專利名稱：一種熱泵熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一種熱水器，特別是釆用熱泵方式對水進(jìn)行加熱水的 熱水器。
背景技術(shù)：
熱泵熱水器是釆用熱泵的原理制熱水，具有高效節(jié)能的優(yōu)點。國 外以二氧化碳為工質(zhì)，并使用二氧化碳專用壓縮機(jī)制作熱泵熱水器，
雖然這種熱水器有優(yōu)秀的性能，但造價昂貴，且技術(shù)要求高，目前在 國內(nèi)制造這種以二氧化碳為工質(zhì)的熱泵熱水器，在配套及整機(jī)加工生 產(chǎn)水平方面還有很大的差距。目前國內(nèi)現(xiàn)有的熱泵熱水器與空調(diào)的工作原理相似，釆用常規(guī)的
壓縮機(jī)和冷媒(最常用的如R22),主要存在以下缺點和問題。
1、 水溫溫度不高。受限于普通壓縮機(jī)的性能(壓縮機(jī)進(jìn)氣和排 氣的壓縮比和壓差的限制)和常規(guī)冷媒的物理特性，水溫最終只能達(dá) 到55度，強(qiáng)行升溫至60度時，熱泵系統(tǒng)已過熱停機(jī)。
2、 夏季頻繁過熱停機(jī)。在環(huán)境溫度較高的夏季，即使水溫遠(yuǎn)未 達(dá)到55度，熱泵系統(tǒng)已過熱停機(jī)，無法正常制熱。
3、 冬季制熱性能差，水溫低。在環(huán)境溫度較低的冬季，整體制 熱性能低下，如環(huán)境溫度為-10度，當(dāng)水溫加熱到45度時，制熱系數(shù)
(COP)已趨近l，并隨水溫的升高COP迅速下降。此時的熱泵系統(tǒng)不 但不節(jié)能反而耗能，水溫也難以繼續(xù)提升。
4、 熱泵系統(tǒng)壽命短。普遍反映熱泵熱水器的壽命只有l(wèi)-3年， 多數(shù)為壓縮機(jī)電機(jī)過熱燒毀導(dǎo)致的整機(jī)失效。
熱泵熱水器本應(yīng)在熱水量用量大的冬季和氣溫較低的北方地區(qū) 發(fā)揮節(jié)能降耗的作用，體現(xiàn)其運(yùn)行使用的經(jīng)濟(jì)性。然而上述問題使得現(xiàn)有的熱泵熱水器只能在南方四季溫暖的地區(qū)使用，加上熱泵熱水器 的成本較高，所以難以和電熱水器，燃?xì)鉄崴鬟M(jìn)行巿場竟?fàn)帯?br> 壓縮機(jī)是整個熱泵系統(tǒng)中溫度最高的部件，由電機(jī)的線圈發(fā)熱、 壓縮冷媒時的高溫氣體發(fā)熱、機(jī)械摩擦發(fā)熱所致。在自然散熱的情況 下，壓縮機(jī)線圈溫度接近120度，外殼溫度超過100度。壓縮機(jī)內(nèi)的持 續(xù)高溫對壓縮機(jī)是有害的，特別是線圈溫度超過120度時，電機(jī)壽命 縮短甚至燒毀。排氣溫度過高也影響冷凝器的換熱效率。強(qiáng)制冷卻在 大型空調(diào)機(jī)組的電機(jī)部位有應(yīng)用的案例，但小型空調(diào)用壓縮機(jī)是自然 冷卻和冷媒氣體冷卻，在空調(diào)工況下，正常情況不會導(dǎo)致壓縮機(jī)過熱。 但工作在熱泵熱水器工況的壓縮機(jī)，冷凝溫度高，系統(tǒng)壓力高，壓縮 機(jī)發(fā)熱量大，如果環(huán)境溫度高散熱不良，直接導(dǎo)致過熱停機(jī)甚至燒毀。 要提升壓縮機(jī)抗過載能力，必須改善冷卻條件。
在現(xiàn)有技術(shù)中，有一種用壓縮機(jī)散發(fā)的熱量加熱蒸發(fā)器中的冷媒 的技術(shù)方案，通過壓縮機(jī)對冷媒的加熱以達(dá)到回收壓縮機(jī)熱量，提高 制熱量的目的。該技術(shù)方案將壓縮機(jī)熱量用于加熱蒸發(fā)器中的冷媒， 回收的熱量輸回?zé)岜脙?nèi)循環(huán)，沒有將熱量直接輸出到熱泵循環(huán)之外， 實質(zhì)是一種回?zé)峤粨Q。該技術(shù)方案對出水溫度提升是沒有幫助的。
在現(xiàn)有技術(shù)中，還有一種利用風(fēng)冷卻壓縮機(jī)，同時具有熱能回收 的技術(shù)方法，該技術(shù)方案讓空氣先流經(jīng)壓縮機(jī)，使壓縮機(jī)降溫，經(jīng)壓 縮機(jī)加熱的空氣通過蒸發(fā)器回收熱量。該方式通過蒸發(fā)器僅回收了壓 縮機(jī)散發(fā)的部分熱量，且回收的熱量輸入到熱泵循環(huán)之內(nèi)，沒有直接 輸出到熱泵循環(huán)之外，實質(zhì)還是一種不完全的回?zé)峤粨Q。該技術(shù)方案 對熱水器出水溫度提升沒有幫助。
現(xiàn)有的熱泵熱水器不做壓縮機(jī)保溫，雖然基本保證了自然散熱的 效果，但運(yùn)行在低溫環(huán)境時對系統(tǒng)的能效極為有害。熱泵系統(tǒng)經(jīng)壓縮 機(jī)外殼對環(huán)境大量放熱、冷熱源溫差加大導(dǎo)致的熱泵循環(huán)能效的下降是造成冬季制熱性能低下的主要原因，特別是經(jīng)壓縮機(jī)外殼對環(huán)境大 量放熱是導(dǎo)致制熱性能系數(shù)C0P小于1. 0的主要原因。
因為現(xiàn)有熱泵熱水器繼承了空調(diào)壓縮機(jī)的自然冷卻方式，但因系 統(tǒng)壓力大，壓縮機(jī)發(fā)熱量嚴(yán)重，在環(huán)境溫度較高的夏季會出現(xiàn)頻繁的 過熱停機(jī)；由于依賴自然冷卻，壓縮機(jī)的散熱性能并不好，在提升系 統(tǒng)壓力以獲得更高水溫的過程中，系統(tǒng)的抗過載能力弱，強(qiáng)行升水溫
