專利名稱：快熱式熱泵型熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱水器，具體地說(shuō)涉及熱泵型熱水器。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上的熱水產(chǎn)品分為兩大類即熱式熱水器和容積式熱水器。容積式電熱水器、真空管太陽(yáng)能熱水器和常規(guī)的家用熱泵熱水器都屬于容積式熱水產(chǎn)品；燃?xì)鉄崴?、即熱式電熱水器屬于即熱式熱水器。與容積式熱水產(chǎn)品相比，即熱式熱水產(chǎn)品具有方便快捷、體積小巧的優(yōu)點(diǎn)，燃?xì)鉄崴饕惨虼硕加幸欢ǖ臒崴魇袌?chǎng)份額；但即熱式電熱水器沒(méi)有形成主流產(chǎn)品，主要因?yàn)樗鼘?duì)電負(fù)荷的要求較高，冬天水溫較低情況下即熱式電熱水器需要10千瓦左右的功率才能滿足正常洗浴需要，目前我國(guó)家庭正常的用電線路無(wú)法承受此負(fù)荷。所以，市場(chǎng)上占有一定份額的電熱水器產(chǎn)品主要以容積式為主。
熱泵熱水器產(chǎn)品用電能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作，通過(guò)吸收空氣能源制造熱水。熱泵產(chǎn)品的能源輸入產(chǎn)出比可以達(dá)到1∶3以上，節(jié)能效果明顯。但熱泵熱水器工作性能受到空氣溫度的影響，供熱能力隨著季節(jié)而變化，無(wú)法保證即熱效果，所以，目前市場(chǎng)上的熱泵熱水產(chǎn)品以容積式為主。通過(guò)機(jī)組連續(xù)工作，小功率的熱泵設(shè)備就可以提供較大容積量的熱水，具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。和其他容積式熱水產(chǎn)品一樣，為了提供更多的熱水，就需要更大的水箱來(lái)儲(chǔ)水，而且需要的水箱往往是承壓式的，對(duì)于一些家庭和商業(yè)用戶來(lái)說(shuō)，占地面積較大且承壓的水箱，帶來(lái)的較高價(jià)格和住房空間的擁塞常常讓他們難以接受，因此影響了熱泵熱水器的推廣和使用。
發(fā)明目的
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種熱泵型熱水器，不需要較大體積、且承壓的儲(chǔ)熱箱(即上述的水箱)，即可為用戶使用熱水時(shí)提供高效的熱能，接近即熱使用熱水的效果。
本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種快熱式熱泵型熱水器，包括壓縮機(jī)、換熱器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器以及按上述順序連通于之間的制冷劑管路；所述換熱器包括儲(chǔ)熱箱、設(shè)置于儲(chǔ)熱箱內(nèi)的熱交換裝置，以及充填于儲(chǔ)熱箱內(nèi)的儲(chǔ)熱載體；所述制冷劑管路與熱交換裝置連通；所述熱交換裝置由制冷劑管路與自來(lái)水管路并聯(lián)構(gòu)成，或由兩者呈套管式構(gòu)成。
所述熱交換裝置由制冷劑管路與自來(lái)水管路并聯(lián)構(gòu)成，是指制冷劑管路與自來(lái)水管路徑向管壁緊密的貼合于一起；兩者管壁之間可以通過(guò)焊接或者擠壓成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，形成直接的導(dǎo)熱接觸面，接觸面越大、導(dǎo)熱效率越高；如所述的熱交換裝置的橫截面為“目”字型、或?yàn)椤叭铡弊中?、或?yàn)椤疤铩弊中?、或?yàn)椤?”字型、或?yàn)楸呛J串型、或?yàn)槠渌薪佑|點(diǎn)或面的多孔形式，其中一部分孔為制冷劑的通道，另一部分孔為自來(lái)水的通道。
所述熱交換裝置呈套管式結(jié)構(gòu)，是由制冷劑管路套于自來(lái)水管路外壁構(gòu)成，套管內(nèi)管中流動(dòng)的介質(zhì)是水，套管內(nèi)管與外管之間流動(dòng)的介質(zhì)是制冷劑。
所述熱交換裝置在換熱器的儲(chǔ)熱箱內(nèi)呈盤(pán)旋設(shè)置，或呈隊(duì)列設(shè)置。這兩種方式可根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定，無(wú)論是哪一種設(shè)置方式，當(dāng)自來(lái)水流動(dòng)供水且熱泵制熱工作時(shí)，制冷劑與自來(lái)水兩者在熱交換裝置中呈逆向流動(dòng)。所述熱交換裝置中的自來(lái)水管路為銅管、或?yàn)椴讳P鋼管、或?yàn)殄冧\管。以銅管為佳，其傳熱效率高。
