專利名稱：雙冷凝器熱泵熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到一種雙冷凝器熱泵熱水器。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，家用空氣源熱泵熱水器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本采用蓄熱式設(shè) 計(jì)，熱泵熱水器僅配備一個(gè)冷凝器，該冷凝器通常在熱泵的蓄熱運(yùn)行模式下發(fā)揮作用，加熱 水箱中的儲(chǔ)水，但無法利用流入水箱的溫度較低的冷水提高熱泵運(yùn)行過程的熱力效率。為 克服這些缺陷，對(duì)雙冷凝器熱泵熱水器進(jìn)行了研制。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是要提供一種雙冷凝器熱泵熱水器， 它能利用流入水箱的溫度較低的冷水充分冷凝制冷劑，從而提高熱泵熱水器的熱力效率， 同時(shí)縮短熱泵蓄熱運(yùn)行模式的工作時(shí)間，降低電力消耗。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是它包括壓縮機(jī)、節(jié)流元件、室外換 熱器、水箱和冷凝器，其中冷凝器主要由預(yù)熱冷凝器和主冷凝器組成，預(yù)熱冷凝器的水流管 道與水箱的進(jìn)水管道連通，主冷凝器的水流管道與水箱的出水管道連通，壓縮機(jī)、主冷凝器 的制冷劑管道、預(yù)熱冷凝器的制冷劑管道、節(jié)流元件、室外換熱器依次串接組成閉合回路。它還包括循環(huán)水泵、水路三通閥和回水單向閥，循環(huán)水泵的輸入端與預(yù)熱冷凝器 的進(jìn)水端口連通，循環(huán)水泵的輸出端與水路三通閥的第一端口連通，水路三通閥的第二端 口與主冷凝器的進(jìn)水端口連通，水路三通閥的第三端口與水箱的出水端口連通，回水單向 閥的輸入端與主冷凝器的出水端口連通，回水單向閥的輸出端與水箱的出水端口連通。它還包括電動(dòng)三通熱回收閥，電動(dòng)三通熱回收閥的第一端口與壓縮機(jī)的排氣端口 連通，電動(dòng)三通熱回收閥的第二端口與主冷凝器的進(jìn)氣端口連通，預(yù)熱冷凝器的進(jìn)氣端口 分別與電動(dòng)三通熱回收閥的第三端口、主冷凝器的出液端口連通。它還包括進(jìn)水單向閥，進(jìn)水單向閥的輸入端與水源端連通，進(jìn)水單向閥的輸出端 與預(yù)熱冷凝器的進(jìn)水端口連通。本實(shí)用新型同背景技術(shù)相比所產(chǎn)生的有益效果1、由于本實(shí)用新型采用雙冷凝器結(jié)構(gòu)，增加了預(yù)熱冷凝器，它能使制冷劑充分冷 凝，同時(shí)對(duì)流入水箱的溫度較低的冷水進(jìn)行預(yù)熱，由于此時(shí)冷水溫度較低，熱泵系統(tǒng)的熱力 效率明顯提高，顯著縮短熱泵蓄熱運(yùn)行模式的工作時(shí)間，降低電力消耗。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖；具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型實(shí)施例一，如圖1所示，包括壓縮機(jī)1、節(jié)流元件A、室外 換熱器B、水箱2和冷凝器，冷凝器主要由預(yù)熱冷凝器3和主冷凝器4組成，預(yù)熱冷凝器3的 水流管道與水箱2的進(jìn)水管道連通，主冷凝器4的水流管道與水箱2的出水管道連通，壓縮 機(jī)1、主冷凝器4的制冷劑管道、預(yù)熱冷凝器3的制冷劑管道、節(jié)流元件A、室外換熱器B依 次串接組成閉合回路。主冷凝器4對(duì)從水箱2流出的水進(jìn)行加熱，同時(shí)預(yù)熱冷凝器3對(duì)流 進(jìn)水箱2的冷水進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱冷凝器3利用制冷劑二次冷凝時(shí)釋放的熱量對(duì)進(jìn)入水箱2 的冷水進(jìn)行預(yù)熱，從而保證了制冷劑的充分冷凝，提高了熱泵系統(tǒng)的熱力效率，降低電力消耗，顯著縮短熱泵蓄熱運(yùn)行模式的工作時(shí)間。