至60度時，熱泵系統(tǒng)已過熱停機(jī)，無法獲得更高的水溫；由于壓縮機(jī) 長時間的處于過載又無良好冷卻，壓縮機(jī)的使用壽命縮短；釆用自然
冷卻的壓縮機(jī)無法同時實現(xiàn)對壓縮機(jī)的保溫，冬季環(huán)境溫度低時從壓 縮機(jī)散失大量熱量，導(dǎo)致熱泵熱水器環(huán)境低溫時性能低下，甚至出現(xiàn)
制熱性能系數(shù)(COP)小于l. 0。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，使用普通的壓縮機(jī)和常規(guī)冷媒，通過回?zé)峤?換方式、對壓縮機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制冷卻、將由冷凝換熱器中流出的熱水進(jìn)行 二次加熱、對加熱系統(tǒng)進(jìn)行保溫?zé)峄厥盏燃夹g(shù)方案，對系統(tǒng)進(jìn)行全面 優(yōu)化，延長壓縮機(jī)使用壽命，改善系統(tǒng)的整體能效，顯著提高在低溫 環(huán)境的熱水加熱性能，拓展適用的地區(qū)，提升巿場推廣能力和竟?fàn)幜Α?為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是釆用一種熱泵熱水器，包 括壓縮機(jī)、冷凝換熱器、膨脹閥、蒸發(fā)換熱器、冷水接口、熱水接口，
所述熱泵熱水器還包括壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器；
所述壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器套裝在壓縮機(jī)的外殼上，所述壓縮機(jī)內(nèi)的 冷媒在壓縮機(jī)、冷凝換熱器、膨脹閩、蒸發(fā)換熱器內(nèi)循環(huán)，水由冷水 接口流入，經(jīng)蒸發(fā)換熱器和壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器從熱水接口流出。
其中，所述壓縮機(jī)內(nèi)的冷媒在由壓縮機(jī)、經(jīng)冷凝換熱器流出后流 入回?zé)釗Q熱器、從回?zé)釗Q熱器中流出的冷媒流經(jīng)膨脹閥、蒸發(fā)換熱器 后，所述冷媒再次流經(jīng)回?zé)釗Q熱器，從所述回?zé)釗Q熱器流出后流回到 壓縮機(jī)。其中，在所述壓縮機(jī)上設(shè)有冷媒流出口和冷媒流入口，在所述冷 凝換熱器上設(shè)有冷媒流入口、冷媒流出口，在所述冷凝換熱器上還設(shè) 有水流入口、水流出口，在所述回?zé)釗Q熱器上設(shè)有冷媒第一流入口、 冷媒第一流出口、冷媒第二流入口、冷媒第二流出口，在所述蒸發(fā)換 熱器上設(shè)有冷媒流入口、冷媒流出口，在所述壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器設(shè)有 水流入口和水流出口。
其中，所述壓縮機(jī)上的冷媒流出口經(jīng)管路與冷凝換熱器上的冷媒 流入口連接，所述冷凝換熱器上的冷媒流出口經(jīng)管路與回?zé)釗Q熱器上 的冷媒第一流入口連接，所述回?zé)釗Q熱器上的冷媒第一流出口經(jīng)管路 與膨脹閥的一端連接，所述膨脹閥的另一端經(jīng)管路與蒸發(fā)換熱器的冷 媒流入口連接，所述蒸發(fā)換熱器的冷媒流出口經(jīng)管路與回?zé)釗Q熱器的 冷媒第二流入口連接，所述回?zé)釗Q熱器的冷媒第二流出口經(jīng)管路與壓 縮機(jī)冷媒流入口連接。
其中，所述冷水接口經(jīng)管路與冷凝換熱器上的水流入口連接，所 述冷凝換熱器上的水流出口經(jīng)管路與壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器上的水流入 口連接，所述壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器上的水出口經(jīng)管路與熱水接口連接。
其中，所述壓縮機(jī)是電驅(qū)動單元與壓縮單元為一體的壓縮機(jī)。
其中，套裝在所述壓縮機(jī)外殼上的壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器是與壓縮機(jī) 一體化或非 一體化換熱器，所述與壓縮機(jī)一體化或非 一體化換熱器是 盤管式換熱器或是水套式換熱器，在所述壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器的外部加 裝有保溫層。
其中，所述壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器是一個保溫水箱，將所述壓縮機(jī)和 冷凝換熱器裝在所述保溫水箱內(nèi)，在所述保溫水箱上設(shè)有冷水接口 、 熱水接口、冷媒管出口、冷媒管入口。
其中，所述冷凝換熱器和回?zé)釗Q熱器是板式換熱器或套管式換熱 器，在所述板式換熱器或套管式換熱器內(nèi)冷媒與水之間相互隔絕，在 所述板式換熱器或套管式換熱器內(nèi)高溫冷媒與低溫冷媒之間相互隔絕，在所述冷凝換熱器和回?zé)釗Q熱器的外部加裝有保溫層。
其中，將所述冷水接口和熱水接口分別與保溫水箱的熱水進(jìn)口和
冷水出口連接，在所述冷水接口與保溫水箱的冷水出口之間裝有循環(huán)
