一种热泵热水器的制作方法

本实用新型涉及热泵系统技术领域，尤其涉及一种热泵热水器。

背景技术：

热泵热水器，尤其是空气源热泵热水器在运行过程中，如果室外环境温度大于0℃，开机不久，整个换热器的散热表面就会出现凝露并凝结成薄霜，随着运行时间越来越长，霜越结越厚，导致室内机制热效果变差。如果室外环境温度更低，则整个热泵热水器的机组盘管上都会出现结霜，对整个热泵机组的正常供热及其不利，也进一步制约了热泵热水器在北方地区的使用。

国标中规定空气源热水器应具备自动除霜功能。现有技术中实现自动除霜的技术主要有三种，包括四通阀反向除霜，热气旁通除霜和电加热除霜。其中四通阀反向除霜的除霜效果最好，应用也最广泛。但是，采用此种方式，除霜时空气源热泵的压缩机停止供热，反向制冷循环开始工作，系统供热量明显受到影响。经试验，除霜时所造成的热损失达到总能耗的10%至20%。如果除霜周期的设置不合理，很有可能造成用户使用过程中出水口送出水温较低，严重影响用户体验。

综上所述，现有技术中的热泵热水器存在除霜过程中能耗损失严重，用户体验差的缺点。

技术实现要素：

本实用新型旨在公开一种热泵热水器，克服现有技术中热泵热水器除霜过程中能耗损失严重、用户体验差的缺点。

本实用新型提供的技术方案是，一种热泵热水器，包括热泵压缩机、冷凝器、蒸发器、节流部件和四通阀，所述热泵压缩机、冷凝器、蒸发器、节流部件和四通阀连通形成工质循环；还包括储水箱; 其中，所述冷凝器包括独立设置的第一换热部和第二换热部，所述第一换热部设置在所述水箱上侧，第二换热部设置在水箱下侧；储水箱的出水口位于所述第一换热部的上方。

进一步的，还包括工质循环支路；所述工质循环支路一端连通所述四通阀的一端，另一端连通所述第一换热部或第二换热部。

更进一步的，所述工质循环支路上设置有执行元件；所述执行元件切断或导通所述工质循环支路。

为了对第一换热部和第二换热部中的工质的灵活调节，所述执行元件包括第一执行元件和第二执行元件；所述第一执行元件设置在所述第一换热部前端，第二执行元件设置在所述第二换热部前端。

优选的，所述执行元件为电磁阀。

进一步的，所述电磁阀包括线圈和阀芯，所述电磁阀垂直安装在所述工质循环支路上且所述线圈向上。

进一步的，还包括微控制芯片，所述微控制芯片接收除霜周期信号，生成并输出电信号至第一执行元件并驱动第一执行元件动作。

优选的，所述第一换热部和第二换热部为独立设置的微通道换热器。

为不降低除霜效果且保证最优的用户体验，所述第一换热部和第二换热部的传热面积相等。

进一步的，所述储水箱为承压式储水箱，所述储水箱的进水口开设在所述第二换热部下方。

本实用新型所公开的热泵热水器，通过对工质循环的改进，以及设置两个独立工作的第一换热部和第二换热部克服了现有技术中热泵热水器除霜运行时水温下降明显的问题，本实用新型所提出的改进对现有管路的改造小且控制灵活，具有实用性好的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提出的热泵热水器第一种实施例的结构示意图；

图2为本实用新型所提出的热泵热水器第二种实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1所示为本实用新型所公开的热泵热水器第一种实施例的结构示意图。如图所示，在本实施例中热泵系统主要包括热泵压缩机1、冷凝器2、蒸发器3、节流部件4和四通阀7，热泵压缩机1、冷凝器2、蒸发器3、节流部件4和四通阀7连通形成工质循环10。循环管路中可选用的循环工质可以是由C、H、F、Cl等组成的饱和烷烃的衍生物、碳氢化合物、饱和烷类的氟化物、天然工质、混合工质的其中一种，具体可以根据工质的热力学性能、物理化学性能、传热性能及安全性等和实际使用环境、需求的配合关系进行选取。本实施例所提供的热泵热水器，在正常运行时，热泵压缩机1推动工质在各部件中循环流动，工质在蒸发器3中发生蒸发相变，吸收低温热源的热能；在压缩机中由低温低压变为高温高压，并吸收压缩机的驱动能，最后在冷凝器2中发生冷凝相变放热，把蒸发、压缩过程中获得的能量供给用户，也就是储水箱6中的水。在工质循环10上还设置有防止热泵压缩机1发生液击的气液分离器8，以及防止机组压力过高出现安全事故或热泵压缩机1吸气压力过低损坏热泵压缩机1的高压控制器91和低压控制器92。节流部件4优选为电子膨胀阀。

