CN218096593U - 一种二级冷凝空气能热水机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种二级冷凝空气能热水机，包括水循环系统和冷媒循环系统；水循环系统，包括依次串联且组成闭环循环的冷凝器、储水箱和循环水泵；冷媒循环系统，包括依次串联且组成闭环循环的冷凝器、膨胀阀、蒸发器和压缩机；所述水循环系统和冷媒循环系统分别连通冷凝器内部两组独立且能够换热的流道；本二级冷凝空气能热水机通过增加二级冷凝换热，使使用端的回水和补水经过预热，再随储水箱内循环一同加热后，再进入水箱，降低储水箱内水温波动，保证储水箱的出水温度恒定，并且降低了系统内的冷凝压力很和冷凝温度，使热水机组效率显著提高，达到节能减排的效果，即提升用户体验度又降低了电费的支出。
Description
技术领域
本实用新型涉及空气能热水机技术领域，具体为一种二级冷凝空气能热水机。
背景技术
在酒店大厦等热水用水较为集中的场景中，使用空气能热水机相较与传统的燃气热水、电能热水等，具有较为优异的经济性，但是在实际使用中依旧存在一定的弊端，具体为：热水机采用循环供水，即酒店内部管道内的热水为非静止状态，持续进行循环，当热水经循环后，存在一定的热量损失，即回水端的温度低于储水箱的温度，当回水进入储水箱时，低温的回水会造成储水箱内水温波动，影响储水箱的出水温度波动；
同时热水经酒店内部循环后，热水存在使用消耗，即储水箱内水位降低，需要外置水源补水，而补水的水温远低于储水箱内水温，即回水温度和补水温度均低于储水箱温度，当热水损耗较少时，对储水箱内温度影响主要来源于回水温度，造成储水箱内水温波动，造成储水箱的出水温度不恒定；当酒店内热水使用高峰时，热水损耗增加，补水量增加，由于补水温度远低于回水和出水温度，造成储水箱内水温波动增加，当进入寒冬时，外界水温接近零度，会造成储水箱水温严重下降，出水温度不达标等情况，严重影响使用体验；
且大部分储水箱的补水系统采用自动化控制，即水位低于设定阈值时，自动补水，高于阈值时，自动停止补水，当储水箱内水位处于阈值附近时，内部用户在间歇性使用热水时，会造成补水系统的频繁开启，造成频繁性补水，储水箱内水温处于不断波动，最终体现在用户端即为水温忽冷忽热，使用体验较差。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种二级冷凝空气能热水机，通过增加二级冷凝换热，使用端的回水和补水提前预热后，随储水箱内循环后，再进入水箱，降低对储水箱内水温的波动，保证储水箱的出水温度恒定，提升用户体验，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种二级冷凝空气能热水机，包括水循环系统和冷媒循环系统；
水循环系统，包括依次串联且组成闭环循环的冷凝器、储水箱和循环水泵；
冷媒循环系统，包括依次串联且组成闭环循环的冷凝器、膨胀阀、蒸发器和压缩机；
所述水循环系统和冷媒循环系统分别连通冷凝器内部两组独立且能够换热的流道；
所述冷媒循环系统内的冷凝器的下游端串接二级冷凝器，所述二级冷凝器内的冷却水出口与循环水泵9的入口连通；
所述二级冷凝器的冷却水入口可与外置补水机构和/或回水机构连通。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述二级冷凝器的冷却水入口和/ 或出口处设置有止回阀。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述冷凝器包括二级冷凝腔和一级冷凝腔，所述二级冷凝腔的顶部和一级冷凝腔的底部连通，所述一级冷凝腔的底部和顶部分别连通设置有冷水入口和热水出口，所述二级冷凝腔底部连通设置有主管补水口；
所述一级冷凝腔和二级冷凝腔内分别布置有连通的一级螺旋盘管和二级螺旋盘管，所述二级螺旋盘管处于一级螺旋盘管的下游端。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述二级冷凝腔和一级冷凝腔为由内向外的同心圆环腔体，所述二级冷凝腔的轴线位置设置连通管，所述连通管连通二级冷凝腔的顶部和一级冷凝腔的底部。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述一级螺旋盘管的顶部设置冷媒入口，所述二级螺旋盘管的底部设置冷媒出口，所述一级螺旋盘管的底部与二级螺旋盘管的顶部通过连接管连通，所述连接管从连通管中穿过。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本二级冷凝空气能热水机相较于现有的空气能热水器，增加了二级冷凝器，该二级冷凝器主要是对使用端回水和补水的水温进行预加热，并随储水箱内循环，经过冷凝器二次加热后再进入水箱，保证储水箱的进水温度，从而降低储水箱温度波动；
