CN200943970Y - 一种带喷射冷却的热泵热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带喷射冷却的热泵热水器，包括有蒸发器、节流元件、带有吸气口和排气口的压缩机、冷凝器，蒸发器、压缩机、冷凝器、节流元件通过流通管连接而最终形成热水制热循环管路，所述压缩机还带有喷射口，在所述蒸发器与所述冷凝器之间的流通管上连接有与所述压缩机喷射口连接的分流管路。本实用新型解决了热泵热水器高压比，高排气温度下的可靠性问题，使得整个系统的适应性得到提高。

Description

一种带喷射冷却的热泵热水器

技术领域

本实用新型涉及一种家用电器，尤其涉及一种热水器。

背景技术

先前的热水器是直接通过加热装置对冷水进行加热而输出热水，随着节能及环保的观念的深入，现在已大量出现了热泵热水器，如现已出现这样一种热泵热水器：该热泵热水器包括有蒸发器、压缩机、冷凝器。蒸发器、压缩机、冷凝器通过流通管连接而最终形成热水制热循环管路，其工作原理如下：

压缩机低压进口端中的换热工质为气态，通过压缩机加压，气态的换热工质在冷凝器中转化为液态的换热工质而释放热量，将水加热，冷凝器中的换热工质经节流后流入蒸发器，换热工质由于压力的降低而在蒸发器内蒸发变为气态，并吸收热量，气态的换热工质进入压缩机，经压缩机加压后又在冷凝器中冷凝而变为液态，如此往复循环，冷水经与冷凝器换热而吸收冷凝器的冷凝热，温度升高而输出热水。

此结构节能环保，但还是具有如下一些缺陷：

1、现有结构中，在环境温度较低的情况下，压缩机的功耗大，压比过大，而使排气温度过高，导致性能下降；

2、现有结构中，冷凝器、蒸发器、压缩机以及连接冷凝器、蒸发器、压缩机的流通管之间组成单一的换热工质循环管路，在同一时间内通过冷凝器及蒸发器的换热工质的量是相等的，无法对冷凝器、蒸发器、压缩机中的换热工质的流量按工况进行灵活的调节，导致系统的适应性降低。

实用新型内容

本实用新型的目的，在于提供一种带喷射冷却的热泵热水器，本热水器可以降低排气温度，同时提高热水器的工作的适应性。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种带喷射冷却的热泵热水器，包括有蒸发器、节流元件、带有吸气口和排气口的压缩机、冷凝器，蒸发器、压缩机、冷凝器、节流元件通过流通管连接而最终形成热水制热循环管路，所述压缩机还带有喷射口，在所述蒸发器与所述冷凝器之间的流通管上连接有与所述压缩机喷射口连接的分流管路。

本实用新型中，从冷凝器中流出的换热工质分两路：一路经节流元件减压后流向蒸发器，减压后的换热工质在蒸发器中蒸发而吸收热量，另一路从分流管路直接流向压缩机，而在压缩机中喷射吸收压缩机热量，达到冷却压缩机、降低排气温度的效果。在环境温度较低的情况下，压缩机功耗过大，温度高，少部分换热工质从分流管路中流到压缩机，对压缩机起到降温的作用，还能够提高压缩机的吸气量，降低压缩比，使压缩机的工况更稳定，排气温度降低的同时保证了系统可靠性；同时，从冷凝器中流出的换热工质可以经分流管路和蒸发器流回压缩机，可以方便的对冷凝器、蒸发器、压缩机中的换热工质的流量按工况进行灵活的调节，系统的适应性得到提高。

本实用新型的进一步改进是：

在所述分流管路上设有节流元件。该节流元件用来调节流经该分流回路的换热工质的流量，以满足不同的工况需要。

所述节流元件可以采用电子式节流元件或机械式节流元件。采用电子控制式节流元件可以方便、准确控制，比如：通过采集热水器的制热温度、排气温度、压缩机工作状态中所有数据信息或其中的一个数据信息而对该分流回路的流量进行控制，以期实现自动化调节控制。节流元件还可以是其它结构，如采用热力膨胀阀等。

该热泵热水器还包括有水箱，所述冷凝器的冷凝换热管置于该水箱内，水箱上设有进水口及出水口。水箱中的水经与冷凝器中的换热工质进行换热使其温度升高；水箱的作用是：储存热水；热水经过水箱后，水温更稳定；水箱中的水经与冷凝器中的换热工质长时间换热，水温更高。该结构还可以采用下述结构代替：

