CN209147440U - 一种温控式热泵热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温控式热泵热水器，包括：压缩机、冷凝器、节流器、蒸发器、水流管路和温控装置；压缩机具有集气口和排气口；冷凝器一端与压缩机的排气口相连；节流器一端与冷凝器的另一端相连；蒸发器一端与节流器的另一端相连，蒸发器另一端与压缩机的集气口相连；水流管路一路与冷凝器连接，另一路与蒸发器连接；温控装置设置在水流管路上，用于检测水流温度，并根据水流温度调节控制水流管路中的水流量。本实用新型通过温控装置，依据检测到的出、入水温度调节水流管路内的水流量以保证热平衡，并将水流管路内的水温控制在零度以上，避免水流管路结冰结霜，造成堵塞。

Description

一种温控式热泵热水器

技术领域

本实用新型涉及热泵热水器技术领域，特别是涉及一种温控式热泵热水器。

背景技术

目前市场上热水器种类繁多，有燃气热水器，储水式电热水器，电快热水器，太阳能及空气能热水器等。各热水器各有其优缺点，燃气热水器在安全性略差，且安装位置一般在阳台，水路长，安装不方便；储水式电热水器存在能效低，水量受限，结垢等问题；电快热水器的功率通常在3千瓦以上，一般家庭供电线路不能满足要求，且有漏电的安全性问题；空气能热水器，体型大，易结霜。

现有技术为针对以上问题，制造出一种热泵热水器，利用热泵原理与水换热，满足快热节能的特点，但该热水器不能对水流量和温度进行调控，且外排水管容易结冰结霜，影响热水器的工作效率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种能调控内部水流管路温度和水流量的温控式热泵热水器。

一种温控式热泵热水器，包括：

压缩机，压缩机具有集气口和排气口；

冷凝器，冷凝器一端与所述压缩机的排气口相连；

节流器，节流器一端与所述冷凝器的另一端相连；

蒸发器，蒸发器一端与所述节流器的另一端相连，蒸发器另一端与压缩机的集气口相连；

水流管路，一路与冷凝器连接，另一路与蒸发器连接；

温控装置，温控装置设置在水流管路上，用于检测水流温度，并根据水流温度调节控制水流管路中的水流量。

在其中一个实施例中，温控装置包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第一控制阀和第二控制阀；第一温度传感器设置在水流管路的进水端，第一控制阀、第二温度传感器依次设置在水流管路与冷凝器连接一路的热水出水端，第二控制阀、第三温度传感器依次设置在水流管路与冷凝器连接一路的冷却水出水端。

在其中一个实施例中，温控装置还包括控制器，控制器分别与第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第一控制阀以及第二控制阀电连接。

在其中一个实施例中，控制器还与压缩机相连接，通过控制压缩机的转速以调节水流温度。

在其中一个实施例中，还包括设置在水流管路上用于测量水流管路内水流量的流量传感器；流量传感器与控制器电连接。

在其中一个实施例中，流量传感器分别设置于水流管路的热水出水端和冷却水出水端。

在其中一个实施例中，水流管路的冷却水入水端还设置有用于采集废热水的吸水泵。

在其中一个实施例中，冷凝器和蒸发器上分别盘绕有用于提高换热效率的金属盘管。

在其中一个实施例中，水流管路与冷凝器和蒸发器通过壳管式的方式连接，冷凝器和蒸发器内部供水流通过的管束呈盘状或螺旋状。

与现有技术相比，本实用新型不仅满足安全、快速、节能的需要，还通过温控装置，依据检测到的出、入水温度调节水流管路内的水流量以保证热平衡，并将水流管路内的水温控制在零度以上，避免水流管路结冰结霜，造成堵塞。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的温控式热泵热水器的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的温控装置的结构框图；