泵，在所述水箱上還設(shè)有水箱熱水出口和水箱自來水入口。
其中，將所述冷水接口直接與自來水管網(wǎng)連接，將所述熱水接口
直接與熱水容器連接，或?qū)崴涌诮?jīng)管網(wǎng)和循環(huán)泵接回到冷水接口上。
其中，所述蒸發(fā)換熱器是管帶或管片翅片式換熱器。 一種用熱泵加熱水的方法，所述方法是壓縮機(jī)將冷媒壓縮后流經(jīng) 冷凝換熱器、膨脹閥、蒸發(fā)換熱器后流回壓縮機(jī)，水由冷水接口流入 經(jīng)蒸發(fā)換熱器和裝在壓縮機(jī)外殼上的壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器進(jìn)行兩次熱 交換后從熱水接口流出。
其中，從所述壓縮機(jī)、冷凝換熱器流出的冷媒流入回?zé)釗Q熱器， 流經(jīng)所述回?zé)釗Q熱器、膨脹閥、蒸發(fā)換熱器后的冷媒再次流經(jīng)回?zé)釗Q 熱器中進(jìn)行一次熱交換，在所述回?zé)釗Q熱器內(nèi)熱交換后的冷沒流回到 壓縮機(jī)。
其中，在所述壓縮機(jī)上設(shè)有冷媒流出口和冷媒流入口，在所述冷 凝換熱器上設(shè)有冷媒入口、冷媒流出口，在所述冷凝換熱器上還設(shè)有 水流入口、水流出口，在所述回?zé)釗Q熱器上設(shè)有冷媒第一流入口、冷 媒第一流出口、冷媒第二流入口、冷媒第二流出口，在所述蒸發(fā)換熱 器上設(shè)有冷媒流入口、冷媒流出口，在所述壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器上設(shè)有 水入口和水出口，將所述壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器套裝在壓縮機(jī)的外殼上；
其中，由壓縮機(jī)將冷媒壓縮成高溫高壓液體冷媒后從壓縮機(jī)冷媒 流出口流出，所述高溫高壓液體冷媒經(jīng)管路和冷凝換熱器上的第一流 入口流入到冷凝換熱器內(nèi)，水由所述冷水接口經(jīng)管路和冷凝換熱器上 的水流入口也流入到冷凝換熱器內(nèi)，在所述冷凝換熱器內(nèi)流入的高溫 高壓液體冷媒與流入的水進(jìn)行冷熱交換，冷熱交換后流入冷凝換熱器
11內(nèi)的高溫高壓液體冷媒從冷凝換熱器上冷媒流出口流出，水從冷凝換 熱器上水流出口流出，在所述冷凝換熱器內(nèi)將高溫高壓液體冷媒冷與 水之間相互隔絕開，從冷凝換熱器內(nèi)流出的水經(jīng)管路流入壓縮機(jī)機(jī)殼 換熱器的入口 ，水在壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器內(nèi)與壓縮機(jī)外殼進(jìn)行第二次冷 熱交換，經(jīng)第二次冷熱交換后的水從壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器出口流出經(jīng)管 路流至熱水接口。
其中，從所述冷凝換熱器內(nèi)流出的高溫高壓液體冷媒經(jīng)管路和回 熱換熱器上的冷媒第一流入口流入回?zé)釗Q熱器內(nèi)，冷媒流經(jīng)回?zé)釗Q熱 器后從該回?zé)釗Q熱器上的冷媒第一流出口流出，從所述回?zé)釗Q熱器內(nèi) 流出的高溫高壓液體冷媒經(jīng)管路、膨脹閥、蒸發(fā)換熱器后變?yōu)榈蜏氐?壓氣體冷媒，所述低溫低壓氣體冷媒經(jīng)管路和回?zé)釗Q熱器上的冷媒第 二流入口流入回?zé)釗Q熱器內(nèi)，在所述回?zé)釗Q熱器內(nèi)流入的低溫低壓氣 體冷媒與流入的高溫高壓液體冷媒進(jìn)行了冷熱交換，經(jīng)冷熱交換后的 低溫低壓氣體冷媒從換熱器上的第二流出口流出經(jīng)管路流回到壓縮 機(jī)冷媒流入口完成一次循環(huán)，在所述回?zé)釗Q熱器內(nèi)將高溫高壓液體冷 媒冷與低溫低壓氣體冷媒冷之間相互隔絕開。
本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于，充分利用熱泵熱水器中的水源作 為冷卻液，將水循環(huán)系統(tǒng)用作冷卻循環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)對壓縮機(jī)的冷卻，防 止了壓縮機(jī)過熱，提高了壓縮機(jī)抗過載的能力；巧妙利用壓縮機(jī)溫度 高于冷媒的冷凝溫度，將壓縮機(jī)作為第二加熱源，實現(xiàn)對水溫的二次 升溫，利用水回收了壓縮機(jī)發(fā)散的熱量。使壓縮機(jī)有了強(qiáng)制的水冷卻 方式，因此不再依賴向環(huán)境釋放熱量的散熱途徑，通過對壓縮機(jī)及其 冷凝換熱器、回?zé)釗Q熱器進(jìn)行保溫隔熱，全面回收熱泵系統(tǒng)的熱損失， 提高系統(tǒng)的制熱量和能效。同時釆用回?zé)峒夹g(shù)進(jìn)一步改善系統(tǒng)在低溫 環(huán)境下的性能。制熱性能(制熱量和制熱性能系數(shù))的提高，使相同 制熱量的制熱時間縮短，加之壓縮機(jī)的冷卻條件改善，使整機(jī)的使用 年限延長。利用自身水系統(tǒng)實現(xiàn)壓縮機(jī)的水冷卻，降低了壓縮機(jī)的過熱，使 壓縮機(jī)運(yùn)行壽命延長，降低了排氣過熱度，改善了冷凝器熱交換效率， 同時提高了抗過載能力，可進(jìn)一步提升壓縮機(jī)的工作壓力，為提高熱 水溫度提供可能。