该热泵热水器还包括有蓄水箱、热水换热管，所述冷凝器的冷凝换热管与该热水换热管接触连接，该热水换热管的两端连接该蓄水箱而形成热水换热回路，并在该热水换热回路上设有水泵、进水通口及出水通口。此结构中，热水换热管与冷凝器进行换热而将水加热，水泵的作用是驱动水而使之形成循环流动，提高换热效果；进水通口的作用是添加冷水，出水通口的作用是放出热水，进水通口、出水通口可以设于该蓄水箱上，也可以设于该热水换热回路的其它位置，如分别设于热水换热管的两端。

在所述水箱的下部设有排污口。该排污口可以及时、方便的清除水箱中残留的污水，以达到保养、清洁的目的。

所述吸气口通过流通管最终与所述蒸发器的蒸发换热管第一端连接相通，所述压缩机的排气口最终与所述冷凝器的冷凝换热管第一端连接相通；并通过上述连接实现所述压缩机最终与所述蒸发器、冷凝器之间的连接相通。通过此连接形成热水制热循环管路的一部分。

该热泵热水器还包括有四通换向阀，该四通换向阀第一端、四通换向阀第二端、四通换向阀第三端、四通换向阀第四端最终分别与压缩机的吸气口、排气口、所述冷凝器的冷凝换热管第一端、所述蒸发器的蒸发换热管第一端连接相通；并通过上述连接实现所述压缩机最终与所述蒸发器、冷凝器之间的连接相通。

其工作原理如下：在热水器制热的工作状态下，压缩机排气口的换热工质依次通过四通换向阀的第二端、四通换向阀第三端流向冷凝器第一端，经过冷凝器后，换热工质中的热量散发到水箱的水中而实现制热；冷凝器换热管第二端的高压液态换热工质经储液器后，可以经两个管路返回：一路经分流管路返回压缩机喷射口，冷却压缩机中电机而降低排气温度，另一路经节流元件后，从蒸发换热管第二端流入蒸发器，换热工质经蒸发换热管后从蒸发换热管第一端流入四通换向阀第四端，再通过四通换向阀第一端流向气液分离器，最终流向压缩机吸气口。在蒸发器除霜的工作状态下，对四通换向阀进行换向控制操作，压缩机排气口的高压换热工质经四通换向阀第二端、四通换向阀第四端、蒸发换热管第一端而流入蒸发器，从蒸发换热管第二端流出的换热工质经过节流元件后，部分经分流管路流回压缩机的喷射口，部分经过储液器、冷凝器、四通换向阀第三端、四通换向阀第一端、气液分离器、压缩机的吸气口流回压缩机。高温气态的制冷工质流入蒸发器时，在蒸发器中冷凝而释放热量，达到除霜的目的。

所述四通换向阀第一端与压缩机的吸气口连接相通的流通管上还设有气液分离器。从蒸发器第一端流出的换热工质经四通换向阀后大部分为气体，但仍有部分液态的换热工质，而该气液分离器的作用是对蒸发器第一端流出的液态换热工质进行分离。

所述四通换向阀第一端与四通换向阀第二端之间设有卸荷阀。该卸荷阀打开时可以降低压缩机排气口与压缩机吸气口之间的压差，对压缩机起到过载保护作用。

所述冷凝器的冷凝换热管第二端及所述蒸发器的蒸发换热管第二端之间的流通管上还设有储液器。储液器的设置方便液态换热工质的储存与缓冲。

综上，本实用新型的优点是：

1、能有效的降低排气温度；

2、排气温度降低后，可有效提高工作的可靠性；

3、可方便调节、控制分流管路中换热工质的流量，以满足不同的工况需要，提高本实用新型的适应性；

4、设置水箱或蓄水箱后，能对冷水多次循环加热以提高加热水水温，且水温稳定，由蓄水箱、热水换热管组成热水换热回路后，换热效果更好；

5、可方便对水箱进行清洁、保养；

6、可方便的对蒸发器进行除霜；

7、可对循环回路中的气态换热工质、液态换热工质进行分离、储存。

附图说明

图1是本实用新型第一个实施例的整体结构图；

图2是图1中A处放大图；

图3是本实用新型中压缩机的结构示意简图。

图4是本实用新型第二个实施例的整体结构图；

附图标记说明：

1、蒸发器，2、压缩机，3、冷凝器，4、流通管，5、水箱，6、出水口，7、进水口，8、分流管路，9、节流元件，10、排污口，11、四通换向阀，12、四通换向阀第一端，13、四通换向阀第二端，14、四通换向阀第三端，15、四通换向阀第四端，16、吸气口，17、排气口，18、冷凝器换热管第一端，19、蒸发器换热管第一端，20、冷凝器换热管第二端，21、蒸发器换热管第二端，22、喷射口，23、气液分离器，24、卸荷阀，25、储液器，26、控制阀门，27、滑片，28、内壳，29、外壳，30、转子，31、蓄水箱，32、热水换热管，33、水泵，34、进水通口，35、出水通口。

