专利名称：一种带内置纵向螺旋肋管热水罐的节能循环型热水空调器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种带内置纵向螺旋肋管热水罐的节能循环型热水空调器，采用节能循 环改进制冷系统、采用内置纵向螺旋型外肋管氟水换热器制取生活热水，属于空气源热泵空 调及供热技术领域。
空调、热水器作为单独功能设备种类繁多、技术多样，但是每类产品单独工作时都会耗 费大量一次或二次能源，且经济性差。至今尚没有在市场上出现--种节能可靠的成熟产品可 将两类日常家用器具的功能合而为一。
现有的家用空调器，其制冷时需要向室外白白排放大量热能，且空调年平均累计使用时 间一般很有限，例如在北京地区只有大约200小时， 一年中绝大多数时间是在闲置，即使加 上过渡季节的供热时间也没有本质差别。
目前广泛应用的热水器中，电热水器能耗大、运行费用过高，燃气热水器安全问题突出、 受气源限制，太阳能热水器受阳光、占用空间等因素影响过大。热泵热水器采用压缩机制冷 系统从室外空气中吸收热量，并通过氟水换热器将自来水加热到所需温度以作为生活热水之 用，其耗电仅及电热水器的1/4以下，全年综合运行费用远低于电热水器，也比燃气热水器、 太阳能热水器低得多，且节能环保、安全可靠、安装使用及维修方便，适合全面推广。
现有热泵热水器基本上都不采用节能循环器，由于加热生活热水到设计温度(一般取50 60'C左右)需要冷凝温度很高，导致排气压力很高，压縮比过大，特别是在冬季条件下更为 严重，这一方面造成能效比EER (制热量/输入功率)大大降低而使耗电增大，经济性恶化， 另一方面压縮机等部件的故障率增大，寿命降低。
现有热泵热水器大都采用把冷凝器置于水箱内的闷烧式换热，但是由于换热器的结构及 水体内传热流态设计较差，其总体换热能力低，耗费材料较多，且若换热器出现故障难以取 出来维修，特别是热泵加热过程的后期会出现换热量过小，导致压縮机排气压力过大，能效 比有较大降低。
发明内容
本实用新型的目的和任务是，针对上述存在的种种问题，创造性地引入节能制冷循环技 术，对整机系统结构做出诸多改进，实现高效节能稳定可靠地供冷、供热、生产生活热水的 目的，并使整机结构紧凑、装配方便、成本低。
为此，本实用新型设计了一种带内置纵向螺旋肋管热水罐的节能循环型热水空调器，整 机由空调装置和热水装置两部分组成。其中空调装置由压縮机(1)、室外翅片式换热器(4)、 节能循环器(12)、室内翅片式换热器(15)及其它配件组成；热水装置由保温热水罐(16)、 内置纵向螺旋型外肋管氟水换热器(2)及其它配件组成。氟水换热器(2)氟路进口端与压 縮机(1)出口相连，出口端与四通阀(3)相连；室外换热器(4)进口端与四通阀(3)相 连，出口端与单向阀组(6+7 + 8+9)相连；储液器(10)进口端与单向阀组相连，出口端 与干燥过滤器(11)进口相连；节能循环器(12)液侧进口端与干燥过滤器(11)出口相连， 出开端经视液镜(13)与膨胀阀(5)进口相连；室内换热器(15)进口端通过单向阀组与节 流结构(5)出口相连；节能循环器(12)汽侧进口端通过四通阀(3)与室内换热器(15) 出口相连，出口端与汽液分离器(14)进口端相连；汽液分离器(14)出口端与压縮机(1) 吸气口相连。氟水换热器外表面浸于热水罐的水中，并纵向延伸至热水罐顶部和底部，热水 罐的上部设置生活热水出水管和放气管，底部设置自来水补水管和泄水管。
