CN205909522U - 一体式热泵热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体式热泵热水器，包括由压缩机（1）、冷凝器（2）、蒸发器（3）和至少一个风机（4）组成的循环热交换系统，具有进水口（51）和出水口（52）的保温水箱（5），将循环热交换系统和保温水箱（5）安装在其腔体内的壳体（6），以及控制上述系统运行的控制器，所述冷凝器（2）与保温水箱（5）构成换热结构，所述循环热交换系统的压缩机（1）、蒸发器（3）、风机（4）安装在保温水箱（5）上，所述的风机（4）是贯流风扇，蒸发器（3）绕风机（4）的旋转轴环绕安装在风机（4）的周面、或出风口、或进风口，本实用新型的技术方案具有结构紧凑、运行噪音低的优点。

Description

一体式热泵热水器

技术领域

本实用新型涉及一种一体式热泵热水器。

背景技术

热泵热水器就是利用逆卡诺原理，通过介质，把热量从低温物体传递到高温的水里的设备。热泵装置，可以使介质（冷媒）相变，变成比低温热源更低，从而自发吸收低温热源热量；回到压缩机后的介质，又被压缩成高温（比高温的水还高）高压气体，从而自发放热到高温热源；实现从将低温热源“搬运”热量到高温热源。相比电热水器，热泵热水器具有高效的特点，已经广泛普及，市场上也出现了各种类型的热泵热水器。热泵式热水器一般包括主机和冷凝装置，主机包括蒸发器、压缩机、风扇，冷凝装置为内部装有冷凝盘管的保温箱，有主机和冷凝装置是分成两个部分进行装配分体式的热泵热水器，也有主机和冷凝装置装配在一起的一体式热泵热水器。具体到一体式热泵热水器的结构，有主机和冷凝装置横置安装的，如申请号为CN201020022821.2，名称为壁挂一体式热泵热水器文件公开的一体式热泵热水器方案；也有主机和冷凝装置纵置安装的，如CN201120372402.6、CN200920265853.2、CN200920306130.2以及CN201320148568.9等文件公开的一体式热泵热水器方案。

如今一体式热泵热水器已经走进千家万户消费者对一体式热泵热水器的评价已不再是有和无的问题，已有更多的考量；一体式热泵热水器无论安装在室内室外，都必须考虑安装空间，而安装在室内，噪音更是一个的重要考虑因素。市场对一体式热泵热水器提出了更高的要求，要求相比现有的产品要更好，即要求一体式热泵热水器的结构和形状更紧凑，运行噪音更低。

发明内容

本实用新型所针对上述安装空间、运行噪音的问题，提供一种结构和形状更紧凑，运行噪音低的一体式热泵热水器。

本实用新型解决上述技术问题的一体式热泵热水器，包括由压缩机、冷凝器、蒸发器和至少一个风机组成的循环热交换系统；具有进水口和出水口的保温水箱；将循环热交换系统和保温水箱安装在其腔体内的壳体；以及控制上述系统运行的控制器；所述循环热交换系统的冷凝器与保温水箱构成换热结构；所述循环热交换系统的压缩机、蒸发器、风机安装在保温水箱上，风机是贯流风扇，蒸发器绕风机的旋转轴环绕安装在风机的周面、或出风口、或进风口。蒸发器环绕安装在贯流风扇的周面、或出风口、或进风口；循环热交换系统的冷凝器设置在水箱中，压缩机、蒸发器和风机安装在保温水箱上，可以安装在顶部，也可以安装在侧部，保温水箱水箱为纵置时，压缩机、蒸发器和风机安装在保温水箱的上端，当保温水箱为横置时，压缩机、蒸发器和风机安装在保温水箱的侧端。循环热交换系统和保温水箱都在壳体的腔体中，壳体起到保护和承载作用。本技术方案采用贯流风扇的效果和优势可从与其他类型的风机的比较中得出。从成本上分析，采用旋叶风机的送风方案比较经济，市场上也普遍采用旋叶风机送风；采用轴流风扇，轴流风扇的进风方向、出风方向与轴向垂直，蒸发器设置在轴流风扇的进风口或出风口，优点是蒸发器气流均匀性相对较好，能充分利用空间尺寸，结构易实现，缺点是轴流风扇一般抗阻力能力弱，按本项目需求，要有针对性的设计抗阻能力相对较好的叶型、导风圈以及匹配低风阻出风格栅；另外，出风口要求尺寸较大，且相对位置偏低；采用离心风机送风方案，优点是离心风机抗阻能力强，结构紧凑，缺点是受结构特点限制，在图示蓝色线框区域，蒸发器局部气流受到影响，可能局部换热不是很理想，另外，风扇直径受到一定限制，风机转速不易做到足够低，难以满足噪音要求。风机选用贯流风扇，贯流风扇的物理特性可让蒸发器旋转轴环绕安装在风机的周面，环绕安装是指环绕在风机叶片旋转曲面的外侧，根据工况和性能调整蒸发器与叶片的距离。可充分利用风机叶片外周面的空间，蒸发器底面的周长乘以风机的高度就是蒸发器的换热面积，换热翅片可以进一步增大换热面积，风机的出风口和进风口强制对流的空气可以直接与蒸发器进行换热，同时对流的空气也扰动出风口和进风口周围的空气，增大换热功率；蒸发器可以多层设置。当然，还可以将蒸发器可以绕风机的旋转轴安装在风机的周面，或进风口和出风口，或出风口，或进风口，通过不同的安装方式匹配不同的换热功率，优化换热的性能作用，譬如提高换热效率、降低运行噪音等。本技术方案的有益效果是，充分利用了贯流风扇轴向长度不受限制，可以根据不同的工况任意选择叶轮的长度，以及气流贯穿叶轮流动，受叶片两次力的作用，因此气流能到达很远的距离，且无紊流，出风均匀性质，在同等工况下，使得蒸发器气流均匀性相对较好，能充分利用空间尺寸，结构易实现，且抗阻能力强，结构紧凑，气动噪音低；同时本技术方案还有个很突出的技术效果，针对不同工况蒸发器和风机更容易设计、生产，无需改变热泵的横截面积，通过增减风机轴向的安装空间就可实现设计要求，很容易就实现了模块化生产。控制器控制热水器的器件已经属于常规技术，如何实现控制本处不赘述。