具体实施方式

实施例一：

请参见图1、图2、图3，一种带喷射冷却的热泵热水器，包括有蒸发器1、压缩机2、冷凝器3、节流元件9，该蒸发器1带有蒸发换热管第一端19及蒸发换热管第二端21，该压缩机2包括滑片27，内壳28、外壳29及设于内壳28内的转子30，该压缩机2带有排气口17、吸气口16、喷射口22，该冷凝器3带有冷凝器换热管第一端18及冷凝换热管第二端20；该热泵热水器还包括有一个四通换向阀11，该四通换向阀第一端12通过流通管4及设于该流通管4上的气液分离器23最终与压缩机2的吸气口16连接相通，四通换向阀第二端13通过流通管4与压缩机的排气口17连接相通，四通换向阀第三端14通过流通管4与冷凝器3的冷凝换热管第一端18连接相通，四通换向阀第四端15通过流通管4与蒸发器1的蒸发换热管第一端19连接相通；在四通换向阀第一端12与四通换向阀第二端13之间设有卸荷阀24。

在蒸发换热管第二端21与冷凝换热管第二端20之间的流通管4上连接有与压缩机喷射口22连接相通的分流管路8，在该分流管路8上还设有电子控制式节流元件9，该流通管4最终通过分流管路8及电子控制式节流元件9与压缩机2的喷射口22连接相通；在连接冷凝器换热管第二端20与蒸发器1的蒸发换热管第二端21的流通管4上设有储液器25和节流元件9。

将冷凝器3的冷凝换热管置于水箱5内，水箱5上设有进水口7及出水口6，在水箱5的下部设有排污口10。在进水口7、出水口6、排污口10、冷凝换热管第一端18、冷凝换热管第二端20上均设有控制阀门26。

本实施例的工作原理如下：

1、加热热水：启动压缩机2，换热工质经压缩机2的排气口17、四通换向阀11的第三端14、冷凝器换热管第一端18而流入冷凝器3，气态的换热工质在冷凝器3中进行冷凝而释放热量，加热水箱5中的热水输出，换热工质在冷凝器3中冷凝后由冷凝器换热管第二端20流出，经储液器25后，大部分换热工质经节流元件9节流后从蒸发器换热管第二端21而流入蒸发器1，换热工质在蒸发器1中进行蒸发而吸收热量；然后换热工质依次经过蒸发器换热管第一端19、四通换向阀第四端15、四通换向阀第一端12、气液分离器23、吸气口16而流入压缩机。另一部分直接通过分流管喷射进入压缩机2。

2、降低压缩机温度：如图3，转子30与滑片27将内壳28内的空间分为吸气腔、压缩腔两个密闭空间，当转子处于吸气口16与喷射口22之间滚动时，吸气腔空间逐渐变大，气体工质不断进入吸气腔内，同时压缩腔的压力逐渐升高，此时喷射口22与压缩腔连通，由于冷凝压力高于压缩腔内压力，换热工质在压差的作用下经分流管路上的节流元件9后变成气液两相状态，从喷射口22以雾状形式喷射入压缩机2的压缩腔内，对压缩机2进行降温，使压缩机2的排气温度降低；当转子30转至喷射口22的喷射口时，喷射口被短时封闭，此时喷射过程停止，随着转子30继续转动，喷射口22上的喷射口与吸气腔相通，由于吸气压力低于冷凝压力，换热工质喷入吸气腔中，再次对压缩机2进行降温，如此反复。在分流管路8上设有电子控制式节流元件9、在蒸发器换热管第二端21与分流管路8连接的流通管4上也设有电子控制式节流元件9；调节节流元件9即可分别调节通过分流管路8及蒸发器1的换热工质的流量，来调节在不同工况下压缩机的不同冷却状态。