图3为本实用新型一实施例提供的水流管路与蒸发/冷凝器连接的示意图；

图4为本实用新型另一实施例提供的水流管路与蒸发/冷凝器连接的示意图；

图5为本实用新型另一实施例提供的温控式热泵热水器的结构示意图；

其中：1、压缩机，2、冷凝器，3、节流器，4、蒸发器，5、水流管路，6、温控装置，7、流量传感器，8、吸水泵，9、金属盘管，61、第一温度传感器，62、第二温度传感器，63、第三温度传感器，64、第一控制阀，65、第二控制阀，66、控制器。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对温控式热泵热水器进行更全面的描述。附图中给出了温控式热泵热水器的首选实施例。但是，温控式热泵热水器可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对温控式热泵热水器的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在温控式热泵热水器的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种温控式热泵热水器包括：压缩机1、冷凝器2、节流器3、蒸发器4、水流管路5和温控装置6，压缩机1具有集气口和排气口；冷凝器2一端与所述压缩机1的排气口相连；节流器3一端与冷凝器2的另一端相连；蒸发器4一端与节流器3的另一端相连，蒸发器4另一端与压缩机1的集气口相连，压缩机1、冷凝器2、节流器3和蒸发器4形成闭合回路，供制冷介质在闭合回路内循环，使冷凝器2制热，蒸发器4制冷；水流管路5一路与冷凝器2连接，另一路与蒸发器4连接，水流流经冷凝器2时，吸收冷凝器2冷凝制冷介质产生的热量，变成热水；水流流经蒸发器4时，蒸发器4蒸发制冷介质而吸收水流热量，使管路内的水变成更低温的水；温控装置6设置在水流管路5上，用于检测水流温度，并根据水流温度调节控制水流管路5中的水流量，利用不同管路内的水流温差和水流量比例以保证热平衡，使热水(被冷凝器2加热后的水)温度适宜的同时保持冷却水(被蒸发器4冷却后的水)温度高于零度，防止水流管路结冰结霜造成堵塞。

进一步的，如图1所示，温控装置6包括第一温度传感器61、第二温度传感器62、第三温度传感器63、第一控制阀64、第二控制阀65，第一温度传感器61设置在水流管路5进水口处，用于检测入水温度；第二温度传感器62设置在与冷凝器2连接的热水管路出水端，用于检测热水温度；第三温度传感器63设置在与蒸发器4连接的冷却水管路出水端，用于检测冷却水温度；第一控制阀64设置在热水管路出水端，用于控制热水流量；第二控制阀65设置在冷却管路出水一端，用于控制冷却水流量；在热泵装置(包括压缩机1、冷凝器2、节流器3、蒸发器4)功率恒定的情况下，管路内水流量越小，热泵装置换热效率越高，因此，冷却水管路内的水流量过小时，容易被蒸发器4制冷至0℃以下，导致冷却水结霜结冰从而堵塞水流管路，使用者获知第一温度传感器61、第二温度传感器62和第三温度传感器63检测到的各管路水流温度后，通过调节第一控制阀64和第二控制阀65控制热水管路和冷却水管路内的水流量以保证热平衡，使热水(被冷凝器2加热后的水)温度适宜的同时保持冷却水(被蒸发器4冷却后的水)温度高于零度，防止水流管路结冰结霜造成堵塞。值得注意的是，热水管路出水端和冷却水管路出水端，指的是冷凝器2到热水管路出水口和蒸发器4到冷却水管路出水口的两段管路，并非仅仅限制在两个水流管路的出水口处。

进一步的，如图1和图2所示，温控装置6还包括控制器66，控制器66分别与第一温度传感器61、第二温度传感器62、第三温度传感器63、第一控制阀64以及第二控制阀65电连接，控制器66根据入水温度和热水温度的温差以及入水温度和冷却水温度的温差，对第一控制阀64和第二控制阀65进行控制，以调节冷却水流量和热水流量，保证热平衡。具体地，想要热水器正常工作，保证冷却水能正常流动即可，当冷却水的温度过低，可能产生结冰时，控制器66调节第二控制阀65增加冷却水的流量，即可提高冷却水的温度；当冷却水的温度过高，可能浪费冷却水时，控制器66调节第二控制阀65减小冷却水的流量，即可降低冷却水的温度。通过控制器66可自动调节水流管路内的水流量以保证热平衡，减少人工操作产生的麻烦。

进一步的，如图1所示，控制器66还可与压缩机1电连接，通过控制压缩机1的转速以调节水流温度。具体的，热水的温度除了水流量的限制外，还受压缩机1转速(最大功率)的影响，在出水量恒定的情况下，压缩机1转速越高，热水温度越高。因此，使用者可通过控制器66设定温度需求，进而调节压缩机1的转速以控制热水出水温度，满足使用者对淋浴舒适程度的要求。

进一步的，如图1所示，还包括设置在水流管路上用于测量水流管路5内水流量的流量传感器7，能更好的记录水流管路内的水流量数据，将流量传感器7与控制器66电连接，当流量传感器7检测到水流管路5内的水流量不足时，控制器66将停止压缩机1运转，从而防止热水器在无水时干烧。

