CN202581948U - 一种热泵热水器用的高效热交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热泵热水器用的高效热交换器，包括蒸发器，蒸发器的入口端与出口端分别设有用于工质循环流动的导入管与导出管，蒸发器的导入管与导出管分别与外部的压缩机、冷凝器连接，其中，蒸发器的底部设有过冷组件与过热组件，过热组件设置于蒸发器与过冷组件之间并相互紧密连接，且过热组件与过冷组件上分别设有过热风件与过冷风件，过热风件与过冷风件分别对应过热组件与过冷组件安装于蒸发器上，实现冷凝温度大幅度降低，热传递速率升高，同时，保证足够的过热度，确保介质气体不回液，确保压缩机正常运行。

Description

一种热泵热水器用的高效热交换器

技术领域

本实用新型涉及一种热泵热水器的部件，特别涉及一种热泵热水器用的高效热交换器。

背景技术

现有技术中，空气源热泵热水器用的蒸发器，其吸收周围空气中的热量而将液体介质挥发成低温低压气体，低温低压气体被吸入压缩机中压缩成高温高压气体，高温高压气体进入冷凝器与水交换热量，在冷凝器中冷凝成高压液体而放出大量热量，水吸收其放出的热量而温度不断上升，从而制得热水。然而，该蒸发器只是蒸发作用，介质液体从蒸发器的下部进入，通过蒸发器设有的风机，使蒸发器吸收空气中的热量而使介质蒸发为低温低压气体后被吸入压缩机进行压缩。根据傅里叶定律： q＝-λA(dt/dx)，λ：为导热系数，A：为传热面积，t：为温度，x：为在导热面上的坐标，q：是沿x方向传递的热流密度（单位时间的导热量），dt/dx：是物体沿x方向的温度变化率（与温度差成正比，与长度成反比） ，-：表示热量传递方向与温度变化率方向相反。由此可以看出，热传递的速率与传递物体的长度成反比、横截面积成正比、与温度差成正比。这样，介质与水的温差越小，热传递速率越低，随着在压缩机的水箱水温逐步上升后，冷出的介质温度也上升，介质与水的温差便不断缩小，导致热传递速率不断下降，也即能量的换化率不断下降。同时，由于冷凝温度越高，压缩机的效率越低，又严重影响压缩机寿命。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、能大幅提高换热效率且降低介质冷凝温度、保障压缩机正常运行又有效延长压缩机的使用寿命的热泵热水器用的高效热交换器。

本实用新型的发明目的是这样实现的：一种热泵热水器用的高效热交换器,包括蒸发器，蒸发器的入口端与出口端分别设有用于工质循环流动的导入管与导出管，蒸发器的导入管与导出管分别与外部的压缩机、冷凝器连接，其特征在于：所述蒸发器的底部设有过冷组件与过热组件, 过热组件设置于蒸发器与过冷组件之间并相互紧密连接，所述过热组件与过冷组件上分别设有过热风件与过冷风件，过热风件与过冷风件分别对应过热组件与过冷组件安装于蒸发器上。

根据上述进行优化，所述蒸发器的导入管与过冷组件的入口端连接，蒸发器的导出管与过热组件的入口端连接，所述过冷组件的出口端与外部的冷凝器连接，过热组件的出口端与外部的压缩机连接。

根据上述进行优化，所述蒸发器与过冷组件之间设有节流装置，节流装置的入口端与过冷组件的出口端连接，节流装置的出口端与蒸发器的导入管连接。

根据上述进行优化，所述蒸发器、过热组件及过冷组件分别为铜管。

根据上述进行优化，所述蒸发器、过热组件分别设有换热翅片。

根据上述进行优化，所述过冷组件上设有散热翅片。

根据上述进行优化，所述换热翅片或散热翅片分别为铜片，或者为涂层铝片。

根据上述进行优化，所述蒸发器上设有风机组件。

本实用新型对现有技术中热泵热水器用的热交换器进行改进，通过增设过冷组件与过冷风件、过热组件与过热风件，冷凝器流出的中温高压的液体经过过冷组件，通过过冷风件与过冷组件的配合，进一步降低介质液体的温度，使冷凝温度大幅度降低，使介质与水的温差大大扩大，从而使热传递速率升高，即使能量的转化率也随着升高，进而提高换能效；同时，介质经过节流装置后进入蒸发器蒸发，蒸发后的介质气体回到过热组件，通过过热组件与过热风件的配合，保证足够的过热度，确保介质气体不回液，同样有效提高换热能效，且确保压缩机正常运行，又有效延长其使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为本实用新型实施例热交器与换热翅片、散热翅片的关系示意图。

图3为本实用新型实施例的使用状态图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

根据图1、图2及图3所示，本实用新型所述热泵热水器用的高效热交换器，其包括蒸发器1与风机组件3，风机组件3设置于蒸发器1上。蒸发器1的入口端与出口端分别设有用于工质循环流动的导入管2与导出管4。蒸发器1的导入管2与导出管4分别与外部的压缩机9、冷凝器10连接。然而，本实用新型针对现有的热交换器进行改进，在蒸发器1的底部设有过冷组件5与过热组件6, 过热组件6设置于蒸发器1与过冷组件5之间并相互紧密连接，且过热组件6与过冷组件5上分别设有过热风件7与过冷风件8，该过热风件7与过冷风件8分别对应过热组件6与过冷组件5安装于蒸发器1上。

