CN201926117U - 热泵热水器相变储热装置 - Google Patents

Abstract

热泵热水器相变储热装置，从而能够缩小储热装置体积，缩短预热时间，并使热泵热水器能够在较合理的排气温度下工作；本装置由一种高效的热泵系统，以及管路、相变材料及蓄热箱等部件组成，冷凝器和畜热材料置于畜热箱内，制冷压缩机、节流管、蒸发器等主要部分按照公知的制冷系统的方法依次连通成封闭系统，系统内充以适当的工质(制冷剂)，另有电控器用以控制压缩机、风扇(或者水泵)等部件的工作。本实用新型的有益效果是，由于本装置没有保温水箱，可制造成一体式或分体式，安装使用更加方便，机组无须长时间在高温高压的工况下工作，工作可靠性加强，相变材料在固化后含热量极低，大幅度减少了残余热量的损失，提高了系统的使用效率。

Description

热泵热水器相变储热装置

所属技术领域

本实用新型涉及一种利用有机相变材料蓄热，从而取代现有热泵热水器保温水箱及冷凝器的装置，能够和热泵热水器主机，即由压缩机和蒸发器、风扇、节流装置、机壳等组成的，与现有分体式热泵热水器室外机类似的装置联结使用。在相同的储热要求下，可以缩短热泵预热时间，减少储热装置体积，防止冬季冻结，并且降低使用完毕后的剩余热量，从而提高系统的效率。

背景技术

目前，在全世界范围的能源紧张局势，大大促进了以节能为主要特征的热泵热水器系列产品的应用，根据利用热源的不同，目前主要有空气源、地下水源、土源等热泵热水器。其中又以空气源热泵应用最为广泛，相比于燃油、燃气和电热的热水装置，上述热泵热水装置的热利用效率高出3-5倍以上。

现有的热泵热水器，难以象燃气热水那样实现即开即热，所以全部采用水进行蓄热的方式，用户在使用前对水进行较长时间的预热，再将热水置于保温水箱内等待使用，热泵系统要较长时间在高温高压下工作，降低了系统的效率和系统的工作可靠性，同时在使用完毕后保温水箱内又存有大量高于使用温度的热水，这些热水中的热量大部分会在下一次使用前耗散，造成较大的热能浪费，在相当程度上抵消了热泵装置的节能效果；

这一方式的缺点是1、保温水箱体积过大，成本较高而且需占据较大空间，安装不便；2、热泵机组有一段较长的时间在高冷凝温度下工作，降低了机组的可靠性和经济性；3、在承压型的热泵热水系统中，会造成较大量的残余热量被浪费；4、抗冻能力差；5、冷凝器损坏可能会造成制冷系统进水，毁坏整个热泵装置，可靠性较低。

本实用新型需要解决的问题，是怎样减少用户的预热时间，减少热泵系统在高温高压下的工作时间，降低储热装置的容积并降低剩余热量的浪费，消除冷凝器破损造成水进入热泵系统的可能。

本设计的目的，即针对现有热泵热水器的不足，充分考虑热泵工作特性，改变热泵热水器的储热方式，利用相变材料实行蓄热，使得热泵热水器达到“快速、节约、防冻和容易安装”的目的。

发明内容

本实用新型的目的是提供更可靠、更快捷和更高效储存热量的方法和系统，利用相变材料的潜热储热，从而大大减少储热装置的体积，使安装使用更加简便，提高热泵热水器使用效率，杜绝设备冻损和水进入热泵系统，提高设备的可靠性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：热泵热水器相变储热装置，包括管翅式换热器、制冷剂管路、水换热管路、蓄热材料箱体、管件等所组成，其特征是：管翅式换热器作为热泵系统的冷凝器放置于蓄热材料箱体内，蓄热材料箱体内放置相变储热材料，水管路 和制冷剂管路交错通过管翅式换热器。

本方案描述的热泵热水装置，在原理和基本结构上，与现有的热泵热水器相同，区别在于：本系统的冷凝器与水加热器，共同放置于相变蓄热材料之中，相变材料置于一箱体内，当用户给出预热指令后，热泵系统即启动运行，开始加热蓄热材料，达到相变温度后，相变材料开始由固态逐渐转变为液态，即开始相变蓄热过程，当相变完成或部分完成后，主机停止运行等待用户使用；

由于特别选配的相变材料有合适的相变温度，而且相变材料在相不发生变化时的比热远小于水，且总质量小，机组在完成相变后温度上升较快，使得热泵无须长时间在过高的压力和温度下工作，提高的热泵可靠性。

由于本设计使得热泵热水器的储热部分体积较小，很容易挂壁安装，可以完全不占用地面，同时防冻性能大为提高，可在寒冷的北方应用。

实现这一目的的装置是由一个保温储热箱体、管翅式换热器、相变材料以及管路和管路接头等组成，管翅式换热器中的管路，分别作为冷凝器管路和水加热器管路，隔行或隔排布置。翅片将相变材料分隔为众多小片，以利于和相变材料的热交换，同时也作为热泵系统的制冷剂管路和水管路传热的导热材料。热泵类似于公知的制冷系统，由制冷压缩机、冷凝器、节流管、蒸发器等主要部分组成，按照公知的制冷系统的同样方法将以上各部分用管道依次连通成封闭系统，系统内充以适当的工质(制冷剂)，另有电控器用以控制压缩机、风扇(或者水泵)等部件的工作。

本发明的有益效果是，本装置没有保温水箱，安装使用更加方便，机组无须长时间在高温高压工况下工作，工作可靠性加强，抗严寒能力强，相变材料在固化后含热量较低，大幅度减少了剩余热量的损失，提高了系统效率。

下面结合附图对本实用新型进行详细描述

附图说明

附图1为本实用新型结构示意图

附图中，1.箱体，2.管翅式换热器，3.相变储热材料，4.制冷剂入口，5.制冷剂出口，6.自来水入水口，7.热水出口。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

在图1中的高效热泵热水器系统，它由热泵系统、循环加热水泵和水管等部件组成，其熟泵类似公知的制冷系统，由压缩机、冷凝器、节流毛细管、蒸发器、等主要部分组成，按照公知的制冷系统的同样方法将以上各部分用管道依次连通成封闭系统，系统内充以公知的工质。循环加热水泵联接在保温水箱和热泵系统的冷凝器之间，水管部件包括自来水入水口6、和热水出口7、和混水器。自来水入水口6接入水系统，与相变蓄热材料箱体1的水管相连通，管翅式换热器2置于相变材料3中，热水出口7即冷凝器的出水口和混水器相连结，混水后出口的热水供用户使用。制冷剂经制冷剂入口4进入箱体1，经制冷剂出口5流出箱体1。

Claims (2)

1.热泵热水器相变储热装置，包括管翅式换热器、制冷剂管路、水换热管路、蓄热材料箱体、管件等所组成，其特征是：管翅式换热器(2)作为热泵系统的冷凝器放置于蓄热材料箱体(1)内，蓄热材料箱体(1)内放置相变储热材料(3)，水管路和制冷剂管路交错通过管翅式换热器(2)。

2.根据权利要求1所述的热泵热水器相变储热装置，其特征是：制冷剂管路和水管路在管翅式换热器(2)中，隔行或隔排布置。 

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