專利名稱：節(jié)能型熱泵式熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種空氣源熱泵熱水器，尤其涉及一種高效節(jié)能的家用小型熱泵式熱水器，屬于能源類(lèi)供熱及空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，城鄉(xiāng)居民生活熱水的需求量越來(lái)越大，形成了一個(gè)量大面廣的熱水消費(fèi)市場(chǎng)。常規(guī)的燃?xì)鉄崴骱碗姛崴骶且韵拇罅績(jī)?yōu)質(zhì)能源為代價(jià)來(lái)生產(chǎn)低溫?zé)崴斐闪四茉吹膰?yán)重浪費(fèi)，在使用中還存在“煤氣中毒”、“觸電”等安全隱患。近年來(lái)太陽(yáng)能熱水器因其節(jié)能、環(huán)保優(yōu)勢(shì)在我國(guó)得到了迅猛的發(fā)展，但普遍存在初投資過(guò)高、水資源浪費(fèi)嚴(yán)重、管路腐蝕及影響建筑美觀等諸多問(wèn)題，尤其是在長(zhǎng)江三角洲地區(qū)，每到冬季或“梅雨”季節(jié)，太陽(yáng)能熱水器幾乎不能使用，只能完全依靠電能進(jìn)行輔助加熱?？諝馐且环N廣泛存在、平等給予和可自由利用的低品位能源，利用熱泵循環(huán)提高其能源品位后用于加熱生活熱水，可極大地節(jié)約直接用于熱水生產(chǎn)的電能和化石燃料，是一項(xiàng)極具開(kāi)發(fā)和應(yīng)用潛力的節(jié)能、環(huán)保新技術(shù)，極具實(shí)用價(jià)值。此外，空氣源熱泵熱水器從根本上消除了電熱水器漏電、干燒以及燃?xì)鉄崴鞴ぷ鲿r(shí)產(chǎn)生有害氣體等安全隱患，克服了太陽(yáng)能熱水器陰雨天不能工作等缺點(diǎn)，具有高效節(jié)能、安全環(huán)保、全天候運(yùn)行、使用方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合我國(guó)能源、社會(huì)、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方針，是我國(guó)最具競(jìng)爭(zhēng)力的新一代熱水器產(chǎn)品之一。
但是，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)和銷(xiāo)售的絕大多數(shù)空氣源熱泵熱水器都是按冬季工況進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工的。這些熱泵熱水器在過(guò)渡季和夏季工況下運(yùn)行時(shí)，制冷劑蒸發(fā)溫度(壓力)會(huì)隨著室外空氣溫度的升高而升高，毛細(xì)管兩端的壓差隨之減小，由于毛細(xì)管的長(zhǎng)度固定，使得流入熱泵蒸發(fā)器的制冷劑質(zhì)量流量減少，壓縮機(jī)吸氣過(guò)熱度增大，進(jìn)而影響壓縮機(jī)的容積效率和電機(jī)效率，甚至導(dǎo)致壓縮機(jī)無(wú)法正常工作。由此可見(jiàn)，按冬季工況設(shè)計(jì)的毛細(xì)管長(zhǎng)度并不能完全滿足全年運(yùn)行工況的需要，不僅使得空氣源熱泵熱水器的全年平均供熱性能系數(shù)難以提高，而且對(duì)壓縮機(jī)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行以及實(shí)際使用壽命產(chǎn)生不良影響。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種節(jié)能型熱泵式熱水器，解決熱泵式熱水器在全年運(yùn)行中的容量調(diào)節(jié)問(wèn)題，提高熱泵系統(tǒng)的季節(jié)能效比(EER)和經(jīng)濟(jì)性能。
為了實(shí)現(xiàn)這樣的目的，本實(shí)用新型對(duì)現(xiàn)有的熱泵式熱水器進(jìn)行了改進(jìn)，節(jié)流裝置采用一種并聯(lián)的雙毛細(xì)管結(jié)構(gòu)形式，用兩根不同長(zhǎng)度的毛細(xì)管來(lái)代替常規(guī)的熱泵熱水器中單一長(zhǎng)度的毛細(xì)管，兩根毛細(xì)管的長(zhǎng)度分別按照冬季和夏季典型工況進(jìn)行設(shè)計(jì)，在控制器的作用下通過(guò)一只“二位三通”制冷電磁閥加以切換。控制器具有兩個(gè)溫度傳感器，可分別對(duì)風(fēng)冷換熱器的進(jìn)風(fēng)溫度和儲(chǔ)熱水箱的熱水溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)獲得的溫度信號(hào)自動(dòng)控制壓縮機(jī)的啟/停、制冷電磁閥的切換以及軸流風(fēng)扇的風(fēng)量調(diào)節(jié)。
