專利名稱：一種熱泵熱水器及其加熱水的方法
一種熱泵熱水器及其加熱水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制冷壓縮機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱泵熱水器及其加熱水的方法。背景技術(shù)：
目前已有的壓縮機(jī)或制熱設(shè)備，特別是熱泵熱水器的壓縮機(jī)，一般包括殼體、電機(jī)、壓縮機(jī)和潤(rùn)滑密封的冷凍油結(jié)構(gòu)。熱泵熱水器在工作時(shí)主要是通過(guò)低溫水和壓縮機(jī)排除高溫氣體進(jìn)行熱量交換，從而達(dá)到提高水溫的目的，水溫高低主要取決于壓縮機(jī)排氣溫度，此種熱量提取方法常常使壓縮機(jī)得排氣溫度超過(guò)120度，但是熱水溫度卻勉強(qiáng)能達(dá)到 50度左右，離最佳殺菌消毒熱水溫度60度還相差較遠(yuǎn)，因此為了獲得較高溫度熱水，常常要求壓縮機(jī)排氣溫度較高，可是排氣溫度越高、壓縮機(jī)負(fù)荷越大，運(yùn)行工況越惡劣，在高排氣溫度條件下運(yùn)行，既縮短壓縮機(jī)壽命，也降低壓縮機(jī)能效比。因此，常規(guī)熱泵熱水器開(kāi)發(fā)常常為了較高出水溫度，要么犧牲壓縮機(jī)的可靠性和整體性能來(lái)加以實(shí)現(xiàn)，要么為了壓縮機(jī)的性能和可靠性犧牲出水溫度。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的第一目的提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、降低壓縮機(jī)運(yùn)行溫度，提高壓縮機(jī)可靠性和壓縮機(jī)整體性能，吸取熱量、減少熱量損耗，達(dá)到獲取高溫?zé)崴臒岜脽崴鳌１景l(fā)明的第二目的提供一種降低壓縮機(jī)運(yùn)行溫度，提高壓縮機(jī)可靠性和壓縮機(jī)整體性能，吸取熱量、減少熱量損耗，層狀換熱壁為的密封空腔為螺旋形空腔，達(dá)到獲取高溫?zé)崴臒岜脽崴骷捌浼訜崴姆椒?。本發(fā)明的第三目的提供一種降低壓縮機(jī)運(yùn)行溫度，提高壓縮機(jī)可靠性和壓縮機(jī)整體性能，吸取熱量、減少熱量損耗，層狀換熱壁為的密封空腔為上、下兩層密封空腔，達(dá)到獲取高溫?zé)崴臒岜脽崴骷捌浼訜崴姆椒?。為?shí)現(xiàn)第一發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案如下—種熱泵熱水器，包括壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器和供水部，所述壓縮機(jī)內(nèi)的冷媒通過(guò)管路在壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器內(nèi)循環(huán)；所述壓縮機(jī)的殼體壁為至少兩層的層狀換熱壁，層狀換熱壁的層與層之間形成至少一個(gè)密封空腔，在密封空腔的外壁層上設(shè)有與密封空腔連通的至少一組配合的進(jìn)、出口 ；所述冷凝器內(nèi)設(shè)有水換熱部，水換熱部連接有進(jìn)水管口和出水管口 ；所述供水部的水通過(guò)管路分別進(jìn)入壓縮機(jī)的的層狀換熱壁和冷凝器的水換熱部連通，換熱后通過(guò)輸出管路供給熱水給用戶端。壓縮機(jī)的殼體壁采用雙層殼體的結(jié)構(gòu)，在兩層殼體之間形成空腔，流體(如水)可以在空腔內(nèi)部流動(dòng)，通過(guò)流體與殼體壁內(nèi)層直接接觸，吸取殼體壁熱量達(dá)到降低壓縮機(jī)內(nèi)部運(yùn)行溫度和提高流體溫度的目的；當(dāng)然，也可以將整個(gè)壓縮機(jī)放置在較大容器之內(nèi)，采用流體將壓縮機(jī)整個(gè)包容，從而達(dá)到充分吸取壓縮機(jī)熱量，減少熱量損失，同時(shí)降低壓縮機(jī)運(yùn)行溫度，提高壓縮機(jī)可靠性。