专利名称：快热式热泵型热水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及热水器，具体地说涉及热泵型热水器。
背景技术：
目前市场上的热水产品分为两大类即热式热水器和容积式热水器。容积式电热水器、真空管太阳能热水器和常规的家用热泵热水器都属于容积式热水产品；燃气热水器、即热式电热水器属于即热式热水器。与容积式热水产品相比，即热式热水产品具有方便快捷、体积小巧的优点，燃气热水器也因此而占有一定的热水器市场份额；但即热式电热水器没有形成主流产品，主要因为它对电负荷的要求较高，冬天水温较低情况下即热式电热水器需要10千瓦左右的功率才能满足正常洗浴需要，目前我国家庭正常的用电线路无法承受此负荷。所以，市场上占有一定份额的电热水器产品主要以容积式为主。
热泵热水器产品用电能驱动系统工作，通过吸收空气能源制造热水。热泵产品的能源输入产出比可以达到1∶3以上，节能效果明显。但热泵热水器工作性能受到空气温度的影响，供热能力随着季节而变化，无法保证即热效果，所以，目前市场上的热泵热水产品以容积式为主。通过机组连续工作，小功率的热泵设备就可以提供较大容积量的热水，具有较好的技术经济性能。和其他容积式热水产品一样，为了提供更多的热水，就需要更大的水箱来储水，而且需要的水箱往往是承压式的，对于一些家庭和商业用户来说，占地面积较大且承压的水箱，带来的较高价格和住房空间的拥塞常常让他们难以接受，因此影响了热泵热水器的推广和使用。
发明目的
本发明要解决的技术问题是提供一种热泵型热水器，不需要较大体积、且承压的储热箱(即上述的水箱)，即可为用户使用热水时提供高效的热能，接近即热使用热水的效果。
本发明通过以下技术方案实现一种快热式热泵型热水器，包括压缩机、换热器、节流装置、蒸发器以及按上述顺序连通于之间的制冷剂管路；所述换热器包括储热箱、设置于储热箱内的热交换装置，以及充填于储热箱内的储热载体；所述制冷剂管路与热交换装置连通；所述热交换装置由制冷剂管路与自来水管路并联构成，或由两者呈套管式构成。
所述热交换装置由制冷剂管路与自来水管路并联构成，是指制冷剂管路与自来水管路径向管壁紧密的贴合于一起；两者管壁之间可以通过焊接或者挤压成并联结构，形成直接的导热接触面，接触面越大、导热效率越高；如所述的热交换装置的横截面为“目”字型、或为“日”字型、或为“田”字型、或为“8”字型、或为冰糖葫芦串型、或为其他有接触点或面的多孔形式，其中一部分孔为制冷剂的通道，另一部分孔为自来水的通道。
所述热交换装置呈套管式结构，是由制冷剂管路套于自来水管路外壁构成，套管内管中流动的介质是水，套管内管与外管之间流动的介质是制冷剂。
所述热交换装置在换热器的储热箱内呈盘旋设置，或呈队列设置。这两种方式可根据设计要求确定，无论是哪一种设置方式，当自来水流动供水且热泵制热工作时，制冷剂与自来水两者在热交换装置中呈逆向流动。所述热交换装置中的自来水管路为铜管、或为不锈钢管、或为镀锌管。以铜管为佳，其传热效率高。
所述热交换装置的进出口与储热箱进出口之间通过制冷剂管路、自来水管路连接，位于储热箱内的制冷剂管路、自来水管路为等长，或自来水管路长于制冷剂管路。为了增强自来水吸热升温效果，在储热箱内，自来水管路进热交换装置之前或者出热交换装置之后可以增加一段换热管道，与储热载体进行热交换。
有益效果与常规家用热泵热水器相比，本发明具有以下几个优点一、缩小水箱体积常规家用热泵热水系统采用盘管换热器，水箱中的水流动性差，加之盘管中的热泵制热介质和水箱中水的温差小，因此换热速度慢；本发明让流动的自来水直接与储热箱内的储热载体、以及热泵制热介质逆向换热，因此换热速度快；所以，在同等供热量情况下，本发明可以节约1/3以上的储热箱(亦即水箱，下同)容积，缩小产品的占地空间，有助于产品的市场推广。
二、取消承压水箱本发明中由于储热箱是储热载体的容器，而非连接自来水管道用来供水的蓄水箱，因此不需要承压，从而可以将家用热泵热水器的水箱结构由承压形式变为不承压形式，大大降低热泵产品的制造成本，同样有助于产品的市场推广。
三、提高热泵工作效率热泵工作提供的一部分热能用来加热储热箱中的储热载体，热泵工作提供的更多热能是两种介质在逆向流动过程中直接交换，此时，热泵在冷凝温度较低的状态下运行，效率较高，所以，在给低温水的直接加热过程中热泵效率高，节能效果也更突出。
四、克服了水垢的产生储热箱中的储热载体可以使用不易结垢的软化水、油等，供水管中的自来水由入口时的较低温度直接加热成50度左右的热水排出，也不易结垢，因此，快热式热泵型热水器可保证热泵系统工作性能长期稳定。