3、蒸发器除霜：对四通换向阀11进行换向，压缩机2排气口17的高压换热工质经四通换向阀第二端13、四通换向阀第四端15、蒸发器换热管第一端19而流入蒸发器1，从蒸发器换热管第二端21流出的换热工质少部分经分流回路8流回压缩机2的喷射口22，而大部分经冷凝器3、四通换向阀第三端14、四通换向阀第一端12、压缩机2的吸气口16流回压缩机2。除霜时也可以控制电子控制式节流元件9关闭分流管路8，使得工质仅仅通过流通管4，气态的制冷工质经压缩机2加压流入蒸发器1时，在蒸发器1中冷凝而释放热量，达到除霜的目的。

实施例二：

请参见图4，本实施例与实施例一的不同之处在于：实施例一中，冷水在水箱中直接与冷凝器中的换热工质进行换热后温度升高，而本实施例中，热泵热水器还包括有蓄水箱31、热水换热管32，冷凝器3的冷凝换热管与该热水换热管32接触连接，热水换热管32的两端连接蓄水箱31而形成热水换热回路，并在该热水换热回路上设有水泵33，在蓄水箱31上设有进水通口34及出水通口35。蓄水箱31中的水通过热水换热管32与冷凝器3中的换热工质进行换热后，使水温升高。相对于实施例一而言，本实施例中，冷凝器3中的换热工质与热水换热管32中的水进行换热时，换热效果更好。

Claims (10)

1、一种带喷射冷却的热泵热水器，包括有蒸发器(1)、节流元件(9)、带有吸气口(16)和排气口(17)的压缩机(2)、冷凝器(3)，蒸发器(1)、压缩机(2)、冷凝器(3)、节流元件(9)通过流通管(4)连接而最终形成热水制热循环管路，其特征在于：所述压缩机(2)还带有喷射口(22)，在所述蒸发器(1)与所述冷凝器(3)之间的流通管(4)上连接有与所述压缩机(2)喷射口(22)连接的分流管路(8)。

2、如权利要求1所述的带喷射冷却的热泵热水器，其特征在于：在所述分流管路(8)上也设有节流元件(9)。

3、如权利要求2所述的带喷射冷却的热泵热水器，其特征在于：所述节流元件(9)为电子式节流元件或机械式节流元件。

4、如权利要求1所述的带喷射冷却的热泵热水器，其特征在于：该热泵热水器还包括有水箱(5)，所述冷凝器(3)的冷凝换热管置于该水箱(5)内，水箱(5)上设有进水口(7)及出水口(6)。

5、如权利要求1所述的带喷射冷却的热泵热水器，其特征在于：该热泵热水器还包括有蓄水箱(31)、热水换热管(32)，所述冷凝器(3)的冷凝换热管与该热水换热管(32)接触连接，该热水换热管(32)的两端连接该蓄水箱(31)而形成热水换热回路，并在该热水换热回路上设有水泵(33)、进水通口(34)及出水通口(35)。

6、如权利要求1-5中任一项所述的带喷射冷却的热泵热水器，其特征在于：所述吸气口(16)通过流通管(4)最终与所述蒸发器(1)的蒸发换热管第一端(19)连接相通，所述压缩机(2)的排气口(17)最终与所述冷凝器(3)的冷凝换热管第一端(18)连接相通；并通过上述连接实现所述压缩机(2)最终与所述蒸发器(1)、冷凝器(3)之间的连接相通。

7、如权利要求6所述的带喷射冷却的热泵热水器，其特征在于：该热泵热水器还包括有四通换向阀(11)，该四通换向阀第一端(12)、四通换向阀第二端(13)、四通换向阀第三端(14)、四通换向阀第四端(15)最终分别与压缩机(2)的吸气口(16)、排气口(17)、所述冷凝器(3)的冷凝换热管第一端(18)、所述蒸发器(1)的蒸发换热管第一端(19)连接相通；并通过上述连接实现所述压缩机(2)最终与所述蒸发器(1)、冷凝器(3)之间的连接相通。

8、如权利要求7所述的带喷射冷却的热泵热水器，其特征在于：所述四通换向阀第一端(12)与压缩机(2)的吸气口(16)连接相通的流通管(4)上还设有气液分离器(23)。

9、如权利要求7所述的带喷射冷却的热泵热水器，其特征在于：所述四通换向阀第一端(12)与四通换向阀第二端(13)之间设有卸荷阀(24)。

10、如权利要求7所述的带喷射冷却的热泵热水器，其特征在于：所述冷凝器(3)的冷凝换热管第二端(20)及所述蒸发器(1)的蒸发器换热管第二端(21)之间的流通管(4)上还设有储液器(25)。

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