為實(shí)現(xiàn)第二發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案如下與第一發(fā)明目的不同之處在于，所述層狀換熱壁為兩層的層狀結(jié)構(gòu)，兩層之間形成一個(gè)密封空腔，密封空腔內(nèi)設(shè)有將其分為螺旋形空腔的螺旋形導(dǎo)流隔板，在新生成的螺旋形空腔的外壁層的上、下端設(shè)有與螺旋形空腔連通的進(jìn)、出口 ；所述水換熱部的出水管口分為第一出水管口和第二出水管口 ；所述供水部與水換熱部的進(jìn)水管口連通，水換熱部的第一出水管口與壓縮機(jī)層狀換熱壁上螺旋形空腔的進(jìn)口連通，螺旋形空腔和水換熱部排出的熱水分別經(jīng)過(guò)出口、第二出水管口通過(guò)管路與用戶端連通。由于壓縮機(jī)一般底部溫度較低、頂部溫度較高，因此流體(如水)流動(dòng)方向從底部往頂部流動(dòng)，在殼體壁空腔內(nèi)部可以設(shè)計(jì)螺旋上升狀的導(dǎo)流槽，將底部和頂部隔開(kāi)使流體溫度隨著流動(dòng)方向逐步提高。該熱泵熱水器加熱水的方法，包括以下步驟壓縮機(jī)將冷媒壓縮后流經(jīng)冷凝器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器，再次流回壓縮機(jī)，在此循環(huán)過(guò)程中，壓縮機(jī)和冷凝器分別向外輸出熱量；所述供水部首先對(duì)水換熱部供給冷水，在冷凝器的水換熱部進(jìn)行第一次熱交換；然后分為兩部分從水換熱部的第一出水管口和第二出水管口分別排出；水換熱部的第一出水管口排出的熱水進(jìn)入壓縮機(jī)上的螺旋形空腔進(jìn)行第二次換熱，然后從螺旋形空腔的出口排出；壓縮機(jī)螺旋形空腔的排出二次加熱后的熱水與水換熱部第二出水管口排出的一次加熱的熱水混合后，供給給用戶端。為實(shí)現(xiàn)第三發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案如下與第一發(fā)明目的不同之處在于，所述層狀換熱壁為兩層的層狀結(jié)構(gòu)，兩層之間形成一個(gè)密封空腔，密封空腔內(nèi)設(shè)有將其分為第一密封空腔和第二密封空腔的隔板，在新生成的第一密封空腔和第二密封空腔的外壁層上設(shè)有與每一個(gè)空腔分別連通的第一進(jìn)、出口和第二進(jìn)、出口，所述供水部與第一密封空腔的連通，第一密封空腔第一出口通過(guò)管路分別與第二密封空腔的第二進(jìn)口、水換熱部的進(jìn)水管口連通，第二密封空腔和水換熱部排出的熱水分別經(jīng)過(guò)第二出口、出水管口通過(guò)管路與用戶端連通。該熱泵熱水器加熱水的方法，包括以下步驟壓縮機(jī)將冷媒壓縮后流經(jīng)冷凝器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器，再次流回壓縮機(jī)，在此循環(huán)過(guò)程中，壓縮機(jī)和冷凝器分別向外輸出熱量；所述供水部首先對(duì)壓縮機(jī)層狀換熱壁的第一密封空腔供給冷水，在壓縮機(jī)的第一密封空腔內(nèi)進(jìn)行第一次熱交換；然后分為兩部分從第一密封空腔的第一出口排出；分別通過(guò)管路進(jìn)入壓縮機(jī)的第二密封空腔和冷凝器的水換熱部，在第二密封空腔和水換熱部進(jìn)行第二次熱交換；第二密封空腔排出二次加熱后的熱水與水換熱部排出二次加熱后的熱水混合后，供給給用戶端。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明中壓縮機(jī)的層狀換熱壁采用多層殼體結(jié)構(gòu)，可以結(jié)合流體起到降溫作用， 降低壓縮機(jī)工作運(yùn)行溫度，減少吸氣過(guò)熱，提高壓縮機(jī)可靠性和性能；多層結(jié)構(gòu)的殼體壁， 使壓縮機(jī)運(yùn)用在熱泵熱水器上時(shí)，可以減少壓縮機(jī)熱量損失，提高熱水器整機(jī)效率，提高出流體(如水)出口溫度，供給給用戶端。

