即熱式熱水器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種利用熱泵進行加熱的即熱式熱水器。包括控制器、水路與熱泵循環(huán)回路；水路依水流方向依次包括：進水口、加熱部與出水口；熱泵循環(huán)回路依次包括：壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、節(jié)流裝置，所述壓縮機與控制器控制連接，所述冷凝器包括加熱冷凝器與卸壓冷凝器，所述加熱冷凝器與水路中的加熱部熱傳導接觸，所述加熱冷凝器與卸壓冷凝器在熱泵循環(huán)回路中并聯(lián)設(shè)置，在加熱冷凝器所在的支路設(shè)有加熱冷凝器閥門，在卸壓冷凝器所在的支路設(shè)有卸壓冷凝器閥門，所述加熱冷凝器閥門與卸壓冷凝器閥門與控制器控制連接。
【專利說明】即熱式熱水器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種即熱式熱水器，也涉及一種利用熱泵進行加熱的熱水器。
【背景技術(shù)】
[0002]通常即熱式熱水器又稱為快速或、快熱式熱水器，其特點是:冷水過熱水出，只要開啟出水閥門，短時間內(nèi)即能源源不斷地供給熱水，不用熱水時，關(guān)上出水閥門切斷水路即可在短時間內(nèi)停止加熱。目前的即熱式熱水器多為電加熱式與燃氣式。
[0003]電加熱式即熱式熱水器的原理是用較大功率的電加熱器對流經(jīng)加熱區(qū)域的冷水進行快速加熱，使之迅速達到預定的使用溫度，達到冷水進熱水出的目的，由于其取消了儲熱式熱水器上的儲水裝置(例如家用電熱水器動儲水裝置的容積一般高達數(shù)十升)，因此其體積小巧，安裝方便。又由于其使用前無需將儲水裝置中的儲存水加熱到一定溫度，用水量也不會受到存儲水量與溫度的限制，而可以即開即用，因此較之儲熱式熱水器大為方便，而且其即開即用的特性，待機時無需對存儲水進行加熱保溫，大大節(jié)約了能源消耗，更為節(jié)能環(huán)保。
[0004]但是電加熱式即熱熱水器由于其功率較大，在某些電路環(huán)境下不具備安裝條件，由于電加熱的特點，其熱量轉(zhuǎn)換效率也不能令人滿意。
[0005]燃氣即熱熱水器使用范圍也較為廣泛，但是其所使用的燃氣(天然氣、液化石油氣或水煤氣等)為不可再生能源，因此對寶貴的自然資源是一種浪費，而且燃氣式熱水器由于燃燒不充分等原因，存在一氧化碳中毒等風險。
[0006]空氣能熱水器又稱空氣源熱泵熱水器是近年來異軍突起的一種熱水器類型，其原理是利用熱水器中熱泵中的冷媒把空氣中的低溫熱能吸收進來，經(jīng)過壓縮機壓縮后轉(zhuǎn)化為高溫熱能，從而對水進行加熱。由于采用熱泵轉(zhuǎn)移熱量進行加熱的方式，這種熱水器具有高效節(jié)能的特點，有報道稱其節(jié)能效果是電熱水器的4倍，是燃氣熱水器的3倍。
[0007]現(xiàn)有的空氣能熱水器采用的空氣能熱泵供熱供暖系統(tǒng)一般由三部分組成，一是主機部分，二是水箱部分，三是供暖系統(tǒng)部分；對于家用型水箱來說，1、容量一般在150-320L，水箱體積龐大，安裝時需占據(jù)很大一部分的建筑面積，即使有的水箱使用支架安裝于墻外，由于水箱本身加水的重量，此類安裝方式是相當危險的；2、水箱內(nèi)膽本身所采用的材料及工藝，不管是不銹鋼內(nèi)膽還是搪瓷內(nèi)膽，由于制造工藝的缺陷，水箱漏水是難以避免的；3、水箱內(nèi)部的換熱器一般采用銅管或者不銹鋼管，在水質(zhì)較差地區(qū)，換熱管會被腐蝕并穿孔，導致冷媒