除霜运行时，利用热泵双向热交换的特性，通过四通阀7换向改变工质的流向，将制热过程转换为制冷过程，以融化换热器表面出现的凝霜。与现有技术完全不同，为了避免系统换热方式改变降低用户的体验，在本实施例中，室内侧的冷凝器2包括独立设置的第一换热部21和第二换热部22，第一换热部21设置在所述储水箱6的上侧，第二换热部22设置在储水箱6的下侧。储水箱6的出水口61位于第一换热部21的上方。这样，在工质循环的过程中，热泵压缩机1、蒸发器3、节流部件4、四通阀7可以连通第一换热部21和第二换热部22，或者仅连通第二换热部22形成工质循环，以确保用户从储水箱6出水口61取得的热水的温度稳定，不会由于工质流向的变化形成较大地温差，从而提高用户的体验。

具体来说，为了便于通过独立的第一换热部21和第二换热部22所形成独立的循环通路，在系统中还形成有工质循环支路20。工质循环支路20所选用的管路根据工质选择，可以是焊接钢管、铜管等，管道直径不宜过大，对于铜管来说，优选公称直径在20mm以下，保证在工质循环支路20中的压力降不会过大。工质循环支路20一端连通四通阀7的一端，另一端通过两个独立的接口连通第一换热部21或第二换热部22。工质循环支路20和第一换热部21或第二换热部22之间的通路的导通或切断通过执行元件实现。如图所示，连接四通阀7的工质循环支路20具有两个分支，第一分支53连通第一换热部21，第二分支54连通第二换热部22。执行元件包括第一执行元件51和第二执行元件52，第一执行元件51设置在第一换热部21的前端，第二执行元件52设置在第二换热部22的前端，分别用于控制第一分支53的通断和第二分支54的通断，进而切断或导通所述工质循环支路20。

优选的，第一执行元件51和第二执行元件52通过电磁阀实现，电磁阀可以选用直接作用式电磁阀和间接作用式电磁阀。对于家用或商用的热泵热水器来说，优选直接作用式电磁阀。设置时，电磁阀垂直安装在第一分支53和第二分支54的一段水平管道上，线圈向上，保证工质流动方向满足电磁阀的要求。由于国标的要求，对于空气源热水器来说，在系统的控制模块中均设置有自动除霜的程序。通过时钟电路或对应的检测电路输出对应执行除霜指令的电信号，即除霜周期信号。在本实施例中，热泵热水器的微控制芯片接收除霜周期信号生成并输出电信号至第一执行元件51并驱动第一执行元件51动作。微控制芯片可以是单独设置的单片机或其它具有同样功能的集成芯片或者集成电路，也可以优选集成在热泵热水器系统的控制模块中。具体来说，当热泵热水器正常运行时，控制模块生成并输出电信号至第一执行元件51和第二执行元件52，并驱动第一执行元件51和第二执行元件52动作，即通过电磁阀线圈通电后的磁力带动阀芯动作，保持第一执行元件51和第二执行元件52处于打开状态，第一换热部21和第二换热部22正常热力循环工作。当微控制芯片接收到除霜周期信号后，生成并输出电信号至第一执行元件51，并驱动第一执行元件51动作，截断第一换热部21中的工质通路。这样，第一换热部21不参与单向制冷循环，避免对应储水箱6出水口61处的水温受到除霜状态的影响。当除霜过程结束后，第一执行元件51再次动作，导通第一换热部21中的工质通路，恢复正常的制热模式。

参见图2所示为本实用新型所提供的热泵热水器第二实施例的结构示意图。在本实施例中，采用一个执行元件实现对两个分支通断的切换。如图2所示，连接四通阀7的工质循环支路20具有两个分支，第一分支53连通第一换热部21，第二分支54连通第二换热部22。执行元件包括一个电磁三通阀5，电磁三通阀5设置在第一分支53和第二分支54的连通处。具体来说，当热泵热水器正常运行时，控制模块生成并输出电信号至电磁三通阀5，电磁三通阀5线圈通电后磁力带动阀芯动作，保持第一分支53和第二分支54导通，第一换热部21和第二换热部22正常热力循环工作。当微控制芯片接收到除霜周期信号后，生成并输出电信号至电磁三通阀5，电磁三通阀5动作切断第一分支53，截断第一换热部21中的工质通路。这样，第一换热部21不参与单向制冷循环。除霜过程结束后，电磁三通阀5再次动作，导通第一换热部21中的工质通路，恢复正常的制热模式。

在上述的两个实施例中，控制模块生成除霜周期信号并设置除霜时间的方法均为现有技术中公开的方法，比如设定运行时间并通过延时电路输出电信号等，不是本实用新型的保护重点，在此不再赘述。其中所选用的冷凝器2优选为微通道换热器，且环绕储水箱6设置。第一换热部21和第二换热部22的换热面积可以根据实际需要选择。一种优选的方式是第一换热部21和第二换热部22的传热面积相等，降低对除霜效果的影响同时保持最优的用户用水体验。储水箱6优选为承压式储水箱6，储水箱6的进水口62开设在第二换热部22下方。

本实用新型所上述两个实施例中所公开的热泵热水器，通过对工质循环的改进，以及设置两个独立工作的第一换热部和第二换热部克服了现有技术中热泵热水器除霜运行时水温下降明显的问题，本实用新型所提出的改进对现有管路的改造小且控制灵活，具有实用性好的优点。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。