CN1584439A - 双风管式热泵热水器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双风管式热泵热水器，由压缩机、冷凝器、节流部件、蒸发器、蒸发器风道、进风管及排风管组成。通过进风管及排风管可以根据不同环境进行蒸发器的进出风选择，最有效地利用低温热源，夏季可以制冷，冬季易于除霜，扩大了热水器的应用范围，有效的解决了常规热泵热水器的低温热源所存在的问题。本发明热效率高，结构简单，使用安全可靠，且可以同其它部件配合使用，兼容性能好。

Description

双风管式热泵热水器

                         技术领域

本发明涉及一种热水器，属于电器制造的技术领域。

                         背景技术

现有的家庭或商用热水器主要有燃气式热水器、电热水器和太阳能热水器，燃气热水器加热就能使用，基本上达到即开即用的功能，但使用成本较高，安全性较差，且燃气使用地域受到限制；电热水器需要预热后才能使用，使用成本很高，一些地区因电力紧缺影响使用受到限制；太阳能热水器使用成本很低，但安装成本高，安装所受限制较大，且单独使用不能全天候提供热水，遇阴雨天气又不能生产热水，必须设置辅助电加热器。

热泵热水器是应用热泵制热原理，它主要不是将其它能量转化为热能，而是通过压缩机作功将热量从低温热源向高温热源转移，具有很高的制热效率。但是，热泵热水器的低温热源尚未得到完善解决：低温热源来自室内在夏季可用于制冷，但在其它季节则由于使室内温度降低而导致不便；低温热源来自室外不仅在夏季将冷气排向室外而造成浪费，而且在寒冷冬季使用遇到室外机结霜时，因不能采用制冷方式化霜运行而无法正常工作。

                         发明内容

本发明的目的在于克服现有热泵热水器的低温热源所存在的问题，提供一种可以根据需要选择室内侧或室外侧作为低温热源的双风管式热泵热水器。本发明使用灵活方便，具有很高的制热效率。

为了达到上述的发明目的，本发明提供的双风管式热泵热水器由压缩机、冷凝器、节流部件、蒸发器组成，所述的压缩机的吸气口和排气口分别与蒸发器的出口和冷凝器的入口连接，冷凝器的出口与节流部件的入口连接，节流部件的出口再与蒸发器的入口连接，组成了热泵系统；本发明还设有进风管和排风管，并设有与蒸发器连通的蒸发器风道，进风管和排风管一端分别与蒸发器风道的进、出风口相连，另一端与室内或室外环境相通。

本发明可通过人工操作，使进风管和排风管按照不同的环境条件选择室内或室外的进出风，或通过设有用于选择从室内侧或室外侧进出风的进出风选择装置，进风管和排风管通过该进出风选择装置与室内或室外环境相通。进出风选择装置设置有通向室内或室外的通气口，并在两个通气口之间设置一可选择关闭任一通气口的风门，通过该进出风选择装置，以手动或自动地选择风门来关闭相应的通气口，从而使另一个通气口工作，以根据不同环境条件选择从室内侧或室外侧进出风，从而适应不同环境条件的要求，在室内需要制冷或除湿时，进风管选择从室内进风，排风管选择向室内排风，热泵热水器在制热水的同时为室内提供冷气，充当空调器或抽湿机的作用；在室内不需要制冷时，进风管选择从室外进风，排风管选择向室外排风，热泵热水器从室外环境吸取热量；在环境温度很低冷凝器结霜时，进风管选择从室内进风，排风管选择向室外排风，可以利用室内具有较高温度的空气除霜，霜层融化成水后从蒸发器风道底部的排水孔排出。

上述技术方案中，所述的进风管和排风管选用可以伸缩或弯曲的软管，为了避免空气中的灰尘和杂物对本发明的部件造成损害，进风管上带有用于过滤进风中夹带的灰尘和杂物的空气滤网。