同时通过增加二级冷凝器，利用补水水温与冷媒温差，再次降低冷媒循环管道内冷媒的温度，有助于降低管道内冷媒冷凝所需压力，从而降低压缩机能耗，换而言之，而且冷媒在经过膨胀阀膨胀后，获得更加低的初始温度，与外界的低温环境进行热能交换时，具有更加大的温度差，从而获得更多的热量搬运，从而提升整体系统的制热效果和工作效率。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型冷凝器示意图；
图3为本实用新型冷凝器俯视图；
图4为本实用新型A-A处剖视图；
图5为本实用新型B-B处剖视图；
图6为现有技术中空气热水器示意图。
图中：1、冷凝器；101、一级冷凝腔；102、二级冷凝腔；103、连通管； 104、一级螺旋盘管；105、二级螺旋盘管；106、连接管；107、冷媒入口； 108、冷媒出口；109、主管补水口；110、冷水入口；111、热水出口；2、储液罐；3、膨胀阀；4、蒸发器；5、气液分离器；6、压缩机；7、二级冷凝器；8、储水箱；801、回水口；802、出水口；803、冷水出口；804、热水入口； 805、罐体补水口；9、循环水泵；10、止回阀。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种二级冷凝空气能热水机，包括水循环系统和冷媒循环系统；
水循环系统，包括依次串联且组成闭环循环的冷凝器1、储水箱8和循环水泵9；
冷媒循环系统，包括依次串联且组成闭环循环的冷凝器1、膨胀阀3、蒸发器4和压缩机6；
水循环系统和冷媒循环系统分别连通冷凝器1内部两组独立且能够换热的流道；
冷媒循环系统内的冷凝器1的下游端串接二级冷凝器7，二级冷凝器7内的冷却水出口与循环水泵9的入口连通；
二级冷凝器7的冷却水入口可与外置补水机构和/或回水机构连通。
参阅图1，二级冷凝器7的冷却水入口和/或出口处设置有止回阀10，通过增加止回阀10，避免储水箱8内循环水通过补水管逆流进入市政水管。
参阅图2-图5，冷凝器1包括二级冷凝腔102和一级冷凝腔101，二级冷凝腔102的顶部和一级冷凝腔101的底部连通，一级冷凝腔101的底部和顶部分别连通设置有冷水入口110和热水出口111，二级冷凝腔102底部连通设置有主管补水口109；
一级冷凝腔101和二级冷凝腔102内分别布置有连通的一级螺旋盘管104 和二级螺旋盘管105，二级螺旋盘管105处于一级螺旋盘管104的下游端；
通过将主管补水口109与市政水管和使用端的回水管连通，进行补水和外循环的回水，补水和外循环回水首先进入到二级冷凝腔102，在二级冷凝腔 102内补水冷水自下而上流动，与二级螺旋盘管105进行换热，二级冷凝腔 102内的补水运动至顶部时，经过连通管103回流至一级冷凝腔101，再次自下而上流动，储水箱8内循环水从冷水入口110进入，与补水一同向上流动，与一级螺旋盘管104内冷媒进行热交换，从而使水温上升，随后经过热水出口111一同进入储水箱8内；
在此过程中，循环水泵9设置在热水出口111处，防止内部水倒流。
二级冷凝腔102和一级冷凝腔101为由内向外的同心圆环腔体，二级冷凝腔102的轴线位置设置连通管103，连通管103连通二级冷凝腔102的顶部和一级冷凝腔101的底部；
将二级冷凝腔102内置于一级冷凝腔101内部，仅需对一级冷凝腔101 外壁进行保温处理，尽管二级冷凝腔102与一级冷凝腔101之间存在热量交换，但热量依旧存在与水循环内，且当补水量较少时，二级冷凝腔102内水流流速较低，内部温度变化较小，对一级冷凝腔101的出水温度几乎无影响，且将二级冷凝器7与冷凝器1集成为一体，降低设备空间占用。
一级螺旋盘管104的顶部设置冷媒入口107，二级螺旋盘管105的底部设置冷媒出口108，一级螺旋盘管104的底部与二级螺旋盘管105的顶部通过连接管106连通，连接管106从连通管103中穿过，通过对一级冷凝腔101、二级冷凝腔102、一级螺旋盘管104和二级螺旋盘管105的结构设计，使冷媒循环从上向下流动，如图4-图5中黑色箭头流动方向；水循环从下向上流动，如图4-图5中白色箭头流动方向，即冷媒与水之间始终具有较大的过热温度差，利于两者之间的热量交换。
参阅图6，现有技术中，储水箱8的底部和顶部分别设置有用于回水和酒店大厦供水的回水口801和出水口802，与酒店内用水系统构成外循环，热水经外循环后存在一定的热水损耗和热量损耗，以60℃供水为例，即出水口802 水温约为60℃，回水口801的回水温度约为40℃，且为了补充水源，储水箱 8靠近底部位置设置罐体补水口805，罐体补水口805与市政供水连通，冬季市政水温约为5℃，当5℃市政水直接进入储水箱8后，将造成储水箱8内水温整体下降，使顶部出水口802的出水温度低于60℃，影响使用体验；
水循环系统内，储水箱8内热水存在自然温降，且顶部水温大于底部水温，因此在底部设置冷水出口803，顶部设置热水入口804，储水箱8内热水从冷水出口803流出，经泠凝器1加热后，经热水入口804回流储水箱8；
