專利名稱：熱泵熱水器相變儲熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種利用有機(jī)相變材料蓄熱，從而取代現(xiàn)有熱泵熱水器保溫水箱 及冷凝器的裝置，能夠和熱泵熱水器主機(jī)，即由壓縮機(jī)和蒸發(fā)器、風(fēng)扇、節(jié)流裝置、機(jī)殼等組 成的，與現(xiàn)有分體式熱泵熱水器室外機(jī)類似的裝置聯(lián)結(jié)使用。在相同的儲熱要求下，可以縮 短熱泵預(yù)熱時間，減少儲熱裝置體積，防止冬季凍結(jié)，并且降低使用完畢后的剩余熱量，從 而提高系統(tǒng)的效率。
背景技術(shù)：
目前，在全世界范圍的能源緊張局勢，大大促進(jìn)了以節(jié)能為主要特征的熱泵熱水 器系列產(chǎn)品的應(yīng)用，根據(jù)利用熱源的不同，目前主要有空氣源、地下水源、土源等熱泵熱水 器。其中又以空氣源熱泵應(yīng)用最為廣泛，相比于燃油、燃?xì)夂碗姛岬臒崴b置，上述熱泵熱 水裝置的熱利用效率高出3-5倍以上?，F(xiàn)有的熱泵熱水器，難以象燃?xì)鉄崴菢訉崿F(xiàn)即開即熱，所以全部采用水進(jìn)行蓄 熱的方式，用戶在使用前對水進(jìn)行較長時間的預(yù)熱，再將熱水置于保溫水箱內(nèi)等待使用，熱 泵系統(tǒng)要較長時間在高溫高壓下工作，降低了系統(tǒng)的效率和系統(tǒng)的工作可靠性，同時在使 用完畢后保溫水箱內(nèi)又存有大量高于使用溫度的熱水，這些熱水中的熱量大部分會在下一 次使用前耗散，造成較大的熱能浪費，在相當(dāng)程度上抵消了熱泵裝置的節(jié)能效果；這一方式的缺點是1、保溫水箱體積過大，成本較高而且需占據(jù)較大空間，安裝不 便；2、熱泵機(jī)組有一段較長的時間在高冷凝溫度下工作，降低了機(jī)組的可靠性和經(jīng)濟(jì)性； 3、在承壓型的熱泵熱水系統(tǒng)中，會造成較大量的殘余熱量被浪費；4、抗凍能力差；5、冷凝 器損壞可能會造成制冷系統(tǒng)進(jìn)水，毀壞整個熱泵裝置，可靠性較低。本實用新型需要解決的問題，是怎樣減少用戶的預(yù)熱時間，減少熱泵系統(tǒng)在高溫 高壓下的工作時間，降低儲熱裝置的容積并降低剩余熱量的浪費，消除冷凝器破損造成水 進(jìn)入熱泵系統(tǒng)的可能。本設(shè)計的目的，即針對現(xiàn)有熱泵熱水器的不足，充分考慮熱泵工作特性，改變熱泵 熱水器的儲熱方式，利用相變材料實行蓄熱，使得熱泵熱水器達(dá)到“快速、節(jié)約、防凍和容易 安裝”的目的。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供更可靠、更快捷和更高效儲存熱量的方法和系統(tǒng)，利用 相變材料的潛熱儲熱，從而大大減少儲熱裝置的體積，使安裝使用更加簡便，提高熱泵熱水 器使用效率，杜絕設(shè)備凍損和水進(jìn)入熱泵系統(tǒng)，提高設(shè)備的可靠性。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是熱泵熱水器相變儲熱裝置，包括管 翅式換熱器、制冷劑管路、水換熱管路、蓄熱材料箱體、管件等所組成，其特征是管翅式換 熱器作為熱泵系統(tǒng)的冷凝器放置于蓄熱材料箱體內(nèi)，蓄熱材料箱體內(nèi)放置相變儲熱材料， 水管路和制冷劑管路交錯通過管翅式換熱器。[0009]本方案描述的熱泵熱水裝置，在原理和基本結(jié)構(gòu)上，與現(xiàn)有的熱泵熱水器相同，區(qū) 別在于本系統(tǒng)的冷凝器與水加熱器，共同放置于相變蓄熱材料之中，相變材料置于一箱體 內(nèi)，當(dāng)用戶給出預(yù)熱指令后，熱泵系統(tǒng)即啟動運行，開始加熱蓄熱材料，達(dá)到相變溫度后，相 變材料開始由固態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，即開始相變蓄熱過程，當(dāng)相變完成或部分完成后，主機(jī) 停止運行等待用戶使用；由于特別選配的相變材料有合適的相變溫度，而且相變材料在相不發(fā)生變化時的 比熱遠(yuǎn)小于水，且總質(zhì)量小，機(jī)組在完成相變后溫度上升較快，使得熱泵無須長時間在過高 的壓力和溫度下工作，提高的熱泵可靠性。由于本設(shè)計使得熱泵熱水器的儲熱部分體積較小，很容易掛壁安裝，可以完全不 占用地面，同時防凍性能大為提高，可在寒冷的北方應(yīng)用。