泄漏，一旦發(fā)生泄漏，對于機組來說將是致命性的；4、主機與水箱之間需要連接管相連，這樣很難避免安裝時人為產(chǎn)生的冷媒泄漏現(xiàn)象；5、由于儲水式熱泵的特性，需將水溫升至較高溫度，并且所需時間較長，不能滿足即時用水要求，并且到用水后期，水溫波動較大，影響使用的舒適性；另外，冷凝溫度的高低決定機組的能耗，傳統(tǒng)帶水箱的機組長期在高冷凝溫度和高冷凝壓力下運行，對壓縮機的壽命將是一個很大的考驗；6、采用儲水式的水箱，用水時一般都需要混水，這樣會出現(xiàn)幾個問題，I)水箱里面的熱水使用率不高；2)水箱在保溫過程中，水溫不可避免的出現(xiàn)下降，增加能耗；3)用戶家裝用水閥時，必定需要安裝混水閥，增加材料成本。7、一般供暖系統(tǒng)采取水箱中的熱量時，都需要在水箱內(nèi)部安裝一個換熱盤管，與地暖盤管或者暖氣片及循環(huán)水泵構(gòu)成閉合回路，這樣增加了水箱生產(chǎn)工藝的難度，也占據(jù)了水箱容積。
[0008]因此目前業(yè)內(nèi)的各種熱水器解決方案都有其難以克服的原理性缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種利用熱泵進行加熱的即熱式熱水器。
[0010]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種即熱式熱水器，包括控制器、水路與熱泵循環(huán)回路；
[0011]水路依水流方向依次包括:進水口、加熱部與出水口 ；
[0012]熱泵循環(huán)回路依次包括:壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、節(jié)流裝置，所述壓縮機與控制器控制連接，所述冷凝器包括加熱冷凝器與卸壓冷凝器，所述加熱冷凝器與水路中的加熱部熱傳導接觸，所述加熱冷凝器與卸壓冷凝器在熱泵循環(huán)回路中并聯(lián)設(shè)置，在加熱冷凝器所在的支路設(shè)有加熱冷凝器閥門，在卸壓冷凝器所在的支路設(shè)有卸壓冷凝器閥門，所述加熱冷凝器閥門與卸壓冷凝器閥門與控制器控制連接；
[0013]所述控制器用于控制壓縮機、加熱冷凝器閥門與卸壓冷凝器閥門的開啟與關(guān)閉，當熱水器供應(yīng)熱水時，保持加熱冷凝器閥門開啟；當需要關(guān)閉壓縮機時，判斷壓縮機的運行時間是否大于預設(shè)時間，若是，則關(guān)閉壓縮機；若否，則關(guān)閉加熱冷凝器閥門，開啟卸壓冷凝器閥門，使壓縮機繼續(xù)運行至預設(shè)時間再關(guān)閉壓縮機。
[0014]其中，所述即熱式熱水器包括風扇，蒸發(fā)器與卸壓冷凝器位于風扇所形成的同一風道中。
[0015]其中，所述蒸發(fā)器與卸壓冷凝器通過散熱片熱傳導連接。例如，蒸發(fā)器與卸壓冷凝器通過銅管-翅片整體脹接而成。
[0016]其中，所述即熱式熱水器還包括出水溫度傳感器，所述出水溫度傳感器與控制器相連接，用于檢測水路中水流的出水溫度；
[0017]所述控制器用于，當熱水器供應(yīng)熱水且出水溫度傳感器檢測到的出水溫度高于設(shè)定的卸壓溫度時，開啟卸壓冷凝器閥門。
[0018]其中，所述加熱冷凝器閥門與卸壓冷凝器閥門為電磁閥。
[0019]作為并列方案，某些情況下壓縮機的運行時間判斷，對預設(shè)的時間的比較是包括本數(shù)的，也就是若壓縮機持續(xù)運行的時間間隔大于或等于預設(shè)值，則關(guān)閉壓縮機；若否，則關(guān)閉加熱冷凝器閥門，開啟卸壓冷凝器閥門，使壓縮機繼續(xù)運行至預設(shè)時間再關(guān)閉壓縮機。