所述熱交換裝置的進(jìn)出口與儲(chǔ)熱箱進(jìn)出口之間通過(guò)制冷劑管路、自來(lái)水管路連接，位于儲(chǔ)熱箱內(nèi)的制冷劑管路、自來(lái)水管路為等長(zhǎng)，或自來(lái)水管路長(zhǎng)于制冷劑管路。為了增強(qiáng)自來(lái)水吸熱升溫效果，在儲(chǔ)熱箱內(nèi)，自來(lái)水管路進(jìn)熱交換裝置之前或者出熱交換裝置之后可以增加一段換熱管道，與儲(chǔ)熱載體進(jìn)行熱交換。
有益效果與常規(guī)家用熱泵熱水器相比，本發(fā)明具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)一、縮小水箱體積常規(guī)家用熱泵熱水系統(tǒng)采用盤(pán)管換熱器，水箱中的水流動(dòng)性差，加之盤(pán)管中的熱泵制熱介質(zhì)和水箱中水的溫差小，因此換熱速度慢；本發(fā)明讓流動(dòng)的自來(lái)水直接與儲(chǔ)熱箱內(nèi)的儲(chǔ)熱載體、以及熱泵制熱介質(zhì)逆向換熱，因此換熱速度快；所以，在同等供熱量情況下，本發(fā)明可以節(jié)約1/3以上的儲(chǔ)熱箱(亦即水箱，下同)容積，縮小產(chǎn)品的占地空間，有助于產(chǎn)品的市場(chǎng)推廣。
二、取消承壓水箱本發(fā)明中由于儲(chǔ)熱箱是儲(chǔ)熱載體的容器，而非連接自來(lái)水管道用來(lái)供水的蓄水箱，因此不需要承壓，從而可以將家用熱泵熱水器的水箱結(jié)構(gòu)由承壓形式變?yōu)椴怀袎盒问?，大大降低熱泵產(chǎn)品的制造成本，同樣有助于產(chǎn)品的市場(chǎng)推廣。
三、提高熱泵工作效率熱泵工作提供的一部分熱能用來(lái)加熱儲(chǔ)熱箱中的儲(chǔ)熱載體，熱泵工作提供的更多熱能是兩種介質(zhì)在逆向流動(dòng)過(guò)程中直接交換，此時(shí)，熱泵在冷凝溫度較低的狀態(tài)下運(yùn)行，效率較高，所以，在給低溫水的直接加熱過(guò)程中熱泵效率高，節(jié)能效果也更突出。
四、克服了水垢的產(chǎn)生儲(chǔ)熱箱中的儲(chǔ)熱載體可以使用不易結(jié)垢的軟化水、油等，供水管中的自來(lái)水由入口時(shí)的較低溫度直接加熱成50度左右的熱水排出，也不易結(jié)垢，因此，快熱式熱泵型熱水器可保證熱泵系統(tǒng)工作性能長(zhǎng)期穩(wěn)定。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)框圖；圖2為圖1中換熱器剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明包括壓縮機(jī)1、換熱器2、節(jié)流裝置3、蒸發(fā)器4以及按上述順序連通于之間的制冷劑管路5。如圖2所示，換熱器2包括儲(chǔ)熱箱6，設(shè)置于儲(chǔ)熱箱6內(nèi)的熱交換裝置7，以及充填于儲(chǔ)熱箱6內(nèi)的儲(chǔ)熱載體8，所述熱交換裝置7由制冷劑管路5與自來(lái)水管路9并聯(lián)構(gòu)成，在本實(shí)施例中采用焊接方法，使兩者徑向管壁緊密貼合于一起；熱交換裝置7的橫截面呈“目”字型(未提供圖示)，中間為制冷劑管路5，兩邊為自來(lái)水管路9；熱交換裝置7盤(pán)旋設(shè)置于換熱器2的儲(chǔ)熱箱6內(nèi)。仍如圖2所示，熱交換裝置7進(jìn)出口直接連接儲(chǔ)熱箱6的進(jìn)出口，進(jìn)出口位于儲(chǔ)熱箱同一側(cè)，熱交換裝置7進(jìn)出口與相應(yīng)的制冷劑管路5、自來(lái)水管路9連通，如圖中箭頭所示，兩種介質(zhì)在熱交換裝置7中呈逆向流動(dòng)。在本實(shí)施例中儲(chǔ)熱載體8選用軟化水，熱交換裝置7中的自來(lái)水管路選用銅管。
運(yùn)行方式當(dāng)儲(chǔ)熱箱中的溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，熱泵啟動(dòng)制熱運(yùn)行，高溫制冷劑經(jīng)制冷劑管路5流經(jīng)熱交換裝置7，將熱能釋放到儲(chǔ)熱載體8中，待該載體加熱到設(shè)定溫度，熱泵停止工作。當(dāng)用戶用熱水時(shí)，打開(kāi)自來(lái)水管路9開(kāi)關(guān)10，水流信號(hào)啟動(dòng)熱泵系統(tǒng)。高溫制冷劑、自來(lái)水由各自管路逆向流過(guò)熱交換裝置7，儲(chǔ)熱載體8、高溫制冷劑將熱量釋放給流動(dòng)的水，使得水在流動(dòng)的過(guò)程中不斷吸收熱能，由進(jìn)口時(shí)的低溫水迅速轉(zhuǎn)換為出口時(shí)的高溫?zé)崴?。?dāng)然，水的升高溫度與持續(xù)供應(yīng)熱水的時(shí)間，是與熱泵機(jī)組供應(yīng)熱能的多少，熱交換裝置的換熱面積，以及儲(chǔ)熱載體供應(yīng)熱能的多少有關(guān)的，供應(yīng)的熱能越多，出口水溫就會(huì)越高，有效熱水供應(yīng)的時(shí)間就會(huì)越長(zhǎng)。可根據(jù)需要選用合適的熱泵機(jī)組，就可以在一定時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)等同即熱用水的效果。
