本實用新型涉及熱泵設備技術領域，特別涉及一種熱泵熱水系統(tǒng)。

背景技術：

循環(huán)式熱泵熱水器是一種將儲水箱中的冷水多次流經(jīng)熱泵熱水器中的冷凝器進行加熱，逐漸達到設定溫度的熱泵熱水器。

如圖1所示，熱泵熱水系統(tǒng)包括儲水箱1、水泵2、冷凝器3、壓縮機4、換熱器5和節(jié)流裝置6。冷凝器3、壓縮機4、換熱器5及節(jié)流裝置6形成制冷劑回路，儲水箱1、水泵2和冷凝器3形成熱水回路。外界冷水由水箱進水口11進入水箱1，由儲水箱1上的冷凝出水口15流出，冷凝出水口15與冷凝器3的進水口連接，經(jīng)過冷凝器3并與制冷劑回路中的制冷劑進行熱交換，升溫后的水在水泵2的帶動下由循環(huán)進水口13進入水箱1，在用戶使用時，水箱1中的水由水箱出水口14流出。

但是，隨著儲水箱1中水溫的逐漸升高，冷凝器3的進口水溫升高，熱泵系統(tǒng)的冷凝溫度升高，由冷凝器3流出的液態(tài)制冷劑的溫度也逐漸升高，而冷凝器3流出的制冷劑溫度始終是不低于冷凝器3的進水口的水溫。在冷凝器3進口水溫(冷凝出水口15流出水的溫度)較高時，如35℃以上，冷凝器3制冷劑出口流出的制冷劑溫度也在35℃以上，使得高溫、高壓及高焓值的制冷劑直接進入節(jié)流裝置6進行節(jié)流，然后進入蒸發(fā)器，這種方式存在較大熱量損失，使得熱量回收較少，制熱水的能效比較低。

因此，如何提高回收熱量及制熱水能效比，是本技術領域人員亟待解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型提供了一種熱泵熱水系統(tǒng)，以提高回收熱量及制熱水能效比。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

從上述的技術方案可以看出，本實用新型提供的熱泵熱水系統(tǒng)，包括制冷劑回路、熱水回路及供所述制冷劑回路與所述熱水回路熱交換的冷凝器，

所述熱水回路上的儲水箱具有冷凝出水口及過冷出水口，所述過冷出水口的水平位置低于所述冷凝出水口的水平位置；

所述冷凝器的進水口與所述冷凝出水口連通；

還包括供所述制冷劑回路與所述熱水回路熱交換的過冷器，所述過冷器的進水口與所述過冷出水口連通，所述過冷器的制冷劑進口與所述冷凝器的制冷劑出口連通。

優(yōu)選地，上述熱泵熱水系統(tǒng)中，所述過冷器的出水口與所述冷凝器的進水口連通。

優(yōu)選地，上述熱泵熱水系統(tǒng)中，所述過冷器的出水口、所述冷凝出水口及所述冷凝器的進水口通過三通連接管道連通。

優(yōu)選地，上述熱泵熱水系統(tǒng)中，所述冷凝器為逆流熱交換器；

和/或，所述過冷器為逆流熱交換器。

優(yōu)選地，上述熱泵熱水系統(tǒng)中，所述過冷器的出水口與所述儲水箱的過冷進水口連通。

優(yōu)選地，上述熱泵熱水系統(tǒng)中，所述過冷出水口與所述過冷器的連接管路和/或所述過冷進水口與所述過冷器的連接管路上具有過冷循環(huán)水泵。

優(yōu)選地，上述熱泵熱水系統(tǒng)中，所述過冷進水口的水平位置高于所述過冷出水口的水平位置；

和/或，所述過冷進水口的水平位置低于所述冷凝出水口的水平位置。

優(yōu)選地，上述熱泵熱水系統(tǒng)中，還包括設置于所述儲水箱內的隔板，所述冷凝出水口與所述過冷出水口分別位于所述隔板的兩側；

所述隔板為孔板結構。

優(yōu)選地，上述熱泵熱水系統(tǒng)中，所述過冷出水口連通有向所述儲水箱內部延伸的過熱水管道；

所述過熱水管道的進水口朝向所述儲水箱的底部。

優(yōu)選地，上述熱泵熱水系統(tǒng)中，所述過熱水管道的進水口的水平位置低于或等于所述過冷出水口的水平位置。

本實用新型提供的熱泵熱水系統(tǒng)，通過上述設置，根據(jù)熱水在儲水箱中的分層原理，使得過冷出水口的出水溫度低于冷凝出水口的出水溫度。利用較低溫度的熱水對由冷凝器的制冷劑出口流出的高焓值的制冷劑進行熱交換，進而提高回收的熱量，提高了制熱水的能效比。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術中的一種熱泵熱水系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術中的一種熱泵熱水系統(tǒng)的在冷凝溫度不同時的壓焓圖；