[0020]本發(fā)明的即熱式熱水器與儲熱式熱泵熱水器不同，儲水式熱泵熱水器大部分時間處于靜態(tài)加熱，因此熱泵系統(tǒng)工作時，大部分時間處于較高的冷凝溫度(或冷凝壓力)，而本文所述的即熱式熱水器，用水時采用動態(tài)加熱方式，工作時冷凝溫度(或冷凝壓力)較低，因此熱泵效率更高，熱泵系統(tǒng)運行不會太惡劣，壓縮機的壽命更長。
[0021]壓縮機開啟瞬間，壓縮機里面的冷凍機油較大部分會隨著冷媒一起排出壓縮機，如果在冷媒系統(tǒng)還沒有完成多個循環(huán)時停機，冷凍機油將會停留在系統(tǒng)管路及冷凝器和蒸發(fā)器中，這樣，如果下次壓縮機啟動的時候，壓縮機里面的機油較少，會降低對壓縮機的潤滑作用，如果長期這樣啟動運行，將對壓縮機的壽命產(chǎn)生影響。[0022]壓縮機開啟瞬間，壓縮機里面的冷凍機油較大部分會隨著冷媒一起排出壓縮機，如果在冷媒系統(tǒng)還沒有完成多個循環(huán)時停機，冷凍機油將會停留在系統(tǒng)管路及冷凝器和蒸發(fā)器中，這樣，如果下次壓縮機啟動的時候，壓縮機里面的機油較少，會降低對壓縮機的潤滑作用，如果長期這樣啟動運行，將對壓縮機的壽命產(chǎn)生影響。為了解決機組短時間運行所引起的回油問題，我們通過卸壓冷凝器支路來適當延長機組的運行時間，從而達到回油的目的。
[0023]本發(fā)明中所述控制連接是指控制器與被控制的部件處于這樣一種連接關(guān)系之中:控制器發(fā)出的控制信號可以使被控制的部件完成控制信號所對應(yīng)的動作。其機械連接或電氣連接關(guān)系可以是直接的，也可以是間接的，例如，控制器可以直接發(fā)出電信號控制電磁閥的開啟和關(guān)閉，但控制器也可以通過電信號先控制氣泵，進而氣泵通過氣壓控制氣動閥的開啟和關(guān)閉。
[0024]因為熱水器在使用時，經(jīng)常遇到開啟水路或關(guān)閉水路，頻頻切換通水狀態(tài)的問題，而即熱式熱水器與儲熱式熱水器不同，不具備大容量的儲水裝置，因此即熱式熱水器的加熱裝置經(jīng)常需要頻頻開啟或關(guān)閉，而以熱泵循環(huán)來提供熱源的空氣能熱水器，停機后的熱泵循環(huán)回路中的冷媒流體需要一定的時間來達到壓力平衡，如果回路中冷媒流體的壓力尚未達到平衡時，發(fā)出壓縮機開機命令，會造成兩種結(jié)果:I)壓縮機不能及時開機，這樣會造成整機的加熱量滯后，不能使水溫迅速達到設(shè)定值；2)壓縮機能開機，由于壓縮機高、低壓力未充分平衡，這樣對壓縮機壽命會有影響。本發(fā)明的即熱式熱水器通過在熱泵循環(huán)回路中冷凝器的部分設(shè)置并聯(lián)的加熱冷凝器與卸壓冷凝器，分別設(shè)置閥門以控制兩條支路的聯(lián)通狀態(tài)。熱水器正常供應(yīng)熱水時，加熱冷凝器所在支路處于開啟狀態(tài)，使高溫高壓的冷媒冷凝，對水路加熱部供熱。當壓縮機持續(xù)工作時間不足，但又不需要供應(yīng)熱水時，通過關(guān)閉加熱冷凝器所在支路，來停止加熱冷凝器對水路加熱部的供熱，同時開啟卸壓冷凝器使熱泵循環(huán)得以繼續(xù)循環(huán)，直至到達預設(shè)的工作時間再關(guān)閉壓縮機，這樣避免了壓縮機急停對設(shè)備的傷害。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明【具體實施方式】結(jié)構(gòu)模塊示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明【具體實施方式】結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明【具體實施方式】蒸發(fā)器與卸壓冷凝器通過散熱片連接的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]標號說明:
