CN208968044U - 热泵热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热泵热水器，包括：水箱、压缩机和蒸发器，第一冷凝器和第二冷凝器，第一冷凝器具有相对的第一入口端和第一出口端，第一出口端通过第一管路与蒸发器相连通；第一管路上设置有能将流入其内部的流体降压至预定压强范围的节流降压装置；第二冷凝器具有相对的第二入口端和第二出口端，第二出口端通过第二管路连接至节流降压装置至蒸发器之间的第一管路中；第一出口端或第一入口端至第二入口端之间设置有第三管路，第三管路上设置有第一电磁阀，当第一电磁阀处于关闭状态时，第一冷凝器单独运行。本实用新型能够在始终有效保证热泵热水器内冷媒的循环量的前提下，优化整体结构，降低成本，进一步还能提高除霜模式下的制热量。

Description

热泵热水器

技术领域

本实用新型涉及热水器领域，特别涉及一种热泵热水器。

背景技术

目前在行业内，大多数热泵热水器只能对整个水箱内的水进行加热。但上述方式只适用于用户需使用大量热水的情况，当用户使用少量水或者用户人数发生变化时，仍然对整箱水进行加热，会造成用户等待时间过长，浪费能源，增加用户使用成本等问题，因此不能灵活满足用户的各种用水量的需求。

为此中国专利CN 201310075725.2给出了一种实现方式。具体的，上述专利给出了一种加热系统及具有加热系统的热泵热水器。所述加热系统主要包括：第一加热支路、第二加热支路。当用水量较大时，所述热泵热水器的第一加热支路和第二加热支路同时工作，对整个水箱内的水进行加热。当用水量较小时，所述热泵热水器可以选择半胆加热模式，仅所述第一加热支路工作，第二加热支路不工作，从而对水箱内部分水进行加热。在实际使用时，用户可以根据用水量及其用户人数的不同，在全胆加热模式和半胆加热模式下进行切换。

但是热泵热水器由全胆加热模式切换为半胆加热模式时积存在第二加热支路中的冷媒无法被有效地利用到半胆加热模式下，导致整机可用于循环的冷媒量大大减少，进而降低整个热泵热水器的换热效率。此外在一般情况下，所述热泵热水器在半胆工作模式时，参与循环的冷媒会不断的泄漏进入第二加热支路中，也导致了参与循环的冷媒量减小，换热效率降低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种热泵热水器，能够在始终有效保证热泵热水器内冷媒的循环量，使其具有较高的换热效率的前提下，优化整体结构，降低成本。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种热泵热水器，所述热泵热水器包括：水箱、压缩机和蒸发器，设置在所述压缩机与蒸发器之间且用于对所述水箱中的水放热的第一冷凝器和第二冷凝器，所述第一冷凝器具有相对的第一入口端和第一出口端，所述第一出口端通过第一管路与所述蒸发器相连通；所述第一管路上设置有能将流入其内部的流体降压至预定压强范围的节流降压装置；所述第二冷凝器具有相对的第二入口端和第二出口端，所述第二出口端通过第二管路连接至所述节流降压装置至所述蒸发器之间的第一管路中；所述第一出口端或第一入口端至所述第二入口端之间设置有第三管路，所述第三管路上设置有第一电磁阀，当所述第一电磁阀处于关闭状态时，所述第一冷凝器单独运行。

进一步的，所述节流降压装置的两端并联有旁通流道，所述旁通流道上设置有阀门，所述阀门包括下述中的任意一种或其组合：第一单向阀、第二电磁阀。

进一步的，所述阀门为第二电磁阀，所述热泵热水器还包括设置在所述压缩机出口端的四通阀，所述四通阀具有第一位置和第二位置，当所述四通阀处于第一位置时，所述热泵热水器处于制热模式，当所述四通阀处于第二位置时，所述热泵热水器处于除霜模式，所述第二电磁阀处于打开状态。

进一步的，所述阀门为第一单向阀，所述蒸发器具有相对的入口和出口，流体自所述第一冷凝器的第一出口端流动至所述蒸发器的入口的方向为第一方向，与所述第一方向相反的流动方向为第二方向，所述第一单向阀沿着所述第二方向单向导通。

