CN201583048U

CN201583048U - 一种热泵热水器

Info

Publication number: CN201583048U
Application number: CN2009202619928U
Authority: CN
Inventors: 刘墨陶; 招伟
Original assignee: TCL Corp
Current assignee: TCL Corp
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2019-12-24

Abstract

本实用新型公开了一种热泵热水器，包括压缩机、水箱模组、蒸发器和冷凝器依次通过管路串联形成制冷***流程回路；在压缩机与水箱模组之间的管路上设置温控电磁阀，在温控电磁阀和水箱模组的管路上并联设置有第一电磁阀的管路；以及控制单元，用于根据水箱模组内的水温在制冷模式中控制温控电磁阀开启且第一电磁阀关闭，以使水箱模组预先冷却管路中的制冷剂。由于改变了现有技术中制冷***流程，采用了水箱模组对制冷剂进行了预先冷却，在通过套管式冷凝器前降低了制冷剂的压力和温度，进而改变了各个主要部件在不同模式下的作用，提高了室外侧风冷式冷凝器的散热效果。

Description

一种热泵热水器

技术领域

本实用新型涉及基于空调的热水器领域，更具体的说，改进涉及的是一种热泵热水器。

背景技术

空调在制冷运行时，冷凝器会排放出大量的热量，并排放到空气中；如果利用排放出的热量来加热水，则相当于为人们在享受空调时，又可免费提供生活用热水；这种技术的应用称之为热泵热水器。

现有技术中的热泵热水器，如附图1所示，在流动着制冷剂的制冷***回路中，包括有压缩机101、四通阀102、四通阀103、电磁阀104、水箱模组105、单向阀106、电子膨胀阀(或毛细管)107、电磁阀109、蒸发器108、电子膨胀阀(或毛细管)110、冷凝器113；从整体上看，所述水箱模组105、所述蒸发器108和所述冷凝器113通过管路以并联的方式相连接，通过在管路上设置两个四通阀102和103切换与所述压缩机101连接；其中，在所述水箱模组105的管路上依次设置一所述单向阀106和电子膨胀阀(或毛细管)107；在所述蒸发器108的管路上设置一所述电磁阀109；在所述冷凝器113的管路上设置一电子膨胀阀(或毛细管)110，并在该电子膨胀阀(或毛细管)110的两端并联一设置有电磁阀104的管路。

目前的热泵热水器可实现制冷、制热、热水+制冷以及热水四种模式：

1)制冷模式：

现有技术中热泵热水器在制冷模式下的制冷***流程，如附图2所示：压缩机101→四通阀102→四通阀103→冷凝器113→电子膨胀阀(或毛细管)110→电磁阀109→蒸发器108→四通阀102→压缩机101。在这过程中，四通阀102不换向，四通阀103换向；电磁阀104关闭，电磁阀109开启；水箱模组105不参与工作；冷凝器113、蒸发器108与空气进行热交换。

2)制热模式：

现有技术中热泵热水器在制热模式下的制冷***流程，如附图3所示：压缩机101→四通阀102→蒸发器108→电磁阀109→电子膨胀阀(或毛细管)110→冷凝器113→四通阀103→压缩机101。在这过程中，四通阀102换向，四通阀103不换向；水箱模组105不参与工作；电磁阀104关闭，电磁阀109开启；冷凝器113、蒸发器108与空气进行热交换。

3)热水+制冷模式：

现有技术中热泵热水器在热水+制冷模式下的制冷***流程，如附图4所示：压缩机101→四通阀102→四通阀103→水箱模组105→单向阀106→电子膨胀阀(或毛细管)107→电磁阀109→蒸发器108→四通阀102→压缩机101。在这过程中，四通阀102不换向，四通阀103不换向；电磁阀104关闭，电磁阀109开启。在这个过程中冷凝器113不参与工作，制冷剂释放出的热量被水水箱模组105吸收，从而提高水的温度；水箱模组105相当于冷凝器113的作用，当水箱模组105中的水被加热到一定温度后形成热水；由蒸发器108为室内提供冷气，这种利用空调原本是排到空气中的热量来加热水，可起到空调+热水器的功效。

4)热水模式：

现有技术中热泵热水器在热水模式下的制冷***流程，如附图5所示：压缩机101→四通阀102→四通阀103→水箱模组105→单向阀106→电子膨胀阀(或毛细管)107→电磁阀104→冷凝器113→四通阀103→压缩机101。在这过程中，四通阀102不换向，四通阀103也不换向；电磁阀109关闭，电磁阀104开启；蒸发器108不参与工作；这时冷凝器113的作用等同于蒸发器108，对用户而言，这时的热泵热水器可起到热水器的功效。

