專利名稱：一種無儲水箱式熱泵熱水機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱泵熱水機(jī)，具體說是一種無儲水箱式熱泵熱水機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)、外市場上銷售及現(xiàn)有專利技術(shù)的熱泵熱水機(jī)，從理論上講，都可以達(dá) 到安全與節(jié)能目的。但是現(xiàn)有的熱泵熱水機(jī)至今還沒被大規(guī)模推廣使用，這是由于常規(guī)的 熱泵熱水機(jī)需要配備儲水箱，水流在熱交換器中多次循環(huán)與高溫高壓的制冷介質(zhì)進(jìn)行熱交 換，進(jìn)而被加熱至所需溫度，在使用過程中，儲水箱容易滋生細(xì)菌，且它的體積尺寸大，占據(jù) 空間大，制造成本高，銷售價格高，耗電部件多，輸入功率大。本申請人認(rèn)為既保證供熱水 的需要，又能使系統(tǒng)水質(zhì)干凈衛(wèi)生、高效、節(jié)能、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便是熱泵熱水機(jī)產(chǎn)品中一 個亟待解決的技術(shù)問題。為此，本申請人在之前申請有關(guān)熱泵熱水機(jī)專利的基礎(chǔ)上作出了 本實(shí)用新型。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無需儲水箱、水質(zhì)干凈衛(wèi) 生、能有效保證系統(tǒng)高效且正常運(yùn)轉(zhuǎn)的熱泵熱水機(jī)。本實(shí)用新型的發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種無儲水箱式熱泵熱水機(jī)，包括順次首 尾連接成循環(huán)回路的壓縮機(jī)、熱水發(fā)生總成、節(jié)流器、空氣制冷劑換熱器、節(jié)流管及氣液分 離器，節(jié)流管與氣液分離器之間設(shè)有除霜器，該熱泵熱水機(jī)內(nèi)還設(shè)有第一常閉電磁閥、第二 常閉電磁閥、常開電磁閥、第一單向閥及第二單向閥，第一常閉電磁閥連接在節(jié)流器與空氣 制冷劑換熱器之間，第二常閉電磁閥并聯(lián)連接在節(jié)流管的兩端，常開電磁閥與第一單向閥 串聯(lián)連接成一制冷劑通道，該通道的一端連接在熱水發(fā)生總成上，該通道的另一端連接在 第一常閉電磁閥與空氣制冷劑換熱器之間的管路上，第二單向閥的一端連通到常開電磁閥 與第一單向閥之間的管路上，另一端連通到節(jié)流管與除霜器之間的管路上，第一單向閥與 第二單向閥的流向輸入端均與常開電磁閥的輸出端連接，其特征在于所述熱水發(fā)生總成 包括加熱換熱器和儲熱換熱器，加熱換熱器包括第二制冷劑管道和第二水流管道，儲熱換 熱器包括第一制冷劑管道和第一水流管道，第一水流管道的進(jìn)水口外接水源，第二水流管 道的出水口外接熱水取水端，壓縮機(jī)的制冷劑輸出端、第二制冷劑管道、第一制冷劑管道及 節(jié)流器的制冷劑輸入端串聯(lián)連接成制冷劑流通管路，第一水流管道與第二水流管道串聯(lián)連 接成水流通道，第二制冷劑管道的輸出端與上述的制冷劑通道的輸入端連接，儲熱換熱器 外包裹有相變儲熱材料層。所述相變儲熱材料層外包裹有保溫層。所述第一水流管道的進(jìn)水口上裝有與進(jìn)水水流方向相同的進(jìn)水單向閥，進(jìn)水單向 閥的水流輸出端外接一回水管，回水管順次通過回水單向閥、回水循環(huán)泵、熱水取水端與第 二水流管道的出水口連接，當(dāng)回水循環(huán)泵工作時，出水口的輸出水沿?zé)崴∷?、回水循環(huán) 泵、回水單向閥回流到進(jìn)水口，回水單向閥的開啟方向與回水水流方向相同。[0007]所述加熱換熱器為殼管式換熱器、列管式換熱器、套管式換熱器或板式換熱器。所述儲熱換熱器為套片式換熱器或翅片式換熱器。所述加熱換熱器和儲熱換熱器封裝在一起。所述空氣制冷劑換熱器與除霜器封裝在一起。