CN201163095Y

CN201163095Y - 一种设置旁路冷凝换热回路的热泵热水器

Info

Publication number: CN201163095Y
Application number: CNU2007201898101U
Authority: CN
Inventors: 翁成钦
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-09-26
Filing date: 2007-09-26
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2017-09-26

Abstract

一种设置旁路冷凝换热回路的热泵热水器，包括：压缩机部件01、冷凝换热器部件02、保温储水箱部件03、节流部件06、蒸发换热器部件07、管道部件09；在冷凝换热器部件02和节流部件06之间设置一级旁路冷凝换热回路，包括旁路分流控制器部件11、旁路冷凝换热器部件12、保温储水箱部件13；在旁路冷凝换热器部件12和节流部件06之间设置二级旁路冷凝换热回路，包括旁路分流控制器部件21、旁路冷凝换热器部件22、旁路保温储水箱部件23。本实用新型的优点在于：性能稳定，效率高，使用寿命长；可以制造高温热水，甚至是100℃的开水，适用面广。

Description

一种设置旁路冷凝换热回路的热泵热水器

技术领域

本实用新型属于热泵制热领域，尤其是涉及一种空气源热泵热水器装置。

背景技术

空气源热泵热水器，是一种基于热泵循环原理的热水器，它利用蒸发器从环境中吸收热能，并通过冷凝器将热能释放到水中，从而实现热水的生产，与电热水器、燃气热水器、锅炉热水器、太阳热水器相比，具有全天候、高效、节能、环保、安全等优点，目前已得到广泛的应用。

为了经济有效的获得高温的热水，专利公开号为200520056325.8实用新型的公开了一种设置自动卸荷阀装置和增设一组蒸发器的热泵空调热水器，特点是：在水箱内水温高于50℃时，通过自动卸荷阀直接把一部分高温高压的制冷剂导流到增设的一组蒸发器中进行冷却，以防止压缩机过载运转或者停机，达到获得65℃水温的热水要求；该实用新型虽然可以获得65℃以上的热水，却未充分利用热能，使整套热水器的效率大大降低，原因在两点，一是自动卸荷阀直接把一部分高温高压的制冷剂导流到增设的一组蒸发器中进行冷却，把大量的热量都浪费到环境中了，而且是制取热水温度越高浪费的热量就越多，二是增多的一组蒸发器，亦增大了蒸发器风扇的电机功率，更是浪费了资源和电能，降低整套产品的制热效率，而且还有一个缺陷是无法制造更高温度的热水。

专利公开号为200520098283.4实用新型的公开了一种空调热水器，在制热水方面同样存在专利公开号为200520056325.8实用新型的不足：把大量的热量都浪费到环境中了，降低整套产品的制热效率，无法制造更高的水温的热水。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种结构简单、可靠性高、热能利用率高，能制造高温的热泵热水器。

本实用新型的技术方案如下：

一种设置旁路冷凝换热回路的热泵热水器，包括压缩机部件、冷凝换热器部件、蒸发换热器部件、节流部件、保温储水箱部件、管道部件、传热工质。其特征在于：在冷凝换热器部件和节流部件之间设置一级或一级以上旁路冷凝换热回路，每一级旁路冷凝换热回路包括旁路分流控制器部件、旁路冷凝换热器部件，旁路保温储水箱部件。

所述旁路分流控制器部件控制流入旁路冷凝换热回路传热工质的流量。

所述保温储水箱部件、旁路保温储水箱部件串联连接，水流方向与传热工质流向相逆。

所述冷凝换热器部件、旁路冷凝换热器部件只与相应保温储水箱部件、各级旁路保温储水箱部件进行换热。

所述冷凝器部件可为沉浸式换热器、管壳式换热器、套管式换热器、喷淋式换热器。

所述保温储水箱部件、旁路保温储水箱部件可为一保温水箱或一保温水箱内中的数个储水箱。

所述旁路分流控制部件为温控型分流控制部件或压控型分流控制部件。

本实用新型采用一级或一级以上旁路冷凝换热回路的设置，传热工质的热能在一次循环就可以进行多次换热，使传热工质的余热得到充分的吸收，维持压缩机排气口温度和压力处于正常运行状态，提高了机器效率和连续加热能力，也延长机器的使用寿命；同时冷水逐级得到加热，获得高温热水。

本实用新型的优点在于：性能稳定，效率高，使用寿命长；可以制造高温热水，甚至是100℃的开水，适用面广。

本实用新型同时适用于新产品的生产制造和普通空调改造为热泵热水器。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的第一个实施例的结构示意图。

