[實用新型]熱泵熱水器相變儲熱裝置

無效

• 申請號: 200920055027.5
• 申請日: 2009-04-21
• 公開（公告）號: CN201926117U
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 李凡;周永東
• 申請（專利權）人: 廣州沃豪熱能科技有限公司
• 主分類號: F24H7/00
• 分類號: F24H7/00;F24H4/02
• 代理公司: 深圳市智科友專利商標事務所 44241
• 代理人: 曲家彬

所屬技術領域

本實用新型涉及一種利用有機相變材料蓄熱，從而取代現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，即由壓縮機和蒸發器、風扇、節流裝置、機殼等組成的，與現有分體式熱泵熱水器室外機類似的裝置聯結使用。在相同的儲熱要求下，可以縮短熱泵預熱時間，減少儲熱裝置體積，防止冬季凍結，并且降低使用完畢后的剩余熱量，從而提高系統的效率。

背景技術

目前，在全世界范圍的能源緊張局勢，大大促進了以節能為主要特征的熱泵熱水器系列產品的應用，根據利用熱源的不同，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用最為廣泛，相比于燃油、燃氣和電熱的熱水裝置，上述熱泵熱水裝置的熱利用效率高出3-5倍以上。

現有的熱泵熱水器，難以象燃氣熱水那樣實現即開即熱，所以全部采用水進行蓄熱的方式，用戶在使用前對水進行較長時間的預熱，再將熱水置于保溫水箱內等待使用，熱泵系統要較長時間在高溫高壓下工作，降低了系統的效率和系統的工作可靠性，同時在使用完畢后保溫水箱內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，在相當程度上抵消了熱泵裝置的節能效果；

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較大空間，安裝不便；2、熱泵機組有一段較長的時間在高冷凝溫度下工作，降低了機組的可靠性和經濟性；3、在承壓型的熱泵熱水系統中，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進水，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熱時間，減少熱泵系統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入熱泵系統的可能。

本設計的目的，即針對現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，使得熱泵熱水器達到“快速、節約、防凍和容易安裝”的目的。

發明內容

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，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，杜絕設備凍損和水進入熱泵系統，提高設備的可靠性。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：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的冷凝器放置于蓄熱材料箱體內，蓄熱材料箱體內放置相變儲熱材料，水管路?和制冷劑管路交錯通過管翅式換熱器。

本方案描述的熱泵熱水裝置，在原理和基本結構上，與現有的熱泵熱水器相同，區別在于：本系統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，當用戶給出預熱指令后，熱泵系統即啟動運行，開始加熱蓄熱材料，達到相變溫度后，相變材料開始由固態逐漸轉變為液態，即開始相變蓄熱過程，當相變完成或部分完成后，主機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生變化時的比熱遠小于水，且總質量小，機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，可在寒冷的北方應用。

實現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的制冷劑管路和水管路傳熱的導熱材料。熱泵類似于公知的制冷系統，由制冷壓縮機、冷凝器、節流管、蒸發器等主要部分組成，按照公知的制冷系統的同樣方法將以上各部分用管道依次連通成封閉系統，系統內充以適當的工質(制冷劑)，另有電控器用以控制壓縮機、風扇(或者水泵)等部件的工作。

本發明的有益效果是，本裝置沒有保溫水箱，安裝使用更加方便，機組無須長時間在高溫高壓工況下工作，工作可靠性加強，抗嚴寒能力強，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，提高了系統效率。

下面結合附圖對本實用新型進行詳細描述

附圖說明

附圖1為本實用新型結構示意圖

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。