进一步优化热水器的结构、运行性能，保温水箱、壳体是立式圆筒状，所述的风机纵置安装保温水箱上，蒸发器安装在风机的出风口，压缩机安装在风机的进风口。此技术方案是立式热泵方案，保温水箱、壳体是立式圆筒状，循环热交换系统安装保温水箱的上部，市面上千瓦级以上的压缩机，譬如转子压缩机、涡旋压缩机，机体的高度比直径大，贯流风扇转轴高度一般也大于旋转叶片的半径，压缩机与风机并排安装充分理由了压缩机和贯流风扇的物理形状；且压缩机安装在风机的进风口，蒸发器安装在风机的出风口，风机的进风通过压缩机时冷却压缩机，从而增大风机的出风温度，提高蒸发器的换热温度。

进一步，所保温水箱、壳体是立式圆筒状，所述的保温水箱、压缩机和风机从下往上依次安装在壳体内，蒸发器绕风机的旋转轴环绕安装在风机的进风口和出风口、或出风口、或进风口。本技术方案的有益效果就是一体式热泵热水器很容易进行模块化生产，压缩机、风机分别在不同的空间层中，预留一定的设计空间，完全可以根据不同的工况选择水箱、压缩机、风机以及环绕安装在风机周面的蒸发器，一种结构或架构就可以生产满足不同工况的热水器型号。

进一步，所述保温水箱内设有与出水口连接的换热管，所述冷凝器的盘管贯穿换热管，所述冷凝器的盘管与换热管构成逆流换热结构。冷凝器的盘管和换热管采用导热系数高的材料譬如铜制作，冷凝器的盘管一部分或全部贯穿换热管，盘管和换热管浸没在保温水箱的水面下，水可直接通过换热管或间接通过冷凝器盘管进行热量交换。热水器内采用逆流换热结构技术效果突出，可以充分利用压缩机的即时功率，当水箱内水温不高而又着急使用热水时，提高压缩机的制热功率，冷凝器的高温可以迅速加热与出水口连接的换热管内的流水，使得热水器还具有即热型热水器的功能，当然水箱的出水速度、温度、压缩机功率等工况根据需要设计。

进一步，所述的贯流风扇有2个，且轴向平行，并列为冷凝器进行热量交换。两个贯流风扇轴向并列，对蒸发器进行热量交换，充分利用了贯流风扇轴向长度可以增大进而增大送风功率的特性，当然增大转速也可以，不过本技术方案是在热泵热水器有限空间的条件下，增大散热功率，散热量，即用尽可能小的空间实现一体式热泵热水器的最大换热功率。

进一步，所述的控制器集成射频或WIFI模块，还可以同时集成射频和WIFI模块。射频可以是红外线，也可以一定频率的无线电波，市场上已经成熟，此处不赘述。集成WIFI模块，可以将热水器接入物联网，更便捷更智能，WIFI模块如何控制也属于现有技术，不再赘述。

