CN201429218Y - 一种多次换热的连体式多水箱空气源热水器 - Google Patents
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Abstract
一种多次换热的连体式多水箱空气源热水器具有一连体水箱，该连体水箱依次分为高温水箱、中温水箱和低温水箱，各水箱间由隔断隔离，隔断设连通口，使之相邻水箱的水路有限相通。与连体各水箱对应有功率递减的多级冷凝换热器。主冷凝换热器置于高温水箱中，次级冷凝换热器置于中温水箱中，三级冷凝换热器置于低温水箱中，三组冷凝换热器以串联方式依次相连。主冷凝换热器由冷(热)媒输入管与热泵压缩机相连，三级冷凝换热器由冷(热)媒回流管与膨胀阀(毛细管)相连，并与蒸发器等共同组成一闭路制热循环系统。该工艺使各冷凝换热器的回流余热得到了最大限度的利用，提高了热泵热水器的运行效率。
Description
所属技术领域
本实用新型属于热泵换热技术领域，尤其是一种多次换热的连体式多水箱空气源热水器。
背景技术
空气源热泵热水器是一种继燃气(油)热水器、电热水器、太阳能热水器之后的第四代热水器产品。它以其节能、安全的优势越来越受到用户的青睐！
空气源热水器和空调器一样采用的都是逆卡诺原理，即由压缩机、冷凝器、膨胀阀(毛细管)、蒸发器等组成一相变循环系统，利用冷媒的相变完成制冷制热的过程。工作状态下，压缩机做功吸入低压的气相冷媒，加压使之在冷凝器内液化放热(热水器利用的功能)，之后，冷媒在系统压力的作用下进入膨胀阀(毛细管)减压气化，在蒸发器内吸热放冷(空调器的功能)，最终以气态方式又被压缩机吸入进入下一轮循环。它的能效比在最佳条件下与电直接加热相比可达1∶4。但本实用新型研究的是该工艺的热利用率。
空气源热水器的制热温度一般设定在49℃-56℃，也就是说冷凝换热器将水温加热至56℃时，温控器指令压缩机关机停止加热，在用户消耗掉若干热水，顶水法即补入等量冷水致使水温下降至49℃时，温控器又指令压缩机开机加热，这是一种重复工作的过程。研究上述现象，我们发现该过程存在如下的缺陷：首先，要把水箱内常温水加热至56℃，热源即冷凝换热器的温度就必须≥56℃，而冷(热)媒回流管的温度也不得≤56℃，否则，冷(热)媒回流管还会把已加热至56℃的热量再吸收携带走。而事实是热源即冷凝换热器中的冷(热)媒是以额定的流量和流速在系统内匀速运行的(除非压缩机是变频的)它和换热的速度永远不会同步。因为换热效率是和温差成反比的，即两者温差越大，换热效率越高，温差越小，换热效率越低。当水箱内的水温越接近设定值(即56℃)时不能被吸收的热量就越多，我们用手摸冷(热)媒回流管的温度仍然是热的就是这个道理。而吸收不了的热量，在系统压力下就只有被强制进入气化程序而浪费掉了。其次，顶水法直接向热水箱中补入冷水，必然使水温急速下降从而导致开机频繁和增加运行费用的结果。
由本人在先申请的一种二次换热的分体式双水箱空气源热水器，提供了一种提高换热效率的方法，但双水箱模式显然体积较大，会占有较大的地面和空间。而二次换热的工艺仍不能达到换热效率的最大化。
发明内容
针对上述空气源热泵热水器存在的缺陷，本实用新型提供一种多次换热的连体式多水箱空气源热水器：即将原冷凝换热器依功率分解为多级冷凝换热器，并对应相应的换热水箱。多级冷凝换热器依次在高温、中温、低温的不同环境中进行不同温差的热交换，从而能大大提高换热效率，而多水箱结构提供了这种换热的必备条件。为达此目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：所述一种多次换热的连体式多水箱空气源热水器，具有一连体水箱，该连体水箱依次分为高温水箱、中温水箱、低温水箱，各水箱间由隔断隔离，隔断设连通口，使之相邻水箱的水路有限相通。