利用自身水系統(tǒng)實現(xiàn)壓縮機(jī)的水冷卻的同時，還可以將壓縮機(jī)散 發(fā)的熱量回收，提高了整機(jī)的能效，同時水經(jīng)過二次加熱，提升了一 次性加熱后獲得的水溫。
釆用了對壓縮機(jī)及其冷卻系統(tǒng)、回?zé)峤粨Q、冷凝器進(jìn)行保溫隔熱， 全面回收熱泵系統(tǒng)的熱損失，提高系統(tǒng)的制熱量和能效。
使用的回?zé)峤粨Q技術(shù)是通過蒸發(fā)器出來的低溫氣態(tài)冷媒對冷凝 器出口的高溫液態(tài)冷媒作進(jìn)一步降溫，同時用釋放出的熱量對低溫低 壓氣體冷媒進(jìn)行加熱，達(dá)到改善蒸發(fā)器(吸熱端)低溫環(huán)境下的吸熱 能力，同時提升了壓縮機(jī)的進(jìn)氣溫度，克服了冬季壓縮機(jī)進(jìn)氣過熱不 足的缺點，提高了系統(tǒng)在低溫環(huán)境下的制熱性能。


圖l是本發(fā)明熱泵熱水器原理圖2是本發(fā)明熱泵熱水器實施例1原理圖3是本發(fā)明熱泵熱水器實施例2原理圖4是本發(fā)明熱泵熱水器實施例3原理圖5是本發(fā)明熱泵熱水器實施例4原理圖。
圖6是本發(fā)明熱泵熱水器實施例5原理圖
圖中1、壓縮機(jī)；2、冷凝換熱器；3、回?zé)釗Q熱器；4、膨脹閥；
5、蒸發(fā)換熱器；6、壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器；7、冷水接口； 8、熱水接口；
9、保溫水箱；10、保溫水箱；13、循環(huán)泵；14、保溫水箱；
11、冷媒流出口； 12、冷媒流入口； 21、上設(shè)有冷媒流入口； 22、 冷媒流出口； 23、水流入口； 24、水流出口； 31、冷媒第一流入口； 32、冷媒第一流出口； 33、冷媒第二流入口； 34、冷媒第二流出口； 51、冷媒流入口； 52、冷媒流出口； 61、水流入口； 62、水流出口；101、冷水出口； 102、熱水進(jìn)口； 103、熱水出口； 104、自來水入口； 141、冷水出口； 142、熱水進(jìn)口； 143、中水從口； 144、中水入口； 145、冷凝管入口； 146冷凝管出口。
具體實施例方式
以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的實施范圍。
如附圖l所示，本發(fā)明所述的熱泵熱水器，包括壓縮機(jī)l、冷凝換 熱器2、膨脹閥4、蒸發(fā)換熱器5、冷水接口7、熱水接口8，回?zé)釗Q熱 器3和壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器6。
在壓縮機(jī)l上設(shè)有冷媒流出口11和冷媒流入口12，在冷凝換熱器2 上設(shè)有冷媒流入口21、冷媒流出口22,在冷凝換熱器2上還設(shè)有水流 入口23、水流出口24,在回?zé)釗Q熱器3上設(shè)有冷媒第一流入口31、第 一流出口32、第二流入口33、第二流出口34，在蒸發(fā)換熱器5上設(shè)有 冷媒流入口51、冷媒流出口52，在壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器6設(shè)有水流入口 61和水流出口62,將壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器6套裝在壓縮機(jī)1的外殼上。
壓縮機(jī)l上的冷媒流出口11經(jīng)管路與冷凝換熱器上的2冷媒流入 口21連接，冷凝換熱器2上的冷媒流出口22經(jīng)管路與回?zé)釗Q熱器3上的 冷媒第一流入口31連接，回?zé)釗Q熱器3上的冷媒第一流出口32經(jīng)管路 與膨脹閥4的一端41連接，膨脹閥4的另一端42經(jīng)管路與蒸發(fā)換熱器5 的冷媒流入口51連接，發(fā)換熱器5的冷媒流出口52經(jīng)管路與回?zé)釗Q熱 器的3冷媒第二流入口33連接，回?zé)釗Q熱器的3冷媒第二流出口34經(jīng)管 路與壓縮機(jī)冷媒流入口12連接。
熱泵熱水器的冷水接口7經(jīng)管路與冷凝換熱器2上的水流入口23 連接，冷凝換熱器2上的水流出口24經(jīng)管路與壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器6上的 水流入口61連接，壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器6上的水出口62經(jīng)管路與熱水接 口8連接。
本發(fā)明熱泵熱水器所使用的壓縮機(jī)是1電驅(qū)動單元與壓縮單元 為一體的壓縮機(jī)。
在本發(fā)明的熱泵熱水器中，套裝在壓縮機(jī)l外殼上的壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器6是與壓縮機(jī)一體化或非一體化換熱器，所述與壓縮機(jī)一體化 或非一體化換熱器是盤管式換熱器或是水套式換熱器，即將壓縮機(jī)的 外殼做成水套的形式，在壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器6的外部加裝有保溫層。 如附圖2所示，將發(fā)明熱泵熱水器中的壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器6做成