进一步的，还包括压力调节装置，所述压力调节装置设置在所述节流降压装置至所述蒸发器之间的第一管路上，或者所述第二管路上。

进一步的，与所述压力调节装置电性连接的控制单元，

所述蒸发器具有相对的入口和出口，所述入口设置有与所述控制单元电性连接的第一温度检测件，所述出口设置有与所述控制单元电性连接的第二温度检测件，在所述第二温度检测件与所述第一温度检测件检测到的温差为负值时，所述控制单元缩小所述压力调节装置的开度。

进一步的，所述节流降压装置具有相对的前端和后端，所述后端的预定压强范围为0.2兆帕至1.0兆帕。

进一步的，所述节流降压装置包括毛细管。

进一步的，所述毛细管的口径为0.5毫米至2.0毫米，长度为100毫米至2000毫米。

进一步的，所述第二管路上还设有第二单向阀。

本实用新型的特点和优点是：提供一种热泵热水器，当在半胆加热模式下时，由于在第一管路上设置了节流降压装置，使得节流降压装置的后端压强在预定压强范围之内。该热泵热水器在半胆加热模式下，能够使得第二冷凝器中的冷媒参与热循环，从而能够始终有效保证热泵热水器内冷媒的循环量，使其具有较高的换热效率。特别是，仅通过在第一管路上设置成本低且无需电控的节流降压装置，不仅优化、简化了管路结构，而且实现了热泵热水器的可靠运行。该热泵热水器具有制造成本低、使用可靠性高的特点。

进一步的，该节流降压装置并联有旁通流道，该旁通流道上设置有阀门，用于在除霜模式下打开该旁通流道。当在该节流降压装置旁并联有设置阀门的该旁通流道，使得其在除霜模式下打开时，相对于现有的热泵热水器系统而言，由于冷媒流路上节流的结构较少，冷媒的流量相对较高，从而可以保证热泵热水器具有较高的制热量，缩短除霜时长。

附图说明

图1是本实用新型热泵热水器第一串联方式系统图；

图2是本实用新型热泵热水器第二串联方式系统图；

图3是本实用新型热泵热水器第一并联方式系统图；

图4是本实用新型热泵热水器第二并联方式系统图。

附图说明：

1-水箱；2-压缩机；3-蒸发器；41-第一冷凝器；42-第二冷凝器；51-第一管路；52-第二管路；53-第三管路；54-旁通流道；6-压力调节装置；61-第一电磁阀；62-节流降压装置；63-第一单向阀；64-第二电磁阀；65-第二单向阀。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

为了解决在半胆加热模式下中冷媒循环量无法保证的问题，中国专利CN201510067738.4给出了一种热泵热水器及其控制方法。该专利中，在半胆模式下，第一换热器单独运行，通过调节第一压力调节装置和/或蒸发器的风机转速，使第二压力调节装置入口端压力大于出口端压力，进而控制第二换热器内的冷媒可流入整个热泵加热系统。也就是说可以使积存于第二换热器或者泄漏进入第二换热器中的冷媒能够被有效利用，参与半胆加热模式的热循环，从而能够始终有效保证热泵热水器内冷媒的循环量，使其具有较高的换热效率。

本实用新型提供一种针对上述热泵热水器的进一步优化改进，其能够在始终有效保证热泵热水器内冷媒的循环量，使其具有较高的换热效率的前提下，优化整体结构，降低成本。

请参阅图1至图4，本申请实施方式中，提供一种热泵热水器，该热泵热水器可以包括：水箱1、压缩机2和蒸发器3，以及设置在所述压缩机2与蒸发器3之间且用于对所述水箱1中的水放热的第一冷凝器41和第二冷凝器42。所述第一冷凝器41具有相对的第一入口端和第一出口端，所述第一出口端通过第一管路51与所述蒸发器3相连通；所述第一管路51上设置有能将流入其内部的流体降压至预定压强范围的节流降压装置62。所述第二冷凝器42具有相对的第二入口端和第二出口端，所述第二出口端通过第二管路52连接至所述节流降压装置62至所述蒸发器3之间的第一管路51中。所述第一出口端或第一入口端至所述第二入口端之间设置有第三管路53，所述第三管路53上设置有第一电磁阀61。当所述第一电磁阀61处于关闭状态时，所述第一冷凝器41单独运行。

在本实施方式中，水箱1可以用于装水。具体的，水箱1可以整体呈中空的圆柱形壳体，当然，其也可以为其他形状，本申请在此并不作具体的限定。一般的，水箱1上还设置有冷凝器，高温高压的冷媒流经所述冷凝器时，能将热量传递给水箱1中的水。按照安装方式的不同，所述水箱1按照安装形式的不同可以分为横式内胆、竖式内胆，本申请在此并不作具体的限定。

