回叠式空气能热水系统的制作方法

本发明涉及空气能热水器技术领域，具体涉及一种回叠式空气能热水系统。

背景技术：

现有技术中，热水系统按照能耗由大至小排列顺序为：电热水系统、燃气热水系统、空气能热水系统、太阳能热水系统。电热水系统耗能巨大，而且水电一体，存在漏电安全隐患；燃气能热水系统能耗次之，使用过程中会产生co，容易发生泄露中毒、爆炸的事故；太阳能热水系统最节能，但阴雨天无法利用太阳能、体积较大，安装空间有限，导致适用范围有限。空气能热水系统仅次于太阳能热水器，而且水电分离，安全环保，但是空气能热水系统普通存在加热水温不高的问题，通常最高水温为47.5℃，使用过程中容易出现忽冷忽热的现象，而且体积偏大，成本高，占用空间大，不能满足大众需求，这是目前空气能热水系统存在的技术瓶颈。

造成空气能热水器水温不能高于47.5℃的原因是：空气能热水系统的内部冷媒结构欠佳，现有结构仅仅满足了使用普遍性的条件，而没有满足特殊性条件所带来的必然结果，其特殊性在于：随着热水容器内的水温升高，闭合冷媒回路内的冷媒气态、液态转化条件也跟随变化，目前空气能热水系统没有应对这一变化的设计。

如图1所示，目前空气能热水系统包括热水容器、装设于热水容器内的加热器以及与加热器组成闭合冷媒回路的蒸发器、节流器及压缩机，其中，压缩机将气态冷媒压缩成液态冷媒输送给加热器，加热器实现气态冷媒向液态冷媒转化过程中释放热量，给热水容器内的水加热，加热器内的冷媒之后经过节流器进入蒸发器中开始蒸发吸收空气流动的热量，再被压缩机压入加热器内，完成一次换热循环，使水箱内的水升温。

然而，要把输送热量的循环系统永久持续，必须要满足一个条件，就是系统内冷媒的压力至始至终要保持在一个安全的范围内，这个范围内就是压缩机正常功况以内的压力范围，显然，图1中的结构并没有保证在安全压力范围内，正因为如此，热水容器内水温不断上升的同时，加热器内的冷媒温度也在上升，当压力大于压缩机正常功况内的压力时，压缩机功况出现异常，电流增大，导致压缩机超负荷运行，迫使压缩机关停，循环受阻，待热水容器内的水温降下后，压缩机再次启动，故热水容器内的水温被阻断在47.5℃°，无法超越。

针对空气能热水器加热温度有限的缺陷，通常采用电辅热的方式进行弥补，该弥补方式对于小型加热系统尚可，对于大型加热系统会因电流过大而无法实现，用于小型加热系统时，还存在漏电的安全隐患。

另外，图1中还存在如下技术问题：

由于冷媒不能有效的降温降压，在高温高压状态下，压缩机无法将冷媒较大程度的液化，加热器与热水容器内的水不能产生较大的温差，导致传递效率低；同样，没有得到低温压缩，液化不良的冷媒进入蒸发器后，也不会有良好的蒸发效果，导致蒸发器与空气流之间得不到较大的温差，热传递效率低，无法实现在单位时间内蒸发器从空气流中获取更多的热量。

因此，研发一种高效、低耗、安全、升温高的空气能热水系统是目前亟需解决的问题。

技术实现要素：

本发明旨在提供回叠式空气能热水系统，以提高空气能热水系统热传递效率，同时提升水温。

为实现上述目的，本发明提供的回叠式空气能热水系统，包括具有保温和承压功能的热水容器，所述热水容器内竖向装设有隔热板，所述隔热板的一侧形成加热室，隔热板的另一侧形成预热室，所述隔热板具有连通加热室水体与预热室水体的流通孔，还包括蒸发器、冷凝器、节流器、压缩机、加热器、预热器以及热回叠器；