圖1為本發(fā)明殼體與壓縮機(jī)裝配后的剖面示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)例一中的殼體壁結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)例一中殼體壁內(nèi)層與螺旋形導(dǎo)流隔板的立體結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明實(shí)例一中熱泵熱水器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖5為本發(fā)明實(shí)例二中的殼體壁結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)例二中熱泵熱水器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施方式實(shí)施例一如圖1至圖4所示，一種熱泵熱水器，包括壓縮機(jī)1、冷凝器2、毛細(xì)管3、蒸發(fā)器4 和供水部5，所述壓縮機(jī)1內(nèi)的冷媒通過(guò)管路在壓縮機(jī)1、冷凝器2、毛細(xì)管3、蒸發(fā)器4內(nèi)循環(huán)；所述壓縮機(jī)1的殼體壁6為至少兩層的層狀換熱壁，層狀換熱壁的層與層之間形成至少一個(gè)密封空腔60，在密封空腔60的外壁層上設(shè)有與密封空腔60連通的一組配合的進(jìn)、出口 (61,62)；所述冷凝器2內(nèi)設(shè)有水換熱部7，水換熱部7連接有進(jìn)水管口 70和出水管口 71 ； 所述供水部5的水通過(guò)管路分別進(jìn)入壓縮機(jī)1的的層狀換熱壁6內(nèi)和冷凝器2的水換熱部 7連通，換熱后通過(guò)輸出管路供給熱水給用戶端8。繼續(xù)如圖1至圖4所示，所述層狀換熱壁為兩層的層狀結(jié)構(gòu)，兩層之間形成一個(gè)密封空腔60，密封空腔內(nèi)設(shè)有將其分為螺旋形空腔的螺旋形導(dǎo)流隔板63，在新生成的螺旋形空腔的外壁層的上、下端設(shè)有與螺旋形空腔連通的進(jìn)、出口(61、62)；所述水換熱部7的出水管口 71分為第一出水管口 71a和第二出水管口 71b ；所述供水部5與水換熱部7的進(jìn)水管口 70連通，水換熱部7的第一出水管口 71a與壓縮機(jī)層狀換熱壁上螺旋形空腔的進(jìn)口 61 連通，螺旋形空腔和水換熱部7排出的熱水分別經(jīng)過(guò)出口 62、第二出水管口 71b通過(guò)管路與用戶端8連通。工作時(shí)，該熱泵熱水器加熱水的方法，包括以下步驟壓縮機(jī)1將冷媒壓縮后流經(jīng)冷凝器2、毛細(xì)管3、蒸發(fā)器4，再次流回壓縮機(jī)1，在此循環(huán)過(guò)程中，壓縮機(jī)1和冷凝器2分別向外輸出熱量；所述供水部5首先對(duì)水換熱部7供給冷水，在冷凝器2的水換熱部7進(jìn)行第一次熱交換；然后分為兩部分從水換熱部7的第一出水管口 71a和第二出水管口 71b分別排出；水換熱部的第一出水管口排出71a的熱水進(jìn)入壓縮機(jī)上的螺旋形空腔60進(jìn)行第二次換熱，然后從螺旋形空腔的出口 62排出；壓縮機(jī)螺旋形空腔的排出二次加熱后的熱水與水換熱部7第二出水管口 71b排出的一次加熱的熱水混合后，供給給用戶端8。該熱泵熱水器加熱水的方法主要根據(jù)制熱設(shè)備中冷凝器溫度在入口處最高，在出口相對(duì)較低，通過(guò)將冷凝器浸泡在水中或者水沿冷凝器內(nèi)銅管氣體流動(dòng)相反方向流動(dòng)，逐步吸取壓縮機(jī)排出高溫氣體的熱量，從而達(dá)到加熱水的目的；為了充分吸取壓縮機(jī)運(yùn)行所產(chǎn)生的熱量，沿冷凝器銅管流動(dòng)水的溫度達(dá)到一定溫度后，即水的溫度低于或等于殼體底部溫度時(shí)，將一部分水引向壓縮機(jī)層狀換熱部的螺旋形空腔；另一路水沿氣體流動(dòng)相反方向繼續(xù)前進(jìn)，直到壓縮機(jī)排氣管附近，最終和第一路流體匯合后給用戶端供熱水，為了使匯合兩路流體溫度較高，通過(guò)流量閥調(diào)節(jié)兩路水的流量來(lái)控制兩路流體的最終出口溫度。實(shí)施例二如圖5和圖6所示，與實(shí)施例一不同之處在于，所述層狀換熱壁6為兩層的層狀結(jié)構(gòu)，兩層之間形成一個(gè)密封空腔60，密封空腔60內(nèi)設(shè)有將其分為第一密封空腔60a和第二密封空腔60b的隔板9，在新生成的第一密封空腔60a和第二密封空腔60b的外壁層上設(shè)有與每一個(gè)空腔分別連通的第一進(jìn)、出口(IOaUOb)和第二進(jìn)、出口(lla、llb)，所述供水部5與第一密封空腔60a的連通，第一密封空腔60a的第一出口 IOb通過(guò)管路分別與第二密封空腔60b的第二進(jìn)口 11a、水換熱部7的進(jìn)水管口 70連通，第二密封空腔60b和水換熱部7 排出的熱水分別經(jīng)過(guò)第二出口 lib、出水管口 71通過(guò)管路與用戶端8連通。