CN2864478Y - 热泵热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热泵热水器，包括压缩机(1)、蒸发器(2)、风扇(3)、膨胀阀(4)、冷凝器(5)、连接管(6)、储水箱(7)、冷水进水管(8)、热水出水管(9)、温度显示表(10)、温度控制器(11)、泄压阀(12)，储水箱(7)包括储水箱内胆(13)和储水箱外壳(14)，在储水箱内胆(13)与外壳(14)之间充满保温材料(15)，冷凝器(5)盘管放置在储水箱内胆(13)中，冷凝器(5)盘管为内外层双层套管，外层套管(16)与储水箱内胆(13)中的水直接接触，内层套管(17)为制冷剂流通管，内层套管(17)的外径小于外层套管(16)的内径，在内、外层套管之间形成与大气相通的腔室(18)，腔室(18)内充有一定量热导率高的液体。

Description

热泵热水器

技术领域

本实用新型涉及一种热泵热水器。

背景技术

目前，家用热水器主要包括燃气热水器、电热水器、太阳能热水器三类，这几类热水器存在一定的不足：燃气热水器如果安装使用不当会引起一氧化碳中毒，对人身安全造成隐患；电热水器存在漏电、干烧等安全隐患，且能耗大、费用高；太阳能热水器受天气气候的影响较大，不能实现全天候热水供给。上述的几类热水器已不能完全满足人们的要求。

热泵热水器是根据卡诺循环原理，通过一闭合热力循环使制冷剂的状态发生变化，在不同阶段吸收热量和释放热量，实现能量的传递和转换，达到将储水箱中的水加热升温的目的，从根本上消除了电热水器漏电、干烧以及燃气热水器工作时产生有害气体等安全隐患，其能效比也远高于燃气热水器和电热水器，具有高效节能，运行费用低，与电热水器和燃气热水器比较更安全可靠等优点，但现有的热泵热水器大多是将冷凝器盘管置于承压式储水箱中，盘管采用单层铜管，工作时冷凝器中的制冷剂处于高温高压状态，当冷凝管由于某些原因而破裂时，高温高压的制冷剂会进入储水箱而引起水箱中的压力升高，当泄压阀来不及完成泄压动作时，就会引起水箱破裂。而在专利号为02208431.2的实用新型专利“安全型热泵热水器”中，冷凝器盘管为内外层双层套管，外层管与热水箱储水箱内的水直接接触，内层管内充满循环工质，内、外层管之间至少形成一个与大气相通的空腔(空腔的中心线平行于双层套管的中心线)，其余部分为紧密接触。万一发生冷凝器盘管泄漏时，高温高压的工质将通过空腔迅速直接地排入大气，从而避免了工质泄漏到热水储水箱中而造成其高压破损。这种热泵热水器虽具备了一般热泵热水器的优点且安全可靠，但由于冷凝器盘管内、外层之间的空腔不能进行水与循环工质之间的热传递，内外层紧密接触部位的接触热阻很大，不利于热传导，影响了热泵热水器的换热效果，降低了能效比。此外，这种盘管外层管的结构形状比较特殊，生产工艺比较复杂，生产成本较高。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供一种热泵热水器，既安全可靠，又具有良好的换热效果。

本实用新型为解决问题采取的技术方案是：一种热泵热水器，包括压缩机、蒸发器、风扇、膨胀阀、冷凝器、连接管、储水箱、冷水进水管、热水出水管、温度显示表、温度控制器、泄压阀，通过连接管从压缩机出口连接到冷凝器入口，再从冷凝器出口连接到膨胀阀，经膨胀阀后连接到蒸发器入口，从蒸发器出口再接回到压缩机入口，形成一闭合热力循环，储水箱包括储水箱内胆和储水箱外壳，在储水箱内胆与外壳之间充满保温材料，冷凝器盘管放置在储水箱内胆中，冷凝器盘管为内外层双层套管，外层套管与储水箱内胆中的水直接接触，内层套管为制冷剂流通管，内层套管的外径小于外层套管的内径，在内、外层套管之间形成与大气相通的腔室，腔室内充有一定量热导率高的液体。

本实用新型所述内层套管比外层套管长，内层套管的两端与连接管相连接，外层套管的两端与内层套管紧密接合；所述外层套管的外壁上设有溢液口，所述腔室通过溢液口与大气相通。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：结构简单合理，冷凝器内、外层套管之间形成与大气相通的腔室，腔室内充有一定量热导率高的液体，这样既保证了热泵热水器的安全性，又提高了冷凝器盘管的传热效果，大大提高了其制热水的能力，增强了热水器的能效比。此外，这种结构形式的盘管生产技术非常成熟，生产工艺相对简单，成本较低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

