专利名称：空气能热泵热水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及热泵热水空调系统，具体地说，本发明是一种利用现有空调机组，用一份电能和设备能从空气中吸收低品位热能，经压缩机压缩后，得到包括所用电能在内的多份热能，并能在热泵额定功率内将水温加热到70°c以上。
背景技术：
目前热水器普遍为高耗能的电热水器或燃气热水器，随着世界能源的日趋紧缺，我国早在“十一五”期间就提出了节能减排的规划纲要，党的十八大对节能减排更加提升到了新的战略目标。而空气能热水器这一节能环保产品并未在人们的日常生活中得到广泛使用。其原因是:
⑴现有的热泵产品产水温度和能效比较低，热泵产5 5 °C的热水与电热水器的温度75°C比较相差20°C，所以空气能热水器的储水箱要做的比电热水器大，才能满足家庭所需，庞大的储水箱是阻碍空气能热水器，进入普通百姓家的极大瓶颈；
⑵是能效比相对较低，空气能热水器没有采用35 - 45°C这一低温热水直接冼浴方式；在标况下，产40°C的低温热水，与产55°C的中温热水，可将能效比从3.7提高至5.7以上，能效提高了 5.7 + 3.7 = 154%以上。⑶现有产品寿命短，原因是压缩机普遍承在高负荷运行:运行电流高、系统压力高、排气温度高。⑷价格昂贵，原因是功能相对单一、性能不够理想，当人们既需要空调又需要热水时需重复配置两套热泵或制冷装置，成倍地增加用户投资成本和能源使用成本，如何使两者合二为一而提高设备利用率，降低能耗是本发明的又一目的。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种与现有空调相结合的高效节能，结构简单和控制流程简洁的多用途空气能热泵热水器。本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种空气能热泵热水器，包括换器、储水箱、电控装置及相应的连接管道和阀件，其特征在于:所述换热器的换热导管与空调室外机的热泵管道相联，换热导管穿在水管中间，盘成圆柱形，套在经保温的储水箱外，用水管与储水箱和室内冷暖柜机相联，换热导管分高温热能快速释放区和中温热能缓慢释放区两部份组成，高温热能快速释放区换热导管用粗金属管，与中温热能缓慢释放区换热导管用细金属管相连接，两区的换热导管与节流阀相联接和热泵构成一个整体系统回路；对上述技术方案作进一步限定，换热导管所用的金属管可采用金属光管或金属螺纹管；对上述技术方案做进一步限定，所述中温热能缓慢释放区换热导管中的冷媒连接管，数量由I根或I根以上组成；对大功率空调增加热能缓慢释放区中的冷媒连接管数量，用以提高换热效率；对上述技术方案做进一步限定，由空调室外机热泵的高温高压气体通过管道进入换热器内的高温热能快速释放区，与水管内的水对流释放热能，能将从中温缓慢释放区流过来的中温55°C左右的热水，水温再提升10 - 25°C左右；即高温热能快速释放区是用来提高热泵热水器的产水温度；后冷媒再进入中温热能缓慢释放区，中温高压气体，不断液化，释放能量，最后制冷剂变成高压低温气液混合物，进入节流阀；自来水流过中温热能缓慢释放区，能将水的温度提升至55°C左右，本设计的显著特点是，进入节流阀前的气液混合物温度，始终接近自来水温度；已知的热泵热备，节流阀前温度均在38°C左右，最高达40 - 500C ;冬天自来水在5°C时，本设备的回气温度约6°C，与38° 1:的回气温度相差30多度，该设备与现有设备的换热效果就显而易见了。经压缩机压缩的高温高压气体进入快速释放区，由高温物体向低温物体对流释放热能提升水温；对上述技术方案做进一步限定，中温热能缓慢释放区换热导管的未端接有节流阀。对上述技术方案做进一步限定，所述的进水阀采用电子水阀，到设定温度出水，精度较高，对上述技术方案做进一步限定，储水箱内设有水位开关和热敏电阻，其特征在于:空气能热泵热水器可提供冼浴用热水，又能对室内冷暖柜机提供冷暖循环水，用于制冷或制热。本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