[0029]6、進水口，3、加熱部，5、出水口，1、壓縮機，7、節(jié)流裝置，18、蒸發(fā)器，181、蒸發(fā)器接口，182、蒸發(fā)器接口，4、加熱冷凝器，19、卸壓冷凝器，191、卸壓冷凝器接口，192、卸壓冷凝器接口，2、加熱冷凝器閥門，14、卸壓冷凝器閥門，204、進水閥門，203、出水閥門，201、花灑，202、浴缸，10、過濾器，11、膨脹閥，17、卸壓毛細管，9、氣液分離器，15、電機，16、風葉，30、翅片，40、來自加熱冷凝器的管路，50、盤管。
【具體實施方式】
[0030]為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖詳予說明。[0031]如圖1、圖2所示，本實施方式提供了一種即熱式熱水器，包括控制器、水路與熱泵循環(huán)回路；
[0032]水路依水流方向依次包括:進水口 6、加熱部3與出水口 5 ;
[0033]熱泵循環(huán)回路依次包括:壓縮機1、蒸發(fā)器18、冷凝器、節(jié)流裝置7，所述壓縮機與控制器控制連接，所述冷凝器包括加熱冷凝器4與卸壓冷凝器19，所述加熱冷凝器與水路中的加熱部熱傳導接觸，所述加熱冷凝器4與卸壓冷凝器19在熱泵循環(huán)回路中并聯(lián)設(shè)置，在加熱冷凝器所在的支路設(shè)有加熱冷凝器閥門2，在卸壓冷凝器所在的支路設(shè)有卸壓冷凝器閥門14，所述加熱冷凝器閥門2與卸壓冷凝器閥門14與控制器控制連接；
[0034]加熱冷凝器與加熱部的熱傳導接觸，可以將冷凝器置于加熱部中，直接與加熱部內(nèi)空間中的水通過熱傳導進行熱交換；也可以將冷凝器貼附設(shè)置于加熱部管路或容器的外壁上，依靠管路與外壁的熱傳導進行熱交換?？梢允瞧桨鍝Q熱器，也可以是盤管換熱器。
[0035]如圖2所示的實施例中，水路進水口 6與進水閥門204相連接，出水口與出水閥門203相連接，出水閥門可以與花灑201或浴缸202等外部用水部件連接。
[0036]熱泵循環(huán)回路從壓縮機起始，分為兩個并聯(lián)的冷凝器支路:加熱冷凝器所在的支路與卸壓冷冷凝器所在的支路，具體如下:
[0037]加熱冷凝器所在的支路依次包括加熱冷凝器閥門2，加熱冷凝器4，過濾器10，膨脹閥11;
[0038]卸壓冷冷凝器所在的支路依次包括卸壓冷凝器閥門14，卸壓冷凝器19，卸壓毛細管17 ;
[0039]在兩路支路匯合之后，與蒸發(fā)器18相連接，在蒸發(fā)器18之后通過氣液分離器9與壓縮機I相連接。
[0040]上述實施例中節(jié)流裝置7包括膨脹閥11與卸壓毛細管17。
[0041]所述控制器用于控制壓縮機、加熱冷凝器閥門與卸壓冷凝器閥門的開啟與關(guān)閉，當熱水器供應(yīng)熱水時，保持加熱冷凝器閥門開啟；當需要關(guān)閉壓縮機時，判斷壓縮機的運行時間是否大于預設(shè)時間，若是，則關(guān)閉壓縮機；若否，則關(guān)閉加熱冷凝器閥門，開啟卸壓冷凝器閥門，使壓縮機繼續(xù)運行至預設(shè)時間再關(guān)閉壓縮機。