所述節(jié)流器為電子膨脹閥、毛細(xì)管或機(jī)械膨脹閥。所述節(jié)流管為毛細(xì)管。 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型所提供的熱泵熱水機(jī)，由于將熱水發(fā)生總成設(shè)置為加熱換熱器和儲熱 換熱器的組合，且在儲熱換熱器外包裹有相變儲熱材料層，使得儲熱換熱器成為水流的相 變儲熱裝置。因?yàn)槭褂昧讼嘧儍嵫b置來預(yù)熱常溫水，大大減小了系統(tǒng)制熱工作時壓縮機(jī) 的熱負(fù)荷，具有較高的供熱系數(shù)值，節(jié)能效果顯著；相變儲熱裝置放熱溫度均衡，具有很好 的保溫儲能效果，使系統(tǒng)供熱性能穩(wěn)定可靠；預(yù)熱的水流再經(jīng)過在加熱換熱器進(jìn)行第二次 熱交換，從而輸出足夠溫度的水流，進(jìn)而可以無需儲水箱而工作，從而避免水流在儲水箱中 滯留，保證了水質(zhì)干凈衛(wèi)生。同時，本技術(shù)方案還可使用相對小功率的壓縮機(jī)，可以減小冷凝器、蒸發(fā)器的體 積，從而可以縮小整機(jī)的體積；在室外或通風(fēng)良好的地方，只要接通電、水源，機(jī)器就可以全 天候工作，安裝和使用都很方便。另外，本實(shí)用新型所提供的熱泵衛(wèi)生熱水機(jī)，由于相變儲熱裝置的運(yùn)用，使機(jī)器可 以利用低谷電來儲熱，經(jīng)濟(jì)效益明顯。而且，本實(shí)用新型的熱泵熱水機(jī)還采用了本申請人之 前申請的熱泵熱水機(jī)的技術(shù)方案，它還有自動除霜功能，保證系統(tǒng)在低溫環(huán)境能正常使用。

附圖1為本實(shí)用新型最佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2為本實(shí)用新型最佳實(shí)施例所述熱水發(fā)生總成的結(jié)構(gòu)放大示意圖。附圖3為本實(shí)用新型最佳實(shí)施例中，水流管路的結(jié)構(gòu)放大示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。根據(jù)圖1至附圖2所示，本實(shí)用新型的無儲水箱式熱泵熱水機(jī)，包括順次首尾連接 成循環(huán)回路的壓縮機(jī)1、熱水發(fā)生總成2、節(jié)流器3、空氣制冷劑換熱器5-1、節(jié)流管7及氣液 分離器8，該循環(huán)回路為普通熱泵熱水機(jī)制熱運(yùn)行的基本回路，實(shí)現(xiàn)將壓縮機(jī)1輸出的高溫 高壓制冷劑(工質(zhì))向水體放熱，最終由氣液分離器輸出低溫低壓的制冷劑(工質(zhì))到壓 縮機(jī)1，完成一個制熱循環(huán)。節(jié)流管7與氣液分離器8之間設(shè)有除霜器5-2，保證在低溫環(huán) 境制熱工況下，室外機(jī)不會結(jié)霜，熱泵熱水機(jī)的正常工作。該熱泵熱水機(jī)內(nèi)還設(shè)有第一常閉 電磁閥4、第二常閉電磁閥6、常開電磁閥9、第一單向閥10及第二單向閥11。期間，第一常 閉電磁閥4連接在節(jié)流器3與空氣制冷劑換熱器5-1之間；第二常閉電磁閥6并聯(lián)連接在 節(jié)流管7的兩端；常開電磁閥9與第一單向閥10串聯(lián)連接成一制冷劑通道，該通道的一端 連接在熱水發(fā)生總成2上，該通道的另一端連接在第一常閉電磁閥4與空氣制冷劑換熱器 5-1之間的管路上；第二單向閥11的一端連通到常開電磁閥9與第一單向閥10之間的管路上，另一端連通到節(jié)流管7與除霜器5-2之間的管路上，第一單向閥10與第二單向閥11的 流向輸入端均與常開電磁閥9的輸出端連接。本實(shí)用新型是采取的熱水發(fā)生總成2包括加 熱換熱器2-1和儲熱換熱器2-2，加熱換熱器2-1包括第二制冷劑管道2-1-1和第二水流管 道2-1-2，儲熱換熱器2-2包括第一制冷劑管道2-2-1和第一水流管道2_2_2，第一水流管 道2-2-2的進(jìn)水口 12外接水源，第二水流管道2-1-2的出水口 13外接熱水取水端16，用戶 通過熱水取水端16即可獲得一定溫度的熱水。