如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例二是在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，它還包括循環(huán)水泵5、 水路三通閥6和回水單向閥7，循環(huán)水泵的輸入端51與預(yù)熱冷凝器的進(jìn)水端口 31連通，循 環(huán)水泵的輸出端52與水路三通閥的第一端口 61連通，水路三通閥的第二端口 62與主冷凝 器的進(jìn)水端口 41連通，水路三通閥的第三端口 63與水箱的出水端口 22連通，回水單向閥 的輸入端71與主冷凝器的出水端口 42連通，回水單向閥的輸出端72與水箱的出水端口 22 連通。循環(huán)水泵5、水路三通閥6和回水單向閥7相互配合，可使熱泵熱水器在多種運(yùn)行模 式下互相切換，提高熱泵熱水器的使用性能。如圖3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例三是在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，它還包括電動(dòng)三通熱 回收閥8，電動(dòng)三通熱回收閥的第一端口 81與壓縮機(jī)的排氣端口 11連通，電動(dòng)三通熱回收 閥的第二端口 82與主冷凝器的進(jìn)氣端口 43連通，預(yù)熱冷凝器的進(jìn)氣端口 33分別與電動(dòng)三 通熱回收閥的第三端口 83、主冷凝器的出液端口 44連通。由于電動(dòng)三通熱回收閥8的設(shè) 置，可使預(yù)熱冷凝器3單獨(dú)工作或與主冷凝器4同時(shí)工作。如圖4所示，本實(shí)用新型實(shí)施例四由實(shí)施例一、實(shí)施例二和實(shí)施例三組合而成。上述各實(shí)施例中，還包括進(jìn)水單向閥9，進(jìn)水單向閥的輸入端91與水源端連通，進(jìn) 水單向閥的輸出端92與預(yù)熱冷凝器的進(jìn)水端口 31連通。本實(shí)用新型實(shí)施例四的運(yùn)行模式如下預(yù)熱運(yùn)行模式。電動(dòng)三通熱回收閥8的第一端口 81和第三端口 83導(dǎo)通，壓縮機(jī) 1排出的高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)過電動(dòng)三通熱回收閥8進(jìn)入預(yù)熱冷凝器3，制冷劑在預(yù)熱冷凝器 3釋放熱量后凝結(jié)為液態(tài)，經(jīng)節(jié)流元件A減壓后進(jìn)入室外換熱器B，風(fēng)機(jī)強(qiáng)制空氣流過室外 換熱器B，空氣與制冷劑通過室外換熱器B進(jìn)行熱量傳遞，使液態(tài)制冷劑吸收熱量并汽化為 氣態(tài)，低壓氣態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)1。與此同時(shí)，來自供水管路的冷水經(jīng)進(jìn)水單向閥9進(jìn)入 預(yù)熱冷凝器3，吸收制冷劑冷凝過程釋放的熱量，然后進(jìn)入水箱2下部。由于預(yù)熱過程伴隨 熱水使用過程進(jìn)行，冷水、熱水的流動(dòng)利用供水管路與用水點(diǎn)之間的壓力差實(shí)現(xiàn)，一般無需 借助水泵。蓄熱運(yùn)行模式。電動(dòng)三通熱回收閥8的第一端口 81和第二端口 82導(dǎo)通，壓縮機(jī) 1排出的高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)過電動(dòng)三通熱回收閥8進(jìn)入主冷凝器4，制冷劑在主冷凝器4釋 放熱量后部分或全部凝結(jié)為液態(tài)，然后進(jìn)入預(yù)熱冷凝器3，制冷劑在預(yù)熱冷凝器3繼續(xù)釋放 熱量后全部凝結(jié)為液態(tài)，經(jīng)節(jié)流元件A減壓后進(jìn)入室外換熱器B，風(fēng)機(jī)強(qiáng)制空氣流過室外換 熱器B，空氣與制冷劑通過室外換熱器B進(jìn)行熱量傳遞，使液態(tài)制冷劑吸收熱量并汽化為氣 態(tài)，低壓氣態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)1。