节能循环器(12)采用外肋盘管式或者套管式或者板式氟氟换热器。采用节能循环器可 在保持冷凝温度为较低温度水平(40 54.4°C)时，即排气压力处于较低水平时，有效提升 排气温度以保持乃至大大提高出水温度水平(热水出水温度范围35 10(TC)，同时系统能效比保持在很高水平，这是一股风冷热泵及空气源热泵热水机难以达到的，且排气压力的降低 可有效减少压縮机等各部件出现故障的可能性，并延长整机寿命。
氟水换热器(2)采用内置纵向螺旋型外肋管氟水换热器，上端与热水罐顶部法兰连接， 下端与热水罐底部法兰连接，且可整体从法兰口取出，便于检修。
热水罐(16)为密闭压力容器，筒体由不锈钢内壁、彩钢板外壁及聚氨酯发泡保温层构 成，下部接自来水补水管(20)，上部接生活热水出水管(19)，底部接泄水管(21)，且罐内 极下部设置温度传感器，便于实现将温度传感器上部的水体全都加热到所需温度水平，大大 提高了罐内容积的利用率，节省热水罐空间。
本实用新型大大提高了能效比，真正实现了空调、热水两类功能集于一体，可高效节能 稳定可靠运行，产品寿命长，安装、使用、维修方便，地域及气候适应性广。
图1是本实用新型的结构示意图。 图1中各部件编号与名称如下
压縮机l、氟水换热器2、四通阀3、室外换热器4、膨胀阀5、单向阀组6 + 7 + 8 + 9、 储液器IO、干燥过滤器ll、节能循环器12、视液镜13、汽液分离器14、室内换热器15、保 温热水罐16、低压表17、高压表18、生活热水出水管19、自来水补水管20、泄水管21、放 气阀22。
具体实施方式
以下结合附图和具体的实施应用例对本实用新型做进一步的说明。 附图1为本实用新型的整机结构示意图。
整机由空调装置和热水装置两部分组成。其中空调装置由压縮机(1)、室外翅片式换热 器(4)、节能循环器(12)、室内翅片式换热器(15)及其它配件组成；热水装置由保温热水 罐(16)、内置纵向螺旋型外肋管氟水换热器(2)及其它配件组成。氟水换热器(2)氟路进 口端与压縮机(1)出口相连，出口端与四通阀(3)相连；室外换热器(4)进口端与四通阀 (3)相连，出口端与单向陶组(6+7+8+9)相连；储液器(10)进口端与单向阀组相连， 出口端与干燥过滤器(11)进口相连；节能循环器(12)液侧进口端与干燥过滤器(11)出 口相连，出开端经视液镜(13)与膨胀阀(5)进口相连；室内换热器(15)进口端通过单向 阀组与节流结构(5)出口相连；节能循环器(12)汽侧进口端通过四通阀(3)与室内换热 器(15)出口相连，出口端与汽液分离器(14)进口端相连；汽液分离器(14)出口端与压 缩机(1)吸气口相连。氟水换热器外表面浸于热水罐的水中，并纵向延伸至热水罐顶部和底 部，热水罐的上部设置生活热水出水管和放气管，底部设置自来水补水管和泄水管。节能循 环器(12)采用外肋盘管式或者套管式或者板式氟氟换热器。氟水换热器(2)采用内置纵向 螺旋型外肋管氟水换热器，上端与热水罐顶部法兰连接，下端与热水罐底部法兰连接，且可 整体从法兰口取出，便于检修。热水罐(16)为密闭压力容器，筒体由不锈钢内壁、彩钢板 外壁及聚氨酯发泡保温层构成，下部接自来水补水管(20)，上部接生活热水出水管(19)， 底部接泄水管(21)，上部设置放气阀(22)，且罐内极下部设置温度传感器。
本实用新型可实现如下5种工作模式单独供冷、单独供热、单独制取生活热水、同时 供冷与制取生活热水、同时供热与制取生活热水等。
现以单独制取生活热水模式为利详述其工作流程如下
(a) 准备向热水罐内注满水，并确保罐内水体底部温度低于设定值。
(b) 启动控制系统先启动室外换热器风机，然后启动压縮机进行热泵循环，而室内
换热器风机不启动。