图1为本实用新型的结构示意图

图2为本实用新型中冷凝器盘管的截面示意图

具体实施方式

根据图1、图2所示，一种热泵热水器，包括压缩机1、蒸发器2、风扇3、膨胀阀4、冷凝器5、连接管6、储水箱7、冷水进水管8、热水出水管9、温度显示表10、温度控制器11、泄压阀12。通过连接管6从压缩机1出口连接到冷凝器5入口，再从冷凝器5出口连接到膨胀阀4，经膨胀阀4后连接到蒸发器2入口，从蒸发器2出口再接回到压缩机1入口，形成一闭合热力循环。压缩机1、蒸发器2、风扇3安装在一起，置于同一壳体内，温度控制器11和泄压阀12安装在储水箱7的顶部。储水箱7包括储水箱内胆13和储水箱外壳14，在储水箱内胆13与外壳14之间充满保温材料15。冷凝器5盘管为内外层双层铜管，固定安装在储水箱内胆13的下部，内层套管17比外层套管16长，内层套管17的两端与连接管6相连接，外层套管16的两端与内层套管17采用焊接等方式紧密接合，外层套管16在进出储水箱外壳14和储水箱内胆13处与它们紧密接合，外层套管16与储水箱内胆13里的水直接接触，制冷剂在内层套管17内流动。内层套管17的外径小于外层套管16的内径，在内、外层套管之间形成与大气相通的腔室18，腔室18内充有一定量热导率高的液体(如高热导率的导热油、高浓度盐水等)，腔室18与位于储水箱7上部外层套管16外壁上的溢液口19相通。腔室18中热导率高的液体在出厂前充入，且留有一定的导热液热膨胀空间，充入后用密封螺帽20密封，避免在运输和安装过程中导热液体漏出，安装好后再拧下密封螺帽20。在此结构下，当冷凝器5的内层套管17发生制冷剂泄漏时，高温高压的制冷剂将使腔室18中的导热液体从溢液口19溢出，从而避免制冷剂直接泄漏到水箱中，造成水箱的压力过高而破损，保证了热泵热水器的安全性。并且，在冷凝器5盘管中由于导热液体与内、外层管均充分接触，保证其具有良好的换热性能。

本实用新型工作时，实现的是一个能量传递的过程。低温低压的制冷剂在蒸发器2中吸收大气中的热量Q₁汽化后进入在电力驱动下的压缩机1，压缩机1耗功W将低温低压的制冷剂压缩成高温高压的制冷剂气体(转化为制冷剂的内能)，制冷剂气体再通过连接管6输送到冷凝器5中，制冷剂在流过冷凝器5的时候向储水箱7里的水释放热量Q₂使得水温上升，从冷凝器5出来的制冷剂再流经膨胀阀4进入蒸发器2中接着下一次循环。通过能效比的计算可以看出：能效比ε＝Q₂/W＝(Q₁+W)/W＝Q₁/W+1＞1(正常情况下能效比可以达到3以上)，而电热水器的能效比一定小于1。由此可见，本实用新型节能降耗明显，运行费用低。

本实用新型具有自动控制、随时提供热水的功能。这是通过安装在储水箱7上部的温度控制器11来实现自动控制的。在电源接通的情况下，热泵热水器工作，当水箱里的水温升到某一设定的温度时，温度控制器11把信号传递给控制系统，控制系统再使压缩机1断电而使之停止运转。因为水箱里填有保温良好的保温材料15，所以这些热水可以储存一段时间。当由于时间过长导致水温下降到设定温度的下限值以下时，温度控制器11再将信号传递给控制系统，控制系统再使压缩机1通电而使之启动，使水温升高。当很长一段时间不用热水时，可以直接切断电源。

本实用新型储水箱7采用承压式设计，冷水进水管8可以直接连接到自来水管上，安装方便。

本实用新型的制冷剂采用R410A环保工质，ODP和GWP值均接近0，环保性能极佳。

Claims (3)

1、一种热泵热水器，包括压缩机(1)、蒸发器(2)、风扇(3)、膨胀阀(4)、冷凝器(5)、连接管(6)、储水箱(7)、冷水进水管(8)、热水出水管(9)、温度显示表(10)、温度控制器(11)、泄压阀(12)，通过连接管(6)从压缩机(1)出口连接到冷凝器(5)入口，再从冷凝器(5)出口连接到膨胀阀(4)，经膨胀阀(4)后连接到蒸发器(2)入口，从蒸发器(2)出口再接回到压缩机(1)入口，形成一闭合热力循环，储水箱(7)包括储水箱内胆(13)和储水箱外壳(14)，在储水箱内胆(13)与外壳(14)之间充满保温材料(15)，冷凝器(5)盘管放置在储水箱内胆(13)中，冷凝器(5)盘管为内外层双层套管，外层套管(16)与储水箱内胆(13)中的水直接接触，内层套管(17)为制冷剂流通管，其特征在于内层套管(17)的外径小于外层套管(16)的内径，在内、外层套管之间形成与大气相通的腔室(18)，腔室(18)内充有一定量热导率高的液体。

2、根据权利要求1所述的热泵热水器，其特征在于所述外层套管(16)的外壁上设有溢液口(19)，所述腔室(18)通过溢液口(19)与大气相通。

3、根据权利要求1所述的热泵热水器，其特征在于所述内层套管(17)比外层套管(16)长，内层套管(17)的两端与连接管(6)相连接，外层套管(16)的两端与内层套管(17)紧密接合。