所述蒸发器的出气端依次与压缩机、加热器、预热器、热回叠器、冷凝器、节流器以及蒸发器的进液端相连形成闭合冷媒回路；

其中，所述加热器装设于加热室内，所述预热器装设于预热室内，所述热回叠器紧贴蒸发器吸热区的上风口设置，所述冷凝器紧贴蒸发器吸热区的下风口处设置。

上述回叠式空气能热水系统，预热器的作用是把经加热器散热后的高温高压的液态冷媒进行第二次降温，同时对预热室内的水进行预加热，热回叠器的作用是把预热器输出的液态冷媒进行第三次降温处理，热回叠器释放的热量对进入蒸发器的空气流进行加热升温；蒸发器吸热后形成的冷空气流将冷凝器产生的余热快速吹散，可使冷凝器快速进行第四次降温，最后进入蒸发器为低温、低压的液态冷媒。

由于进入蒸发器的冷媒是经过四级降温、降压处理的液态冷媒，冷媒在蒸发器内蒸发良好，而蒸发器热交换的空气为经过热回叠器预热的热空气流，可使蒸发器外表面与空气流之间形成较大温差，获得较高的热传递效率，同样，从蒸发器输出的低温低压的气态冷媒被压缩机压缩，在加热器内液化效果佳，快速释放热量的热能，使加热器表面得到一个较高的温度值，给水加热快，效率高，这样，系统内的压力就能有效控制，压缩机的良好功况就能在闭合冷媒回路中发挥，使压缩机的寿命延长，另外，在压缩机持续不断的驱动下，冷媒在系统中循环不止，源源不断且高效的把空气中的热能输送至热水容器内对水加热。

优选地，还包括装设于冷凝器处的风速加速器，所述风速加速器用于将蒸发器吸热后的冷流空气快速吹向冷凝器。

优选地，所述热回叠器包括若干块间隔设置的散热翅片和连接相邻两块散热翅片的多个连接管，其中一连接管与冷凝器连通，另一连接管与预热器连通。

优选地，所述散热翅片为铜翅片或铝翅片或铁翅片。

优选地，所述加热器和预热器均为盘曲状的散热管，所述散热管从流通孔处穿过。

优选地，所述散热管为不锈钢管或铝管或铜管。

优选地，所述加热室内装设有温控检测装置。

优选地，所述热水容器装设有带控制阀的进水管和带控制阀的出水管，所述进水管与预热室连接，所述出水管与加热室连接。

优选地，所述闭合冷媒回路内流通的介质为r12冷媒、r22冷媒、r32a冷媒、r134a冷媒、r140a冷媒、r290冷媒、r404冷媒、r410冷媒中的任意一种。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是现有技术中空气能热水系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的回叠式空气能热水系统的结构示意图；

附图中，

热水容器1、隔热板11、加热室12、预热室13、流通孔14、温控检测装置15、进水管16、出水管17、加热器2、预热器3、热回叠器4、冷凝器5、节流器6、蒸发器7、压缩机8、风速加速器9。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

请参阅图2，本实施例公开回叠式空气能热水系统，包括热水容器1、蒸发器7、冷凝器5、节流器6、压缩机8、加热器2、预热器3以及热回叠器4。

具体地，热水容器1具有保温和承压功能，热水容器1内竖向装设有隔热板11，隔热板11的一侧形成加热室12，隔热板11的另一侧形成预热室13，隔热板11具有连通加热室12与预热室13水体的流通孔14。

在一个实施例中，热水容器1优选双层不锈钢保温水箱，其保温、抗压效果佳，热水容器1的形状优选长条形，如长方体、圆柱形等等。

在一个实施例中，隔热板11优选双层不锈钢板，两层保温板之间形成隔热空腔，形成隔热空腔有助于降低加热室12与预热室13热量传递。

如图2所示，蒸发器7的出气端依次与压缩机8、加热器2、预热器3、热回叠器4、冷凝器5、节流器6以及蒸发器7的进液端相连形成闭合冷媒回路；加热器2装设于加热室12内，预热器3装设于预热室13内，热回叠器4紧贴蒸发器7吸热区的上风口设置，冷凝器5紧贴蒸发器7吸热区的下风口处设置。

