具有防凍和防垢功能的熱泵熱水器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種具有防凍和防垢功能的熱泵熱水器，包括熱泵系統、中間換熱器和儲水箱，所述儲水箱中間為儲水空間，外壁設置夾層空間，夾層空間內充有多元醇類防凍液，所述防凍液通過循環泵引出，經過所述中間換熱器與熱泵系統的冷媒進行熱交換后返回夾層空間，并通過箱壁進一步加熱儲水空間內的水。利用多元醇無腐蝕、凝點低沸點高的特點解決了管路和換熱器結垢和凍裂的問題，滿足了熱泵熱水器低溫使用的要求，長時間使用不會因結垢降低換熱效率，同時使用時不受熱水器工作的影響，具有出水溫度恒定，使用舒適性好的特點。
【專利說明】具有防凍和防垢功能的熱泵熱水器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種熱泵熱水器，尤其是一種具有防凍和防垢功能的熱泵熱水器。
【背景技術】
[0002]目前市面上的分體熱泵熱水器，其多采用水循環方式，循環水泵將儲水箱內的水抽取并不斷的循環，利用套管式、板式換熱器與熱泵系統的高溫冷媒進行熱交換而不斷的對水進行加熱。此種熱水器采用一次換熱方式，熱泵啟動加熱的同時，循環水泵直接帶動水箱中的水進行循環換熱，使用時，直接引出熱水使用。
[0003]上述熱泵熱水器系統存在很多問題，首先，該熱水器儲水箱多為承壓水箱，均采用注入冷水擠出熱水供用戶使用，這就要求使用熱水時熱水器不能同時工作，否則，循環水泵一運轉，會迅速拉低整個儲水箱內的熱水的溫度，導致出水溫度迅速降低，影響舒適性和一次輸出熱水量，冬季由于進水溫度較低，這種現象尤為明顯；其次，經換熱后的熱水一般在50°C?60°C，該溫度范圍內的水極易產生水垢，水垢附著在換熱器、管道等部件內壁上，大大減小換熱系數，除低熱水器的轉換效率，長時間不清理甚至會造成堵塞；此外，外機一般安置于室外，儲水箱通過相應管路連接外機，當室外環境低于0°C時，流經外機換熱器和管路中的水極易結凍，造成外機部件凍裂，限制了水循環式分體熱泵熱水器的推廣使用。
實用新型內容
[0004]為解決上述問題，本實用新型的目的在于提出一種熱泵熱水器，采用凝點低且不會結垢的多元醇作為中間換熱介質，通過水箱的二次換熱裝置制取熱水，可有效解決上述問題。
[0005]為達此目的，本實用新型的技術方案為:
[0006]一種具有防凍和防垢功能的熱泵熱水器，包括熱泵系統、中間換熱器和儲水箱，所述儲水箱中間為儲水空間，外壁設置夾層空間，夾層空間內充有防凍液，所述防凍液通過循環泵引出，經過所述中間換熱器與熱泵系統的冷媒進行熱交換后返回夾層空間，并通過箱壁進一步加熱儲水空間內的水。
[0007]優選的，所述防凍液為多元醇或多元醇稀釋液。
[0008]特別的，所述夾層空間為環繞儲水箱的夾套。
[0009]優選的，所述中間換熱器為套管式換熱器或板式換熱器。
[0010]進一步的，所述熱泵系統包括通過管路依次連接的壓縮機、中間換熱器、膨脹閥及蒸發器；其中:
[0011]壓縮機，將蒸發器中的低壓工質蒸汽壓縮為高溫高壓工質蒸汽；
[0012]膨脹閥，將換熱后冷卻為液體的冷媒節流降溫；
[0013]蒸發器，從周圍環境中吸取熱量給低溫低壓的冷媒，使得冷媒汽化為低壓工質蒸汽。[0014]優選的，所述防凍液凝點為一 60°C以下、沸點為170°C以上。
[0015]進一步的，所述夾套上設置有防凍液入口和防凍液出口，所述防凍液出口位置高于防凍液入口位置。
[0016]進一步的，所述儲水箱上設置有引自儲水空間上部的熱水出口和引自儲水空間下部的冷水入口。
[0017]進一步的，所述儲水箱為圓筒形臥式容器或圓筒形立式容器。
