本實用新型涉及一種一體式熱泵熱水器。

背景技術：

熱泵熱水器就是利用逆卡諾原理，通過介質，把熱量從低溫物體傳遞到高溫的水里的設備。熱泵裝置，可以使介質（冷媒）相變，變成比低溫熱源更低，從而自發(fā)吸收低溫熱源熱量；回到壓縮機后的介質，又被壓縮成高溫（比高溫的水還高）高壓氣體，從而自發(fā)放熱到高溫熱源；實現(xiàn)從將低溫熱源“搬運”熱量到高溫熱源。相比電熱水器，熱泵熱水器具有高效的特點，已經廣泛普及，市場上也出現(xiàn)了各種類型的熱泵熱水器。熱泵式熱水器一般包括主機和冷凝裝置，主機包括蒸發(fā)器、壓縮機、風扇，冷凝裝置為內部裝有冷凝盤管的保溫箱，有主機和冷凝裝置是分成兩個部分進行裝配分體式的熱泵熱水器，也有主機和冷凝裝置裝配在一起的一體式熱泵熱水器。具體到一體式熱泵熱水器的結構，有主機和冷凝裝置橫置安裝的，如申請?zhí)枮镃N201020022821.2，名稱為壁掛一體式熱泵熱水器文件公開的一體式熱泵熱水器方案；也有主機和冷凝裝置縱置安裝的，如CN201120372402.6、CN200920265853.2、CN200920306130.2以及CN201320148568.9等文件公開的一體式熱泵熱水器方案。

如今一體式熱泵熱水器已經走進千家萬戶消費者對一體式熱泵熱水器的評價已不再是有和無的問題，已有更多的考量；一體式熱泵熱水器無論安裝在室內室外，都必須考慮安裝空間，而安裝在室內，噪音更是一個的重要考慮因素。市場對一體式熱泵熱水器提出了更高的要求，要求相比現(xiàn)有的產品要更好，即要求一體式熱泵熱水器的結構和形狀更緊湊，運行噪音更低。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所針對上述安裝空間、運行噪音的問題，提供一種結構和形狀更緊湊，運行噪音低的一體式熱泵熱水器。

本實用新型解決上述技術問題的一體式熱泵熱水器，包括由壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和至少一個風機組成的循環(huán)熱交換系統(tǒng)；具有進水口和出水口的保溫水箱；將循環(huán)熱交換系統(tǒng)和保溫水箱安裝在其腔體內的殼體；以及控制上述系統(tǒng)運行的控制器；所述循環(huán)熱交換系統(tǒng)的冷凝器與保溫水箱構成換熱結構；所述循環(huán)熱交換系統(tǒng)的壓縮機、蒸發(fā)器、風機安裝在保溫水箱上，風機是貫流風扇，蒸發(fā)器繞風機的旋轉軸環(huán)繞安裝在風機的周面、或出風口、或進風口。蒸發(fā)器環(huán)繞安裝在貫流風扇的周面、或出風口、或進風口；循環(huán)熱交換系統(tǒng)的冷凝器設置在水箱中，壓縮機、蒸發(fā)器和風機安裝在保溫水箱上，可以安裝在頂部，也可以安裝在側部，保溫水箱水箱為縱置時，壓縮機、蒸發(fā)器和風機安裝在保溫水箱的上端，當保溫水箱為橫置時，壓縮機、蒸發(fā)器和風機安裝在保溫水箱的側端。循環(huán)熱交換系統(tǒng)和保溫水箱都在殼體的腔體中，殼體起到保護和承載作用。本技術方案采用貫流風扇的效果和優(yōu)勢可從與其他類型的風機的比較中得出。從成本上分析，采用旋葉風機的送風方案比較經濟，市場上也普遍采用旋葉風機送風；采用軸流風扇，軸流風扇的進風方向、出風方向與軸向垂直，蒸發(fā)器設置在軸流風扇的進風口或出風口，優(yōu)點是蒸發(fā)器氣流均勻性相對較好，能充分利用空間尺寸，結構易實現(xiàn)，缺點是軸流風扇一般抗阻力能力弱，按本項目需求，要有針對性的設計抗阻能力相對較好的葉型、導風圈以及匹配低風阻出風格柵；另外，出風口要求尺寸較大，且相對位置偏低；采用離心風機送風方案，優(yōu)點是離心風機抗阻能力強，結構緊湊，缺點是受結構特點限制，在圖示藍色線框區(qū)域，蒸發(fā)器局部氣流受到影響，可能局部換熱不是很理想，另外，風扇直徑受到一定限制，風機轉速不易做到足夠低，難以滿足噪音要求。風機選用貫流風扇，貫流風扇的物理特性可讓蒸發(fā)器旋轉軸環(huán)繞安裝在風機的周面，環(huán)繞安裝是指環(huán)繞在風機葉片旋轉曲面的外側，根據(jù)工況和性能調整蒸發(fā)器與葉片的距離?？沙浞掷蔑L機葉片外周面的空間，蒸發(fā)器底面的周長乘以風機的高度就是蒸發(fā)器的換熱面積，換熱翅片可以進一步增大換熱面積，風機的出風口和進風口強制對流的空氣可以直接與蒸發(fā)器進行換熱，同時對流的空氣也擾動出風口和進風口周圍的空氣，增大換熱功率；蒸發(fā)器可以多層設置。當然，還可以將蒸發(fā)器可以繞風機的旋轉軸安裝在風機的周面，或進風口和出風口，或出風口，或進風口，通過不同的安裝方式匹配不同的換熱功率，優(yōu)化換熱的性能作用，譬如提高換熱效率、降低運行噪音等。本技術方案的有益效果是，充分利用了貫流風扇軸向長度不受限制，可以根據(jù)不同的工況任意選擇葉輪的長度，以及氣流貫穿葉輪流動，受葉片兩次力的作用，因此氣流能到達很遠的距離，且無紊流，出風均勻性質，在同等工況下，使得蒸發(fā)器氣流均勻性相對較好，能充分利用空間尺寸，結構易實現(xiàn)，且抗阻能力強，結構緊湊，氣動噪音低；同時本技術方案還有個很突出的技術效果，針對不同工況蒸發(fā)器和風機更容易設計、生產，無需改變熱泵的橫截面積，通過增減風機軸向的安裝空間就可實現(xiàn)設計要求，很容易就實現(xiàn)了模塊化生產。控制器控制熱水器的器件已經屬于常規(guī)技術，如何實現(xiàn)控制本處不贅述。