壓縮機(jī)的制冷劑輸出端、第二制冷劑管道、 第一制冷劑管道及節(jié)流器的制冷劑輸入端串聯(lián)連接成制冷劑流通管路，第一水流管道與第 二水流管道串聯(lián)連接成水流通道；第二制冷劑管道2-1-1的輸出端與上述的制冷劑通道的 輸入端連接，此時，第二水流通道的進(jìn)水口 14靠近第二制冷劑管道2-1-1的輸出端15，使 得制冷劑和水流在加熱換熱器2-1內(nèi)相對流向，更好地提高了熱交換效果，如圖2所示。儲 熱換熱器2-2外包裹有相變儲熱材料層2-2-3，期間，使用的相變材料為石蠟等，相變溫度 為45-100°C，與系統(tǒng)制熱溫度匹配。同時，為使相變儲熱材料層2-2-3有具有更好的保溫效 果，本實(shí)用新型所述相變儲熱材料層2-2-3外包裹有保溫層2-2-4。在本技術(shù)方案實(shí)施過程中，第一水流管道2-2-2的 進(jìn)水口 12上裝有與進(jìn)水水流方 向相同的進(jìn)水單向閥17，進(jìn)水單向閥17的水流輸出端外接一回水管18，回水管18順次通 過回水單向閥19、回水循環(huán)泵20、熱水取水端16與第二水流管道2-1-2的出水口 13連接， 構(gòu)成回水循環(huán)通道。當(dāng)回水循環(huán)泵20工作時，出水口 13的輸出水沿?zé)崴∷?6、回水 循環(huán)泵20、回水單向閥20回流到進(jìn)水口 12，回水單向閥19的開啟方向與回水水流方向相 同，如圖2和圖3所示。在設(shè)備安裝中，可設(shè)定一預(yù)設(shè)輸出溫度作為回水循環(huán)泵20的啟動 溫度，當(dāng)回水循環(huán)泵20檢測到水溫低于預(yù)設(shè)輸出溫度，回水循環(huán)泵20即啟動工作，出水口 13輸出的水流即通過回水通道輸入儲熱換熱器2-2和加熱換熱器2-1進(jìn)行繼續(xù)加熱，進(jìn)而 達(dá)到用戶所需的熱水溫度。期間，所述加熱換熱器2-1為殼管式換熱器、列管式換熱器、套管式換熱器，這些 類型的換熱器為內(nèi)管套外管的結(jié)構(gòu)形式，如圖1和圖2所示，或者為板式換熱器；而儲熱換 熱器2-2為套片式換熱器或翅片式換熱器。同時，為節(jié)省安裝空間，加熱換熱器2-1和儲熱換熱器2-2封裝在一起，實(shí)現(xiàn)共同 安裝在統(tǒng)一封裝體內(nèi)；空氣制冷劑換熱器5-1與除霜器5-2封裝在一起，安裝在同一的封裝 體5內(nèi)，實(shí)現(xiàn)兩者共同封裝。而節(jié)流器3為電子膨脹閥、毛細(xì)管或機(jī)械膨脹閥，節(jié)流管7則 為毛細(xì)管。本實(shí)用新型的工作原理為(1)在使用熱水的情況下熱泵系統(tǒng)自動啟動工作，常溫水從第一水流管道2-2-2 的進(jìn)水口 12進(jìn)入儲熱換熱器2-2，被相變儲熱材料層2-2-3預(yù)熱后進(jìn)入加熱換熱器2-1的 第二水流管道2-1-2，同時，被壓縮機(jī)1輸出的高溫高壓制冷劑蒸汽加熱后，經(jīng)出第二水流 管道2-1-2的出水口 13排出，提供熱水；期間，制冷劑從第一制冷劑管道2-2-1輸出后，第 一常閉電磁閥4和第二常閉電磁閥6不通電，處于導(dǎo)通狀態(tài)，常開電磁閥9也是不通電，處 于斷開狀態(tài)。制冷劑(工質(zhì))從壓縮機(jī)1輸出，流經(jīng)加熱換熱器2-1、儲熱換熱器2-2、節(jié)流 器3、第一常閉電磁閥4、空氣制冷劑換熱器5-1、第二常閉電磁閥6、除霜器5-2至氣液分離 器8，最終由氣液分離器8輸出低溫低壓的制冷劑(工質(zhì))到壓縮機(jī)1，完成熱泵循環(huán)。期 間，當(dāng)回水循環(huán)泵20檢測到水溫低于預(yù)設(shè)輸出溫度，回水循環(huán)泵20即啟動工作，出水口 13輸出的水流即通過回水通道輸入儲熱換熱器2-2和加熱換熱器2-1進(jìn)行繼續(xù)加熱，進(jìn)而達(dá) 到用戶所需的熱水溫度。