工作時(shí)，該熱泵熱水器加熱水的方法，包括以下步驟壓縮機(jī)1將冷媒壓縮后流經(jīng)冷凝器2、毛細(xì)管3、蒸發(fā)器4，再次流回壓縮機(jī)1，在此循環(huán)過(guò)程中，壓縮機(jī)1和冷凝器2分別向外輸出熱量；所述供水部5首先對(duì)壓縮機(jī)層狀換熱壁的第一密封空腔60a供給冷水，在壓縮機(jī)1的第一密封空腔60a內(nèi)進(jìn)行第一次熱交換；然后分為兩部分從第一密封空腔60a 的第一出口 IOb排出；分別通過(guò)管路進(jìn)入壓縮機(jī)1的第二密封空腔60b和冷凝器2的水換熱部7，在第二密封空腔60b和水換熱部7進(jìn)行第二次熱交換；第二密封空腔60b排出二次加熱后的熱水與水換熱部7排出二次加熱后的熱水混合后，供給給用戶端8。該加熱水的方法，可以更好的提高壓縮機(jī)1泵體的可靠性和減少吸氣過(guò)熱，提高整機(jī)工作效率，通常要求壓縮機(jī)泵體結(jié)構(gòu)運(yùn)行在20-50度溫度范圍之內(nèi)，本實(shí)例中將殼體壁6分為兩部分，水先通過(guò)吸取壓縮機(jī)泵體結(jié)構(gòu)和冷凍油較低溫度熱量，然后再吸取排氣和電機(jī)部分較高溫度熱量和冷凝器內(nèi)部高溫高壓氣體熱量，低溫水首先流入殼體壁6下半部分吸氣泵體結(jié)構(gòu)和冷凍油熱量，然后分兩路流動(dòng)，一路吸取上半部殼體壁6熱量，一路吸取排氣熱量，最終匯合后給用戶端8供給熱水。在以上實(shí)例中，殼體壁內(nèi)層采用耐腐蝕性的高熱導(dǎo)率材料制成，殼體壁最外層采用耐腐蝕性的低熱導(dǎo)率材料制成，整個(gè)殼體壁采用雙層或多層殼體形式，在殼體壁層與層之間形成的腔體內(nèi)，多層殼體結(jié)構(gòu)通過(guò)將不同直徑、外形殼體和導(dǎo)流、分割結(jié)構(gòu)焊接到一起，密封起來(lái)，并開(kāi)兩個(gè)以上供流體進(jìn)出的通道，實(shí)現(xiàn)流體不斷進(jìn)、出帶走泵體結(jié)構(gòu)和電機(jī)結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生熱量，降低壓縮機(jī)運(yùn)行溫度，提高流體溫度，達(dá)到更好地吸取壓縮機(jī)運(yùn)行所產(chǎn)生的熱量。當(dāng)然，本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思并不僅限于上述實(shí)施案例，還可以依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思得到許多不同的具體方案，根據(jù)上述實(shí)施例的提示而做顯而易見(jiàn)的變動(dòng)，以及其他凡是不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的改動(dòng)，均應(yīng)包括在權(quán)利要求所述的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種熱泵熱水器，包括壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器和供水部，所述壓縮機(jī)內(nèi)的冷媒通過(guò)管路在壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器內(nèi)循環(huán)；其特征在于所述壓縮機(jī)的殼體壁為至少兩層的層狀換熱壁，層狀換熱壁的層與層之間形成至少一個(gè)密封空腔，在密封空腔的外壁層上設(shè)有與密封空腔連通的至少一組配合的進(jìn)、出口 ；所述冷凝器內(nèi)設(shè)有水換熱部，水換熱部連接有進(jìn)水管口和出水管口 ；所述供水部的水通過(guò)管路分別進(jìn)入壓縮機(jī)的的層狀換熱壁和冷凝器的水換熱部連通， 換熱后通過(guò)輸出管路供給熱水給用戶端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱泵熱水器，其特征在于，所述層狀換熱壁為兩層的層狀結(jié)構(gòu)，兩層之間形成一個(gè)密封空腔，密封空腔內(nèi)設(shè)有將其分為螺旋形空腔的螺旋形導(dǎo)流隔板，在新生成的螺旋形空腔的外壁層的上、下端設(shè)有與螺旋形空腔連通的進(jìn)、出口 ；所述水換熱部的出水管口分為第一出水管口和第二出水管口 ；所述供水部與水換熱部的進(jìn)水管口連通，水換熱部的第一出水管口與壓縮機(jī)層狀換熱壁上螺旋形空腔的進(jìn)口連通，螺旋形空腔和水換熱部排出的熱水分別經(jīng)過(guò)出口、第二出水管口通過(guò)管路與用戶端連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱泵熱水器，其特征在于，所述層狀換熱壁為兩層的層狀結(jié)構(gòu)，兩層之間形成一個(gè)密封空腔，密封空腔內(nèi)設(shè)有將其分為第一密封空腔和第二密封空腔的隔板，在新生成的第一密封空腔和第二密封空腔的外壁層上設(shè)有與每一個(gè)空腔分別連通的第一進(jìn)、出口和第二進(jìn)、出口，所述供水部與第一密封空腔的連通，第一密封空腔第一出口通過(guò)管路分別與第二密封空腔的第二進(jìn)口、水換熱部的進(jìn)水管口連通，第二密封空腔和水換熱部排出的熱水分別經(jīng)過(guò)第二出口、出水管口通過(guò)管路與用戶端連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種熱泵熱水器加熱水的方法，其特征在于，包括以下步驟 壓縮機(jī)將冷媒壓縮后流經(jīng)冷凝器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器，再次流回壓縮機(jī)，在此循環(huán)過(guò)程中，壓縮機(jī)和冷凝器分別向外輸出熱量；所述供水部首先對(duì)水換熱部供給冷水，在冷凝器的水換熱部進(jìn)行第一次熱交換；然后分為兩部分從水換熱部的第一出水管口和第二出水管口分別排出；水換熱部的第一出水管口排出的熱水進(jìn)入壓縮機(jī)上的螺旋形空腔進(jìn)行第二次換熱，然后從螺旋形空腔的出口排出；壓縮機(jī)螺旋形空腔的排出二次加熱后的熱水與水換熱部第二出水管口排出的一次加熱的熱水混合后，供給給用戶端。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種熱泵熱水器加熱水的方法，其特征在于，包括以下步驟 壓縮機(jī)將冷媒壓縮后流經(jīng)冷凝器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器，再次流回壓縮機(jī)，在此循環(huán)過(guò)程中，壓縮機(jī)和冷凝器分別向外輸出熱量；所述供水部首先對(duì)壓縮機(jī)層狀換熱壁的第一密封空腔供給冷水，在壓縮機(jī)的第一密封空腔內(nèi)進(jìn)行第一次熱交換；然后分為兩部分從第一密封空腔的第一出口排出；分別通過(guò)管路進(jìn)入壓縮機(jī)的第二密封空腔和冷凝器的水換熱部，在第二密封空腔和水換熱部進(jìn)行第二次熱交換；第二密封空腔排出二次加熱后的熱水與水換熱部排出二次加熱后的熱水混合后，供給給用戶端。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱泵熱水器及其加熱水的方法，包括壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器和供水部，所述壓縮機(jī)內(nèi)的冷媒通過(guò)管路在壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器內(nèi)循環(huán)；所述壓縮機(jī)的殼體壁為至少兩層的層狀換熱壁，層狀換熱壁的層與層之間形成至少一個(gè)密封空腔，在密封空腔的外壁層上設(shè)有與密封空腔連通的至少一組配合的進(jìn)、出口；所述冷凝器內(nèi)設(shè)有水換熱部，水換熱部連接有進(jìn)水管口和出水管口；所述供水部的水通過(guò)管路分別進(jìn)入壓縮機(jī)的的層狀換熱壁和冷凝器的水換熱部連通，換熱后通過(guò)輸出管路供給熱水給用戶端。
文檔編號(hào)F24H4/02GK102353136SQ20111024772
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月26日
發(fā)明者李旺宏, 王勇, 王方明, 陳迪松, 黎法運(yùn) 申請(qǐng)人:珠海凌達(dá)壓縮機(jī)有限公司, 珠海格力電器股份有限公司