进一步的，如图1所示，流量传感器7分别设置于热水管路出水端和冷却水管路出水端，可以分别检测热水管路和冷却水管路的水流量，防止热水器在其中任意一条管路无水时干烧。

进一步的，如图3所示，冷却水管路和热水管路可以为分别设立的独立的水流管路，由于水流管路独立，冷却水并未受到污染，可以二次利用，环保节能。进一步的，如图1和图3所示，冷却水管路入水端还设置有吸水泵9，用于采集废热水，充分利用废热水的热量，不仅节约了水资源，还能提高换热效率，节能环保。

进一步的，如图1所示，冷凝器2和蒸发器4上分别盘绕有用于提高换热效率的金属盘管7，水流管路5通过连接金属盘管7进行换热。具体地，金属盘管7分别盘绕在冷凝器2和蒸发器4上，热水管路与冷凝器2连接的一段管路置换为金属盘管7，冷却水管路与蒸发器4连接的一段管路置换为金属盘管7，利用金属导体的导热性强的特性，提高换热效率。

进一步的，如图4和图5所示，水流管路5与冷凝器2和蒸发器4通过壳管式的方式连接。具体地，当水流管路5与冷凝器2和蒸发器4通过壳管式的方式连接时，水流从壳管式冷凝/蒸发器的管束中经过，冷却介质在壳管式冷凝/蒸发器的壳体内被冷凝/蒸发，使得水流在其中换热，产生热水/冷却水。管束在冷凝器2和蒸发器4内呈盘状或螺旋状，可以增加接触面积，延长换热时间，使得冷凝和蒸发的效果更好。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种温控式热泵热水器，其特征在于，包括：

压缩机(1)，所述压缩机(1)具有集气口和排气口；

冷凝器(2)，所述冷凝器(2)一端与所述压缩机(1)的排气口相连；

节流器(3)，所述节流器(3)一端与所述冷凝器(2)的另一端相连；

蒸发器(4)，所述蒸发器(4)一端与所述节流器(3)的另一端相连，所述蒸发器(4)另一端与所述压缩机(1)的集气口相连；

水流管路(5)，一路与所述冷凝器(2)连接，另一路与所述蒸发器(4)连接；

温控装置(6)，所述温控装置(6)设置在水流管路(5)上，用于检测水流温度，并根据水流温度调节控制水流管路(5)中的水流量。

2.根据权利要求1所述的一种温控式热泵热水器，其特征在于，所述温控装置(6)包括第一温度传感器(61)、第二温度传感器(62)、第三温度传感器(63)、第一控制阀(64)和第二控制阀(65)；所述第一温度传感器(61)设置在水流管路(5)的进水端，所述第一控制阀(64)、第二温度传感器(62)依次设置在水流管路(5)与冷凝器(2)连接一路的热水出水端，所述第二控制阀(65)、第三温度传感器(63)依次设置在水流管路(5)与冷凝器(2)连接一路的冷却水出水端。

3.根据权利要求2所述的一种温控式热泵热水器，其特征在于，所述温控装置(6)还包括控制器(66)，所述控制器(66)分别与第一温度传感器(61)、第二温度传感器(62)、第三温度传感器(63)、第一控制阀(64)以及第二控制阀(65)电连接。

4.根据权利要求3所述的一种温控式热泵热水器，其特征在于，所述控制器(66)还与压缩机(1)电连接，通过控制压缩机(1)的转速以调节水流温度。

5.根据权利要求4所述的一种温控式热泵热水器，其特征在于，还包括设置在水流管路(5)上用于测量水流管路(5)内水流量的流量传感器(7)；所述流量传感器(7)与所述控制器(66)电连接。

6.根据权利要求5所述的一种温控式热泵热水器，其特征在于，所述流量传感器(7)分别设置于水流管路(5)的热水出水端和冷却水出水端。

7.根据权利要求6所述的一种温控式热泵热水器，其特征在于，所述水流管路(5)的冷却水入水端还设置有用于采集废热水的吸水泵(8)。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种温控式热泵热水器，其特征在于，所述冷凝器(2)和所述蒸发器(4)上分别盘绕有用于提高换热效率的金属盘管(9)。

9.根据权利要求1-7任一所述的一种温控式热泵热水器，其特征在于，所述水流管路(5)与所述冷凝器(2)和所述蒸发器(4)通过壳管式的方式连接，所述冷凝器(2)和蒸发器(4)内部供水流通过的管束呈盘状或螺旋状。