图1为本发明系统框图；图2为图1中换热器剖面示意图。
具体实施例方式如图1所示，本发明包括压缩机1、换热器2、节流装置3、蒸发器4以及按上述顺序连通于之间的制冷剂管路5。如图2所示，换热器2包括储热箱6，设置于储热箱6内的热交换装置7，以及充填于储热箱6内的储热载体8，所述热交换装置7由制冷剂管路5与自来水管路9并联构成，在本实施例中采用焊接方法，使两者径向管壁紧密贴合于一起；热交换装置7的横截面呈“目”字型(未提供图示)，中间为制冷剂管路5，两边为自来水管路9；热交换装置7盘旋设置于换热器2的储热箱6内。仍如图2所示，热交换装置7进出口直接连接储热箱6的进出口，进出口位于储热箱同一侧，热交换装置7进出口与相应的制冷剂管路5、自来水管路9连通，如图中箭头所示，两种介质在热交换装置7中呈逆向流动。在本实施例中储热载体8选用软化水，热交换装置7中的自来水管路选用铜管。
运行方式当储热箱中的温度低于设定温度时，热泵启动制热运行，高温制冷剂经制冷剂管路5流经热交换装置7，将热能释放到储热载体8中，待该载体加热到设定温度，热泵停止工作。当用户用热水时，打开自来水管路9开关10，水流信号启动热泵系统。高温制冷剂、自来水由各自管路逆向流过热交换装置7，储热载体8、高温制冷剂将热量释放给流动的水，使得水在流动的过程中不断吸收热能，由进口时的低温水迅速转换为出口时的高温热水。当然，水的升高温度与持续供应热水的时间，是与热泵机组供应热能的多少，热交换装置的换热面积，以及储热载体供应热能的多少有关的，供应的热能越多，出口水温就会越高，有效热水供应的时间就会越长。可根据需要选用合适的热泵机组，就可以在一定时间内实现等同即热用水的效果。
权利要求
1.一种快热式热泵型热水器，包括压缩机(1)、换热器(2)、节流装置(3)、蒸发器(4)以及按上述顺序连通于之间的制冷剂管路(5)；所述换热器(2)包括储热箱(6)、设置于储热箱内的热交换装置(7)，以及充填于储热箱内的储热载体(8)；其特征在于热交换装置(7)由制冷剂管路(5)与自来水管路(9)并联构成，或由两者呈套管式构成。
2.如权利要求1所述的一种快热式热泵型热水器，其特征在于所述的热交换装置(7)由制冷剂管路(5)与自来水管路(9)并联构成，是指制冷剂管路(5)与自来水管路(9)径向管壁紧密贴合于一起；制冷剂管路(5)与自来水管路(9)管壁之间通过焊接、或挤压成并联结构；热交换装置(7)的横截面为“目”字型、或为“日”字型、或为“田”字型、或为“8”字型、或为冰糖葫芦串型、或为其他有接触点的多孔形式。
3.如权利要求1所述的一种快热式热泵型热水器，其特征在于所述的热交换装置(7)呈套管式结构，是由制冷剂管路(5)套于自来水管路(9)外壁构成，套管内管中流动的介质是水，套管内管与外管之间流动的介质是制冷剂。
4.如权利要求1所述的一种快热式热泵型热水器，其特征在于热交换装置(7)在换热器(2)的储热箱(6)内呈盘旋设置，或呈队列设置。
5.如权利要求1所述的一种快热式热泵型热水器，其特征在于自来水流动供水且热泵制热工作时，制冷剂与自来水两者在热交换装置(7)中呈逆向流动。
6.如权利要求1所述的一种快热式热泵型热水器，其特征在于热交换装置(7)的进出口直接连接储热箱(6)进出口；或之间通过制冷剂管路(5)、自来水管路(9)连接，位于储热箱(6)内的制冷剂管路(5)、自来水管路(9)为等长，或自来水管路(9)长于制冷剂管路(5)。
7.如权利要求1所述的一种快热式热泵型热水器，其特征在于热交换装置(7)中的自来水管路(9)为铜管、或为不锈钢管、或为镀锌管。
全文摘要
本发明公开了一种快热式热泵型热水器，包括压缩机、换热器、节流装置、蒸发器以及按上述顺序连通于之间的制冷剂管路；所述换热器包括储热箱、设置于储热箱内的热交换装置，以及充填于储热箱内的储热载体；所述制冷剂管路与热交换装置连通；所述热交换装置由制冷剂管路与自来水管路并联构成，或由两者呈套管式构成。本发明让流动的自来水直接与储热箱内的储热载体、以及热泵制热介质逆向换热，因此换热速度快、效率高，选用合适的热泵机组，可以实现等同即热用水的效果。本发明在同等供热量情况下，可以节约储热箱容积，同时由于储热箱是储热载体的容器，而非连接自来水管道用来供水的蓄水箱，因此不需要承压，从而大大降低热泵产品的制造成本。
文档编号F28D7/10GK1928453SQ20061009636
公开日2007年3月14日 申请日期2006年9月21日 优先权日2006年9月21日
发明者陈志强 申请人:陈志强