一個保溫水箱9，將壓縮機(jī)1和冷凝換熱器2安裝在保溫水箱9內(nèi)， 在保溫水箱9上設(shè)有冷水接口 7、熱水接口8、冷媒管出口22、冷媒 管入口 12。
在本發(fā)明的熱泵熱水器中，冷凝換熱器2和回?zé)釗Q熱器3是板式 換熱器或套管式換熱器，在所述板式換熱器或套管式換熱器內(nèi)冷媒與 水之間相互隔絕，在所述板式換熱器或套管式換熱器內(nèi)高溫冷媒與低 溫冷媒之間相互隔絕，在所述冷凝換熱器2和回?zé)釗Q熱器3的外部加 裝有保溫層。
如附圖3所示，將冷水接口 7和熱水接口 8分別與保溫水箱10 的熱水進(jìn)口 102和冷水出口 101連接，在冷水接口 7與保溫水箱10 的冷水出口 101之間裝有循環(huán)泵13,在水箱10上還設(shè)有保溫水箱熱 水出口 103和水箱自來水入口 104。自來水從水箱自來水入口 104流 入水箱，到達(dá)一定水位后從水箱10的冷水出口 101流出，有循環(huán)泵 13將水壓入熱泵熱水器系統(tǒng)，冷水經(jīng)熱泵熱水器系統(tǒng)加熱后從保溫 水箱10的熱水進(jìn)口 102流回水箱10內(nèi)，然后由保溫水箱熱水出口 103向外提供熱水。
如附圖4所示，將本發(fā)明的熱泵熱水器中的冷水接口 7直接與自 來水管網(wǎng)連接，將熱水接口 8直接與熱水容器連接。
如附圖5所示，將本發(fā)明的熱泵熱水器中的熱水接口 8經(jīng)管網(wǎng)和 循環(huán)泵ll接回到冷水接口 7上。
如附圖6所示，將冷水接口 7和熱水接口 8分別與保溫水箱14 的冷水進(jìn)口 141和熱水出口 142連接，在壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器6的入水 口 62與保溫水箱14的之間裝有循環(huán)泵13，在保溫水箱14上還設(shè)有中水出口 143和中水入口 144，所述中水出口 143和中水入口 144景 觀路分別與循環(huán)泵13入水口和壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器6出水口 62連接， 以及與冷凝換熱器2的進(jìn)出口 21、 22連接的口，在保溫水箱14上還 設(shè)有冷凝管入口 145和冷凝管出口 146，用于將冷凝換熱器2裝入保 溫水箱14內(nèi)。
本發(fā)明的熱泵熱水器中的蒸發(fā)換熱器5是釆用管帶或管片翅片 式換熱器。
在本發(fā)明中提高熱泵熱水器制熱效率的方法是，釆用包括壓縮機(jī) 1、冷凝換熱器2、回?zé)釗Q熱器3、膨脹閥4、蒸發(fā)換熱器5、壓縮機(jī) 機(jī)殼換熱器6、冷水接口7、熱水接口8的熱泵熱水器。
在壓縮機(jī)1上設(shè)有冷媒流出口 11和冷媒流入口 12,在冷凝換熱 器2上設(shè)有冷媒入口21、冷媒流出口22,在冷凝換熱器2上還設(shè)有 水流入口 23、水流出口 24,在回?zé)釗Q熱器3上設(shè)有冷媒第一流入口 31、冷媒第一流出口32、冷媒第二流入口33、冷媒第二流出口34, 在蒸發(fā)換熱器5上設(shè)有冷媒流入口 51、冷媒流出口 52,在壓縮機(jī)機(jī) 殼換熱器6上設(shè)有水入口 61和水出口 62，將壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器6套 裝在壓縮機(jī)l的外殼上。
所述提高制熱效率的方法是由壓縮機(jī)1將冷媒壓縮成高溫高壓 液體冷媒后從壓縮機(jī)1冷媒流出口 11流出，高溫高壓液體冷媒經(jīng)管 路和冷凝換熱器2上的冷媒第一流入口 21流入到冷凝換熱器2內(nèi)， 水由冷水接口 7經(jīng)管路和冷凝換熱器2上的水流入口 23也流入到冷 凝換熱器2內(nèi)，在冷凝換熱器2內(nèi)流入的高溫高壓液體冷媒與流入的 水進(jìn)行冷熱交換，冷熱交換后流入冷凝換熱器2內(nèi)的高溫高壓液體冷 媒從冷凝換熱器2上冷媒流出口 22流出，水從冷凝換熱器2上水流 出口 24流出，在冷凝換熱器2內(nèi)將高溫高壓液體冷媒冷與水之間相 互隔絕開，從冷凝換熱器2內(nèi)流出的水經(jīng)管路流入壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器 6的入口 61，水在壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器6內(nèi)與壓縮機(jī)外殼進(jìn)行第二次冷熱交換，經(jīng)第二次冷熱交換后的水從壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器出口 62流出
經(jīng)管路流至熱水接口8。
從冷凝換熱器2內(nèi)流出的高溫高壓液體冷媒經(jīng)管路和回?zé)釗Q熱 器3上的冷媒第一流入口 31流入回?zé)釗Q熱器3內(nèi)，冷媒流經(jīng)回?zé)釗Q 熱器3后從該回?zé)釗Q熱器3上的冷媒第一流出口 32流出，從回?zé)釗Q 熱器3內(nèi)流出的高溫高壓液體冷媒經(jīng)管路、膨脹閥4、蒸發(fā)換熱器5 后變?yōu)榈蜏氐蛪簹怏w冷媒，低溫低壓氣體冷媒經(jīng)管路和回?zé)釗Q熱器3 上的冷媒第二流入口 33流入回?zé)釗Q熱器3內(nèi)，在回?zé)釗Q熱器3內(nèi)流 入的低溫低壓氣體冷媒與流入的高溫高壓液體冷媒進(jìn)行了冷熱交換， 經(jīng)冷熱交換后的低溫低壓氣體冷媒從換熱器3上的冷媒第二流出口 34流出經(jīng)管路流回到壓縮機(jī)冷媒流入口 12完成一次循環(huán)，在回?zé)釗Q 熱器3內(nèi)將高溫高壓液體冷媒冷與低溫低壓氣體冷媒冷之間相互隔 絕開。