[0042]在某些實施例中，即熱式熱水器包括風扇，蒸發(fā)器與卸壓冷凝器位于風扇所形成的同一風道中。如圖2所示，風扇由電機15與風葉16構(gòu)成，風葉吹出的氣流依次經(jīng)過蒸發(fā)器18與卸壓冷凝器19，當卸壓冷凝器19工作時，由于氣流經(jīng)過蒸發(fā)器時降溫，低溫的氣流經(jīng)過卸壓冷凝器大大提升了卸壓冷凝器的散熱效果，這樣整體熱機的循環(huán)效率得以提升，有助于提高能量利用率，也有助于減輕設(shè)備負荷。當然在某些實施例中，氣流也可以先經(jīng)過卸壓冷凝器升溫，利用高溫氣流對蒸發(fā)器加熱，提高蒸發(fā)器的蒸發(fā)效果，同樣可以提供設(shè)備效率。
[0043]在某些實施例中，所述蒸發(fā)器與卸壓冷凝器通過銅管-翅片整體脹接而成。這樣卸壓冷凝器在工作時，產(chǎn)生的熱量通過翅片上的溫差直接傳導到蒸發(fā)器，二者之間高效率的熱量流大大提高了熱機的效率，對設(shè)備整體的維護也非常有利。例如如圖3所示的實施例，卸壓冷凝器接口 191與壓縮機排氣管相接，蒸發(fā)器接口 181與壓縮機氣液分離器相接，蒸發(fā)器接口 182與卸壓冷凝器接口 192分別與來自加熱冷凝器的管路40相接，其中卸壓冷凝器接口 192還接有卸壓毛細管17與過濾器10，卸壓冷凝器兩接口之間連接有盤管50，同樣的蒸發(fā)器兩接口之間也連接有盤管50，盤管50之間通過翅片30脹接，便于熱傳導。如果結(jié)合風扇對翅片散熱，效果更佳。
[0044]在某些實施例中，所述即熱式熱水器還包括出水溫度傳感器7，所述出水溫度傳感器7與控制器相連接，用于檢測水路中水流的出水溫度；
[0045]所述控制器用于，當熱水器供應(yīng)熱水且出水溫度傳感器檢測到的出水溫度高于設(shè)定的卸壓溫度時，開啟卸壓冷凝器閥門。
[0046]因為在水流波動較大時，例如進水溫度不穩(wěn)定，在進水溫度上升后可能會出現(xiàn)超溫現(xiàn)象，這時可根據(jù)出水溫度判斷，開啟卸壓冷凝器閥門，讓卸壓冷凝器工作，卸載一部分的熱泵能力，也有利減輕壓縮機的運行負荷，達到降低能耗的作用。同時也避免了由于水溫過高而關(guān)閉壓縮機，但在水溫波動后，又需要迅速開啟壓縮機的情況，避免壓縮機頻繁開啟、關(guān)閉，對機組產(chǎn)生不良影響。
[0047]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種即熱式熱水器，其特征在于，包括控制器、水路與熱泵循環(huán)回路； 水路依水流方向依次包括:進水口、加熱部與出水口 ； 熱泵循環(huán)回路依次包括:壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、節(jié)流裝置，所述壓縮機與控制器控制連接，所述冷凝器包括加熱冷凝器與卸壓冷凝器，所述加熱冷凝器與水路中的加熱部熱傳導接觸，所述加熱冷凝器與卸壓冷凝器在熱泵循環(huán)回路中并聯(lián)設(shè)置，在加熱冷凝器所在的支路設(shè)有加熱冷凝器閥門，在卸壓冷凝器所在的支路設(shè)有卸壓冷凝器閥門，所述加熱冷凝器閥門與卸壓冷凝器閥門與控制器控制連接； 