上述技术方案中，所述的冷凝器是一个外包保温材料的密闭水箱，作为热水器的贮水箱，水箱内安装有盘管式或平板肋片式或其它水冷换热器，由连接管分别与压缩机排气口和节流部件相连接，压缩机排出的高温高压制冷剂气体通过连接管进入冷凝器中放热冷凝，将水箱中的冷水加热，制冷剂气体冷凝后通过连接管流经节流部件节流，水箱上设有开关和温度控制器，用于控制热泵热水器的启停和使用水温，水箱内还可以根据需要安装辅助电加热器，用于在特殊情况下辅助加热。

上述技术方案中，所述的节流部件是一个热力膨胀阀或电子膨胀阀或毛细管，或者由一组并联或串联的热力膨胀阀或电子膨胀阀或毛细管组成。

上述技术方案中，所述的蒸发器是一个风冷管翅式换热器或板翅式换热器，可以通过从环境中吸热使经节流部件节流后的制冷剂蒸发；所述的蒸发器风道两端分别设有进、出风口的密闭腔体，其进、出风口分别与进风管和排风管相连；蒸发器风道设有风扇，当风扇开启时，空气由进风管导入蒸发器风道，与蒸发器换热后从排风管排出，蒸发器风道底部设有排水孔，用于排除在蒸发器上凝结的冷凝水，或结霜后霜层融化所形成的水。

本发明可以结合余热回收装置使用，回收用过的废热水中所具有的余热，以提高热泵热水器的制热效率。安装余热回收装置时，可设置一个带有水位开关和水泵的贮水盒，用于当贮水盒中的废热水达到设定水位时启动水泵将废热水送至余热回收装置，解决了由于安装条件的限制，收集废热水的接水盘的位置低于余热回收装置，而使废热水不能自然向下流至余热回收装置的问题。

本发明所提出的双风管式热泵热水器的工作原理在于：压缩机、冷凝器、节流部件和蒸发器组成了热泵系统，压缩机排出的高温高压制冷剂气体进入水箱式冷凝器中放热冷凝，将水箱中的冷水加热；然后经节流部件节流后成为低温低压的制冷剂液体，进入蒸发器吸热蒸发；最后回到压缩机吸气口，完成热泵制热循环。蒸发器的热源通过进风管将空气引入蒸发器风道，与蒸发器换热实现，换热后再由排风管将空气排向室外。

本发明所提出的双风管式热泵热水器，与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明按照热泵原理制热运行，加热速度快，制热效率很高。系统输入功率和耗电量远低于传统电热水器，节能效果非常显著，使用成本很低。

2、本发明通过双风管进行蒸发器进出风选择，最有效地利用低温热源，夏季可以制冷，冬季易于除霜，扩大了热水器的应用范围，且解决了现有低温热源所存在的问题。

3、本发明可结合余热蒸发器或余热喷淋器等余热回收装置回收用过的废热水中所具有的余热，进一步提高了热泵热水器的制热效率。

4、本发明通过冷凝换热器加热水箱中的冷水，电器系统与水箱不直接相连，消除了传统电热水器使用中存在的触电隐患。

                         附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2是一种带余热蒸发器的双风管式热泵热水器的结构示意图；

图3是进风管的进风阀和出风管的出风阀的结构示意图；

图4是一种带余热喷淋器的双风管式热泵热水器的结构示意图。

                       具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

实施例一：

作为一个实施例子，本发明的结构示意图如附图1所示，由压缩机101，冷凝器102，膨胀阀103，蒸发器104，进风管111，蒸发器风道112，风扇113，排风管114，排水孔121组成。压缩机101的吸气口与蒸发器104的出口连接，压缩机101的排气口与冷凝器102的入口连接，冷凝器102的出口与膨胀阀103的入口连接，而膨胀阀103的出口与蒸发器104的入口连接；蒸发器风道112设在蒸发器104旁边并与之连通，蒸发器风道112是一个两端分别设有进、出风口的密闭腔体，里面安装有风扇113，并在底下设有排水孔121，进风管111和排风管114分别与其进、出风口分别相连。

