專利名稱：整體蜂窩狀夾套加熱式熱泵熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種熱泵熱水器，屬于能源類供熱技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，居民所購買的熱水器有三種類型即燃氣熱水器、電熱水器和太陽能熱水器。這三種類型的熱水器各有其優(yōu)缺點(1).燃氣熱水器流量大，升溫快，功率大，但使用會產(chǎn)生一氧化碳，存在安全隱患，不安全，熱利用效率極差，制熱系數(shù)在0.5～0.7；(2).電熱水器全天候的，不利因素耗電量大，運行費用較高，也存在安全隱患，制熱系數(shù)不會超過0.95。(3).太陽能熱水器節(jié)能、環(huán)保、安全。但在許多場合如高層住宅及城市中心地帶等是無法使用的，另外，受氣候條件的限制，在陰天是無法使用的。如用輔助電加熱器，則會存在安全隱患，此時耗能較大。
熱泵熱水器是一種在國外進入市場不久的新型熱水器，具有高效節(jié)能、安全對環(huán)境友好的特點。它的基本工作原理是運用工程熱力學(xué)的第二定律，即通過消耗少量的電能(或熱能)對壓縮機內(nèi)的工質(zhì)作功，從空氣源、水源或廢熱中吸取大量熱量，再向水源釋放。加熱量為消耗的電能在加上從空氣源中吸收的熱量，其數(shù)量值遠遠大于所消耗的電能。此外，熱泵熱水器安裝方便，地點不受限制，可同時為多個用水點提供熱水，是一種值得大力發(fā)展與推廣的產(chǎn)品，但其不利因素是目前由于部分部件是從國外進口的，成本較高，普通工薪階層難于接受。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題是采用強化傳熱技術(shù)，提高熱泵熱水器的整體性能和COP值。
本實用新型所提供的技術(shù)解決方案是一種整體蜂窩狀夾套加熱式熱泵熱水器，由高溫壓縮機6、整體蜂窩狀夾套式冷凝器9、蒸發(fā)器12、干燥過濾器14、膨脹閥13、風(fēng)扇10、控制器5、儲水罐16、進水管1、出水管15、氣壓平衡管7、溫度傳感器3組成，高溫壓縮機6的出氣口通過高壓蒸氣熱力循環(huán)管4與整體蜂窩狀夾套式冷凝器9的進氣口相連，冷凝器9出液口通過液體熱力循環(huán)管4連接到干燥過濾器14，再經(jīng)熱力膨脹閥13連接到蒸發(fā)器12入口，從蒸發(fā)器12出口通過低壓蒸氣熱力循環(huán)管4回到高溫壓縮機6入口，形成一閉合循環(huán)，其特征在于所述儲水罐16有內(nèi)筒18，有整體蜂窩狀夾套19纏繞在儲水罐內(nèi)筒18外壁。
整體蜂窩狀夾套19是將沖壓出一系列凹坑的薄鋼板用點焊接方式纏繞在儲水罐的內(nèi)筒18外壁，焊接采用人工或?qū)Ｓ煤附幽＞?，再逐點與筒體18相連接，從夾套外表面看呈蜂窩狀，里面的循環(huán)工質(zhì)的流動方向是上進下出；循環(huán)工質(zhì)直接與儲水罐內(nèi)筒18壁面相接觸，儲水罐內(nèi)筒18與外筒之間充填保溫材料17。
制冷劑采用R134a，從壓縮機6出來的高溫氣體進入整體蜂窩狀夾套式冷凝器9放出熱量變成高壓液體，從整體蜂窩狀夾套式冷凝器9出來后，經(jīng)熱力循環(huán)管4及膨脹閥13降壓后，變成低壓液體，進入蒸發(fā)器12，變成低壓蒸氣，經(jīng)熱力循環(huán)管4，回到高溫壓縮機6，形成一個工質(zhì)工作循環(huán)?？刂破?能自動實現(xiàn)熱泵熱水器的加熱或停機當儲水罐內(nèi)水溫達到設(shè)定的溫度上限時(最高設(shè)定值不超過60℃)，高溫壓縮機6停機；當用戶用水，或由于熱損，儲水罐的水溫降低，低于設(shè)定的下限值時，自動開機，儲水罐的水溫始終保持在一定的范圍之內(nèi)，全天24小時都能提供熱水。
本實用新型與現(xiàn)有的技術(shù)相比較，具有如下特點消除螺旋管壁導(dǎo)熱熱阻和接觸熱阻，傳熱效果好，結(jié)構(gòu)簡單，適宜批量化生產(chǎn)；并且不占用罐內(nèi)空間。制冷劑采用環(huán)保型產(chǎn)品R134a，對大氣臭氧層環(huán)境的的破壞極小，消耗的是電能，不產(chǎn)生任何環(huán)境污染，不產(chǎn)生溫室氣體，另外熱泵熱水器向外界傳遞的是冷量，對改善城市的日趨嚴重的溫室效應(yīng)、熱島效應(yīng)有著積極的作用。本實用新型的平均能效比在3.0以上，與目前市場上廣泛使用的電熱水器相比，節(jié)能達70％左右，能在晚上進行加熱，在我國居民實施峰谷分時電價的政策下，會給居民帶來更多的實惠。熱泵熱水器具有兩層筒體，兩層筒體之間采用保溫材料17，具有良好的絕熱性能，24小時內(nèi)的熱損很小。熱水與電不存在直接和間接接觸，不會發(fā)生任何觸電事故，是一種安全型熱水器。


圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為儲水罐的局部放大圖。
圖中進水管1、止回閥2、出水管15、控制器5、高溫壓縮機6、氣壓平衡管7、溫度表8、風(fēng)扇10、蒸發(fā)器12、膨脹閥13、干燥過濾器14、整體蜂窩狀夾套式冷凝器9、儲水罐16、保溫材料17、儲水罐內(nèi)筒18、溫度傳感器3、熱力循環(huán)管4、熱水器上部筒體11、整體蜂窩狀夾套19、凹坑頂部20。
具體實施方式
如圖1所示的整體蜂窩狀夾套加熱式熱泵熱水器，由高溫壓縮機6、整體蜂窩狀夾套式冷凝器9、蒸發(fā)器12、干燥過濾器14、膨脹閥13、風(fēng)扇10、控制器5、儲水罐16、進水管1、出水管3、氣壓平衡管7、溫度傳感器3組成，高溫壓縮機6的出氣口通過高壓蒸氣熱力循環(huán)管4與整體蜂窩狀夾套式冷凝器9的進氣口相連，整體蜂窩狀夾套式冷凝器9出液口通過液體熱力循環(huán)管4連接到干燥過濾器14，再經(jīng)熱力膨脹閥13連接到蒸發(fā)器12入口，從蒸發(fā)器12出口通過低壓蒸氣熱力循環(huán)管4回到高溫壓縮機6入口，形成一閉合循環(huán)；風(fēng)扇10安裝在蒸發(fā)器12附近；單向閥2安裝在冷水進水管1上，進水管1通過儲水罐16內(nèi)膽與熱水出水管15相連，儲水罐內(nèi)筒18的頂部裝有溫度計8和氣壓平衡管7，控制器5安裝在熱泵熱水器上部筒體11側(cè)面，與溫度傳感器3、高溫壓縮機6的電源開關(guān)及風(fēng)扇10電源開關(guān)相連；儲水罐內(nèi)筒體18與外筒體之間充填保溫材料17；高溫壓縮機6、蒸發(fā)器12、風(fēng)扇10、膨脹閥13及干燥過濾器14安裝在上部筒體11內(nèi)。
其中壓縮機6是熱泵熱水器的“心臟”，吸進低壓制冷劑蒸氣，壓縮并輸出高溫高壓蒸氣；蒸發(fā)器12的作用是通過吸收空氣源或水源的熱量，低壓液體變?yōu)榈蛪赫魵?；整體窩蜂狀夾套冷凝器9內(nèi)制冷劑是高溫高壓蒸氣(大于熱水溫度的上限值60℃)冷凝放熱，熱量由制冷劑傳給熱水，整體蜂窩狀夾套19是將整體薄鋼板沖壓成凹坑后，其凹坑頂部20焊接在儲水罐的內(nèi)筒18外壁，如圖2所示，焊接采用人工或?qū)Ｓ煤附幽＞?，夾套環(huán)繞儲水罐，該結(jié)構(gòu)形式消除了普通外纏繞式冷凝器做法與熱水罐壁的接觸熱阻及冷凝管本身的導(dǎo)熱熱阻，傳熱效率將提高，不占熱水罐內(nèi)膽體積，加熱面積大，夾套19對內(nèi)筒18有很好的加強作用，增加內(nèi)筒15的剛度，此結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵是整體蜂窩夾套的焊接技術(shù)，通過模具組裝，可進行大批量生產(chǎn)，降低成本。膨脹閥13可對高溫液態(tài)制冷劑進行節(jié)流降壓，也能調(diào)節(jié)循環(huán)流量，使進入壓縮機6的制冷劑蒸氣具有一定的過熱度，保證壓縮機的正常工作。干燥過濾器14安裝在膨脹閥13之前，能夠防止水分、灰塵等進入膨脹閥13造成堵塞。
該整體蜂窩狀夾套加熱式熱泵熱水器可分為制冷劑循環(huán)系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)四部分。
制冷劑的循環(huán)工作過程如下制冷劑蒸氣進入到壓縮機6后，被壓縮成高溫高壓蒸氣，進入到整體蜂窩狀夾套19內(nèi)冷凝，將熱量傳遞給儲水罐16里的水，使水升溫，冷凝器9內(nèi)的高溫工質(zhì)蒸氣變成高溫液體，經(jīng)膨脹閥13節(jié)流后成為低壓液體，進入到蒸發(fā)器12，吸收空氣中的熱量，低壓流體變成低壓蒸氣，再進入到壓縮機6，完成一個循環(huán)。
熱水系統(tǒng)的工作過程如下城市管網(wǎng)的自來水通過進水管1進入儲水罐16內(nèi)部，吸收整體蜂窩狀夾套冷凝器12的熱量，水升溫，達到設(shè)定穩(wěn)定后，水加熱停止，用戶用水時，水從出水管15流出，通過出水管15可同時向幾個供水點提供熱水。在進水管上安裝止回閥2，防止城市管網(wǎng)水壓降低時，儲水罐18內(nèi)已加熱的水倒流回城市管網(wǎng)，造成用戶的損失。