(C)加热制冷剂循环过程如下压縮机吸热低于气态制冷剂并压縮，排出高温高压 的过热蒸汽，进入氟水换热器向热水释放热量，变成高温高压的液态制冷剂，经过干燥过滤 器除去可能携带的污物和水份，然后进入节能循环器并被低温蒸汽冷却，过冷液再经过节流降压变为干度小的低温低压汽液两相流状态，进入蒸发器吸收蒸发器外空气的热量，蒸发为 低温低压气态制冷剂，再经节能循环器与氟水换热器出来的高温液态制冷剂换热，变为中温 低压过热蒸汽，并被吸入压縮机继续下一循环。生活热水加热过程如下氟水换热器外表面 向热水罐内水体传热，近处水温升高，且密度减小，由于热压作用而上升，并在罐体内形成 中央向上、四周向下的流态，且可一直保持良好的换热状态，直至温度传感器所处位置的水 体温度下降到设定值时加热过程完成，此时热泵系统自动停止运行。
(d) 取用通过上部的出水管可取用生活热水，罐内保温层位置随之上升，此时通过 自来水进水管自动向罐内补水，热泵仍可处于停运状态；当延时一定时间后，热泵系统自动 启动运行，将自来水与热水罐底部的混合水加热到所需温度并送入热水罐上部，并保证出水 温度处于所要求的水平。
(e) 停用当停止取用生活热水后，热泵系统仍继续运行一段时间，直至保温层位置 又降低到温度传感器所在位置，即热水罐又达到蓄满状态，热泵停运。
其它4种工作模式中，单独供冷、单独供热模式与普通家用冷暖型空调工作流程基本相 同，只是同时供冷与制取生活热水模式下，室内换热器是蒸发器、氟水换热器与室外换热器 构成制冷剂系统冷凝部分的串联形式。同时供热与制取生活热水模式下，室外换热器是蒸发 器，热水器与室内换热器构成制冷剂系统冷凝部分的串联形式。
权利要求1、一种带内置纵向螺旋肋管热水罐的节能循环型热水空调器，整机分为空调装置和热水装置两部分，其特征在于内置纵向螺旋型外肋管氟水换热器(2)氟路进口端与压缩机(1)出口相连；室外换热器(4)进口端与四通阀(3)相连，出口端与单向阀组(6、7、8、9)相连；储液器(10)进口端与单向阀组相连，出口端与干燥过滤器(11)进口相连；节能循环器(12)液侧进口端与干燥过滤器(11)出口相连，出开端经视液镜(13)与膨胀阀(5)进口相连；室内换热器(15)进口端通过单向阀组与节流结构(5)出口相连；节能循环器(12)汽侧进口端通过四通阀(3)与室内换热器(15)出口相连，出口端与汽液分离器(14)进口端相连；汽液分离器(14)出口端与压缩机(1)吸气口相连；氟水换热器外表面浸于热水罐的水中，并纵向延伸至热水罐顶部和底部，热水罐的上部设置生活热水出水管和放气管，底部设置自来水补水管和泄水管。
2、 如权利要求1所述的带内置纵向螺旋肋管热水罐的节能循环型热水空调器，其特征在于 所述的节能循环器(8)采用外肋盘管式或者套管式或者板式氟氟换热器，加热生活热水的氟 水换热器(2)采用纵向螺旋型外肋管结构，室内供冷及供热换热器(15)采用翅片式结构， 室外吸热或放热换热器(4)采用翅片式结构。
专利摘要一种带内置纵向螺旋肋管热水罐的节能循环型热水空调器，由空调装置和热水装置两部分组成。其中空调装置由压缩机、室外翅片式换热器、节能循环器、室内翅片式换热器及其它配件组成；热水装置由保温热水罐、内置纵向螺旋型外肋管氟水换热器及其它配件组成。氟水换热器外表面为带纵向螺旋肋管的高效换热器，浸于热水罐的水中，并纵向延伸至热水罐顶部和底部。本实用新型可实现单独供冷、单独供热、单独制取生活热水、同时供冷与制取生活热水、同时供热与制取生活热水等五种工作模式；采用节能循环器，极大降低压缩机排气压力，提高制热能效比(EER)；膨胀阀采用膨胀阀以保证冬季高效、可靠运行。
文档编号F25B13/00GK201138026SQ20072031053
公开日2008年10月22日 申请日期2007年12月13日 优先权日2007年12月13日
发明者张茂勇 申请人:张茂勇