與此同時(shí)，在水箱2下部的溫度較低的水進(jìn)入熱水預(yù)熱 冷凝器3，吸收制冷劑冷凝過程釋放的熱量，經(jīng)過循環(huán)水泵5加壓，再經(jīng)水路三通閥6進(jìn)入 主冷凝器4，此時(shí)，水路三通閥6的第一端口 61和第二端口 62導(dǎo)通，高溫水經(jīng)回水單向閥7 進(jìn)入水箱2上部。補(bǔ)充加熱運(yùn)行模式。電動(dòng)三通熱回收閥8的第一端口 81和第二端口 82導(dǎo)通，壓 縮機(jī)1排出的高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)過電動(dòng)三通熱回收閥8進(jìn)入主冷凝器4，制冷劑在主冷凝器 4釋放熱量后部分或全部凝結(jié)為液態(tài)，然后進(jìn)入預(yù)熱冷凝器3，制冷劑在預(yù)熱冷凝器3繼續(xù) 釋放熱量后全部凝結(jié)為液態(tài)，經(jīng)節(jié)流元件A減壓后進(jìn)入室外換熱器B，風(fēng)機(jī)強(qiáng)制空氣流過室 外換熱器B，空氣與制冷劑通過室外換熱器B進(jìn)行熱量傳遞，使液態(tài)制冷劑吸收熱量并汽化為氣態(tài)，低壓氣態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)1。與此同時(shí)，在水箱2上部的溫度較高的水經(jīng)水路三 通閥6進(jìn)入主冷凝器3，水路三通閥6的第二端口 62和第三端口 63導(dǎo)通，熱水吸收制冷劑 冷凝過程釋放的熱量提高溫度，然后經(jīng)放水閥C流向用水點(diǎn)，來自供水管路的冷水經(jīng)進(jìn)水 單向閥9進(jìn)入預(yù)熱冷凝器3，吸收制冷劑冷凝過程釋放的熱量，然后進(jìn)入水箱2下部。在預(yù)熱運(yùn)行模式和補(bǔ)充加熱運(yùn)行模式下，為避免熱泵壓縮機(jī)1出現(xiàn)頻繁短時(shí)啟 動(dòng)、停止現(xiàn)象，同時(shí)也是也為了穩(wěn)定用水點(diǎn)溫度，若用水點(diǎn)的流量需求短時(shí)明顯下降，循環(huán) 水泵5立即啟動(dòng)以低流量狀態(tài)運(yùn)行，水路三通閥6的第一端口 61和第二端口 62導(dǎo)通，循環(huán) 水泵5為了在主冷凝器4和預(yù)熱冷凝器3的水流管道中保持適當(dāng)?shù)乃髁?，將水?下部 溫度較低的水送入預(yù)熱冷凝器3和主冷凝器4加熱后，經(jīng)回水單向閥7進(jìn)入水箱2上部，同 時(shí)，電動(dòng)三通熱回收閥8的第一端口 81和第二端口 82保持導(dǎo)通狀態(tài)；當(dāng)用水點(diǎn)流量恢復(fù) 正常后，水路三通閥6的第二端口 62和第三端口 63導(dǎo)通，電動(dòng)三通熱回收閥8恢復(fù)原先狀 態(tài)，循環(huán)水泵5停機(jī)。本實(shí)用新型中，水箱2的出水端口 22位置高于進(jìn)水端口 21，以有效利用冷熱水上 下分層的物理效應(yīng)，改善水箱2內(nèi)溫度分布，提高熱水器效率，同時(shí)提高水箱2的蓄熱能力。本實(shí)用新型中，預(yù)熱冷凝器3不僅可以在熱泵蓄熱運(yùn)行模式下對(duì)水進(jìn)行加熱，還 可以在冷水進(jìn)入水箱2前對(duì)冷水進(jìn)行預(yù)熱，由于此時(shí)冷水溫度較低，熱泵系統(tǒng)的熱力效率 明顯提高，而且還可以顯著縮短熱泵蓄熱運(yùn)行模式的工作時(shí)間，降低電力消耗，具有節(jié)能效果。對(duì)本實(shí)用新型的室外換熱器B進(jìn)行適當(dāng)改造，使室外換熱器B內(nèi)的制冷劑與水或 其它液態(tài)流體換熱，以適應(yīng)以水或其它液態(tài)流體為介質(zhì)的低溫?zé)嵩蠢玫男枰?，從而使?泵熱水器適用于更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)合，例如，低溫水源余熱回收、地表水熱利用等。