實現(xiàn)這一目的的裝置是由一個保溫儲熱箱體、管翅式換熱器、相變材料以及管路 和管路接頭等組成，管翅式換熱器中的管路，分別作為冷凝器管路和水加熱器管路，隔行或 隔排布置。翅片將相變材料分隔為眾多小片，以利于和相變材料的熱交換，同時也作為熱泵 系統(tǒng)的制冷劑管路和水管路傳熱的導(dǎo)熱材料。熱泵類似于公知的制冷系統(tǒng)，由制冷壓縮機(jī)、 冷凝器、節(jié)流管、蒸發(fā)器等主要部分組成，按照公知的制冷系統(tǒng)的同樣方法將以上各部分用 管道依次連通成封閉系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)充以適當(dāng)?shù)墓べ|(zhì)(制冷劑)，另有電控器用以控制壓縮 機(jī)、風(fēng)扇(或者水泵)等部件的工作。本發(fā)明的有益效果是，本裝置沒有保溫水箱，安裝使用更加方便，機(jī)組無須長時間 在高溫高壓工況下工作，工作可靠性加強(qiáng)，抗嚴(yán)寒能力強(qiáng)，相變材料在固化后含熱量較低， 大幅度減少了剩余熱量的損失，提高了系統(tǒng)效率。
以下結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)描述

附圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖附圖中，1.箱體，2.管翅式換熱器，3.相變儲熱材料，4.制冷劑入口，5.制冷劑出 口，6.自來水入水口，7.熱水出口。
以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
具體實施方式
在圖1中的高效熱泵熱水器系統(tǒng)，它由熱泵系統(tǒng)、循環(huán)加熱水泵和水管等部件組 成，其熟泵類似公知的制冷系統(tǒng)，由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流毛細(xì)管、蒸發(fā)器、等主要部分組成， 按照公知的制冷系統(tǒng)的同樣方法將以上各部分用管道依次連通成封閉系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)充以公 知的工質(zhì)。循環(huán)加熱水泵聯(lián)接在保溫水箱和熱泵系統(tǒng)的冷凝器之間，水管部件包括自來水 入水口 6、和熱水出口 7、和混水器。自來水入水口 6接入水系統(tǒng)，與相變蓄熱材料箱體1的 水管相連通，管翅式換熱器2置于相變材料3中，熱水出口 7即冷凝器的出水口和混水器相 連結(jié)，混水后出口的熱水供用戶使用。制冷劑經(jīng)制冷劑入口 4進(jìn)入箱體1，經(jīng)制冷劑出口 5 流出箱體1。
權(quán)利要求1.熱泵熱水器相變儲熱裝置，包括管翅式換熱器、制冷劑管路、水換熱管路、蓄熱材料 箱體、管件等所組成，其特征是管翅式換熱器( 作為熱泵系統(tǒng)的冷凝器放置于蓄熱材料 箱體(1)內(nèi)，蓄熱材料箱體(1)內(nèi)放置相變儲熱材料(3)，水管路和制冷劑管路交錯通過管 翅式換熱器(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵熱水器相變儲熱裝置，其特征是制冷劑管路和水管路 在管翅式換熱器O)中，隔行或隔排布置。
專利摘要熱泵熱水器相變儲熱裝置，從而能夠縮小儲熱裝置體積，縮短預(yù)熱時間，并使熱泵熱水器能夠在較合理的排氣溫度下工作；本裝置由一種高效的熱泵系統(tǒng)，以及管路、相變材料及蓄熱箱等部件組成，冷凝器和畜熱材料置于畜熱箱內(nèi)，制冷壓縮機(jī)、節(jié)流管、蒸發(fā)器等主要部分按照公知的制冷系統(tǒng)的方法依次連通成封閉系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)充以適當(dāng)?shù)墓べ|(zhì)(制冷劑)，另有電控器用以控制壓縮機(jī)、風(fēng)扇(或者水泵)等部件的工作。本實用新型的有益效果是，由于本裝置沒有保溫水箱，可制造成一體式或分體式，安裝使用更加方便，機(jī)組無須長時間在高溫高壓的工況下工作，工作可靠性加強(qiáng)，相變材料在固化后含熱量極低，大幅度減少了殘余熱量的損失，提高了系統(tǒng)的使用效率。
文檔編號F24H7/00GK201926117SQ20092005502
公開日2011年8月10日 申請日期2009年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月21日
發(fā)明者周永東, 李凡 申請人:廣州沃豪熱能科技有限公司