(2)在不使用熱水的情況下當(dāng)相變儲熱材料層2-2-3的溫度低于相變溫度時，第 一常閉電磁閥4和第二常閉電磁閥6不通電，處于導(dǎo)通狀態(tài)，常開電磁閥9也是不通電，處 于斷開狀態(tài)。制冷劑(工質(zhì))從壓縮機(jī)1輸出，流經(jīng)加熱換熱器2-1、儲熱換熱器2-2、節(jié)流 器3、第一常閉電磁閥4、空氣制冷劑換熱器5-1、第二常閉電磁閥6、除霜器5-2至氣液分離 器8，最終由氣液分離器8輸出低溫低壓的制冷劑(工質(zhì))到壓縮機(jī)1，當(dāng)相變儲熱材料層 2-2-3的溫度高于相變溫度時，熱泵系統(tǒng)自動停機(jī)，從而完成儲熱過程。(3)除霜過程第一常閉電磁閥4和第二常閉電磁閥6通電，處于斷開狀態(tài)，常開 電磁閥9通電，處于導(dǎo)通狀態(tài)。此時，節(jié)流器3由于第一常閉電磁閥4的斷開而沒有制冷劑 (工質(zhì))流經(jīng)，從壓縮機(jī)1輸出的制冷劑(工質(zhì))流經(jīng)加熱換熱器2-1輸出、從閉合后的常 開電磁閥9分開輸出到第一單向閥10與第二單向閥11，同時，由于第二常閉電磁閥6通電 斷開，從空氣制冷劑換熱器5-1輸出的制冷劑(工質(zhì))只能流向節(jié)流管7。在此過程中，制 冷劑(工質(zhì))在除霜過程中的流經(jīng)路線如下由壓縮機(jī)1和常開電磁閥9輸出的制冷劑(工 質(zhì))被分成兩路，一路通過第一單向閥10、空氣制冷劑換熱器5-1、節(jié)流管7、除霜器5-2流 入氣液分離器8，另一路通過第二單向閥11、除霜器5-2匯集到氣液分離器8，然后統(tǒng)一由氣 液分離器8將低溫低壓的制冷劑(工質(zhì))輸送回壓縮機(jī)1，完成除霜過程。綜上所述，本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，將熱水發(fā)生總成2設(shè)置 為加熱換熱器2-1和儲熱換熱器2-2的組合，且在儲熱換熱器2-2外包裹有相變儲熱材料 層2-2-3，使得儲熱換熱器2-2成為水流的相變儲熱裝置，加熱換熱器2-1和儲熱換熱器 2-2相配成二次熱交換工作，實(shí)現(xiàn)一種無需儲水箱、水質(zhì)干凈衛(wèi)生、穩(wěn)定供熱水、除霜快速徹 底、體積小、造價低、功耗低、重量輕、安全可靠、使用方便的熱泵熱水機(jī)。
權(quán)利要求一種無儲水箱式熱泵熱水機(jī)，包括順次首尾連接成循環(huán)回路的壓縮機(jī)(1)、熱水發(fā)生總成(2)、節(jié)流器(3)、空氣制冷劑換熱器(5 1)、節(jié)流管(7)及氣液分離器(8)，節(jié)流管(7)與氣液分離器(8)之間設(shè)有除霜器(5 2)，該熱泵熱水機(jī)內(nèi)還設(shè)有第一常閉電磁閥(4)、第二常閉電磁閥(6)、常開電磁閥(9)、第一單向閥(10)及第二單向閥(11)，第一常閉電磁閥(4)連接在節(jié)流器(3)與空氣制冷劑換熱器(5 1)之間，第二常閉電磁閥(6)并聯(lián)連接在節(jié)流管(7)的兩端，常開電磁閥(9)與第一單向閥(10)串聯(lián)連接成一制冷劑通道，該通道的輸入端連接在熱水發(fā)生總成(2)上，該通道的輸出端連接在第一常閉電磁閥(4)與空氣制冷劑換熱器(5 1)之間的管路上，第二單向閥(11)的一端連通到常開電磁閥(9)與第一單向閥(10)之間的管路上，另一端連通到節(jié)流管(7)與除霜器(5 2)之間的管路上，第一單向閥(10)與第二單向閥(11)的流向輸入端均與常開電磁閥(9)的輸出端連接，其特征在于所述熱水發(fā)生總成(2)包括加熱換熱器(2 1)和儲熱換熱器(2 2)，加熱換熱器(2 1)包括第二制冷劑管道(2 1 1)和第二水流管道(2 1 2)，儲熱換熱器(2 2)包括第一制冷劑管道(2 2 1)和第一水流管道(2 2 2)，第一水流管道(2 2 2)的進(jìn)水口(12)外接水源，第二水流管道(2 1 2)的出水口(13)外接熱水取水端(16)，壓縮機(jī)的制冷劑輸出端、第二制冷劑管道、第一制冷劑管道及節(jié)流器的制冷劑輸入端串聯(lián)連接成制冷劑流通管路，第一水流管道與第二水流管道串聯(lián)連接成水流通道，第二制冷劑管道(2 