与现有技术相比，本实用新型结构和形状更紧凑，运行噪音更低，有利于模块化的社会化生产，能提高生产效益。

附图说明

图1为本实用新型一体式热泵热水器的结构示意图；

图2为本实用新型一体式热泵热水器的结构示意图；

图3为本实用新型一体式热泵热水器的又一结构示意图。

图4为本实用新型一体式热泵热水器的又一结构示意图。

其中，1压缩机；2 冷凝器；3 蒸发器；4 风机；5 保温水箱；51 进水口；52 出水口；53 换热管；6壳体

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

附图1为一优选的实施例，风机4为贯流风扇，蒸发器3绕风机4的旋转轴环绕安装在风机4的周面，蒸发器3为贯通的圆筒形，风机4运行时，进风口和出风口的气流都可以与蒸发器3进行热交换，贯流风扇的气流均匀度好，气流均匀地垂直穿过蒸发器3，很少出现局部气流过快或过慢的现象，进而减少了风机4运行的风噪。也可为了匹配不同的换热功率，将蒸发器3也可以分别装在贯流风扇的进风口或出风口处或进、出风口处。可以根据热水器的形状，风机3可采用轴向横置或轴向纵置的方案。若热水器为立式的，风机3建议采用轴向纵置的方案，在旋转半径一定的条件下，仅通过改变风机3的轴向高度就可以满足不同的送风量的需求；反之，热水器为壁挂横置的，风机3采用轴向横置的方案。

附图2为优选的实施例，压缩机1和风机4并排纵向安装在立式的圆筒形保温水箱5上，蒸发器3绕风机4的旋转轴环绕安装在风机4的周面，蒸发器3为贯通的圆筒形。此种技术方案能很好的满足紧凑结构的要求，通过调整风机4的轴向高度匹配不同送风工况，只要在设计初期预留一定空间，也可将蒸发器3设置成多层结构，不同工况的热水器就可以使用一个设计的结构，只需要调整风机4的选型，增减蒸发器3的换热高度或层数就可以满足需求，极易用于模块化的社会生产，水箱也无需改变横截面积，近通过增、减保温水箱高度实现不同容量的要求。

附图3为优选的实施例，是附图2实施例进一步的实施例，蒸发器3为环绕在风机4和压缩机1周面的多层结构，本优选的实施例挖掘了热泵热水器狭小的容置空间，增大了换热面积，提高了换热功率，且极易用于模块化的社会生产，同时有更多的设计空间改善风机4与蒸发器3的换热性能，运行噪音等。

附图4为优选的实施例，循环热交换系统中是两个并列的贯流风扇，充分利用了贯流风扇径向半径小，轴向长度可延展的特性。在额定空间中，加大送风量，单位时间内通过的气流量更大，带走的热量更多，加大蒸发器的换热量和换热功率，满足家庭急用水时热泵全开工况下的。

与现有技术相比，本实用新型结构和形状更紧凑，运行噪音更低，有利于模块化的社会化生产，能提高生产效益。

Claims (6)

1.一种一体式热泵热水器，包括由压缩机（1）、冷凝器（2）、蒸发器（3）和至少一个风机（4）组成的循环热交换系统，具有进水口（51）和出水口（52）的保温水箱（5），将循环热交换系统和保温水箱（5）安装在其腔体内的壳体（6），以及控制上述系统运行的控制器，所述冷凝器（2）与保温水箱（5）构成换热结构，所述循环热交换系统的压缩机（1）、蒸发器（3）、风机（4）安装在保温水箱（5）上，其特征在于：所述的风机（4）是贯流风扇，蒸发器（3）绕风机（4）的旋转轴环绕安装在风机（4）的周面、或出风口、或进风口。

2.根据权利要求1所述的一体式热泵热水器，其特征在于：保温水箱（5）、壳体（6）是立式圆筒状，所述的风机（4）纵置安装保温水箱（5）上，蒸发器（3）安装在风机（4）的出风口，压缩机（1）安装在风机（4）的进风口。

3.根据权利要求1所述的一体式热泵热水器，其特征在于：所保温水箱（）、壳体（6）是立式圆筒状，所述的保温水箱（5）、压缩机（1）和风机（4）从下往上依次安装在壳体（6）内，蒸发器（3）绕风机（4）的旋转轴环绕安装在风机（4）的进风口和出风口、或出风口、或进风口。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一体式热泵热水器，其特征在于：所述保温水箱（5）内设有与出水口（52）连接的换热管（53），所述冷凝器（2）的盘管贯穿换热管（53），所述冷凝器（2）的盘管与换热管（53）构成逆流换热结构。

5.根据权利要求4所述的一体式热泵热水器，其特征在于：所述的控制器集成射频或WIFI模块。

6.根据权利要求1所述的一体式热泵热水器，其特征在于：所述的贯流风扇有2个，且轴向平行，并列为蒸发器（2）进行热量交换。