冷媒循环系统内，冷媒在冷凝器1处与水循环系统换热降温液化，流经储液罐2、干燥过滤器后，通过膨胀阀3气化降温，经蒸发器4与外界换热，吸收热量，随后经气液分离器5进行气液分离器，然后经压缩机6增压升温后，进入冷凝器1与水循环系统再次换热。
参阅图1，本申请，在接入二级冷凝器7后，将市政水和使用端回水与二级冷凝器7的主管补水口109连通，5℃市政水和使用端回水混合后，经二级冷凝器7加热后，温度约为40℃，再经过冷凝器1加热后，温度升至60℃以上后，再进入到储水箱8，即储水箱8的输入水始终在60℃以上，从而降低了储水箱8内的水温波动；
以R410a氟利昂冷媒为例，在使用时，储水箱8用于内循环的出水温度 40℃，压缩机6后排气温度约为80℃，冷媒经冷凝器1换热后，出口处冷媒温度约为43℃，即在冷凝器1两端，始终具有较大的温差，换热效率较高，若此时需要冷媒液化，则管道内冷媒压力需满足2.5Mpa以上；当加入二级冷凝器7后，冷媒经二级冷凝器7换热，冷媒温度降为约20℃，同样具有较大的温度差，利于热量的交换，同时此时若需冷媒液化，管道内压力仅需满足1.5Mpa即可，即降低了压缩机6的能耗，即降低整个设备的输入能源消耗；同时20℃的冷媒在经膨胀阀3膨胀气化后，自身温度再次降低，低于室外温度，相较原有43℃的冷媒气化，能够获得与外界温度更大的温度差，即在经过相同蒸发器4后，能够获得更多的热量交换，即提升蒸发器4的热量吸收，从而使整体系统以更少的电能损耗，获得更多的热能输入，同时有效降低储水箱8内水温波动，提升用户使用体验。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种二级冷凝空气能热水机，包括水循环系统和冷媒循环系统，其特征在于：
水循环系统，包括依次串联且组成闭环循环的冷凝器(1)、储水箱(8)和循环水泵(9)；
冷媒循环系统，包括依次串联且组成闭环循环的冷凝器(1)、膨胀阀(3)、蒸发器(4)和压缩机(6)；
所述水循环系统和冷媒循环系统分别连通冷凝器(1)内部两组独立且能够换热的流道；
所述冷媒循环系统内的冷凝器(1)的下游端串接二级冷凝器(7)，所述二级冷凝器(7)内的冷却水出口与循环水泵（9）的入口连通；
所述二级冷凝器(7)的冷却水入口可与外置补水机构和/或回水机构连通。
2.根据权利要求1所述的二级冷凝空气能热水机，其特征在于：所述二级冷凝器(7)的冷却水入口和/或出口处设置有止回阀(10)。
3.根据权利要求1所述的二级冷凝空气能热水机，其特征在于：所述冷凝器(1)包括二级冷凝腔(102)和一级冷凝腔(101)，所述二级冷凝腔(102)的顶部和一级冷凝腔(101)的底部连通，所述一级冷凝腔(101)的底部和顶部分别连通设置有冷水入口(110)和热水出口(111)，所述二级冷凝腔(102)底部连通设置有主管补水口(109)；
所述一级冷凝腔(101)和二级冷凝腔(102)内分别布置有连通的一级螺旋盘管(104)和二级螺旋盘管(105)，所述二级螺旋盘管(105)处于一级螺旋盘管(104)的下游端。
4.根据权利要求3所述的二级冷凝空气能热水机，其特征在于：所述二级冷凝腔(102)和一级冷凝腔(101)为由内向外的同心圆环腔体，所述二级冷凝腔(102)的轴线位置设置连通管(103)，所述连通管(103)连通二级冷凝腔(102)的顶部和一级冷凝腔(101)的底部。
5.根据权利要求3所述的二级冷凝空气能热水机，其特征在于：所述一级螺旋盘管(104)的顶部设置冷媒入口(107)，所述二级螺旋盘管(105)的底部设置冷媒出口(108)，所述一级螺旋盘管(104)的底部与二级螺旋盘管(105)的顶部通过连接管(106)连通，所述连接管(106)从连通管(103)中穿过。
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| CN202222305506.6U CN218096593U (zh) | 2022-08-30 | 2022-08-30 | 一种二级冷凝空气能热水机 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117647008A (zh) * | 2023-12-06 | 2024-03-05 | 浙江佳偶环境科技有限公司 | 一种具有除湿功能的空气能热水器 |
| US20240149645A1 (en) * | 2022-11-09 | 2024-05-09 | Haier Us Appliance Solutions, Inc. | Recreational vehicle and air conditioning assembly |
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2022
- 2022-08-30 CN CN202222305506.6U patent/CN218096593U/zh active Active
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