压缩机101排出的高温高压制冷剂气体进入水箱式冷凝器102中放热冷凝，将水箱中的冷水加热，冷凝后的制冷剂液体通过冷凝器102的出口流进膨胀阀103的入口，经膨胀阀103节流后成为低温低压的制冷剂液体，再进入蒸发器104蒸发，最后回到压缩机101的吸气口，完成热泵制热循环。同时风扇113开启，进风管111将室内或室外空气吸入蒸发器风道112，与蒸发器104换热，提供蒸发器104所需的热量，然后由排风管114排出。

本实施例中的进出风选择是通过手动操作进风管和排风管实现的。根据热泵热水器运行的环境条件，使用者移动进风管和排风管的位置来手动选择不同的进出风方式：在室内需要制冷或除湿时，将进风管的进风口和排风管的出风口都转向室内，热泵热水器将室内空气中的热量转移至热水器的水箱内，在制热水的同时为室内提供冷量，充当空调器或抽湿机的作用。在室内不需要制冷时，将进风管的进风口和排风管的出风口都转向室外，热泵热水器从室外环境吸取热量。在环境温度很低冷凝器结霜时，将进风管的进风口转向室内，而排风管的排风口转向室外，可以利用室内具有较高温度的空气除霜，霜层融化成水后从蒸发器风道底部的排水孔排出。

实施例二：

本发明加上一种余热蒸发器的结构示意图如附图2所示，由压缩机201、水箱式冷凝器202、膨胀阀203、蒸发器204、管壳式余热蒸发器205、进风管211、蒸发器风道212、风扇213、排风管214、排水孔221、进风管的进风阀222、排风管的出风阀223、接水盘224组成，压缩机201、冷凝器202、膨胀阀203、蒸发器204和余热蒸发器205串接组成热泵系统，余热蒸发器205连接压缩机201和蒸发器204，蒸发器204的出口与余热蒸发器205的吸气口连接，余热蒸发器205的排气口与压缩机201的吸气口连接，接水盘224安装在室内侧洗浴底座下方，管壳式余热蒸发器205位于接水盘224的下方，进风管211和排风管214分别连接进风阀222和出风阀223。

所述的余热蒸发器205是一个从废热水中吸热的壳管式水冷蒸发器，包括壳体和盘管，并配有接水盘和过滤器。其中制冷剂走管侧，废热水走壳侧。制冷剂流经盘管的一端连接蒸发器204的出口，另一端连接压缩机201的吸气口。接水盘224安装在室内侧洗浴底座下方，用过的废热水经接水盘收集和过滤器过滤后向下流入余热蒸发器205，与盘管内的制冷剂换热后进入排水系统。

使用时，压缩机201排出的高温高压制冷剂气体进入水箱式冷凝器202中放热冷凝，将水箱中的冷水加热。然后经膨胀阀203节流后成为低温低压的制冷剂液体，先后进入蒸发器204和余热蒸发器205蒸发，最后回到压缩机201的吸气口，完成热泵制热循环。用过的废热水经接水盘224收集和过滤器过滤后向下流入余热蒸发器205的壳侧，与盘管内的制冷剂换热后进入排水系统。风扇213开启时，进风管211将室内或室外空气吸入蒸发器风道212，与蒸发器204换热后再由排风管214排出。蒸发器风道212的底部设有排水孔221，用于排放除霜后形成的水。

本实施例中的进出风选择是通过手动操作进出风阀实现的。进风管211和排风管214分别与进风阀222和出风阀223连接，进、出风阀的结构如附图3所示，都设置有通向室内或室外的通气口，并在两个通气口之间设置可选择关闭任一通气口的风门。通过转动进风管的进风阀222和排风管的排风门223的位置或操作遮住装置可根据热泵热水器运行的环境条件来选择不同的进出风方式。

