个直管段，相互平行间隔地设置，每个直管段沿水平方向延伸；和多个弯管段，分别被配置成连接每两个相邻的直管段。第一换热装置30还可包括多个翅片，相对应的平行间隔设置以形成翅片组，每个翅片沿竖直方向延伸，且安装于每根弯折管31，以进一步提高气态传热介质与被加热水之间的换热效率。
[0039]在本实用新型实施例中，第一换热装置30还可包括:第一集流管32，每根弯折管31的上端安装于第一集流管32 ;和第二集流管33，每根弯折管31的下端安装于第二集流管33。优选地，第一换热装置30的第二集流管33上具有进水口，配置成使被加热水进入第一换热装置30的每根弯折管31。第一换热装置30的第一集流管32上具有出水口，配置成接收来自第一换热装置30的每根弯折管31的被加热水，以使被加热水在第二换热装置42中从下向上流动。由本领域技术人员所习知的，第一换热装置30的第一集流管32上可具有进水口，配置成使被加热水进入第一换热装置30的每根弯折管31。第一换热装置30的第二集流管33上可具有出水口，配置成接收来自第一换热装置30的每根弯折管31的被加热水，以使被加热水在第二换热装置42中从上向下流动。在本实用新型的一些替代性实施例中，每相邻的两根弯折管31之间可相互串联。
[0040]在本实用新型的一些替代性实施例中，本实用新型实施例的热栗热水装置中的第一换热装置可包括多根弯折管31，每根弯折管31在其相应的一水平面内从其初始端弯折延伸至其末端，且多根弯折管31所处的多个水平面平行间隔地设置。每根弯折管31卷绕成平面螺旋形，或弯折呈蛇形。
[0041]为了防止上升的气态传热介质穿过第一换热装置30后不能够被有效利用或者循环利用，本实用新型实施例的热栗热水装置进一步包括:过冷装置60，位于加热室20内且处于第一换热装置30上方一距离处，例如，可为加热室20内空腔高度的1/6至1/4，配置成对气态传热介质中穿过第一换热装置30的其余部分进行冷凝，落入加热室20的下部被热栗循环系统40再次加热。优选地，过冷装置60具有供被加热水流入的进水口和供被加热水流出的出水口，且过冷装置60的出水口利用连接水管连接至第一换热装置30的进水口。过冷装置60的结构与第一换热装置30的结构可相同，且过冷装置60的第一集流管32配置成使被加热水进入过冷装置60的每根弯折管31，过冷装置60的第二集流管33配置成接收来自过冷装置60的每根弯折管31的被加热水。在本实用新型的一些替代性实施例中，过冷装置60可包括第一平板和位于第一平板上方的第二平板，第一平板和第二平板之间限定有供被加热水流动的空腔。
[0042]本实用新型实施例的热栗热水装置因为传热介质处于低压环境下，该传热介质可在较低的温度下汽化成气态传热介质，利用气态传热介质的潜热和显热加热被加热水，显著提高了热栗热水装置的制热能效比，达到了节能的目的。例如，可以二氧化碳热栗热水装置，传热介质为水为例，制取70°C的传热介质，制热能力100Kg/h。在低压30KPa的环境下，70°C的传热介质会沸腾变为蒸汽。70°C蒸汽的汽化潜热值为C = 2333.6KJ/Kg。假设在无热损失的情况下:
[0043]如果lOOKg的传热介质全部转化为蒸汽，且通过第一换热装置30全部转化到被加热水中去，理论一小时的制热量为:
[0044]Q = 100C = 100*2333.6KJ/Kg = 2.3336*10SJ。
[0045]70°C的传热介质冷凝到30°C传热介质时释放出的热量为:
[0046]Q水=4.2*1000*100* (70-30) = 1.68*107J。
[0047]理论一小时总的制热量为Q,& = Q+Q* = 2.5016*10SJ。也就是说，理论每小时的制热量为:Q小时=Q总 /(1000*3600) = 69.4Kffh0
[0048]二氧化碳热栗循环系统的制热能效比(C0P)值为5，加热lOOKg的30°C的传热介质到70 °C，需要的热量为:
[0049]Q1 = 4.2*1000* (70-30) *100 = 1.68*107J。即需要的电能为 4.67Kffh0
[0050]由于二氧化碳热栗循环系统的C0P值为5，则二氧化碳热栗循环系统单位小时耗电量为:4.67/5 = 0.93KWh。又由于真空栗70的小时耗电量为:3KWh，则整个系统的理论C0P 为:69.4/(0.93+3) = 17.68。