所述一种多次换热的连体式多水箱空气源热水器，具有与各水箱对应有功率递减的多级冷凝换热器，主冷凝换热器置于高温水箱中，次级冷凝换热器置于中温水箱中，三级冷凝换热器置于低温水箱中，三组冷凝换热器以串联方式依次相连，主冷凝换热器进口端由冷(热)媒输入管与热泵压缩机相连、三级冷凝换热器出口端由冷(热)媒回流管与膨胀阀(毛细管)相连，并与蒸发器共同组成一闭路制热循环系统。
所述一种多次换热的连体式多水箱空气源热水器上部设热水出口和温控器，下部设自来水进口和排污口。
由于采用如上的技术方案，本实用新型的有益效果是：一种多次换热的连体式多水箱空气源热水器，首先本实用新型在工作状态下，主冷凝器在高温水箱中释放热量，当与水的温差缩小，换热效率降低时，一大部分不可能在高温水箱中被吸收的热量，就会在中温水箱中与较低温度的水进行二次换热。同理，在中温水箱中没有被吸收的热量运行到低温水箱中再与更低温度的水进行第三次换热。从而可获得较常规热泵热水器所不具有的后两水箱的热水量。其次，当用户使用热水，顶水法将自来水补入低温水箱，低温水箱中的低温热水再顶入中温水箱，中温水箱中的中温水最后顶入高温水箱，使自来水不直接与高温水进行混合，从而能达到推迟压缩机二次开机的时间。同时，连体水箱的结构还具有占地面积小的优势。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明
图1是本实用新型的结构图。
图中：1、高温水箱；2、主冷凝换热器；3、中温水箱；4、次级冷凝热水器；5、低温水箱；6、三级冷凝换热器7、隔断；8、连通口；9、冷(热)媒回流管；10、冷(热)媒输入管；11、膨胀阀(毛细管)；12、蒸发器；13、热泵压缩机；14、温控器；15、热水出口；16、自来水进口；17、排污口；18、连体水箱；
具体实施例
图1中，连体水箱(18)依次分为高温水箱(1)，中温水箱(3)和低温水箱(5)，各水箱间由隔断(7)隔离，隔断(7)设连通口(8)，使之相邻水箱的水路有限相通。
图1中，主冷凝换热器(2)置于高温水箱(1)中，次级冷凝换热器(4)置于中温水箱(3)中，三级冷凝热水器(6)置于低温水箱(5)中，三组冷凝换热器以串联方式依次相连，主冷凝换热器(2)由冷(热)媒输入管(10)与热泵压缩机(13)相连，三级冷凝热换器(6)由冷(热)媒回流管(9)与膨胀阀(毛细管)(11)相连，并与蒸发器(12)等共同组成一闭路制热循环系统。
图1中，连体水箱(18)上部设热水出口(15)和温控器(14)，下部设自来水进口(16)和排污口(17)。
Claims (3)
1.所述一种多次换热的连体式多水箱空气源热水器具有一连体水箱，其特征是：该连体水箱依次分为高温水箱、中温水箱和低温水箱，各水箱间由隔断隔离，隔断设有连通口，使之相邻水箱的水路有限相通。
2.根据权利要求1所述的一种多次换热的连体式多水箱空气源热水器，其特征在于：与连体各水箱对应有功率递减的多级冷凝换热器，主冷凝换热器置于高温水箱中，次级冷凝换热器置于中温水箱中，三级冷凝换热器置于低温水箱中，三组冷凝换热器以串联的方式依次相连，主冷凝换热器进口端由冷媒输入管与热泵压缩机相连，三级冷凝换热器出口端由冷媒回流管与膨胀阀相连，并与蒸发器等共同组成一闭路制热循环系统。
3.根据权利要求1所述的一种多次换热的连体式多水箱空气源热水器，其特征在于：连体水箱上部设热水出口和温控器，下部设自来水进口和排污阀。
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