专利名称：一种采用能量梯级利用制取热水的压缩冷凝机组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采用能量梯级利用制取热水的压縮冷凝机组，采用压縮机与冷凝换 热器组构成一个整体、节能循环改进制冷系统、采用相应结构的换热器分别承担过冷、冷凝 取热、过热取热功能，可作为标准配套组件方便地用于热泵系统的冷凝热制取热水装置，属 于空调热泵及供热技术设备领域。
背景技术：
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，近年来得到快速推广应用，根本原因在于其耗电仅及 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。
现有的空气源热泵热水器中，大多数都将加热水用的冷凝器放置在热水罐内，这种闷烧 方式的换热器传热能力很低，导致换热器面积很大，且一旦出现相关部分泄漏等故障，会导 致制冷剂进入热水罐内或者制冷系统进水，且维修困难。
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， 另一方面压缩机等部件的故障率增大，寿命降低。
由于热泵或者空调热水器分段取热至关重要，每一段换热特点各不相同，分别选择适用 的换热器结构是保证高性能、高可靠性的关键，但是目前的产品中通常采用同一台换热器提 取冷凝热，且不能很好地实现分级针对性的取热，导致换热面积过大，热工性能较差，在压 縮机、冷凝器结构设计方面的整体性不高。
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，利用压縮机排气冷凝热的状态 变化过程及其特点，采取逆流交换最大程度的利用不同阶段的温度水平，分段取出相应品位 的热量，创造性地将压縮机和各种相应结构形式的换热器组合成一个整体，成为制取热水专 用压縮冷凝机组，方便地应用于小型家用及中型商用空调/热泵热水(及开水)装置，满足回 收制冷机组冷凝热以提供中温生活热水(45 60°C)、高温蓄能热水(60 75°C)及开水等多 种热水的需要，且节能循环器的采用可极大降低压縮机排气压力，提高制热能效比。
为此，本实用新型设计了一种用于热泵热水(及开水)装置的实现冷凝热梯级能量回收 的压縮冷凝机组，由小型立式压缩机、 一组换热器及其它配件组成，其中换热器组包括过热 器、常规冷凝器、过冷器及节能循环器，且换热器采用套管式结构，其中较大容量的常规冷 凝器可采用壳管式、板式等结构。压縮机排出的高温高压蒸汽依次通过过热器、常规冷凝器、 过冷器及节能循环器，并在节能循环器中与蒸发器出来的低温低压蒸汽进行换热，完成整个 冷凝及过冷过程并经节流机构降压后送往蒸发器制冷。
在热水环路中，低温进水在过冷器吸收制冷剂的液体热，在常规冷凝器中吸收两相冷凝 热和一部分蒸汽过热量及液体热，水温达到45 6(TC后，其中一部分可直接送出，另一部分 送往过热器吸收过热区的热量，水温达到60 75i:后，作为高温热水蓄存在热水罐中，或者 水温达到95 99'C后作为可饮用开水送出。
节能循环器、过冷器、过热器均可实现良好的逆流换热以充分实现冷凝热的梯级能量利 用。如用户无需实现高温蓄热，可只设一级取水口，在过热器中将热水加热到所需的温度后 送出。
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35 100，同时系统能效比保持在很高水平，这是一般风冷热泵及空气源热泵热水器难以达到 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，并延长使用寿命。
本实用新型可作为压縮冷凝机组的标准配置应用于热泵热水系统，从而为整机系统结构 进行优化改进，实现高效节能稳定可靠地供冷、供热、生产生活热水及开水的目的提供极佳 的设备选择，使整机结构紧凑、装配方便、成本低，有效的降低了故障率，延长使用寿命， 安装、运行、维修方便，地域及气候适应性广。
图l、 2分别是本实用新型全部、部分换热器为套管的整机结构示意图。 图1、 2中各部件编号与名称如下