实施例三：

本发明加上一种余热喷淋器的结构示意图如附图4所示。其余热回收装置采用余热喷淋盒315，并增加了贮水盒325、水泵326和电控系统327，还包含压缩机301，水箱式冷凝器302，膨胀阀303，蒸发器304，进风管311，蒸发器风道312，风扇313，排风314管，排水孔321，进风管的进风阀322，排风管的出风阀323，接水盘324组成。

压缩机301排出的高温高压制冷剂气体进入水箱式冷凝器302中放热冷凝，将水箱中的冷水加热。然后经膨胀阀303节流后成为低温低压的制冷剂液体，再进入蒸发器304蒸发，最后回到压缩机301的吸气口，完成热泵制热循环。接水盘324安装在室内侧洗浴底座下方，贮水盒325位于接水盘324的下方。用过的废热水经接水盘324收集和过滤器过滤后向下流入贮水盒325，当贮水盒325中的水到达设定水位时启动水泵326将废热水泵送至余热喷淋盒315，由喷淋盒315上的小孔喷淋到蒸发器304的翅片上，与制冷剂换热后流入蒸发器风道312的底部由排水孔321排出至排水系统。

风扇313开启时，进风管311将室内或室外空气吸入蒸发器风道312，与蒸发器304换热后再由排风管314排出。

本实施例中的进出风选择是通过控制进出风阀实现的。根据热泵热水器运行的环境条件，电控系统327通过控制进风管的进风阀322和排风管的排风阀323的导通方向来动选择不同的进出风方式。

Claims (10)

1、一种双风管式热泵热水器，由压缩机、冷凝器、节流部件、蒸发器组成，所述冷凝器的入口与压缩机的排气口连接，冷凝器的出口与节流部件的入口连接，节流部件的出口再与蒸发器的入口连接，而蒸发器的出口与压缩机的吸气口连接，其特征在于还设有进风管和排风管，并设有与蒸发器连通的蒸发器风道，所述的进风管和排风管一端分别与蒸发器风道的进、出风口相连，另一端与室内或室外环境相通。

2、根据权利要求1所述的双风管式热泵热水器，其特征在于还设有用于选择从室内侧或室外侧进出风的进出风选择装置，所述的进出风选择装置分别与进风管和出风管连接，进出风选择装置设置有通向室内或室外的通气口，并在两个通气口之间设置一可选择关闭任一通气口的风门。

3、根据权利要求1或2所述的双风管式热泵热水器，其特征在于所述的冷凝器是一个外包保温材料的密闭水箱，水箱内装有换热器，水箱分别与压缩机排气口和节流部件入口相连接。

4、根据权利要求3所述的双风管式热泵热水器，其特征在于所述的节流部件是一个热力膨胀阀或电子膨胀阀或毛细管，或者由一组并联或串联的热力膨胀阀或电子膨胀阀或毛细管组成。

5、根据权利要求4所述的双风管式热泵热水器，其特征在于所述的蒸发器风道两端分别设有进、出风口的密闭腔体，其进、出风口分别与进风管和排风管相连。

6、根据权利要求5所述的双风管式热泵热水器，其特征在于所述的进风管和排风管选用可以伸缩或弯曲的软管。

7、根据权利要求6所述的双风管式热泵热水器，其特征在于所述的进风管上带有用于过滤进风中夹带的灰尘和杂物的空气滤网。

8、根据权利要求7所述的双风管式热泵热水器，其特征在于所述冷凝器的水箱内安装有用于在特殊情况下辅助加热的辅助电加热器。

9、根据权利要求8所述的双风管式热泵热水器，其特征在于所述的蒸发器是一个风冷管翅式换热器或铝制板翅式换热器。

10、根据权利要求9所述的双风管式热泵热水器，其特征在于还设有用于回收用过的废热水中所具有的余热的余热回收装置，所述的余热回收装置与蒸发器连接。

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