進一步優(yōu)化熱水器的結構、運行性能，保溫水箱、殼體是立式圓筒狀，所述的風機縱置安裝保溫水箱上，蒸發(fā)器安裝在風機的出風口，壓縮機安裝在風機的進風口。此技術方案是立式熱泵方案，保溫水箱、殼體是立式圓筒狀，循環(huán)熱交換系統(tǒng)安裝保溫水箱的上部，市面上千瓦級以上的壓縮機，譬如轉子壓縮機、渦旋壓縮機，機體的高度比直徑大，貫流風扇轉軸高度一般也大于旋轉葉片的半徑，壓縮機與風機并排安裝充分理由了壓縮機和貫流風扇的物理形狀；且壓縮機安裝在風機的進風口，蒸發(fā)器安裝在風機的出風口，風機的進風通過壓縮機時冷卻壓縮機，從而增大風機的出風溫度，提高蒸發(fā)器的換熱溫度。

進一步，所保溫水箱、殼體是立式圓筒狀，所述的保溫水箱、壓縮機和風機從下往上依次安裝在殼體內，蒸發(fā)器繞風機的旋轉軸環(huán)繞安裝在風機的進風口和出風口、或出風口、或進風口。本技術方案的有益效果就是一體式熱泵熱水器很容易進行模塊化生產，壓縮機、風機分別在不同的空間層中，預留一定的設計空間，完全可以根據(jù)不同的工況選擇水箱、壓縮機、風機以及環(huán)繞安裝在風機周面的蒸發(fā)器，一種結構或架構就可以生產滿足不同工況的熱水器型號。

進一步，所述保溫水箱內設有與出水口連接的換熱管，所述冷凝器的盤管貫穿換熱管，所述冷凝器的盤管與換熱管構成逆流換熱結構。冷凝器的盤管和換熱管采用導熱系數(shù)高的材料譬如銅制作，冷凝器的盤管一部分或全部貫穿換熱管，盤管和換熱管浸沒在保溫水箱的水面下，水可直接通過換熱管或間接通過冷凝器盤管進行熱量交換。熱水器內采用逆流換熱結構技術效果突出，可以充分利用壓縮機的即時功率，當水箱內水溫不高而又著急使用熱水時，提高壓縮機的制熱功率，冷凝器的高溫可以迅速加熱與出水口連接的換熱管內的流水，使得熱水器還具有即熱型熱水器的功能，當然水箱的出水速度、溫度、壓縮機功率等工況根據(jù)需要設計。