[0051]进一步地，假设传热介质被加热的系统热损失为30%，第一换热装置30的换热效率为80%。则本实用新型实施例的二氧化碳热栗热水装置的实际系统C0P为:17.68*(1-0.3)*0.8 = 9.9ο显然本实用新型实施例的二氧化碳热栗热水装置的制热能效比大于现有的二氧化碳热栗循环系统直接对水加热制造热水。
[0052]至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
【主权项】
1.一种热栗热水装置，其特征在于包括: 加热室，配置成具有预定真空度且用于容纳传热介质，以使所述传热介质处于气压低于标准大气压力的低压环境； 第一换热装置，位于所述加热室内且处于所述加热室内的最高传热介质液面的上方，配置成容纳被加热水；和 热栗循环系统，配置成在所述低压环境下将所述加热室下部的传热介质加热至沸腾，以使所述传热介质汽化上升形成气态传热介质，所述气态传热介质的至少部分加热所述被加热水。2.根据权利要求1所述的热栗热水装置，其特征在于，所述热栗循环系统包括: 第二换热装置，其传热介质进口利用第一配管与所述加热室的下部连通，其传热介质出口利用第二配管与所述加热室的处于所述第一换热装置的下方的空腔连通，配置成利用进入其内的制冷剂加热进入其内的传热介质。3.根据权利要求2所述的热栗热水装置，其特征在于， 所述第二配管的出水口安装有喷嘴，所述喷嘴位于所述加热室内的最高传热介质液面上方，配置成在所述第二配管流出的传热介质的温度达到沸腾需要的温度时，向上方喷出所述气态传热介质。4.根据权利要求1所述的热栗热水装置，其特征在于，还包括: 过冷装置，位于所述加热室内且处于所述第一换热装置上方一距离处，配置成对所述气态传热介质中穿过所述第一换热装置的其余部分进行冷凝。5.根据权利要求4所述的热栗热水装置，其特征在于， 所述过冷装置具有供所述被加热水流入的进水口和供所述被加热水流出的出水口，且所述过冷装置的出水口利用连接水管连接至所述第一换热装置的进水口。6.根据权利要求5所述的热栗热水装置，其特征在于，所述过冷装置和所述第一换热装置均包括: 多根弯折管，每根所述弯折管在其相应的一竖直平面内从其上端弯折延伸至其下端，且多根所述弯折管所处的多个竖直平面平行间隔地设置。7.根据权利要求6所述的热栗热水装置，其特征在于，每根所述弯折管包括: 多个直管段，相互平行间隔地设置，每个所述直管段沿水平方向延伸；和 多个弯管段，分别被配置成连接每两个相邻的所述直管段。8.根据权利要求7所述的热栗热水装置，其特征在于，所述过冷装置和所述第一换热装置均还包括: 第一集流管，每根所述弯折管的上端安装于所述第一集流管；和第二集流管，每根所述弯折管的下端安装于所述第二集流管；且所述过冷装置的第一集流管配置成使被加热水进入所述过冷装置的每根弯折管，所述过冷装置的第二集流管配置成接收来自所述过冷装置的每根弯折管的被加热水； 所述第一换热装置的第二集流管配置成使被加热水进入所述第一换热装置的每根弯折管，所述第一换热装置的第一集流管配置成接收来自所述第一换热装置的每根弯折管的被加热水。9.根据权利要求7所述的热栗热水装置，其特征在于，所述第一换热装置和所述过冷装置均还包括: 多个翅片，相对应的平行间隔设置以形成翅片组，每个所述翅片沿竖直方向延伸，且安装于每根所述弯折管。10.根据权利要求1所述的热栗热水装置，其特征在于，还包括: 真空栗，配置成使所述加热室具有所述预定真空度。
【专利摘要】本实用新型涉及一种热泵热水装置。具体地，本实用新型的热泵热水装置包括：加热室，配置成具有预定真空度且用于容纳传热介质，以使传热介质处于气压低于标准大气压力的低压环境；第一换热装置，位于加热室内且处于加热室内的最高传热介质液面的上方，配置成容纳被加热水；和热泵循环系统，配置成在低压环境下将加热室下部的传热介质加热至沸腾，以使传热介质汽化上升形成气态传热介质，气态传热介质的至少部分加热被加热水本实用新型的热泵热水装置因为传热介质处于低压环境下，该传热介质可在较低的温度下汽化成气态传热介质，利用气态传热介质的潜热和显热加热被加热水，显著提高了热泵热水装置的制热能效比，达到了节能的目的。
【IPC分类】F24H4/02, F24H9/00
【公开号】CN204963193
【申请号】CN201520182100
【发明人】林博
【申请人】青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年3月27日