權(quán)利要求1.一種雙冷凝器熱泵熱水器，包括壓縮機(jī)(1)、節(jié)流元件(A)、室外換熱器(B)、水箱(2) 和冷凝器，其特征在于所述冷凝器主要由預(yù)熱冷凝器C3)和主冷凝器(4)組成，預(yù)熱冷凝 器(3)的水流管道與水箱O)的進(jìn)水管道連通，主冷凝器的水流管道與水箱O)的出 水管道連通，壓縮機(jī)(1)、主冷凝器的制冷劑管道、預(yù)熱冷凝器(3)的制冷劑管道、節(jié)流 元件(A)、室外換熱器(B)依次串接組成閉合回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙冷凝器熱泵熱水器，其特征在于它還包括循環(huán)水泵(5)、 水路三通閥(6)和回水單向閥(7)，循環(huán)水泵的輸入端(51)與預(yù)熱冷凝器的進(jìn)水端口(31) 連通，循環(huán)水泵的輸出端(5 與水路三通閥的第一端口(61)連通，水路三通閥的第二端 口(6 與主冷凝器的進(jìn)水端口 Gl)連通，水路三通閥的第三端口(6 與水箱的出水端口 (22)連通，回水單向閥的輸入端(71)與主冷凝器的出水端口 G2)連通，回水單向閥的輸出 端(7 與水箱的出水端口 0 連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙冷凝器熱泵熱水器，其特征在于它還包括電動(dòng)三通 熱回收閥(8)，電動(dòng)三通熱回收閥的第一端口(81)與壓縮機(jī)的排氣端口(11)連通，電動(dòng) 三通熱回收閥的第二端口(8 與主冷凝器的進(jìn)氣端口 ^幻連通，預(yù)熱冷凝器的進(jìn)氣端口 (33)分別與電動(dòng)三通熱回收閥的第三端口(83)、主冷凝器的出液端口 04)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙冷凝器熱泵熱水器，其特征在于它還包括進(jìn)水單向閥 (9)，進(jìn)水單向閥的輸入端(91)與水源端連通，進(jìn)水單向閥的輸出端(9 與預(yù)熱冷凝器的 進(jìn)水端口(31)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙冷凝器熱泵熱水器，其特征在于它還包括進(jìn)水單向 閥(9)，進(jìn)水單向閥的輸入端(91)與水源端連通，進(jìn)水單向閥的輸出端(9 與預(yù)熱冷凝器 的進(jìn)水端口(31)連通。
專利摘要一種雙冷凝器熱泵熱水器，包括壓縮機(jī)、節(jié)流元件、室外換熱器、水箱和冷凝器，其主要技術(shù)特征是所述冷凝器主要由預(yù)熱冷凝器和主冷凝器組成，預(yù)熱冷凝器的水流管道與水箱的進(jìn)水管道連通，主冷凝器的水流管道與水箱的出水管道連通，壓縮機(jī)、預(yù)熱冷凝器的制冷劑管道、主冷凝器的制冷劑管道、節(jié)流元件、室外換熱器依次串接組成閉合回路。由于本實(shí)用新型采用雙冷凝器結(jié)構(gòu)，增加了預(yù)熱冷凝器，它能使制冷劑充分冷凝，同時(shí)對(duì)流入水箱的溫度較低的冷水進(jìn)行預(yù)熱，由于此時(shí)冷水溫度較低，熱泵系統(tǒng)的熱力效率明顯提高，顯著縮短熱泵蓄熱運(yùn)行模式的工作時(shí)間，降低電力消耗。
文檔編號(hào)F24H4/02GK201917067SQ20112000202
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2011年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月3日
發(fā)明者葉遠(yuǎn)璋, 方巧蓮, 黃遜青 申請(qǐng)人:佛山市高明萬和電氣有限公司