本實(shí)用新型由壓縮機(jī)、氣液分離器、干燥過(guò)濾器、制冷電磁閥、毛細(xì)管、風(fēng)冷換熱器、溫度傳感器及控制器等部件組成。壓縮機(jī)的排氣口與冷凝盤(pán)管進(jìn)口連接，冷凝盤(pán)管出口與干燥過(guò)濾器進(jìn)口連接，干燥過(guò)濾器出口與制冷電磁閥的進(jìn)口連接，制冷電磁閥的兩個(gè)出口分別與兩根長(zhǎng)度不等的毛細(xì)管連接，兩根毛細(xì)管的出口與蒸發(fā)盤(pán)管的進(jìn)口連接，蒸發(fā)盤(pán)管的出口經(jīng)氣液分離器與壓縮機(jī)的吸氣口連接，從而形成制冷劑的閉合循環(huán)通路。蒸發(fā)盤(pán)管和軸流風(fēng)扇組成風(fēng)冷換熱器，冷凝盤(pán)管直接放置在生活熱水箱的內(nèi)部，利用制冷劑的冷凝熱來(lái)加熱生活熱水?？刂破鞯妮斎攵伺c熱水溫度傳感器及進(jìn)風(fēng)溫度傳感器連接，輸出端分別連接壓縮機(jī)、制冷電磁閥及軸流風(fēng)扇。
本實(shí)用新型的壓縮機(jī)采用全封閉旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，在壓縮機(jī)吸氣側(cè)設(shè)有氣液分離器以防止壓縮機(jī)產(chǎn)生濕壓縮。節(jié)流裝置采用兩根并聯(lián)的毛細(xì)管(長(zhǎng)度不同)，可根據(jù)風(fēng)冷換熱器進(jìn)風(fēng)溫度的不同，在控制器的作用下，通過(guò)一只“二位三通”制冷電磁閥進(jìn)行自動(dòng)切換。在毛細(xì)管的上游管路上設(shè)有干燥過(guò)濾器，以避免制冷劑中的水分或雜質(zhì)造成管路的堵塞。風(fēng)冷換熱器由蒸發(fā)盤(pán)管和軸流風(fēng)扇組成，蒸發(fā)盤(pán)管為翅片管式結(jié)構(gòu)?？刂破饕詿崴疁囟葌鞲衅骱瓦M(jìn)風(fēng)溫度傳感器作為輸入量，用于控制壓縮機(jī)的自動(dòng)啟停、毛細(xì)管長(zhǎng)度自動(dòng)切換以及風(fēng)冷換熱器風(fēng)量的自動(dòng)調(diào)節(jié)。用戶可通過(guò)控制器在30～60℃范圍內(nèi)任意設(shè)熱水使用溫度，為了防止壓縮機(jī)的頻繁啟停，控制器將自動(dòng)生成一個(gè)低于設(shè)定溫度5℃的啟機(jī)溫度，當(dāng)水箱內(nèi)熱水溫度低于這一溫度時(shí)，控制器自動(dòng)啟動(dòng)壓縮機(jī)，直至熱水溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，壓縮機(jī)自動(dòng)停機(jī)。當(dāng)風(fēng)冷換熱器進(jìn)風(fēng)溫度低于某一設(shè)定溫度(如15℃)時(shí)，電磁閥在控制器的作用下，閥體進(jìn)行自動(dòng)切換，制冷劑通過(guò)較長(zhǎng)的毛細(xì)管，而當(dāng)進(jìn)風(fēng)溫度低于這一溫度時(shí)，電磁閥則失電復(fù)位，制冷劑通過(guò)短的毛細(xì)管，使制冷劑的循環(huán)流量與蒸發(fā)器吸熱能力相匹配，保證了空氣源熱泵熱水器在各種氣候條件下都具有較好的能效比。
本實(shí)用新型采用雙毛細(xì)管的節(jié)流裝置，可根據(jù)風(fēng)冷換熱器入口的空氣溫度進(jìn)行自動(dòng)切換。本實(shí)用新型有效地解決了熱泵熱水器全年運(yùn)行中的系統(tǒng)匹配及容量調(diào)節(jié)問(wèn)題，改善了年度運(yùn)行的熱泵能效比和系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性能，具有高效節(jié)能、成本低廉、安全可靠、使用壽命長(zhǎng)、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，具有良好的推廣和應(yīng)用前景。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1中，干燥過(guò)濾器1、氣液分離器2、制冷電磁閥3、蒸發(fā)盤(pán)管4、軸流風(fēng)扇5、進(jìn)風(fēng)溫度傳感器6、外殼7、凝水盤(pán)8、毛細(xì)管9、壓縮機(jī)10、熱水溫度傳感器11、控制器12、冷凝盤(pán)管進(jìn)口13、冷凝盤(pán)管出口14。
具體實(shí)施方式
為
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
附圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖所示，本實(shí)用新型由干燥過(guò)濾器1、氣液分離器2、制冷電磁閥3、蒸發(fā)盤(pán)管4、軸流風(fēng)扇5、進(jìn)風(fēng)溫度傳感器6、外殼7、凝水盤(pán)8、毛細(xì)管9、壓縮機(jī)10、熱水溫度傳感器11組成。壓縮機(jī)10的排氣口與冷凝盤(pán)管進(jìn)口13連接，冷凝盤(pán)管出口14與干燥過(guò)濾器1進(jìn)口連接，干燥過(guò)濾器1的出口與制冷電磁閥3的進(jìn)口連接，制冷電磁閥3的兩個(gè)出口分別與兩根長(zhǎng)度不等的毛細(xì)管9連接，兩根毛細(xì)管9的出口與蒸發(fā)盤(pán)管4的進(jìn)口連接，蒸發(fā)盤(pán)管4的出口經(jīng)氣液分離器2與壓縮機(jī)10的吸氣口連接，從而形成制冷劑的閉合循環(huán)通路。凝水盤(pán)8設(shè)在蒸發(fā)盤(pán)管4下面，并通過(guò)底部一根凝水管將濕空氣在蒸發(fā)盤(pán)管表面結(jié)露形成的凝水導(dǎo)出。蒸發(fā)盤(pán)管4和軸流風(fēng)扇5組成風(fēng)冷換熱器。所有上述制冷部件中，除冷凝盤(pán)管外均被封裝在一外殼7內(nèi)，作為空氣源熱泵熱水器的室外機(jī)。控制器12的輸入端與熱水溫度傳感器11及進(jìn)風(fēng)溫度傳感器6連接，分別測(cè)量風(fēng)冷換熱器的進(jìn)風(fēng)溫度和儲(chǔ)熱水箱內(nèi)的熱水溫度，輸出端連接壓縮機(jī)10、制冷電磁閥3及軸流風(fēng)扇5，分別控制壓縮機(jī)10的自動(dòng)啟/停、制冷電磁閥3的自動(dòng)切換以及軸流風(fēng)扇5的風(fēng)量調(diào)節(jié)。
制冷劑的循環(huán)過(guò)程如下經(jīng)毛細(xì)管9節(jié)流后的液體制冷劑流入蒸發(fā)盤(pán)管4中，在軸流風(fēng)扇5的作用下與室外空氣進(jìn)行對(duì)流換熱，吸收空氣中的熱量而蒸發(fā)，然后經(jīng)氣液分離器2流入壓縮機(jī)10，被壓縮后進(jìn)入冷凝盤(pán)管，在此將冷凝熱釋放給儲(chǔ)熱水箱中的水，冷凝后的制冷劑液體經(jīng)干燥過(guò)濾器1、電磁閥3、毛細(xì)管9重新流入蒸發(fā)盤(pán)管4中，由此完成一次循環(huán)。
權(quán)利要求1.一種節(jié)能型熱泵式熱水器，主要包括蒸發(fā)盤(pán)管(4)、壓縮機(jī)(10)及節(jié)流裝置，其特征在于節(jié)流裝置采用并聯(lián)的雙毛細(xì)管結(jié)構(gòu)形式，壓縮機(jī)(10)的排氣口與冷凝盤(pán)管進(jìn)口(13)連接，冷凝盤(pán)管出口(14)與干燥過(guò)濾器(1)進(jìn)口連接，干燥過(guò)濾器(1)的出口與制冷電磁閥(3)的進(jìn)口連接，電磁閥(3)的兩個(gè)出口分別與兩根長(zhǎng)度不等的毛細(xì)管(9)連接，兩根并聯(lián)毛細(xì)管(9)的出口與蒸發(fā)盤(pán)管(4)的進(jìn)口連接，蒸發(fā)盤(pán)管(4)的出口經(jīng)氣液分離器(2)與壓縮機(jī)(10)的吸氣口連接，從而形成制冷劑的閉合循環(huán)通路；蒸發(fā)盤(pán)管(4)和軸流風(fēng)扇(5)組成風(fēng)冷換熱器；控制器(12)的輸入端與熱水溫度傳感器(11)及進(jìn)風(fēng)溫度傳感器(6)連接，輸出端分別連接壓縮機(jī)(10)、制冷電磁閥(3)及軸流風(fēng)扇(5)。
專利摘要一種節(jié)能型熱泵式熱水器，由壓縮機(jī)、氣液分離器、干燥過(guò)濾器、毛細(xì)管、風(fēng)冷換熱器及控制器等部件組成。節(jié)流裝置采用并聯(lián)的雙毛細(xì)管結(jié)構(gòu)形式，兩根毛細(xì)管的長(zhǎng)度分別按冬季和夏季典型工況進(jìn)行設(shè)計(jì)，在控制器的作用下通過(guò)一只“二位三通”制冷電磁閥加以切換?？刂破骶哂袃蓚€(gè)溫度傳感器，可分別對(duì)風(fēng)冷換熱器的進(jìn)風(fēng)溫度和儲(chǔ)熱水箱的熱水溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)獲得的溫度信號(hào)自動(dòng)控制壓縮機(jī)的啟/停、制冷電磁閥的切換以及軸流風(fēng)扇的風(fēng)量調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型具有高效節(jié)能、成本低廉、安全可靠、使用壽命長(zhǎng)、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，有效地解決了熱泵熱水器全年運(yùn)行中的系統(tǒng)匹配及容量調(diào)節(jié)問(wèn)題，改善了年度運(yùn)行的熱泵能效比和系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性能，具有良好的推廣和應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)F24H4/04GK2733251SQ20042008125
公開(kāi)日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2004年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月29日
發(fā)明者吳靜怡, 曠玉輝, 王如竹, 許煜雄, 孫云康 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)