冷媒压力；
第一冷凝器和第二冷凝器，所述第一冷媒管路与所述第一冷凝器连接，所述第二冷媒管路与所述第二冷凝器连接；
所述第一冷凝器设置在所述第二冷凝器的上方，所述第一冷媒管路上设有第一电子阀，和/或，所述第二冷媒管路上设有第二电子阀；
所述第一冷凝器与所述第二冷凝器通过冷媒管路连通；所述第一冷凝器和所述第二冷凝器之间的冷媒管路上设有第三电子阀；
所述第一冷凝器、所述第二冷凝器分别与膨胀阀连通，所述第一冷凝器和所述膨胀阀之间设有第三冷媒管路，所述第三冷媒管路上设有降压装置；
水箱，所述第一冷凝器用于加热水箱上部的水，所述第二冷凝器用于加热水箱下部的水。
2.根据权利要求1所述的一种热泵热水器，其特征在于：所述压缩机具有第一排气口和第二排气口，所述第一排气口通过第一冷媒管路与所述第一冷凝器连通，所述第二排气口通过第二冷媒管路与所述第二冷凝器连通。
3.根据权利要求1所述的一种热泵热水器，其特征在于：所述第二冷凝器和所述膨胀阀之间设有第四冷媒管路，所述第三冷媒管路和所述第四冷媒管路之间设有换热装置。
4.根据权利要求3所述的一种热泵热水器，其特征在于：所述换热装置在第三冷媒管路上设置在所述降压装置和所述第一冷凝器之间。
5.根据权利要求1所述的一种热泵热水器，其特征在于：包括水循环管路，所述水循环管路与所述水箱连通，用于分别与所述第一冷凝器、所述第二冷凝器换热。
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