權(quán)利要求
1.一種快熱式熱泵型熱水器，包括壓縮機(jī)(1)、換熱器(2)、節(jié)流裝置(3)、蒸發(fā)器(4)以及按上述順序連通于之間的制冷劑管路(5)；所述換熱器(2)包括儲(chǔ)熱箱(6)、設(shè)置于儲(chǔ)熱箱內(nèi)的熱交換裝置(7)，以及充填于儲(chǔ)熱箱內(nèi)的儲(chǔ)熱載體(8)；其特征在于熱交換裝置(7)由制冷劑管路(5)與自來(lái)水管路(9)并聯(lián)構(gòu)成，或由兩者呈套管式構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的一種快熱式熱泵型熱水器，其特征在于所述的熱交換裝置(7)由制冷劑管路(5)與自來(lái)水管路(9)并聯(lián)構(gòu)成，是指制冷劑管路(5)與自來(lái)水管路(9)徑向管壁緊密貼合于一起；制冷劑管路(5)與自來(lái)水管路(9)管壁之間通過(guò)焊接、或擠壓成并聯(lián)結(jié)構(gòu)；熱交換裝置(7)的橫截面為“目”字型、或?yàn)椤叭铡弊中汀⒒驗(yàn)椤疤铩弊中?、或?yàn)椤?”字型、或?yàn)楸呛J串型、或?yàn)槠渌薪佑|點(diǎn)的多孔形式。
3.如權(quán)利要求1所述的一種快熱式熱泵型熱水器，其特征在于所述的熱交換裝置(7)呈套管式結(jié)構(gòu)，是由制冷劑管路(5)套于自來(lái)水管路(9)外壁構(gòu)成，套管內(nèi)管中流動(dòng)的介質(zhì)是水，套管內(nèi)管與外管之間流動(dòng)的介質(zhì)是制冷劑。
4.如權(quán)利要求1所述的一種快熱式熱泵型熱水器，其特征在于熱交換裝置(7)在換熱器(2)的儲(chǔ)熱箱(6)內(nèi)呈盤(pán)旋設(shè)置，或呈隊(duì)列設(shè)置。
5.如權(quán)利要求1所述的一種快熱式熱泵型熱水器，其特征在于自來(lái)水流動(dòng)供水且熱泵制熱工作時(shí)，制冷劑與自來(lái)水兩者在熱交換裝置(7)中呈逆向流動(dòng)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種快熱式熱泵型熱水器，其特征在于熱交換裝置(7)的進(jìn)出口直接連接儲(chǔ)熱箱(6)進(jìn)出口；或之間通過(guò)制冷劑管路(5)、自來(lái)水管路(9)連接，位于儲(chǔ)熱箱(6)內(nèi)的制冷劑管路(5)、自來(lái)水管路(9)為等長(zhǎng)，或自來(lái)水管路(9)長(zhǎng)于制冷劑管路(5)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種快熱式熱泵型熱水器，其特征在于熱交換裝置(7)中的自來(lái)水管路(9)為銅管、或?yàn)椴讳P鋼管、或?yàn)殄冧\管。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種快熱式熱泵型熱水器，包括壓縮機(jī)、換熱器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器以及按上述順序連通于之間的制冷劑管路；所述換熱器包括儲(chǔ)熱箱、設(shè)置于儲(chǔ)熱箱內(nèi)的熱交換裝置，以及充填于儲(chǔ)熱箱內(nèi)的儲(chǔ)熱載體；所述制冷劑管路與熱交換裝置連通；所述熱交換裝置由制冷劑管路與自來(lái)水管路并聯(lián)構(gòu)成，或由兩者呈套管式構(gòu)成。本發(fā)明讓流動(dòng)的自來(lái)水直接與儲(chǔ)熱箱內(nèi)的儲(chǔ)熱載體、以及熱泵制熱介質(zhì)逆向換熱，因此換熱速度快、效率高，選用合適的熱泵機(jī)組，可以實(shí)現(xiàn)等同即熱用水的效果。本發(fā)明在同等供熱量情況下，可以節(jié)約儲(chǔ)熱箱容積，同時(shí)由于儲(chǔ)熱箱是儲(chǔ)熱載體的容器，而非連接自來(lái)水管道用來(lái)供水的蓄水箱，因此不需要承壓，從而大大降低熱泵產(chǎn)品的制造成本。
文檔編號(hào)F28D7/10GK1928453SQ20061009636
公開(kāi)日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2006年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月21日
發(fā)明者陳志強(qiáng) 申請(qǐng)人:陳志強(qiáng)