1 1)的輸出端與上述的制冷劑通道的輸入端連接，儲熱換熱器(2 2)外包裹有相變儲熱材料層(2 2 3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無儲水箱式熱泵熱水機(jī)，其特征在于所述相變儲熱材料層 (2-2-3)外包裹有保溫層(2-2-4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無儲水箱式熱泵熱水機(jī)，其特征在于所述第一水流管道 (2-2-2)的進(jìn)水口(12)上裝有與進(jìn)水水流方向相同的進(jìn)水單向閥(17)，進(jìn)水單向閥(17) 的水流輸出端外接一回水管(18)，回水管(18)順次通過回水單向閥(19)、回水循環(huán)泵 (20)、熱水取水端(16)與第二水流管道(2-1-2)的出水口(13)連接，當(dāng)回水循環(huán)泵(20) 工作時，出水口(13)的輸出水沿?zé)崴∷?16)、回水循環(huán)泵(20)、回水單向閥(19)回流 到進(jìn)水口(12)，回水單向閥(19)的開啟方向與回水水流方向相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無儲水箱式熱泵熱水機(jī)，其特征在于所述加熱換熱器(2-1) 為殼管式換熱器、列管式換熱器、套管式換熱器或板式換熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無儲水箱式熱泵熱水機(jī)，其特征在于所述儲熱換熱器(2-2) 為套片式換熱器或翅片式換熱器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無儲水箱式熱泵熱水機(jī)，其特征在于所述加熱換熱器(2-1) 和儲熱換熱器(2-2)封裝在一起。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無儲水箱式熱泵熱水機(jī)，其特征在于所述空氣制冷劑換熱 器(5-1)與除霜器(5-2)封裝在一起。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無儲水箱式熱泵熱水機(jī)，其特征在于所述節(jié)流器(3)為電 子膨脹閥、毛細(xì)管或機(jī)械膨脹閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無儲水箱式熱泵熱水機(jī)，其特征在于所述節(jié)流管(7)為毛 細(xì)管。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種無儲水箱式熱泵熱水機(jī)，包括順次首尾連接成循環(huán)回路的壓縮機(jī)、加熱換熱器和儲熱換熱器、節(jié)流器、空氣制冷劑換熱器、節(jié)流管及氣液分離器，節(jié)流管與氣液分離器之間設(shè)有除霜器。壓縮機(jī)的制冷劑輸出端、加熱換熱器上的第二制冷劑管道、儲熱換熱器上的第一制冷劑管道及節(jié)流器的制冷劑輸入端串聯(lián)連接成制冷劑流通管路，儲熱換熱器上的第一水流管道與加熱換熱器上的第二水流管道串聯(lián)連接成水流通道，儲熱換熱器外包裹有相變儲熱材料層。本實(shí)用新型把熱換熱器設(shè)置成為水流的相變儲熱裝置，加熱換熱器和儲熱換熱器相配成二次熱交換工作，實(shí)現(xiàn)熱泵熱水機(jī)無需儲水箱工作、具有水質(zhì)干凈衛(wèi)生、穩(wěn)定供熱水、使用方便的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F24H7/02GK201706672SQ200920265738
公開日2011年1月12日 申請日期2009年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者董家明 申請人:董家明