在本实施方式中，该冷凝器可以设置在所述压缩机2与蒸发器3之间。具体的，所述第一冷凝器41、第二冷凝器42可位于所述水箱1的内部，例如所述第一冷凝器41、第二冷凝器42自上而下设置在所述水箱1的内部；或者，所述第一冷凝器41、第二冷凝器42也可以设置于所述水箱1的外壁上，具体的，本申请在此并不作具体的限定。

该冷凝器可以包括第一冷凝器41和第二冷凝器42。所述第一冷凝器41可以通过管路与所述第二冷凝器42相串联或并联。具体的，所述第一冷凝器41具有相对的第一入口端和第一出口端，所述第一出口端通过第一管路51与所述蒸发器3相连通。所述第一管路51上设置有能将流入其内部的流体降压至预定压强范围的节流降压装置62。

在本实施方式中，第一管路51主要用于将第一冷凝器41与蒸发器3相连通。该第一管路51上设置有节流降压装置62，该节流降压装置62用于将第一冷凝器41流出的流体进行节流降压，使得流入蒸发器3的单位面积上的压力在预定压强范围内。具体的，所述节流降压装置62具有相对的前端和后端，所述后端的预定压强范围为0.2兆帕至1.0兆帕。也就是说，从冷凝器流出的冷媒流经该节流降压装置62后，其单位面积上的压力降至0.2兆帕至1.0兆帕之间。当然，该节流降压装置62后端的压强范围也可以根据实际的热泵热水器实际的需求作适用性调整。

在一个具体的实施方式中，该节流降压装置62可以为成本低且无需电控的毛细管。当节流降压装置62为毛细管的形式时，由于其成本较低，且选定预定口径和长度尺寸后，可保证该毛细管后端的压强(单位面积上的压力)在预定压强范围内，使用时可靠性较高。具体的，例如为了保证该毛细管的后端压强在0.2兆帕至1.0兆帕之间，所述毛细管的口径可以为0.5毫米至2.0毫米，长度可以为100毫米至2000毫米。

在本实施方式中，所述第二冷凝器42具有相对的第二入口端和第二出口端，所述第二出口端通过第二管路52连接至所述节流降压装置62至所述蒸发器3之间的第一管路51中。也就是说，该第二冷凝器42通过第二管路52与所述第一管路51相连接，进而与蒸发器3相连通。该第一管路51与第二管路52具有连接点，该连接点处可以设置有三通接头，以将第二管路52连入所述第一管路51中。当然，此处并不排除所述第一管路51和第二管路52分别与蒸发器3相连接的可能。

在本实施方式中，所述第一出口端或第一入口端至所述第二入口端之间设置有第三管路53，所述第三管路53上设置有第一电磁阀61，当所述第一电磁阀61处于关闭状态时，所述第一冷凝器41单独运行。如图1或图2所示，当所述第三管路53连接第一出口端至所述第二入口端时，所述第一冷凝器41与第二冷凝器42构成串联回路。如图3或图4所示，当第三管路53连接第一入口端至所述第二入口端时，所述第一冷凝器41与第二冷凝器42构成并联回路。

在该第三管路53上可以设置有控制其通断的第一电磁阀61，当该第一电磁阀61处于打开状态时，所述第一冷凝器41和第二冷凝器42均有冷媒流动，热泵热水器进入全胆加热模式。当第一电磁阀61处于关闭状态时，所述第一冷凝器41单独运行，热泵热水器进入半胆加热模式。

当在半胆加热模式下时，压缩机2中产生的高温高压的冷媒通过管路进入第一冷凝器41中，从而与水箱1中的水进行放热。由于在第一管路51上设置了节流降压装置62，使得节流降压装置62的后端压强在预定压强范围之内。由于第二冷凝器42的第二出口端通过第二管路52与该节流降压装置62的后端相连通，使得该第二冷凝器42的第二出口端压力较低，从而有利于第二冷凝器42将积存的冷媒向压力较低的第二出口端排出；同时管路中制热循环下冷媒也不易通过压力较低的第二出口端逆流进入该第二冷凝器42。整体上，该热泵热水器在半胆加热模式下，能够使得第二冷凝器42中的冷媒参与热循环，从而能够始终有效保证热泵热水器内冷媒的循环量，使其具有较高的换热效率。特别是，本申请实施方式中所提供的热泵热水器仅通过在第一管路51上设置成本低且无需电控的节流降压装置62，不仅优化、简化了管路结构，而且实现了热泵热水器的可靠运行。该热泵热水器具有制造成本低、使用可靠性高的特点。