基于上述，预热室13内注入冷水，热水从加热室12内排出，在对热水容器1内的水加热过程中(即冷媒系统循环运行过程中)，压缩机8压缩后的液态冷媒进入加热器2，经加热器2、预热器3、热回叠器4以及冷凝器5四级放热、减压处理后，经节流器6进入蒸发器7中迅速蒸发成气态，吸收大量的热能，使蒸发器7内的温度快速下降，之后蒸发器7输出的低温气态冷媒被压缩机8压缩后，输入加热器2中使冷媒由气态向液态转化过程中放热，形成加热回路。

上述回叠式空气能热水系统，预热器3的作用是把经加热器2散热后的高温高压的液态冷媒进行第二次降温，同时对预热室内的水进行预加热，热回叠器4的作用是把预热器3输出的液态冷媒进行第三次降温处理，热回叠器4释放的热量对进入蒸发器7的空气流进行加热升温；蒸发器7吸热后形成的冷空气流将冷凝器5产生的余热快速吹散，可使冷凝器5快速进行第四次降温，最后进入蒸发器7为低温、低压的液态冷媒。

由于进入蒸发器7的冷媒是经过四级降温、降压处理的液态冷媒，而蒸发器7热交换的空气为经过热回叠器4预热的空气流，可使蒸发器7外表面与空气流之间形成较大温差，获得较高的热传递效率；同样，从蒸发器7输出的低温低压的气态冷媒被压缩机8压缩后，进入加热器2内液化效果佳，快速释放热量的热能，使加热器2表面得到一个较高的温度值，给水加热快，效率高，这样，系统内的压力就能有效控制，压缩机8的良好功况就能在闭合冷媒回路中发挥，使得压缩机8的寿命延长，另外，在压缩机8持续不断的驱动下，冷媒在系统中循环不止，源源不断且高效的把空气中的热能输送至热水容器内，给水加热。

如图2所示，回叠式空气能热水系统还包括装设于冷凝器5处的风速加速器9，风速加速器9用于将蒸发器7吸热后的冷流空气快速吹散。在本实施例中，风速加速器9优选风机，其工作效率高，成本低。

在本实施例中，热回叠器4包括若干块间隔设置的散热翅片和连接相邻两块散热翅片的多个连接管，其中一连接管与冷凝器5连通，另一连接管与预热器3连通，散热翅片优选铜翅片或铝翅片或铁翅片。

在本实施例中，所述加热器2和预热器3均为盘曲状的散热管，所述散热管从流通孔处穿过，所述散热管为不锈钢管或铝管或铜管。

如图2所示，加热室12内装设有温控检测装置15，温控检测装置15用于监测加热室12的水温，同时将水温传输给控制系统，控制系统则根据实际需求通过显示器展示。

如图2所示，热水容器1装设有带控制阀的进水管16和带控制阀的出水管17，所述进水管16与预热室13连接，出水管17与加热室12连接，通过进水管16可向预热室13内注入冷水，通过出水管17可将加热室12内的热水引出后进行使用。

在本实施例中，所述闭合冷媒回路内流通的介质为r12冷媒、r22冷媒、r32a冷媒、r134a冷媒、r140a冷媒、r290冷媒、r404冷媒、r410冷媒中的任意一种。

经实验测定，本申请提供的回叠式空气能热水系统可将加热室12的水温提升到80℃-90℃，并且压缩机8在整个加热室12内水体升温至80℃-90℃过程中，没有出现任何功况异常现象，效果极佳，加热室12内水升温至80℃-90℃时，仍然可以继续升温，但是升温速度降低了。

综上所述，本申请提供的回叠式空气能热水系统相对于传统的空气能热水系统性能更好，效果更佳，更节能。

本申请提供的回叠式空气能热水系统可应用于大、中、小型各种空气能热水器，应用广泛，成本低。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。