图3为本实用新型的第二个实施例的结构示意图。

图1中：压缩机部件01、冷凝换热器部件02、旁路冷凝换热器部件12、旁路冷凝换热器部件22、保温储水箱部件03、旁路保温储水箱部件13、旁路保温储水箱部件23、节流部件06、蒸发换热器部件07、管道部件09、旁路分流控制器部件11、旁路分流控制器部件21、冷水入口1、热水出口2，实箭头为水流方向，虚箭头为传热工质流向。

具体实施方式

第一个实施例

如图2的一种设置旁路冷凝换热回路的热泵热水器，包括：压缩机部件01、冷凝换热器部件02、保温储水箱部件03、储液器04、干燥过虑器05、节流部件06、蒸发换热器部件07、汽液分离器08、管道部件09；在冷凝换热器部件02和储液器04之间设置一级旁路冷凝换热回路，包括：旁路分流控制器部件11、旁路冷凝换热器部件12、旁路保温储水箱部件13；在旁路冷凝换热器部件12和储液器04之间设置设置二级旁路冷凝换热回路，包括：旁路分流控制器部件21、旁路冷凝换热器部件22、旁路保温储水箱部件23。旁路分流控制部件11控制流入一级旁路冷凝换热回路传热工质的流量比例，旁路分流控制部件21控制流入二级旁路冷凝换热回路工质的流量比例；旁路分流控制部件11入口11A连接于冷凝换热器部件02出口端，旁路分流控制部件21入口21A连接于冷凝换热器部件12出口端；旁路冷凝换热部件12入口连接于旁路分流控制部件11出口11C，出口连接于旁路分流控制部件11出口11B与储液器04之间。旁路冷凝换热部件22入口连接于旁路分流控制部件21出口21C，出口连接于旁路分流控制部件21出口21B与储液器04之间。冷凝换热部件02设置在保温储水箱部件03内，旁路冷凝换热部件12设置在旁路保温储水箱部件13内，旁路冷凝换热部件22设置在旁路保温储水箱部件23内；保温储水箱部件03、旁路保温储水箱部件13、旁路保温储水箱部件23各构成一保温水箱，冷水入口1，热水出口2，水流方向为冷水入口1→旁路保温储水箱部件23→旁路保温储水箱部件13→保温储水箱部件03→水箱热水出口2。

运行模式说明：

在刚开始时，保温储水箱部件03、旁路保温储水箱部件13和旁路保温储水箱部件23的水温为环境水温，低于50℃。传热工质循环是这样的：传热工质经压缩机01压缩成高温高压气体进入冷凝换热部件02，在冷凝换热部件02与保温储水箱部件03的水进行换热(加热水)，同时传热工质冷凝成低温高压液体，流经旁路分流控制部件11入口11A、旁路分流控制部件11出口11B(这时旁路分流控制部件11出口11C是关闭的，流入一级、二级旁路冷凝换热回路传热工质的流量比例是0％)、后流经储液器04、干燥过虑器05，通过节流部件06节流成低温低压液体，进入蒸发换热器部件07与空气进行热交换，被加热并蒸发成低温低压气体，最后再流经汽液分离器08回流到压缩机01，形成一循环回路。在这段过程中，传热工质不断加热保温储水箱部件03内的水直至50℃，而旁路保温储水箱部件13、旁路保温储水箱部件23内的水温不变。

随着传热工质的不断循环，保温储水箱部件03内的水温也不断上升，压缩机排气口传热工质温度和压力亦不断上升。当保温储水箱部件01内的水温达到50℃时，旁路分流控制器部件11动作，控制传热工质分流入一级旁路冷凝换热回路。传热工质循环是这样的：传热工质经压缩机01压缩成高温高压气体进入冷凝换热器部件02，在冷凝换热器部件02与保温储水箱部件03的水进行换热(加热水)，同时传热工质冷凝成低温高压液体，流入旁路分流控制部件11入口11A，在旁路分流控制部件11内传热工质分流为两部分：一部分传热工质流经分流控制部件11出口11B，直接流回储液器04；一部分传热工质流经分流控制部件11出口11C、流入一级旁路冷凝换热回路(保温储水箱部件03内的水温越高，分流入一级旁路冷凝换热回路传热工质的流量比例越大)，在旁路冷凝换热器部件12与旁路保温储水箱部件13的水进行换热(加热水)，流经旁路分流控制部件21入口21A、旁路分流控制部件21出口21B(这时旁路分流控制部件21出口21C是关闭的，流入二级旁路冷凝换热回路传热工质的流量比例是0％)再流回储液器04；然后经干燥过虑器05、节流部件06、蒸发换热器部件07、汽液分离器08回流到压缩机01，形成一循环回路。在这段过程中，旁路保温储水箱部件03的水温已高于50℃，并继续被加热至更高水温；已在冷凝换热器部件02进行过一次换热(加热水)的传热工质在冷凝换热器部件12进行第二次换热(加热水)，利用余热加热旁路保温储水箱部件13的水直至50℃；而旁路保温储水箱部件23内的水温不变。