在一个实施方式中，所述节流降压装置62的两端并联有旁通流道54，所述旁通流道54上设置有阀门，所述阀门包括下述中的任意一种或其组合：第一单向阀63、第二电磁阀64。

在本实施方式中，所述热泵热水器还包括设置在所述压缩机2出口端的四通阀，所述四通阀具有第一位置和第二位置，当所述四通阀处于第一位置时，所述热泵热水器处于制热模式，当所述四通阀处于第二位置时，所述热泵热水器处于除霜模式。在制热模式下，从压缩机2流出的高温高压冷媒先流经冷凝器与水箱1中的水换热后，然后再流经蒸发器3，最后返回该压缩机2。在除霜模式下，从压缩机2流出的高温高压冷媒先流经蒸发器3，对蒸发器3放热后除霜后，再流经冷凝器，最后返回该压缩机2。

在除霜模式下，为了尽可能避免冷媒在逆向流动的过程中流经该节流降压装置62时出现二次节流问题，可以在该节流降压装置62并联旁通流道54，该旁通流道54上设置有阀门，用于在除霜模式下打开该旁通流道54。当在该节流降压装置62旁并联有设置阀门的该旁通流道54，使得其在除霜模式下打开时，相对于现有的热泵热水器系统而言，由于冷媒流路上节流的结构较少，冷媒的流量相对较高，从而可以保证热泵热水器具有较高的制热量，缩短除霜时长。

具体的，所述阀门可以为具有单向导通功能的第一单向阀63。所述蒸发器3具有相对的入口和出口，流体自所述第一冷凝器41的第一出口端流动至所述蒸发器3的入口的方向为第一方向，与所述第一方向相反的流动方向为第二方向，所述第一单向阀63沿着所述第二方向单向导通。此时，从蒸发器3流出的冷媒可以通过该单向阀流向冷凝器，最后返回压缩机2。当该阀门为单向阀的形式时，由于其成本低，且无需电控，因此能够进一步保证该热泵热水器具有较低的成本和较高的可靠性。

此外，所述阀门也可以为具有通断功能的第二电磁阀64。所述热泵热水器处于除霜模式时，所述第二电磁阀64处于打开状态。此时，从蒸发器3流出的冷媒可以通过该单向阀流向冷凝器，最后返回压缩机2。

在一个实施方式中，该热泵热水器还可以包括压力调节装置6，所述压力调节装置6设置在所述节流降压装置62至所述蒸发器3之间的第一管路51上，或者所述第二管路52上。

在本实施方式中，为了保证靠近系统稳定运行，流出的冷媒能够最大程度地气化，所述第二管路52上或者所述节流降压装置62至所述蒸发器3之间的第一管路51上还可以设置有压力调节装置6。具体的，所述压力调节装置6可为电子膨胀阀或毛细管或热力膨胀阀的形式，当然该压力调节装置6还可以为其他压力可调的形式，本申请在此并不作具体的限定。

进一步的，该热泵热水器还可以包括：与所述压力调节装置6电性连接的控制单元。所述蒸发器3具有相对的入口和出口，所述入口设置有与所述控制单元电性连接的第一温度检测件，所述出口设置有与所述控制单元电性连接的第二温度检测件，在所述第二温度检测件与所述第一温度检测件检测到的温差为负值时，所述控制单元控制所述压力调节装置6缩小开度。

一般情况下，该压力调节装置6处于全开的状态。例如在周围环境温度比较低的情况下，假如出现出口温度与入口温度的温差为负值时，表示从蒸发器3流出的冷媒没有蒸发完全，存在气液混合物。此时，控制单元可以根据该温度信号，缩小压力调节装置6的开度，进行节流，缩小流入蒸发器3的流量，进而有利于提高冷媒的气化程度，保证系统稳定运行。