但是，现有的热泵热水器在夏季独立供应冷气时，也就是制冷模式下，只是单纯地靠室外侧风冷式冷凝器来散热，不仅散热效果较差，而且当室外侧温度过高、环境恶劣时很容易造成压缩机跳机，从而使空调停止运行。

因此，现有技术尚有待改进和发展。

实用新型内容

本实用新型的目的是，在于提供一种热泵热水器，可提高室外侧风冷式冷凝器的散热效果，减小压缩机在高温环境下跳机的概率。

本实用新型的技术方案如下：

一种热泵热水器，包括一压缩机、一蒸发器、一冷凝器和一水箱模组；其中，所述压缩机、所述水箱模组、所述蒸发器和所述冷凝器依次通过管路串联形成一制冷***流程回路；在所述压缩机与所述水箱模组之间的管路上设置一温控电磁阀，在所述温控电磁阀和所述水箱模组的管路上并联一设置有第一电磁阀的管路；以及一控制单元，用于根据所述水箱模组内的水温在制冷模式中控制所述温控电磁阀开启且所述第一电磁阀关闭，以使所述水箱模组预先冷却管路中的制冷剂。

所述的热泵热水器，其中，在所述水箱模组与所述蒸发器之间的管路上设置一第三电磁阀，用于在所述控制单元的控制下，在制冷模式中关闭所述水箱模组和所述蒸发器之间的管路。

所述的热泵热水器，其中，在所述蒸发器与所述冷凝器之间的管路上设置一第四电磁阀，用于在所述控制单元的控制下，在制冷模式中关闭所述蒸发器和所述冷凝器之间的管路。

所述的热泵热水器，其中，在所述第三电磁阀、所述蒸发器和所述第四电磁阀的管路上并联一设置有第二电磁阀的管路，用于在所述控制单元控制下，在制冷模式中连通所述水箱模组和所述冷凝器之间的管路。

所述的热泵热水器，其中，在所述冷凝器与所述压缩机之间的管路上设置一第七电磁阀，用于在所述控制单元的控制下，在制冷模式中关闭所述冷凝器和所述压缩机之间的管路。

所述的热泵热水器，其中，在所述第七电磁阀和所述冷凝器之间的管路上，以及所述第三电磁阀和所述蒸发器之间的管路上，并联一设置有第五电磁阀的管路，用于在所述控制单元的控制下，在制冷模式中连通所述冷凝器和所述蒸发器之间的管路。

所述的热泵热水器，其中，在所述蒸发器和所述第四电磁阀之间的管路上，以及所述第七电磁阀和所述压缩机之间的管路上，并联一设置有第六电磁阀的管路，用于在所述控制单元的控制下，在制冷模式中连通所述蒸发器和所述压缩机之间的管路。

所述的热泵热水器，其中，在所述冷凝器与所述第四电磁阀之间的管路上设置一毛细管，用于把中温高压的液态制冷剂节流降压后变为低温低压的液体。

所述的热泵热水器，其中，在所述温控电磁阀和所述水箱模组之间的管路上设置一单向阀，用于阻止该管路中的制冷剂倒流。

本实用新型所提供的一种热泵热水器，由于改变了现有技术中制冷***流程，采用了水箱模组对制冷剂进行了预先冷却，在通过套管式冷凝器前降低了制冷剂的冷凝压力和冷凝温度，进而改变了各个主要部件在不同模式下的作用，提高了室外侧风冷式冷凝器的散热效果；同时，在夏季独立供应冷气时，也减小了压缩机在高温环境下跳机的概率。

附图说明

图1为现有技术中热泵热水器的制冷***原理示意图；

图2为现有技术中热泵热水器在制冷模式下的制冷***流程示意图；

图3为现有技术中热泵热水器在制热模式下的制冷***流程循环示意图；

图4为现有技术中热泵热水器在热水+制冷模式下的制冷***流程循环示意图；

图5为现有技术中热泵热水器在热水模式下的制冷***流程循环示意图；

图6为本实用新型中热泵热水器的制冷***原理构示意图；

图7a为本实用新型中热泵热水器在第一制冷模式下的制冷***流程示意图；

图7b为本实用新型中热泵热水器在第二制冷模式下的制冷***流程循环示意图；

图8为本实用新型中热泵热水器在制热模式下的制冷***流程循环示意图；

图9为本实用新型中热泵热水器在热水+制冷模式下的制冷***流程循环示意图；

图10为本实用新型中热泵热水器在热水模式下的制冷***流程循环示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本实用新型的具体实施方式加以详细说明。