圖3為現(xiàn)有技術中的一種熱泵熱水系統(tǒng)中制冷劑及水的溫度沿換熱器沿程分布的趨勢圖；

圖4為本實用新型實施例提供的熱泵熱水系統(tǒng)的第一種結構示意圖；

圖5為本實用新型實施例提供的熱泵熱水系統(tǒng)的在冷凝溫度不同時的壓焓圖；

圖6為本實用新型實施例提供的熱泵熱水系統(tǒng)中制冷劑及水的溫度沿換熱器沿程分布的趨勢圖；

圖7為本實用新型實施例提供的熱泵熱水系統(tǒng)的初始加熱狀態(tài)示意圖；

圖8為本實用新型實施例提供的熱泵熱水系統(tǒng)的中間加熱狀態(tài)示意圖；

圖9為本實用新型實施例提供的熱泵熱水系統(tǒng)的完成加熱狀態(tài)示意圖；

圖10為本實用新型實施例提供的熱泵熱水系統(tǒng)的第二種結構示意圖；

圖11為本實用新型實施例提供的熱泵熱水系統(tǒng)的第三種結構示意圖。

具體實施方式

本實用新型公開了一種熱泵熱水系統(tǒng)，以提高回收熱量及制熱水能效比。

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

如圖4所示，本實用新型實施例提供的一種熱泵熱水系統(tǒng)，包括制冷劑回路、熱水回路、供制冷劑回路與熱水回路熱交換的冷凝器3及供制冷劑回路與熱水回路熱交換的過冷器7。熱水回路上的儲水箱1具有冷凝出水口15及過冷出水口12，過冷出水口12的水平位置低于冷凝出水口15的水平位置；冷凝器3的進水口與冷凝出水口15連通。過冷器7的進水口與過冷出水口12連通，過冷器7的制冷劑進口與冷凝器3的制冷劑出口連通。

如圖4所示，制冷劑回路為由壓縮機4、冷凝器3、過冷器7、節(jié)流裝置6及換熱器5通過制冷劑管路依次連接組成的閉合回路。熱水回路為由儲水箱1、水泵2、冷凝器3及過冷器7通過相關水管路依次連接組成閉合回路。即，制冷劑沿路徑壓縮機4—冷凝器3—過冷器7—節(jié)流裝置6—換熱器5循環(huán)，水沿路徑儲水箱1—水泵2—冷凝器3—過冷器7循環(huán)。外界冷水由水箱進水口11進入水箱1，在用戶使用時，水箱1中的水由水箱出水口14流出。

本實用新型實施例提供的熱泵熱水系統(tǒng)，通過上述設置，根據(jù)熱水在儲水箱1中的分層原理，使得過冷出水口12的出水溫度低于冷凝出水口15的出水溫度。利用較低溫度的熱水對由冷凝器3的制冷劑出口流出的高焓值的制冷劑進行熱交換，進而提高回收的熱量，提高了制熱水的能效比。

如圖2與圖5所示，圖2為圖1的壓焓圖，圖5為圖4的壓焓圖。圖2與圖5采用的熱泵熱水系統(tǒng)中的儲水箱1、水泵2、冷凝器3、壓縮機4、換熱器5、節(jié)流裝置6的結構及大小均相等。由圖2及圖5可以看出，圖5的比焓差大于圖2的比焓差，即，本實用新型實施例提供的熱泵熱水系統(tǒng)，提高了比焓差，進而在流量一定的情況下，有效提高了回收的熱量。

如圖3與圖6所示，圖3為圖1的制冷劑及水的溫度沿換熱器沿程分布的趨勢圖，圖6為圖4的制冷劑及水的溫度沿換熱器沿程分布的趨勢圖。圖3與圖6采用的熱泵熱水系統(tǒng)中的儲水箱1、水泵2、冷凝器3、壓縮機4、換熱器5、節(jié)流裝置6的結構及大小均相等。由圖3及圖6可以看出，圖6的制冷劑降溫溫度大于圖3的制冷劑降溫溫度；并且，圖6中水的初始溫度較低，圖3的初始溫度較高，而圖3及圖6中的最終水溫相等。其中，S0-S1為冷凝器3的流程，S1-S2為過冷器7的流程。實線為制冷劑溫度，虛線為水溫。即，本實用新型實施例提供的熱泵熱水系統(tǒng)，提高了制熱水的能效比。