[0018]本實用新型所述的熱泵熱水器，通過在儲水箱外壁上設置夾層空間，并填充多元醇防凍液，利用防凍液作為循環換熱介質與熱泵系統冷媒換熱，換熱后通過箱壁加熱儲水箱內的水，利用多元醇無腐蝕、凝點低沸點高的特點解決了管路和換熱器結垢和凍裂的問題，滿足了熱泵熱水器低溫使用的要求，長時間使用不會因結垢降低換熱效率，同時使用時不受熱水器工作的影響，具有出水溫度恒定，使用舒適性好的特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]下面結合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本實用新型的技術方案。
[0020]圖1是實施例一所述采用立式儲水箱的熱泵熱水器的系統結構示意圖；
[0021]圖2是實施例二所述采用臥式儲水箱的熱泵熱水器的系統結構示意圖。
[0022]圖中:
[0023]1、蒸發器；2、壓縮機；3、中間換熱器；4、膨脹閥；5、循環泵；6、防凍液入口 ；7、儲水箱；8、熱水出口 ；9、防凍液出口 ； 10、夾套；11、冷水入口。
【具體實施方式】
[0024]實施例一:
[0025]圖1給出了本實用新型所述具有防凍和防垢功能的熱泵熱水器的一個具體實施例，其采用圓筒形立式容器作為儲水箱，適用于地面安裝，其系統結構如圖所示。
[0026]該熱泵熱水器包括熱泵系統、中間換熱器3和儲水箱7，其中，熱泵系統包括通過管路依次連接的壓縮機2、蒸發器I以及膨脹閥4，壓縮機2通過中間換熱器3與膨脹閥4連接，形成熱泵系統的循環回路；中間換熱器3為套管式換熱器或板式換熱器；儲水箱7包括箱體和環繞箱體外壁的夾套10，所述箱體內為儲水空間，箱體上設置有引自儲水空間上部的熱水出口 8和引自儲水空間下部的冷水入口 11，保證箱體內熱水由熱水出口 8流出；夾套10上設置有防凍液入口 6和防凍液出口 9，夾套10通過防凍液出口 9依次通過管路連接循環泵5和中間換熱器3，中間換熱器3通過防凍液入口 6連接回夾套10，形成防凍液的循環回路，所述防凍液出口 9位置高于防凍液入口 6位置，箱體外壁與夾套10形成夾層空間，所述夾層空間內充有防凍液，所述防凍液通過循環泵5引出，經過套管式換熱器與熱泵系統的冷媒進行熱交換后返回夾層空間，并通過箱壁進一步加熱儲水空間內的水，其中，防凍液采用無毒的食品級或醫藥級多元醇根據實際環境需求稀釋配比制成，其凝點為一 60°C以下、沸點為170°C以上。
[0027]該熱泵熱水器的工作過程包括以下步驟:
[0028]熱泵系統的循環回路工作過程為:
[0029]a.蒸發器從周圍環境中吸取熱量，并將熱量傳遞給蒸發器內的低溫低壓的液態工質；
[0030]b.低溫低壓的液態工質吸收熱量后汽化為低壓工質蒸汽，低壓工質蒸汽被吸入壓縮機；
[0031]c.壓縮機將低壓工質蒸汽壓縮為高溫高壓工質蒸汽并傳輸至中間換熱器進行熱交換；
[0032]d.高溫高壓工質蒸汽在中間換熱器內與防凍液進行熱交換后冷凝為液態工質，并經膨脹閥節流降溫后流回蒸發器。
[0033]防凍液循環回路的工作過程為:
[0034]A.循環泵驅使防凍液流入中間換熱器，在中間換熱器內與高溫高壓工質蒸汽進行熱交換；
[0035]B.加熱后的防凍液在循環泵的驅動下通過管路由防凍液入口進入夾層空間，對儲水空間內的水進行加熱；
[0036]C.防凍液由防凍液出口流出，并在循環泵的驅動下通過管路流入中間換熱器繼續進行熱交換。
[0037]本實施例的熱泵熱水器，通過在儲水箱外壁上設置夾層空間，并填充多元醇防凍液，利用防凍液作為循環換熱介質與熱泵系統冷媒換熱，換熱后通過箱壁加熱儲水箱內的水，利用多元醇無腐蝕、凝點低沸點高的特點解決了管路和換熱器結垢和凍裂的問題，滿足了熱泵熱水器低溫使用的要求，長時間使用不會因結垢降低換熱效率，同時，由于沒有循環儲水空間內的水，因此在使用時不受熱水器工作的影響，儲水空間內的水具有穩定的溫度場，具有出水溫度恒定，使用舒適性好的特點。