本發(fā)明熱泵熱水器的工作原理為冷媒氣體經(jīng)壓縮機(jī)l壓縮為高溫 高壓氣體后，進(jìn)入冷凝換熱器2與水進(jìn)行熱交換，水被加熱，冷媒冷 凝為高溫高壓的液體，液體的冷媒從回?zé)峤粨Q器3輸出后，被從膨脹 閥4和蒸發(fā)換熱器5輸出來的低溫低壓氣體冷媒進(jìn)一步冷卻，經(jīng)節(jié)流器 4進(jìn)入蒸發(fā)換熱器5，冷媒由高壓變?yōu)榈蛪?，蒸發(fā)吸收環(huán)境空氣中的熱 量，變?yōu)榈蜏貧怏w冷媒，在回?zé)峤粨Q器3中被冷凝換熱器2出來的高溫 高壓液態(tài)冷媒加熱后，回到壓縮機(jī)l,開始下一個熱力循環(huán)。
本發(fā)明熱泵熱水器的水在自來水管網(wǎng)壓力或循環(huán)泵的驅(qū)動下，在 冷凝換熱器2中被第一次加熱后，流經(jīng)壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器6，冷卻壓縮 機(jī)的同時，被高溫的壓縮機(jī)機(jī)殼第二次加熱，回收了壓縮機(jī)的散熱。
本發(fā)明熱泵熱水器的對壓縮機(jī)1及壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器6用保溫隔熱 材料包裹以減小散熱，對冷凝換熱器2也用保溫隔熱材料包裹，對回 熱交換器3也用保溫隔熱材料包裹。通過上述保溫措施減小熱泵系統(tǒng) 的熱損失，提高系統(tǒng)的制熱量和制熱系數(shù)。
17本發(fā)明熱泵熱水器的壓縮機(jī)l是釆用轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)、渦旋壓縮機(jī)或 其他電機(jī)驅(qū)動單元與壓縮單元為一體的壓縮機(jī)，目的在于發(fā)熱部位相 對集中，便于機(jī)殼換熱的實現(xiàn)。
本發(fā)明熱泵熱水器的冷凝換熱器2是可實現(xiàn)高溫高壓氣態(tài)冷媒與 水換熱，氣態(tài)冷媒放熱冷凝的板式、套管式換熱器。冷媒和水有各自 的入口和出口，且相互隔離，并能承受各自的工作壓力。
本發(fā)明熱泵熱水器的回?zé)峤粨Q器3是可實現(xiàn)高溫高壓冷媒與低溫 低壓冷媒的相互換熱的板式、套管式換熱器。高溫高壓冷媒與低溫低 壓冷媒有各自的入口和出口 ，且相互隔離，并能承受各自的工作壓力。
本發(fā)明熱泵熱水器的膨脹閥4指毛細(xì)管、熱力膨脹閥、電子膨脹
閥等具有節(jié)流作用的單元或器件。
本發(fā)明熱泵熱水器的蒸發(fā)換熱器5是利于低溫低壓冷媒與環(huán)境空 氣換熱，冷媒吸熱蒸發(fā)的管帶、管片翅片式換熱器。
本發(fā)明熱泵熱水器的壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器6是釆用與壓縮機(jī)一體化
或非 一體化換熱器，所述與壓縮機(jī)一體化或非 一體化換熱器是盤管式 換熱器或是水套式換熱器，可在壓縮機(jī)機(jī)殼外繞盤管，或?qū)嚎s機(jī)的
機(jī)殼與壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器6做成一體化的水套，實現(xiàn)水與機(jī)殼的熱交
換，對壓縮機(jī)進(jìn)行冷卻的同時，對水進(jìn)行二次加熱。
以上為本發(fā)明的最佳實施方式，依據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容，本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員能夠顯而易見地想到的一些雷同、替代方案，均應(yīng)落 入本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1、一種熱泵熱水器，包括壓縮機(jī)(1)、冷凝換熱器(2)、膨脹閥(4)、蒸發(fā)換熱器(5)、冷水接口(7)、熱水接口(8)，其特征在于，所述熱泵熱水器還包括壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器(6)；所述壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器(6)套裝在壓縮機(jī)(1)的外殼上，所述壓縮機(jī)(1)內(nèi)的冷媒在壓縮機(jī)(1)、冷凝換熱器(2)、膨脹閥(4)、蒸發(fā)換熱器(5)內(nèi)循環(huán)，水由冷水接口(7)流入，經(jīng)冷凝換熱器(2)和壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器(6)從熱水接口(8)流出。
2、 如權(quán)利要求l所述的熱泵熱水器，其特征在于，所述熱泵熱水 器還包括回?zé)釗Q熱器(3 ),所述壓縮機(jī)(1)內(nèi)的冷媒在由壓縮機(jī)(1 )、 經(jīng)冷凝換熱器(2)流出后流入所述回?zé)釗Q熱器(3)、從回?zé)釗Q熱器(3)中流出的冷媒流經(jīng)膨脹閥(4)、蒸發(fā)換熱器(5)后，所述冷媒 再次流經(jīng)回?zé)釗Q熱器(3),從所述回?zé)釗Q熱器(3)流出后流回到壓 縮機(jī)(1)。