由于高溫熱水密度小于低溫熱水，而水的導熱性能較差，在儲水箱1中的水加熱的過程中，儲水箱1中的水會產(chǎn)生嚴重的分層現(xiàn)象。儲水箱1底部的水幾乎不會受到上部熱水的影響。如圖7、圖8及圖9所示，T1＜T2＜T3。本實用新型實施例提供的熱泵熱水系統(tǒng)，將位于儲水箱1底部的低溫水由過冷出水口12輸出，進而提高了加熱效果。

可以理解的是，過冷出水口12的水平位置及冷凝出水口15的水平位置均為儲水箱1在正常工作狀態(tài)下的水平位置。

優(yōu)選地，冷凝器3及過冷器7均為耦合換熱。

如圖4所示，在第一種實施例中，過冷器7的出水口與冷凝器3的進水口連通。在水泵2開啟的狀態(tài)下，儲水箱1中低水位的水由過冷出水口12經(jīng)過過冷器7進行換熱，經(jīng)過過冷器7換熱后的水與由冷凝出水口15流出儲水箱1的水混合后流入冷凝器3進行換熱；經(jīng)過冷凝器3換熱后的水由循環(huán)進水口13進入儲水箱1。通過上述設置，有效確保了換熱效果。

可以理解的是，循環(huán)進水口13的水平位置高于冷凝出水口15的水平位置。優(yōu)選地，循環(huán)進水口13位于儲水箱1的頂部。

在本實施例中，過冷器7的出水口、冷凝出水口15及冷凝器3的進水口通過三通連接管道連通。通過設置三通連接管道，方便了過冷器7的出水口、冷凝出水口15及冷凝器3的進水口的連通。

在本實施例中，冷凝器3及過冷器7均為逆流熱交換器。即，冷凝器3及過冷器7中制冷劑與水的逆流，從而進一步提高了換熱效果。

也可以僅將冷凝器3設置為逆流熱交換器。或者，僅將過冷器7設置為逆流熱交換器。當然，也可以將冷凝器3及過冷器7均設置為順流熱交換器。在此不再一一累述。

如圖10所示，在第二種實施例中，過冷器7的出水口與儲水箱1的過冷進水口16連通。即，經(jīng)過過冷器7的水進行換熱后回流至儲水箱1。即，冷凝器3及過冷器7相對于儲水箱1均有獨立的水循環(huán)回路。

為了確保水能夠流經(jīng)過冷器7，需要設置動力設備。在本實施例中，過冷出水口12與過冷器7的連接管路上具有過冷循環(huán)水泵8。也可以將過冷循環(huán)水泵8設置與過冷進水口16與過冷器7的連接管路上。還可以在過冷出水口12與過冷器7的連接管路和過冷進水口16與過冷器7的連接管路上均設置過冷循環(huán)水泵8。

在本實施例中，過冷進水口16的水平位置高于過冷出水口12的水平位置。進一步提高熱水在儲水箱1中的分層效果。

進一步地，過冷進水口16的水平位置低于冷凝出水口15的水平位置。通過上述設置，進一步提高了冷凝器3及過冷器7相對于儲水箱1形成的水循環(huán)回路的獨立效果。

如圖11所示，在第三種實施例中，熱泵熱水系統(tǒng)還包括設置于儲水箱1內的隔板9，冷凝出水口15與過冷出水口12分別位于隔板9的兩側；隔板9為孔板結構。通過設置隔板9，使儲水箱1中熱水因水溫而分層的現(xiàn)象更加明顯，進一步提高了換熱效率。

優(yōu)選地，隔板9為水平設置的隔板。也可以使隔板9以一定傾斜角度設置，在此不再一一累述。

如圖7、圖8及圖9所示，過冷出水口12連通有向儲水箱1內部延伸的過熱水管道17；過熱水管道17的進水口朝向儲水箱1的底部。通過上述設置，使得靠近儲水箱1的底部的水由過冷出水口12流出，進一步降低了由過冷出水口12流出的水的溫度。

進一步地，過熱水管道17的進水口的水平位置低于或等于過冷出水口12的水平位置。進一步使靠近儲水箱1的底部的水由過冷出水口12流出。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。