I在环境温度20°C，进水温度15°C的标准状况下，产55°C的热水能效比由国家标准的
3.7提高至IJ 4.7以上;
2.在额定功率内，出水温度由55°C提升到了70°C，最高可达80°C以上，小功率主机也可将储水箱做的较小(比如50 - 60升)；70 - 80°C的热水可广泛用于工业生产用热水；
3.采用低温直热无储水水箱冼浴，能效比进一步提高到5.6，降低了使用成本，安装更加方便；
4.一机多用、节省了购买成本；
5.具有以往直热空气能热水器所有优点，提高了热泵的使用寿命、降低了使用和维护成本。
图1为空气能热泵热水器工作原理 图2为空气能热泵热水器储水箱截面 图3为实施例1实验数据图表；
图4为实施例2实验数据图表；
图5为实施例3实验数据图表；
图中:1压缩机、2室外冷热交换器、3节流阀、4换热导管、中温热能缓慢释放区、5水位开关、6热敏电阻、7直流水泵、8水电磁阀、9电子水阀、10直流循环泵、11室内冷暖柜机、12用水点手动闸阀、13无压储水箱、14水电磁阀、15换热导管、高温热能快速释放区、16热敏电阻、17储水箱内胆、18换热导管盘管、19内层保温层和20外保温层。
具体实施方式
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下面结合附图和实施例对本发明的内容做进一步的描述:
如图所示为空气能热泵热水器工作原理图 具体实施方式
如下:
1.换热导管穿在水管中间，盘成圆柱形，套在经保温的水箱外；也可以尽可能盘成小圈保温装箱后单独使用。换热导管分高温热能快速释放区和中温热能缓慢释放区两部份组成。高温热能快速释放区换热导管用粗金属螺纹管，与中温热能缓慢释放区的换热导管用细金属管相连接。高温热能快速释放区制冷管，主机小于等于2.5P用管为5M左右，大于2P适当加长。低温热能缓释区光管用量为若干米，采用螺纹管缩短1.4倍左右。功率2.5-4P增加一根，6P为三根，8P为四根，以此类推。水管用金属管、铝塑复合管、塑料管均可。2.出水方式:
①采用电子水阀，由热敏电阻16控制，到设定温度出水，精度较高；
②采用冷凝压力调节阀出水，与热泵高压系统相连接，到系统设定压力所对应的温度出水，出水水温精度较差；
3.经压缩机压缩的高温高压气体进入快速释放区，由高温物体向低温物体对流释放热能；后气体再进入中温热能缓慢释放区，中温气体不断液化由气体变成液体释放热能给金属管，金属管将热能传递给水，制冷剂变成气液混合物，经节流阀节流降压，进入外机吸热回到压缩机压缩。4.环境温度较低时可用25_35°C直热出水，加水箱中的高温热水共同完成冼浴；环境温度5°C，自来水温5°C时，2P机出25°C的水每分钟约4升，能效比在4以上，若水箱中的水温为70°C，正好4升25°C的水混入2升70°C，变成6升40°C的温水，可进行正常淋浴；60升的水箱冼浴时间长达30分钟。低温区开机约30-40秒就能出水，可在20-35°C之间调节改变低温热水的出水量，温度越高出水量越小，温度越低出水量越大(这一条针对定频机)。5.定频机若使用2P以上的主机，在洗浴前I小时内生产热水，由于产水快，无需保温，在环境温度0°C时，都能在I小时左右生产出一箱70°C的热水，可减少除霜耗电的烦恼；有三相电的用户，可使用较大功率的主机。企业用户使用IOP主机，环境温度0°C时，出40°C左右的低温热水，能效比在3.5以上，它的功率为10X0.735X3.5 = 25.72kw/h，使用起来就和13升的燃气热水器没什么两样，即开即用。6.燃气式直热供水(无储水箱):