所述控制器用于控制壓縮機、加熱冷凝器閥門與卸壓冷凝器閥門的開啟與關(guān)閉，當熱水器供應(yīng)熱水時，保持加熱冷凝器閥門開啟；當需要關(guān)閉壓縮機時，判斷壓縮機的運行時間是否大于預設(shè)時間，若是，則關(guān)閉壓縮機；若否，則關(guān)閉加熱冷凝器閥門，開啟卸壓冷凝器閥門，使壓縮機繼續(xù)運行至預設(shè)時間再關(guān)閉壓縮機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的即熱式熱水器，其特征在于，所述即熱式熱水器包括風扇，蒸發(fā)器與卸壓冷凝器位于風扇所形成的同一風道中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的即熱式熱水器，其特征在于，所述蒸發(fā)器與卸壓冷凝器通過散熱片熱傳導連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項所述的即熱式熱水器，其特征在于， 所述即熱式熱水器還包括出水溫度傳感器，所述出水溫度傳感器與控制器相連接，用于檢測水路中水流的出水溫度； 所述控制器用于，當熱水器供應(yīng)熱水且出水溫度傳感器檢測到的出水溫度高于設(shè)定的卸壓溫度時，開啟卸壓冷凝器閥門。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項所述的即熱式熱水器，其特征在于，所述加熱冷凝器閥門與卸壓冷凝器閥門為電磁閥。
6.一種即熱式熱水器，其特征在于，包括控制器、水路與熱泵循環(huán)回路； 水路依水流方向依次包括:進水口、加熱部與出水口 ； 熱泵循環(huán)回路依次包括:壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、節(jié)流裝置，所述壓縮機與控制器控制連接，所述冷凝器包括加熱冷凝器與卸壓冷凝器，所述加熱冷凝器與水路中的加熱部熱傳導接觸，所述加熱冷凝器與卸壓冷凝器在熱泵循環(huán)回路中并聯(lián)設(shè)置，在加熱冷凝器所在的支路設(shè)有加熱冷凝器閥門，在卸壓冷凝器所在的支路設(shè)有卸壓冷凝器閥門，所述加熱冷凝器閥門與卸壓冷凝器閥門與控制器控制連接； 所述控制器用于控制壓縮機、加熱冷凝器閥門與卸壓冷凝器閥門的開啟與關(guān)閉，當熱水器供應(yīng)熱水時，保持加熱冷凝器閥門開啟；當需要關(guān)閉壓縮機時，判斷壓縮機的運行時間是否大于或等于預設(shè)時間，若是，則關(guān)閉壓縮機；若否，則關(guān)閉加熱冷凝器閥門，開啟卸壓冷凝器閥門，使壓縮機繼續(xù)運行至預設(shè)時間再關(guān)閉壓縮機。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的即熱式熱水器，其特征在于，所述即熱式熱水器包括風扇，蒸發(fā)器與卸壓冷凝器位于風扇所形成的同一風道中。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的即熱式熱水器，其特征在于，所述蒸發(fā)器與卸壓冷凝器通過散熱片熱傳導連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8任意一項所述的即熱式熱水器，其特征在于， 所述即熱式熱水器還包 括出水溫度傳感器，所述出水溫度傳感器與控制器相連接，用于檢測水路中水流的出水溫度； 所述控制器用于，當熱水器供應(yīng)熱水且出水溫度傳感器檢測到的出水溫度高于設(shè)定的卸壓溫度時，開啟卸壓冷凝器閥門。
10.根據(jù)權(quán)利要 求6至8任意一項所述的即熱式熱水器，其特征在于，所述加熱冷凝器閥門與卸壓冷凝器閥門為電磁閥。
【文檔編號】F24H9/20GK103900251SQ201210574853
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月25日
【發(fā)明者】陳建亮, 黃能成, 曾興旺, 陳金峰 申請人:福州斯狄渢電熱水器有限公司