随着传热工质的不断循环，保温储水箱部件03、旁路保温储水箱部件13内的水温也不断上升，当旁路保温储水箱部件13内的水温达到50℃时(保温储水箱部件03内的水温已达到75℃)，旁路分流控制部件21动作，控制一级旁路冷凝换热回路传热工质分流入二级旁路冷凝换热回路。传热工质循环是这样的：传热工质经压缩机01压缩成高温高压气体进入冷凝换热部件02，在冷凝换热部件02与保温储水箱部件03的水进行换热(加热水)，同时传热工质冷凝成低温高压液体，流入旁路分流控制部件11入口11A，在旁路分流控制部件11内传热工质全部从分流入一级旁路冷凝换热回路(即流入一级旁路冷凝换热回路传热工质的流量比例是100％)、流入旁路冷凝换热器部件12，在旁路冷凝换热器部件12与旁路保温储水箱部件13的水进行换热(加热水)，后流经旁路分流控制部件21入口21A，在旁路分流控制部件21内传热工质分流为两部分：一部分传热工质流经旁路分流控制部件21出口21B，直接流回储液器04；一部分传热工质流经旁路分流控制部件21出口21C、流入二级旁路冷凝换热回路(保温储水箱部件13内的水温越高，分流入二级旁路冷凝换热回路传热工质的流量比例越大)，在旁路冷凝换热部件22与旁路保温储水箱部件23的水进行换热(加热水)，之后同样流回储液器04；然后经干燥过虑器05、节流部件06、蒸发换热器部件07、汽液分离器08回流到压缩机01，形成一循环回路。在这段过程中，保温储水箱部件03的水温已高于75℃，并继续被加热至更高水温；旁路保温储水箱部件13的水温已高于50℃，同样继续被加热至更高水温；已在冷凝换热部件02、旁路冷凝换热部件12进行过两次换热(加热水)的传热工质在旁路冷凝换热器部件22进行第三次换热(加热水)，利用余热加热旁路保温储水箱部件23的水直至50℃时。

当旁路保温储水箱部件23的水温达到50℃时停止制造热水(或者保温储水箱部件03的水温达到设定水温时停止制造热水)。

使用热水时，高温热水从热水出口1流出，同时旁路保温储水箱部件13的热水补充到储水箱部件03，旁路保温储水箱部件23的热水补充到旁路保温储水箱部件13，冷水从冷水入口1补充到旁路保温储水箱部件23。当保温储水箱部件03水温低于设定水温一定值时，制造热水过程重新启动。

第二个实施例

如图3的一种设置旁路冷凝换热回路的热泵热水器，包括：压缩机部件01、冷凝换热器部件02、保温储水箱部件03、储液器04、干燥过虑器05、节流部件06、蒸发换热器部件07、汽液分离器08、管道部件09；在冷凝换热器部件02和储液器04之间设置一级旁路冷凝换热回路，包括：旁路分流控制器部件11、旁路冷凝换热器部件12、旁路保温储水箱部件13。旁路分流控制部件11控制流入一级旁路冷凝换热回路传热工质的流量比例，旁路分流控制部件11入口11A连接于冷凝换热器部件02出口端，旁路冷凝换热部件12入口连接于旁路分流控制部件11出口11C，旁路冷凝换热部件12出口连接于分流控制部件11出口11B与储液器04之间，冷凝换热部件02设置在保温储水箱部件03内，旁路冷凝换热部件12设置在旁路保温储水箱部件13内，保温储水箱部件03和旁路保温储水箱部件13共同构成一保温水箱，冷水入口1，热水出口2，水流方向为冷水入口1→旁路保温储水箱部件13→保温储水箱部件03→水箱热水出口2。