其中，该蒸发器1的导入管2与过冷组件5的入口端连接，蒸发器1的导出管4与过热组件6的入口端连接，而过冷组件5的出口端与外部的冷凝器10连接，过热组件6的出口端与外部的压缩机9连接。并且，蒸发器1与过冷组件5之间设有节流装置11，节流装置11的入口端与过冷组件5的出口端连接，节流装置11的出口端与蒸发器1的导入管2连接。

当热泵热水器运行时，蒸发器1吸收周围空气中热量，使处于蒸发器1底部的介质挥发成低温低压气体，该低温低压气体通过导出管4进入过热组件6，防止因冷凝温度越高而导致压缩机9的效率越低，通过热风件7与过热组件6相互结合，保证有足够的过热度，防止蒸发后的介质回液，使压缩机9吸入的介质为低温低压的气体，确保压缩机9正常运行，有效延长压缩机9的使用寿命。

此时，压缩机9由过热组件6的出口端吸入低温低压的气体，且通过做功将低温低压的气体压缩成高温高压气体。高温高压气体进入外部的冷凝器10后，其被冷凝成高压液体而放出大量热量并与水交换热量，水吸收大量的热量而温度不断上升，实现水加热。这时，冷凝器10的水温逐步上升，该介质冷出温度也上升，导致回气温度也上升为中温高压液体的介质。然而，该中温高压液体的介质通过过冷组件5，使中温高压液体的介质的温度进一步降度，且结合过冷风件8与节流装置11，使介质的冷凝温度进一步降低且降压，使介质与水的的温差扩大，进而使热传递速率大大提高，也即能量的转化率有效地提升，如图3所示。

另外，根据实际应用，蒸发器1、过热组件6及过冷组件5分别为铜管。以及，蒸发器1、过热组件6分别设有换热翅片12,过冷组件5上设有散热翅片13，如图2及图3所示。当蒸发器1运行时，通过换热翅片12、风机组件3、过热风件7的配合，蒸发器1充分吸收空气中的热量，使蒸发器1中的介质充分蒸发，且使蒸发后的介质经过过热组件6后有足够的过热度，确保蒸发后的介质不回液，保证压缩机9正常运行。以及，通过换热翅片12与过冷风件8的配合，进一步将介质的冷凝温度进一步降低，提高换热能效。并且，上述的换热翅片12与散热翅片13可根据实际应用选择为铜片，或者为涂层铝片，使本实用新型的热交换器达到高效、节能。

上述具体实施例仅为本实用新型效果较好的具体实施方式，凡与本结构相同或等同的热交换器，均在本申请的保护范围内。

Claims (8)

1.一种热泵热水器用的高效热交换器,包括蒸发器（1），蒸发器（1）的入口端与出口端分别设有用于工质循环流动的导入管（2）与导出管（4），蒸发器（1）的导入管（2）与导出管（4）分别与外部的压缩机（9）、冷凝器（10）连接，其特征在于：所述蒸发器（1）的底部设有过冷组件（5）与过热组件（6）, 过热组件（6）设置于蒸发器（1）与过冷组件（5）之间并相互紧密连接，所述过热组件（6）与过冷组件（5）上分别设有过热风件（7）与过冷风件（8），过热风件（7）与过冷风件（8）分别对应过热组件（6）与过冷组件（5）安装于蒸发器（1）上。

2.根据权利要求1所述热泵热水器用的高效热交换器，其特征在于：所述蒸发器（1）的导入管（2）与过冷组件（5）的入口端连接，蒸发器（1）的导出管（4）与过热组件（6）的入口端连接，所述过冷组件（5）的出口端与外部的冷凝器（10）连接，过热组件（6）的出口端与外部的压缩机（9）连接。

3.根据权利要求2所述热泵热水器用的高效热交换器，其特征在于：所述蒸发器（1）与过冷组件（5）之间设有节流装置（11），节流装置（11）的入口端与过冷组件（5）的出口端连接，节流装置（11）的出口端与蒸发器（1）的导入管（2）连接。

4.根据权利要求3所述热泵热水器用的高效热交换器，其特征在于：所述蒸发器（1）、过热组件（6）及过冷组件（5）分别为铜管。

5.根据权利要求4所述热泵热水器用的高效热交换器，其特征在于：所述蒸发器（1）、过热组件（6）分别设有换热翅片（12）。

6.根据权利要求4所述热泵热水器用的高效热交换器，其特征在于：所述过冷组件（5）上设有散热翅片（13）。

7.根据权利要求5或6所述热泵热水器用的高效热交换器，其特征在于：所述换热翅片（12）或散热翅片（13）分别为铜片，或者为涂层铝片。

8.根据权利要求5所述热泵热水器用的高效热交换器，其特征在于：所述蒸发器（1）上设有风机组件（3）。

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