[0038]此外，立式結構的儲水箱方便在地面組裝，夾套的結構簡單合理，成本低，效果明顯，且易于在原有熱泵熱水器上進行改造，有助于水循環式分體熱泵熱水器的推廣使用，具有廣闊的市場空間和市場前景。
[0039]實施例二:
[0040]圖2為本實用新型所述具有防凍和防垢功能的熱泵熱水器實施例二的結構示意圖，其采用圓筒形臥式容器作為儲水箱，適用于墻面安裝。
[0041]本實施例的熱泵熱水器的工作原理以及工作過程與實施例一相同，其不同之處在于，本實施例的水箱為臥式結構，熱水出口 8位于冷水入口 11左側，熱水出口 8引自儲水空間的上部，冷水入口 11引自儲水空間的下部，防凍液出口 9位于防凍液入口 6的右側，其中的左右僅為相對位置關系，不代表對結構的具體限定。該管路布置使得夾套內防凍液的流動方向與儲水空間內的水的流動方向相反，能夠加速儲水空間內的水的升溫，提高換熱效率，節約時間，此外，相較于實施例一中的立式儲水箱結構，臥式結構能夠更有效的節約安裝空間，且安裝于墻面更方便用戶對水溫進行觀察和調整。
[0042]以上結合具體實施例描述了本實用新型的技術原理。這些描述只是為了解釋本實用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對本實用新型保護范圍的限制。基于此處的解釋，本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本實用新型的其它【具體實施方式】，這些方式都將落入本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種具有防凍和防垢功能的熱泵熱水器，包括熱泵系統、中間換熱器和儲水箱，其特征在于，所述儲水箱中間為儲水空間，外壁設置夾層空間，夾層空間內充有防凍液，所述防凍液通過循環泵引出，經過所述中間換熱器與熱泵系統的冷媒進行熱交換后返回夾層空間，并通過箱壁進一步加熱儲水空間內的水。
2.根據權利要求1所述的具有防凍和防垢功能的熱泵熱水器，其特征在于，所述防凍液為多元醇或多元醇稀釋液。
3.根據權利要求1所述的具有防凍和防垢功能的熱泵熱水器，其特征在于，所述夾層空間為環繞儲水箱的夾套。
4.根據權利要求1所述的具有防凍和防垢功能的熱泵熱水器，其特征在于，所述中間換熱器為套管式換熱器或板式換熱器。
5.根據權利要求1所述的具有防凍和防垢功能的熱泵熱水器，其特征在于，所述熱泵系統包括通過管路依次連接的壓縮機、中間換熱器、膨脹閥及蒸發器；其中: 壓縮機，將蒸發器中的低壓工質蒸汽壓縮為高溫高壓工質蒸汽； 膨脹閥，將換熱后冷卻為液體的冷媒節流降溫； 蒸發器，從周圍環境中吸取熱量給低溫低壓的冷媒，使得冷媒汽化為低壓工質蒸汽。
6.根據權利要求2所述的具有防凍和防垢功能的熱泵熱水器，其特征在于，所述防凍液凝點為一 60°C以下、沸點為170°C以上。
7.根據權利要求3所述的具有防凍和防垢功能的熱泵熱水器，其特征在于，所述夾套上設置有防凍液入口和防凍液出口，所述防凍液出口位置高于防凍液入口位置。
8.根據權利要求3所述的具有防凍和防垢功能的熱泵熱水器，其特征在于，所述儲水箱上設置有引自儲水空間上部的熱水出口和引自儲水空間下部的冷水入口。
9.根據權利要求7或8所述的任一種具有防凍和防垢功能的熱泵熱水器，其特征在于，所述儲水箱為圓筒形臥式容器或圓筒形立式容器。
【文檔編號】F24H4/04GK203443108SQ201320428550
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年7月18日 優先權日:2013年7月18日
【發明者】趙增奎, 陳炳泉, 王建良, 邱德亮, 柴樹昌 申請人:青島經濟技術開發區海爾熱水器有限公司, 海爾集團公司