运行模式说明：

在刚开始时，保温储水箱部件03和旁路保温储水箱部件13的水温为环境水温，低于50℃。传热工质循环是这样的：传热工质经压缩机01压缩成高温高压气体进入冷凝换热部件02，在冷凝换热部件02与保温储水箱部件03的水进行换热(加热水)，同时传热工质冷凝成低温高压液体，流经旁路分流控制部件11入口11A、旁路分流控制部件11出口11B(这时旁路分流控制部件11出口11C是关闭的，流入一级旁路冷凝换热回路传热工质的流量比例是0％)、流经储液器04、干燥过虑器05后，通过节流部件06节流成较低温低压液体，进入蒸发换热器部件07与空气进行热交换，被加热并蒸发成低温低压气体，最后再流经汽液分离器08回流到压缩机01，形成一循环回路。在这段过程中，传热工质不断加热保温储水箱部件03内的水直至50℃，而旁路保温储水箱部件13内的水温不变。

随着传热工质的不断循环，保温储水箱部件03内的水温也不断上升，压缩机排气口传热工质温度和压力亦不断上升。当保温储水箱部件03内的水温达到50℃时，旁路分流控制器部件11动作，控制传热工质分流入一级旁路冷凝换热回路。传热工质循环是这样的：传热工质经压缩机01压缩成高温高压气体进入冷凝换热器部件02，在冷凝换热器部件02与保温储水箱部件03的水进行换热(加热水)，同时传热工质冷凝成低温高压液体，流入旁路分流控制部件11入口11A，在旁路分流控制部件11内传热工质分流为两部分：一部分传热工质流经旁路分流控制部件11出口11B，直接流回储液器04；一部分传热工质流经旁路分流控制部件11出口11C、流入一级旁路冷凝换热回路(保温储水箱部件03内的水温越高，分流入一级旁路冷凝换热回路传热工质的流量比例越大)，在旁路冷凝换热器部件12与旁路保温储水箱部件13的水进行换热(加热水)，之后同样流回储液器04；然后经干燥过虑器05、节流部件06、蒸发换热器部件07、汽液分离器08回流到压缩机01，形成一循环回路。在这段过程中，保温储水箱部件03的水温已高于50℃，并继续被加热至更高水温；已在冷凝换热部件02进行过一次换热(加热水)的传热工质在旁路冷凝换热器部件12进行第二次换热(加热水)，利用余热加热旁路保温储水箱部件13的水直至50℃时。

当旁路保温储水箱部件13的水温达到50℃时停止制造热水(或者保温储水箱部件03的水温达到设定水温时停止制造热水)。

使用热水时，高温热水从水箱热水出口1流出，同时旁路保温储水箱部件13的热水补充到保温储水箱部件03，冷水从冷水入口1补充到旁路保温储水箱部件13。当保温储水箱部件03水温低于设定水温一定值时，制造热水过程重新启动。

从以上两个实施例说明，本实用新型是能够可靠高效地制造高温热水的。

Claims

1、一种设置旁路冷凝换热回路的热泵热水器，包括压缩机部件、冷凝换热器部件、蒸发换热器部件、节流部件、保温储水箱部件、管道部件、传热工质。其特征在于：在冷凝换热器部件和节流部件之间设置一级或一级以上旁路冷凝换热回路，每一级旁路冷凝换热回路包括旁路分流控制器部件、旁路冷凝换热器部件，旁路保温储水箱部件。

2、根据权利要求1所述的一种设置旁路冷凝换热回路的热泵热水器，其特征在于：所述旁路分流控制器部件控制流入旁路冷凝换热回路传热工质的流量。

3、根据权利要求1所述的一种设置旁路冷凝换热回路的热泵热水器，其特征在于：所述保温储水箱部件、旁路保温储水箱部件串联连接，水流方向与传热工质流向相逆。

4、根据权利要求1所述的一种设置旁路冷凝换热回路的热泵热水器，其特征在于：所述冷凝换热器部件、旁路冷凝换热器部件只与相应保温储水箱部件、旁路保温储水箱部件进行换热。

5、根据权利要求1所述的一种设置旁路冷凝换热回路的热泵热水器，其特征在于：所述冷凝换热器部件可为沉浸式换热器、管壳式换热器、套管式换热器、喷淋式换热器。

6、根据权利要求1所述的一种设置旁路冷凝换热回路的热泵热水器，其特征在于：所述保温储水箱部件、旁路保温储水箱部件可为一保温水箱或一保温水箱内中的数个储水箱。

7、根据权利要求1所述的一种设置旁路冷凝换热回路的热泵热水器，其特征在于：所述旁路分流控制器部件为温控型分流控制部件或压控型分流控制部件。