在一个实施方式中，所述第二管路52上还可以设有第二单向阀65。该第二单向阀65用于保证在热泵热水器处于半胆加热模式下，管路中出现压力波动时，冷媒不会逆流流入第二冷凝器42中。当在热泵热水器处于除霜模式下，由于该第二单向阀65的阻流作用，从压缩机2流经蒸发器3的冷媒仅从旁通流道54流入第一冷凝器41，该冷媒不再流经第二冷凝器42，从而可以减少冷媒从水箱1的水中吸收的热量，使得热泵热水器具有较佳的除霜效率。特别是对于图2所示的串联模式，冷媒无需流经压力调节装置6，使得冷媒具有较大的流量，进而可以保证热水热水器在除霜模式下具有较高的制热量。

如图1所示，在一个具体的使用场景下，若所述热泵热水器需要在半胆加热模式工作，可选择所述第一冷凝器41单独运行，此时位于第三管路53上的第一电磁阀61处于关闭状态，从压缩机2流入的冷媒仅进入所述第一冷凝器41中；利用成本低且无需电控的节流降压装置62，可以保证第一冷凝器41和第二冷凝器42中积存的冷媒均流向所述蒸发器3中，进入整个热泵加热系统，参与制热循环。当在除霜模式下，从压缩机2流入的冷媒流经所述蒸发器3、旁通流路、第一冷凝器41，最后返回压缩机2中。由于旁通流路中没有节流结构，有利于保证冷媒具有较大的流量，从而有利于保证热水热水器在除霜模式下具有较高的制热量。

以上所述仅为本实用新型的几个实施例，虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用于限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种热泵热水器，其包括水箱、压缩机和蒸发器，其特征在于，还包括：

设置在所述压缩机与蒸发器之间且用于对所述水箱中的水放热的第一冷凝器和第二冷凝器，

所述第一冷凝器具有相对的第一入口端和第一出口端，所述第一出口端通过第一管路与所述蒸发器相连通；

所述第一管路上设置有能将流入其内部的流体降压至预定压强范围的节流降压装置；

所述第二冷凝器具有相对的第二入口端和第二出口端，所述第二出口端通过第二管路连接至所述节流降压装置至所述蒸发器之间的第一管路中；

所述第一出口端或第一入口端至所述第二入口端之间设置有第三管路，所述第三管路上设置有第一电磁阀，当所述第一电磁阀处于关闭状态时，所述第一冷凝器单独运行。

2.如权利要求1所述的热泵热水器，其特征在于，所述节流降压装置的两端并联有旁通流道，所述旁通流道上设置有阀门，所述阀门包括下述中的任意一种或其组合：第一单向阀、第二电磁阀。

3.如权利要求2所述的热泵热水器，其特征在于，所述阀门为第二电磁阀，所述热泵热水器还包括设置在所述压缩机出口端的四通阀，所述四通阀具有第一位置和第二位置，当所述四通阀处于第一位置时，所述热泵热水器处于制热模式，当所述四通阀处于第二位置时，所述热泵热水器处于除霜模式，所述第二电磁阀处于打开状态。

4.如权利要求2所述的热泵热水器，其特征在于，所述阀门为第一单向阀，所述蒸发器具有相对的入口和出口，流体自所述第一冷凝器的第一出口端流动至所述蒸发器的入口的方向为第一方向，与所述第一方向相反的流动方向为第二方向，所述第一单向阀沿着所述第二方向单向导通。

5.如权利要求1至4任一所述的热泵热水器，其特征在于，还包括压力调节装置，所述压力调节装置设置在所述节流降压装置至所述蒸发器之间的第一管路上，或者所述第二管路上。

6.如权利要求5所述的热泵热水器，其特征在于，还包括：与所述压力调节装置电性连接的控制单元，

所述蒸发器具有相对的入口和出口，所述入口设置有与所述控制单元电性连接的第一温度检测件，所述出口设置有与所述控制单元电性连接的第二温度检测件，在所述第二温度检测件与所述第一温度检测件检测到的温差为负值时，所述控制单元缩小所述压力调节装置的开度。

7.如权利要求1至4任一所述的热泵热水器，其特征在于，所述节流降压装置具有相对的前端和后端，所述后端的预定压强范围为0.2兆帕至1.0兆帕。

8.如权利要求7所述的热泵热水器，其特征在于，所述节流降压装置包括毛细管。

9.如权利要求8所述的热泵热水器，其特征在于，所述毛细管的口径为0.5毫米至2.0毫米，长度为100毫米至2000毫米。

10.如权利要求5所述的热泵热水器，其特征在于，所述第二管路上还设有第二单向阀。