進一步，所述的貫流風扇有2個，且軸向平行，并列為冷凝器進行熱量交換。兩個貫流風扇軸向并列，對蒸發(fā)器進行熱量交換，充分利用了貫流風扇軸向長度可以增大進而增大送風功率的特性，當然增大轉速也可以，不過本技術方案是在熱泵熱水器有限空間的條件下，增大散熱功率，散熱量，即用盡可能小的空間實現(xiàn)一體式熱泵熱水器的最大換熱功率。

進一步，所述的控制器集成射頻或WIFI模塊，還可以同時集成射頻和WIFI模塊。射頻可以是紅外線，也可以一定頻率的無線電波，市場上已經成熟，此處不贅述。集成WIFI模塊，可以將熱水器接入物聯(lián)網，更便捷更智能，WIFI模塊如何控制也屬于現(xiàn)有技術，不再贅述。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型結構和形狀更緊湊，運行噪音更低，有利于模塊化的社會化生產，能提高生產效益。

附圖說明

圖1為本實用新型一體式熱泵熱水器的結構示意圖；

圖2為本實用新型一體式熱泵熱水器的結構示意圖；

圖3為本實用新型一體式熱泵熱水器的又一結構示意圖。

圖4為本實用新型一體式熱泵熱水器的又一結構示意圖。

其中，1壓縮機；2 冷凝器；3 蒸發(fā)器；4 風機；5 保溫水箱；51 進水口；52 出水口；53 換熱管；6殼體

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。

附圖1為一優(yōu)選的實施例，風機4為貫流風扇，蒸發(fā)器3繞風機4的旋轉軸環(huán)繞安裝在風機4的周面，蒸發(fā)器3為貫通的圓筒形，風機4運行時，進風口和出風口的氣流都可以與蒸發(fā)器3進行熱交換，貫流風扇的氣流均勻度好，氣流均勻地垂直穿過蒸發(fā)器3，很少出現(xiàn)局部氣流過快或過慢的現(xiàn)象，進而減少了風機4運行的風噪。也可為了匹配不同的換熱功率，將蒸發(fā)器3也可以分別裝在貫流風扇的進風口或出風口處或進、出風口處?？梢愿鶕?jù)熱水器的形狀，風機3可采用軸向橫置或軸向縱置的方案。若熱水器為立式的，風機3建議采用軸向縱置的方案，在旋轉半徑一定的條件下，僅通過改變風機3的軸向高度就可以滿足不同的送風量的需求；反之，熱水器為壁掛橫置的，風機3采用軸向橫置的方案。

附圖2為優(yōu)選的實施例，壓縮機1和風機4并排縱向安裝在立式的圓筒形保溫水箱5上，蒸發(fā)器3繞風機4的旋轉軸環(huán)繞安裝在風機4的周面，蒸發(fā)器3為貫通的圓筒形。此種技術方案能很好的滿足緊湊結構的要求，通過調整風機4的軸向高度匹配不同送風工況，只要在設計初期預留一定空間，也可將蒸發(fā)器3設置成多層結構，不同工況的熱水器就可以使用一個設計的結構，只需要調整風機4的選型，增減蒸發(fā)器3的換熱高度或層數(shù)就可以滿足需求，極易用于模塊化的社會生產，水箱也無需改變橫截面積，近通過增、減保溫水箱高度實現(xiàn)不同容量的要求。

附圖3為優(yōu)選的實施例，是附圖2實施例進一步的實施例，蒸發(fā)器3為環(huán)繞在風機4和壓縮機1周面的多層結構，本優(yōu)選的實施例挖掘了熱泵熱水器狹小的容置空間，增大了換熱面積，提高了換熱功率，且極易用于模塊化的社會生產，同時有更多的設計空間改善風機4與蒸發(fā)器3的換熱性能，運行噪音等。

附圖4為優(yōu)選的實施例，循環(huán)熱交換系統(tǒng)中是兩個并列的貫流風扇，充分利用了貫流風扇徑向半徑小，軸向長度可延展的特性。在額定空間中，加大送風量，單位時間內通過的氣流量更大，帶走的熱量更多，加大蒸發(fā)器的換熱量和換熱功率，滿足家庭急用水時熱泵全開工況下的。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型結構和形狀更緊湊，運行噪音更低，有利于模塊化的社會化生產，能提高生產效益。