本实用新型中的一种热泵热水器，其具体实施方式之一，如附图6所示，在流动着制冷剂的制冷***回路中，包括压缩机601、第一电磁阀602、温控电磁阀603、单向阀604、水箱模组605、第二电磁阀606、第三电磁阀607、蒸发器608、第四电磁阀609、第五电磁阀610、第六电磁阀611、第七电磁阀612、冷凝器613和毛细管614；从整体上看，所述压缩机601、所述水箱模组605、所述蒸发器608和所述冷凝器613通过管路以串联的形式相连接形成一制冷***流程回路；在所述压缩机601与所述水箱模组605之间的管路上设置一温控电磁阀603，在所述温控电磁阀603和所述水箱模组605的管路上并联一设置有第一电磁阀606的管路；以及一控制单元(未示出)，用于根据水箱模组605内的水温在制冷模式中控制所述温控电磁阀603开启且第一电磁阀606关闭，以使所述水箱模组605预先冷却管路中的制冷剂。

在所述热泵热水器的制冷、制热、热水+制冷以及热水的四种模式中，作为本实用新型较佳实施例，与现有技术的区别主要在于制冷模式，所述热泵热水器制冷时，在所述控制单元的控制下，

一方面，关闭位于所述水箱模组605与所述蒸发器608之间的第三电磁阀607，和关闭位于所述蒸发器608与所述冷凝器613之间的第四电磁阀609，以及开启设置有第二电磁阀606的管路；由于该管路并联在所述第三电磁阀607、所述蒸发器608和所述第四电磁阀609的管路上，所以在制冷模式中可连通所述水箱模组605和所述冷凝器613之间的管路；

另一方面，关闭位于所述冷凝器613与所述压缩机601之间的第七电磁阀612，和开启设置有第五电磁阀610的管路；因该管路一端连接所述第七电磁阀612和所述冷凝器613之间的管路，另一端连接所述第三电磁阀607和所述蒸发器608之间的管路，故在制冷模式中可连通所述冷凝器613和所述蒸发器608之间的管路；

同时，开启设置有第六电磁阀611的管路，因该管路一端连接所述蒸发器608和所述第四电磁阀609之间的管路，另一端连接所述第七电磁阀607和所述压缩机601之间的管路，故在制冷模式中可连通所述蒸发器608和所述压缩机601之间的管路。

在本实用新型的较佳实施例中，所述毛细管614位于所述冷凝器613与所述第四电磁阀609之间的管路上，用于在所述冷凝器613输入端的管路中产生压力差；以及，所述单向阀604位于所述温控电磁阀603和所述水箱模组605之间的管路上，用于阻止该管路中的制冷剂倒流。

以下结合附图分别说明本实用新型中热泵热水器在这四种模式下的制冷***流程；同时也以表格的形式说明本实用新型热泵热水器中温控电磁阀603和各电磁阀在这四种模式下的开关状态，如下表1和表2所示：

表1：热泵热水器的温控电磁阀在各种模式下的控制表

表2：热泵热水器的元件在各种模式下的控制组合表

1)制冷模式：

本实用新型中热泵热水器可实现两种制冷模式；在制冷(1)模式下的制冷***流程，如附图7a所示：压缩机601→温控电磁阀603→单向阀604→水箱模组605→第二电磁阀606→毛细管614→冷凝器613→第五电磁阀610→蒸发器608→第六电磁阀611→压缩机601。在这个过程中，水箱模组605参与了工作，预先降低了制冷剂的冷凝温度和冷凝压力，改善了散热效果，提高了制冷能力，同时也减小了压缩机601在高温环境下跳机的概率；第一电磁阀602、第三电磁阀607、第四电磁阀609和第七电磁阀612关闭，第二电磁阀606、第五电磁阀610和第六电磁阀611开启；冷凝器613、蒸发器608与空气进行热交换。

此外，本实用新型中热泵热水器在制冷(2)模式下的制冷***流程，如附图7b所示：压缩机601→第一电磁阀602→第二电磁阀606→毛细管614→冷凝器613→第五电磁阀610→蒸发器608→第六电磁阀611→压缩机601。在这过程中，感温电磁阀603探测到水箱模组605温度高于摄氏50℃，阀体关闭；水箱模组605不参与工作；第三电磁阀607、第四电磁阀609和第七电磁阀612关闭，第一电磁阀602、第二电磁阀606、第五电磁阀610和第六电磁阀611开启；冷凝器613、蒸发器608与空气进行热交换。在水箱中加置感温装置来探测水箱中水的温度，如果水温高于摄氏50℃则***改变流路，压缩机601排出的气体直接进入到室外侧冷凝器613进行冷却，保证了水箱的温度不会过高，减慢了水质的恶化，延长了水箱的使用寿命。

2)制热模式：

本实用新型中热泵热水器在制热模式下的制冷***流程，如附图8所示：压缩机601→第一电磁阀602→第三电磁阀607→蒸发器608→第四电磁阀609→毛细管614→冷凝器613→第七电磁阀612→压缩机601；水箱模组605不参与工作；第二电磁阀606、第五电磁阀610和第六电磁阀611关闭，第一电磁阀602、第三电磁阀607、第四电磁阀609和第七电磁阀612开启；冷凝器613、蒸发器608与空气进行热交换。