生活用热水温度一般在35-45°C之间，我们完全没有必要先做成高温水，在加冷水混成35 - 45°C的冼浴用水；多次实验证明，空气能热水器出低温水比出高温水更节能。家庭用户若采用3P调速压缩机(或变频机)，用35-45°C直供水冼浴，广大南方地区在冬天都不需用储水箱(或配20 - 30升微型水箱)，全年的能效比平均都在5.6以上，最高可达7以上；减少了燃气热水器刚开机时出未达设定温度冷水的浪费，还减少了储水箱保温所用的电能损失(实验得知，美的40升电热水器，在环境温度10度左右，温度调到最高，在不用水的情况下，保温每天耗电量约1.5度)。比如环境温度10°C，自来水温度10°C，能将压缩机的功率通过调频或调速固定在2200W，每分钟能产42°C的热水5.3升左右。在冬天能将压缩机的功率固定在3000W，在炎热夏天压缩机的功率固定在300 — 500W左右就可以随心所浴了。综合电热水器保温耗电等因素，采用低温直热洗浴的热泵热水器的用电量约为电热水器的15%左右；由原来节电75%，提高到了节电85%以上。如图所示为集热水、制冷、制热为一体的空调热水器组合系统，用户在购买一台2P或3P空调的同时，只需另外增加2000元左右的费用，就可以得到一台每年比燃气热水器省钱600多元，比电热水器省钱1000多元的空气能热水器。换热导管与水箱、空调室内柜机相联(水管联接比用铜管联接省钱90% )，需制冷或制热时，开启循环水泵，由主机冷确或加热导管中的水，经水泵，水管送至室内机，释放能量达到制冷或制热的目的。7.家中已有的冷暖空调，即是热泵制冷、制热效果已经较差，空调外机无需改装，联接上本设计的换热导管，就可生产出理想生活冼浴用水，是因为系统压力非常低；出40°C热水，系统压力1.1PMA ;出55°C热水，系统压力1.55PAM。
权利要求
1.一种空气能热泵热水器，包括换热器、储水箱、电控装置及相应的连接管道和阀件，其特征在于:所述换热器的换热导管与空调室外机的热泵管道相联，换热导管穿在水管中间，盘成圆柱形套在经保温的储水箱外，或盘成尽可能小的环型经保温装箱后直接使用，储水箱、换热导管和室内冷暖柜机用水管相联，水管通过电子水阀与自来水进水口联接，换热导管分高温热能快速释放区和中温热能缓慢释放区两部份组成，高温热能快速释放区中的换热导管用粗金属管，中温热能缓慢释放区中的换热导管用细金属管，两区的换热导管与节流阀相联接和热泵构成一个整体系统回路。
2.根据权利要求1所述的空气能热泵热水器，其特征在于:制冷系统的换热导管所用的金属管可采用金属光管或金属螺纹管。
3.根据权利要求1所述的空气能热泵热水器，其特征在于:所述的中温热能缓慢释放区换热导管中的冷媒连接管，数量由I根或I根以上组成。
4.根据权利要求1所述的空气能热泵热水器，其特征在于:中温热能缓慢释放区换热导管的未端接有节流阀。
5.根据权利要求1所述的空气能热泵热水器，其特征在于:由空调室外机热泵产生的高温高压气体通过管道进入换热器内的高温热能快速释放区，与水管内的水对流释放热能，再进入中温热能缓慢释放区，由中温气体，不断液化，释放能量后，制冷剂变成高压低温气液混合物，进入节流阀节流。
6.根据权利要求1所述的空气能热泵热水器，其特征在于:所述的进水阀采用电子水阀或冷凝压力调节阀。
7.根据权利要求1所述的空气能热泵热水器，其特征在于:储水箱内设有水位开关和热敏电阻。
8.根据权利要求1所述的空气能热泵热水器，其特征在于:空气能热泵热水器可提供冼浴用热水，同时对室内冷暖柜机提供冷暖循环水，用于房间制冷或制热。
9.根据权利要求1所述的空气能热泵热水器，其特征在于:在无储水箱时，空气能热泵热水器可在每分钟内生产出5升以上的低温直热冼浴用水。
全文摘要
本发明公开了一种利用空调机组的空气能热泵热水器。包括换热器、储水箱、电控装置及相应的连接管道和阀件，其特征在于所述换热器的换热导管与空调室外机的热泵管道相联，换热导管穿在水管中间，盘成圆柱形，套在经保温的储水箱外，水管与储水箱相联，换热导管分高温热能快速释放区和中温热能缓慢释放区两部份组成，高温热能快速释放区用金属管与中温热能缓慢释放区金属管相连接，换热导管与储水箱、空调室内柜机相连，需制冷或制热时，开启循环水泵，由主机冷确或加热导管中的水，经水泵和水管送至室内机，释放能量达到制冷或制热的目的。本发明具有能效高、在额功率内提高热泵热水器的产水温度降低使用成本、一机多用、节省了购买成本、提高了热泵的使用寿命、降低使用和维护成本等优点。
文档编号F25B29/00GK103206786SQ20131014368
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月24日 优先权日2013年4月24日
发明者赵心阁 申请人:赵心阁