空氣系統(tǒng)的工作過程如下熱泵熱水器的上部筒體11(材料為不銹鋼)表面兩側(cè)鉆一系列小孔，在風(fēng)扇10推動作用下，空氣從一側(cè)小孔進入，流經(jīng)蒸發(fā)器12，蒸發(fā)器吸收空氣中的熱量，空氣被冷卻，溫度降低，從另一側(cè)小孔排出，也可另接短管，夏天將冷風(fēng)送入室內(nèi)，這部分冷空氣作為熱泵熱水器的副產(chǎn)品，給用戶帶來實際利益；冬天從室內(nèi)引入空氣，保證熱泵熱水器正常工作所需的溫度。
控制系統(tǒng)的工作過程如下安裝在熱水罐上的溫度傳感器3將熱電勢信號輸入控制器5，當熱水水溫達到設(shè)定值時，控制器發(fā)出信號給執(zhí)行器件即壓縮機6電源開關(guān)和風(fēng)扇10的電源開關(guān)，電源關(guān)閉，壓縮機和風(fēng)扇停止工作；當水溫低于設(shè)定的下限值時，控制器5向壓縮機和風(fēng)扇電源開關(guān)發(fā)出信號，壓縮機和風(fēng)扇開始工作，對水開始加熱。
本實用新型的使用不受天氣的限制，可安裝在室外、陽臺、車庫、閣樓間、屋頂及儲物室等方便的地方。適用于別墅、一般住戶、發(fā)廊、沐足、小型餐廳及快餐廳等場合。
權(quán)利要求1.一種整體蜂窩狀夾套加熱式熱泵熱水器，由高溫壓縮機(6)、整體窩蜂狀夾套式冷凝器(9)、蒸發(fā)器(12)、干燥過濾器(14)、膨脹閥(13)、風(fēng)扇(10)、控制器(5)、儲水罐(16)、進水管(1)、出水管(15)、氣壓平衡管(7)、溫度傳感器(3)組成，高溫壓縮機(6)的出氣口通過高壓蒸氣熱力循環(huán)管(4)與整體窩蜂狀夾套冷凝器冷凝器(9)的進氣口相連，冷凝器(9)出液口通過液體熱力循環(huán)管(4)連接到干燥過濾器(14)，再經(jīng)熱力膨脹閥(13)連接到蒸發(fā)器(12)入口，從蒸發(fā)器(12)出口通過低壓蒸氣熱力循環(huán)管(4)回到高溫壓縮機(6)入口，形成一閉合循環(huán)，其特征在于所述儲水罐(16)有內(nèi)筒(18)，有整體蜂窩狀夾套(19)纏繞在儲水罐內(nèi)筒(18)外壁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體蜂窩狀夾套加熱式熱泵熱水器，其特征在于所述整體蜂窩狀夾套(19)通過金屬板材環(huán)繞焊接在儲水罐內(nèi)筒(18)外壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的整體蜂窩狀夾套加熱式熱泵熱水器，其特征在于所述整體蜂窩狀夾套(19)面上沖壓有多個凹坑，其頂部(20)焊接在儲水罐內(nèi)筒(18)外壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體蜂窩狀夾套加熱式熱泵熱水器，其特征在于所述整體蜂窩狀夾套(19)內(nèi)的循環(huán)工質(zhì)的流動方向是上進下出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體蜂窩狀夾套加熱式熱泵熱水器，其特征在于循環(huán)工質(zhì)直接與儲水罐內(nèi)筒(18)壁面相接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體蜂窩狀夾套加熱式熱泵熱水器，其特征在于儲水罐內(nèi)筒(18)與外筒之間充填保溫材料(17)。
專利摘要一種整體蜂窩狀夾套加熱式熱泵熱水器，屬于熱泵熱水器技術(shù)領(lǐng)域。本實用新型的特征在于整體蜂窩狀夾套是將整體薄鋼板沖壓成凹坑后，其凹坑頂部焊接在儲水罐的內(nèi)筒外壁，環(huán)繞儲水罐，該結(jié)構(gòu)形式消除了普通外纏繞式冷凝器做法與熱水罐壁的接觸熱阻及冷凝管本身的導(dǎo)熱熱阻，傳熱效率將提高，不占熱水罐內(nèi)膽體積，加熱面積大，夾套對內(nèi)筒有很好的加強作用，增加內(nèi)筒的剛度。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、更節(jié)能省電、安全可靠及對環(huán)境友好等優(yōu)點。適用于各種建筑用戶，具有很好的推廣使用價值。
文檔編號F24D17/02GK2658624SQ20032011717
公開日2004年11月24日 申請日期2003年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月20日
發(fā)明者朱冬生, 汪南 申請人:華南理工大學(xué)