3、 如權(quán)利要求2所述的熱泵熱水器，其特征在于，在所述壓縮機(jī) (1)上設(shè)有冷媒流出口 ( 11)和冷媒流入口 ( 12 ),在所述冷凝換熱器(2)上設(shè)有冷媒流入口 (21)、冷媒流出口 (22)，在所述冷凝換 熱器(2)上還設(shè)有水流入口 (23)、水流出口 (24),在所述回?zé)釗Q 熱器(3)上設(shè)有冷媒第一流入口 (31)、冷媒第一流出口 (32)、冷 媒第二流入口 (33)、冷媒第二流出口 (34)，在所述蒸發(fā)換熱器(5) 上設(shè)有冷媒流入口 (51)、冷媒流出口 (52),在所述壓縮機(jī)機(jī)殼換熱 器(6)設(shè)有水流入口 (61)和水流出口 (62)。
4、 如權(quán)利要求3所述的熱泵熱水器，其特征在于，所述壓縮機(jī)(1) 上的冷媒流出口 (11)經(jīng)管路與冷凝換熱器上的(2)冷媒流入口 (21) 連接，所述冷凝換熱器(2)上的冷媒流出口 (22)經(jīng)管路與回?zé)釗Q 熱器(3)上的冷媒第一流入口 (31)連接，所述回?zé)釗Q熱器(3)上 的冷媒第一流出口 (32)經(jīng)管路與膨脹閥(4)的一端連接，所述膨脹閥(4)的另一端經(jīng)管路與蒸發(fā)換熱器(5)的冷媒流入口 (51)連接，所述蒸發(fā)換熱器(5)的冷媒流出口 (52)經(jīng)管路與回?zé)釗Q熱器 的(3)冷媒第二流入口 (33)連接，所述回?zé)釗Q熱器的(3)冷媒第 二流出口 (34)經(jīng)管路與壓縮機(jī)冷媒流入口 (12)連接。
5、 如權(quán)利要求1或3所述的熱泵熱水器，其特征在于，所述冷水 接口 (7)經(jīng)管路與冷凝換熱器(2)上的水流入口 (23)連接，所述 冷凝換熱器(2)上的水流出口 ( 24 )經(jīng)管路與壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器(6 ) 上的水流入口 (61)連接，所述壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器(6)上的水出口(62)經(jīng)管路與熱水接口 (8)連接。
6、 如權(quán)利要求1所述的熱泵熱水器，其特征在于，所述壓縮機(jī) (1)是電驅(qū)動單元與壓縮單元為一體的壓縮機(jī)。
7、 如權(quán)利要求1所述的熱泵熱水器，其特征在于，套裝在所述 壓縮機(jī)(1)外殼上的壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器(6)是與壓縮機(jī)一體化或非 一體化換熱器，所述與壓縮機(jī)一體化或非一體化換熱器是盤管式換熱 器或是水套式換熱器，在所述壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器(6)的外部加裝有 保溫層。
8、 如權(quán)利要求1所述的熱泵熱水器，其特征在于，所述壓縮機(jī) 機(jī)殼換熱器(6)是一個保溫水箱(9)，將所述壓縮機(jī)(1)和冷凝換 熱器(2)裝在所述保溫水箱(9)內(nèi)，在所述保溫水箱(9)上設(shè)有 冷水接口 (7)、熱水接口 (8)、冷媒管出口 (22)、冷媒管入口 (12)。
9、 如權(quán)利要求2所述的熱泵熱水器，其特征在于，所述冷凝換 熱器(2)和回?zé)釗Q熱器(3)是板式換熱器或套管式換熱器，在所述 板式換熱器或套管式換熱器內(nèi)冷媒與水之間相互隔絕，在所述板式換 熱器或套管式換熱器內(nèi)高溫冷媒與低溫冷媒之間相互隔絕，在所述冷 凝換熱器(2)和回?zé)釗Q熱器(3)的外部加裝有保溫層。
10、 如權(quán)利要求l所述的熱泵熱水器，其特征在于，將所述冷水 接口 (7)和熱水接口 (8)分別與保溫水箱(10)的熱水進(jìn)口 (102) 3和冷水出口 (101)連接，在所述冷水接口 (7)與保溫水箱(10)的冷水出口 (101)之間裝有循環(huán)泵(13),在所述水箱(10)上還設(shè)有 水箱熱水出口 (103)和水箱自來水入口 (104)。
11、 如權(quán)利要求l所述的熱泵熱水器，其特征在于，將所述冷水 接口 (7)直接與自來水管網(wǎng)連接，將所述熱水接口 (8)直接與熱水 容器連接，或?qū)崴涌?(8)經(jīng)管網(wǎng)和循環(huán)泵(13)接回到冷水接 口 (7)上。
12、 如權(quán)利要求l所述的熱泵熱水器，其特征在于，所述蒸發(fā)換 熱器(5)是管帶或管片翅片式換熱器。
13、 一種用熱泵加熱水的方法，其特征在于，壓縮機(jī)(1)將冷 媒壓縮后流經(jīng)冷凝換熱器(2)、回?zé)釗Q熱器(3)、膨脹閥(4)、蒸發(fā) 換熱器(5)再次流經(jīng)回?zé)釗Q熱器(3)后流回壓縮機(jī)(1)，冷媒在回 熱換熱器(3)中進(jìn)行一次熱交換；水由冷水接口 (7)經(jīng)冷凝換熱器(2)和壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器(6)進(jìn)行兩次熱交換后從熱水接口 (8) 流出。