3)热水+制冷模式：

本实用新型中热泵热水器在热水+制冷模式下的制冷***流程，如附图9所示：压缩机601→温控电磁阀603→单向阀604→水箱模组605→第二电磁阀606→毛细管614→冷凝器613→第五电磁阀610→蒸发器608→第六电磁阀611→压缩机601。在这过程中，温控电磁阀603若探测到水箱模组605中的水温温度低于摄氏50℃，则水箱模组605参与工作，否则阀体关闭，打开第一电磁阀602，水箱模组605停止运行；第一电磁阀602、第三电磁阀607、第四电磁阀609和第七电磁阀612关闭，第二电磁阀606、第五电磁阀610和第六电磁阀611开启；冷凝器613、蒸发器608与空气进行热交换。

4)热水模式：

本实用新型中热泵热水器在热水模式下的制冷***流程，如附图10所示：压缩机601→温控电磁阀603→单向阀604→水箱模组605→第二电磁阀606→毛细管614→冷凝器613→第七电磁阀612→压缩机601。在这过程中，温控电磁阀603若探测到水箱模组605中的水温温度低于摄氏50℃，则水箱模组605参与工作，否则阀体关闭，打开第一电磁阀602，水箱模组605停止运行；第一电磁阀602、第三电磁阀607、第四电磁阀609、第五电磁阀610和第六电磁阀611关闭，第二电磁阀606和第七电磁阀612开启；蒸发器608不参与工作，冷凝器613的作用等同于蒸发器608。

需要说明的是，对于热泵热水器而言，未提及的风冷***中的风扇，以及水箱模组中套管式热交换装置、水泵、进出水装置和温度探测器等其他零部件，并非本实用新型的改进点，在此不再赘述。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，例如，水箱模组605中的水温温度以摄氏50℃为界，可根据实际情况在摄氏45℃至55℃范围内调整，而所有这些改进和变换都属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种热泵热水器，包括一压缩机、一蒸发器、一冷凝器和一水箱模组；其特征在于，所述压缩机、所述水箱模组、所述蒸发器和所述冷凝器依次通过管路串联形成一制冷***流程回路；在所述压缩机与所述水箱模组之间的管路上设置一温控电磁阀，在所述温控电磁阀和所述水箱模组的管路上并联一设置有第一电磁阀的管路；以及一控制单元，用于根据所述水箱模组内的水温在制冷模式中控制所述温控电磁阀开启且所述第一电磁阀关闭，以使所述水箱模组预先冷却管路中的制冷剂。

2.根据权利要求1所述的热泵热水器，其特征在于，在所述水箱模组与所述蒸发器之间的管路上设置一第三电磁阀，用于在所述控制单元的控制下，在制冷模式中关闭所述水箱模组和所述蒸发器之间的管路。

3.根据权利要求2所述的热泵热水器，其特征在于，在所述蒸发器与所述冷凝器之间的管路上设置一第四电磁阀，用于在所述控制单元的控制下，在制冷模式中关闭所述蒸发器和所述冷凝器之间的管路。

4.根据权利要求3所述的热泵热水器，其特征在于，在所述第三电磁阀、所述蒸发器和所述第四电磁阀的管路上并联一设置有第二电磁阀的管路，用于在所述控制单元控制下，在制冷模式中连通所述水箱模组和所述冷凝器之间的管路。

5.根据权利要求4所述的热泵热水器，其特征在于，在所述冷凝器与所述压缩机之间的管路上设置一第七电磁阀，用于在所述控制单元的控制下，在制冷模式中关闭所述冷凝器和所述压缩机之间的管路。

6.根据权利要求5所述的热泵热水器，其特征在于，在所述第七电磁阀和所述冷凝器之间的管路上，以及所述第三电磁阀和所述蒸发器之间的管路上，并联一设置有第五电磁阀的管路，用于在所述控制单元的控制下，在制冷模式中连通所述冷凝器和所述蒸发器之间的管路。

7.根据权利要求6所述的热泵热水器，其特征在于，在所述蒸发器和所述第四电磁阀之间的管路上，以及所述第七电磁阀和所述压缩机之间的管路上，并联一设置有第六电磁阀的管路，用于在所述控制单元的控制下，在制冷模式中连通所述蒸发器和所述压缩机之间的管路。

8.根据权利要求7所述的热泵热水器，其特征在于，在所述冷凝器与所述第四电磁阀之间的管路上设置一毛细管，用于把中温高压的液态制冷剂节流降压后变为低温低压的液体。

9.根据权利要求1至8中任一所述的热泵热水器，其特征在于，在所述温控电磁阀和所述水箱模组之间的管路上设置一单向阀，用于阻止该管路中的制冷剂倒流。