压縮机l、汽液分离器2、过热器3、常规冷凝器4、过冷器5、节能循环器6、节能循环 器过冷液出口A、蒸发过热蒸汽进口B、低温进水C、中温出水D、高温出水E。
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。 图l、 2分别是本实用新型全部、部分换热器为套管的整机结构示意图。
该实用新型由小型立式压縮机(1)、汽液分离器(2)、 一组冷凝及节能循环换热器(3+4 + 5 +6)及其它配件组成，换热器组由过热器(3)、常规冷凝器(4)、过冷器(5)、节能循环器 (6)及其它配件组成。过热器(3)氟路进口端与制冷压縮机(1)排气管相连，出口端与常 规冷凝器(4)进口相连，常规冷凝器(4)出口端与过冷器(5)进口相连，过冷器(5)出 口端与节能循环器(6)液侧进口相连，节能循环器(6)液侧出口 A向制冷系统节流机构送 出过冷液，节能循环器(6)蒸汽侧进口端B与蒸发器出口相连，出口端与压縮机(1)吸气 口相连。过冷器(5)水路进口端连接低温进水C，出口端与常规冷凝器(4)进口相连，常 规冷凝器(4)出口端一路送出中温生活热水D，另一路与过热器(3)进口相连，过热器(3) 出口端E送出供蓄能用的高温热水或者可饮用开水。压縮机为小型转子式或者中小型涡旋式 立式压縮机，过热器(3)、过冷器(5)、节能循环器(6)采用套管式换热器，常规冷凝器(4) 采用壳管式、板式、套管式等结构的换热器。所有套管式换热器均做成圆形或椭圆型结构围 绕着压縮机并在结构上构成一个整体，若常规冷凝器采用其它结构时仍通过共用底座、支架 等构成一个整体。
权利要求1、一种采用能量梯级利用制取热水的压缩冷凝机组，由小型立式压缩机(1)、汽液分离器(2)、一组冷凝及节能循环换热器(3+4+5+6)及其它配件组成，换热器组由过热器(3)、常规冷凝器(4)、过冷器(5)、节能循环器(6)及其它配件组成，过热器(3)氟路进口端与制冷压缩机(1)排气管相连，出口端与常规冷凝器(4)进口相连，常规冷凝器(4)出口端与过冷器(5)进口相连，过冷器(5)出口端与节能循环器(6)液侧进口相连，节能循环器(6)液侧出口向制冷系统节流机构送出过冷液，节能循环器(6)蒸汽侧进口端与蒸发器出口相连，出口端与压缩机(1)吸气口相连；过冷器(5)水路进口端连接低温进水，出口端与常规冷凝器(4)进口相连，常规冷凝器(4)出口端一路送出中温生活热水，另一路与过热器(3)进口相连，过热器(3)出口端送出供蓄能用的高温热水或者可饮用开水。
2、 如权利要求1所述的采用能量梯级利用制取热水的压縮冷凝机组，其特征在于所述的压 縮机为小型转子式或者中小型涡旋式立式压縮机，过热器(3)、过冷器(5)、节能循环器(6) 采用套管式换热器，常规冷凝器(4)采用壳管式、板式、套管式等结构的换热器。
3、 如权利要求1所述的采用能量梯级利用制取热水的压縮冷凝机组，其特征在于所述的冷 凝及节能循环换热器组件均采用套管换热器，并互相连接成为圆形或椭圆型结构，压縮机设 置于圆形或椭圆型结构的内圈，并采用支架等连接件将压缩机与所有换热器组件连接为一体。
专利摘要一种采用能量梯级利用制取热水的压缩冷凝机组，由小型立式压缩机、汽液分离器、一组冷凝及节能循环换热器及其它配件组成，换热器组由过热器、常规冷凝器、过冷器及其它配件组成，其中全部或部分换热器做成圆形或椭圆型结构，内圈设置压缩机。该实用新型根据压缩机排气冷凝热的状态变化过程及其特点，采取逆流交换最大程度的利用不同阶段的温度水平，分段取出相应品位的热量。可作为标准压缩冷凝机组方便地应用于小型家用及中型商用空调或热泵热水及开水器，实现回收制冷机组冷凝热以提供中温生活热水(45～60℃)、高温蓄能热水(60～75℃)乃至开水等多种热水，采用节能循环器可极大降低压缩机排气压力，提高制热能效比(EER)。
文档编号F25B13/00GK201138103SQ20072031053
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