14、 如權(quán)利要求13所述的提高熱泵熱水器制熱效率的方法，其 特征在于，從所述壓縮機(jī)(1)、冷凝換熱器(2)流出的冷媒流入回 熱換熱器(3)，流經(jīng)所述回?zé)釗Q熱器(3)、膨脹閥(4)、蒸發(fā)換熱器(5)后的冷媒再次流經(jīng)回?zé)釗Q熱器(3)中進(jìn)行一次熱交換，在所述 回?zé)釗Q熱器(3)內(nèi)熱交換后的冷媒流回到壓縮機(jī)(1)。
15、 如權(quán)利要求13或14所述用熱泵加熱水的方法，其特征在于， 在所述壓縮機(jī)(1)上設(shè)有冷媒流出口 ( 11)和冷媒流入口 ( 12 )，在 所述冷凝換熱器(2)上設(shè)有冷媒入口 (21)、冷媒流出口 (22)，在 所述冷凝換熱器(2)上還設(shè)有水流入口 (23)、水流出口 (24),在 所述回?zé)釗Q熱器(3)上設(shè)有冷媒第一流入口 (31)、冷媒第一流出口(32)、冷媒第二流入口 (33)、冷媒第二流出口 (34),在所述蒸發(fā) 換熱器(5)上設(shè)有冷媒流入口 (51)、冷媒流出口 (52)，在所述壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器(6)上設(shè)有水入口 (61)和水出口 (62)，將所述壓 縮機(jī)機(jī)殼換熱器(6)套裝在壓縮機(jī)(1)的外殼上；
16、 如權(quán)利要求15所述用熱泵加熱水的方法，其特征在于，由 壓縮機(jī)(1)將冷媒壓縮成高溫高壓液體冷媒后從壓縮機(jī)(1)冷媒流 出口 (ll)流出，所述高溫高壓液體冷媒經(jīng)管路和冷凝換熱器(2) 上的第一流入口 (21)流入到冷凝換熱器(2)內(nèi)，水由所述冷水接 口 (7)經(jīng)管路和冷凝換熱器(2)上的水流入口 (23)也流入到冷凝 換熱器(2)內(nèi)，在所述冷凝換熱器(2)內(nèi)流入的高溫高壓液體冷媒 與流入的水進(jìn)行冷熱交換，冷熱交換后流入冷凝換熱器(2)內(nèi)的高 溫高壓液體冷媒從冷凝換熱器(2)上冷媒流出口 (22)流出，水從 冷凝換熱器(2)上水流出口 (24)流出，在所述冷凝換熱器(2)內(nèi) 將高溫高壓液體冷媒冷與水之間相互隔絕開，從冷凝換熱器(2)內(nèi) 流出的水經(jīng)管路流入壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器(6)的入口 (61)，水在壓縮 機(jī)機(jī)殼換熱器(6)內(nèi)與壓縮機(jī)外殼進(jìn)行第二次冷熱交換，經(jīng)第二次 冷熱交換后的水從壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器出口 ( 62)流出經(jīng)管路流至熱水 接口 (8);
17、 如權(quán)利要求15所述用熱泵加熱水的方法，其特征在于，從 所述冷凝換熱器(2)內(nèi)流出的高溫高壓液體冷媒經(jīng)管路和回?zé)釗Q熱 器(3)上的冷媒第一流入口 (31)流入回?zé)釗Q熱器(3)內(nèi)，冷媒流 經(jīng)回?zé)釗Q熱器(3 )后從該回?zé)釗Q熱器(3 )上的冷媒第一流出口 ( 32 ) 流出，從所述回?zé)釗Q熱器(3)內(nèi)流出的高溫高壓液體冷媒經(jīng)管路、 膨脹閩(4)、蒸發(fā)換熱器(5)后變?yōu)榈蜏氐蛪簹怏w冷媒，所述低溫 低壓氣體冷媒經(jīng)管路和回?zé)釗Q熱器(3)上的冷媒第二流入口 (33) 流入回?zé)釗Q熱器(3)內(nèi)，在所述回?zé)釗Q熱器(3)內(nèi)流入的低溫低壓 氣體冷媒與流入的高溫高壓液體冷媒進(jìn)行了冷熱交換，經(jīng)冷熱交換后的低溫低壓氣體冷媒從換熱器(3)上的第二流出口 (34)流出經(jīng)管 路流回到壓縮機(jī)冷媒流入口 (12)完成一次循環(huán)，在所述回?zé)釗Q熱器(3 )內(nèi)將高溫高壓液體冷媒冷與低溫低壓氣體冷媒冷之間相互隔絕 開。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱泵式熱水器，包括由管路一次串連的壓縮機(jī)、冷凝換熱器、回?zé)釗Q熱器、膨脹閥、蒸發(fā)換熱器輸出再接回到回?zé)釗Q熱器、回?zé)釗Q熱器輸出再接回到壓縮機(jī)。在冷凝換熱器連接有進(jìn)水口和出水口，水從冷凝換熱器進(jìn)水口流入經(jīng)冷熱交換后從出水口流出，流出的水再流入裝在壓縮機(jī)外殼上的壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器的入水口，經(jīng)二次冷熱交換后水從壓縮機(jī)機(jī)殼換熱器的出水口流出。回?zé)釗Q熱器中高溫冷媒可與低溫冷媒進(jìn)行冷熱交換。本發(fā)明的優(yōu)點是，利用系統(tǒng)自身的水實現(xiàn)壓縮機(jī)的水冷卻，降低了壓縮機(jī)的過熱，使壓縮機(jī)運(yùn)行壽命延長，改善了冷凝器熱交換效率，同時提高了抗過載能力，可進(jìn)一步提升壓縮機(jī)的工作壓力，為提高熱水溫度提供可能。
文檔編號F24H4/02GK101440998SQ20071017796
公開日2009年5月27日 申請日期2007年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月22日
發(fā)明者吳麗琴, 封傳嬴, 銳 張, 張守信, 徐勁松, 楚人震, 伽 焦 申請人:海爾集團(tuán)公司;重慶海爾空調(diào)器有限公司