[發明專利]一種儲冷式即熱熱泵熱水器

有效

• 申請號: 202010016832.8
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111156698B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 徐榮吉;李印實
• 申請（專利權）人: 北京建筑大學
• 主分類號: F24H4/02
• 分類號: F24H4/02;F24H9/20;F24H9/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 楊媛媛

本發明提出了一種儲冷式即熱熱泵熱水器。所述熱泵熱水器包括：冷水箱、主蒸發器、壓縮機、熱水換熱器。本發明通過主蒸發器吸收冷水箱內部的工質的熱量，通過熱水換熱器對洗浴用水采用熱交換的方式迅速加熱，在實現即熱的同時，避免了現有的熱泵熱水器熱水儲存過程中的能量損失，并且通過主蒸發器對冷水箱內工質的熱量的吸收，使冷水箱內的工質的溫度小于或等于環境溫度，可從環境中進行熱量的吸收，進一步提高了能量的利用率，而且因為冷水箱內的工質溫不會因為室外環境的影響造成結霜現象，可適用于不同的季節。

技術領域

本發明涉及熱泵熱水器技術領域，特別是涉及一種儲冷式即熱熱泵熱水器。

背景技術

在人們日常生活中，生活熱水占據了日常用水的較大比例，熱水加熱裝置逐漸普及。目前常用的熱水器有四類，分別為電熱水器、太陽能熱水器、燃氣熱水器和熱泵熱水器。其中電熱水器又分為兩類，儲熱電熱熱水器(包含熱水水箱)和即熱式電熱水器，通過加熱裝置，在通電條件下產生熱量來加熱水，同時通過溫度傳感器控制加熱的起停，從而實現對水溫的調控。電熱水器成本低，安裝簡單，使用方便。太陽能熱水器由太陽能集熱器、水箱以及輔助加熱部分組成，主要利用太陽輻射來產生熱水。太陽能熱水器安全清潔、運行能耗低。燃氣熱水器以燃氣為燃料，通過燃燒制備熱水。燃氣熱水器占地小，加熱迅速。熱泵熱水器，一般以空氣源為主，通過吸收空氣中的能量，利用熱泵技術，將水箱內的水加熱。

生活熱水中，洗浴熱水占據比例較大。在洗浴過程中，大量熱水攜帶熱量，直接排掉，造成了能源的浪費。

對于上述的儲熱電熱熱水器、太陽能熱水器和熱泵熱水器，都需要借助水箱來儲存熱水。而由于水箱保溫材料的限制，且水箱內儲存熱水溫高于環境溫度，水箱內熱水的熱量不斷散失到環境中，造成能量的浪費。

此外，每種熱水器都存在一定的技術弊端。對于電熱水器，從節能角度看，電熱水器能量利用效率小于1；從安全角度看，電熱水器的電熱裝置直接在水中進行加熱，很容易發生漏電和觸電事故。而對于即熱式電熱水器，額定加熱功率較高，一般大于3kW，過大功率的電負荷會使電線發熱，造成火災事故。太陽能熱水器，運行費率較低，而且其復雜的安裝維護程序以及其對太陽光的較大的依賴，使太陽能熱水器在使用上有一定的局限，特別是冬季和高寒地區，容易出現凍裂，整體可靠性較低。燃氣熱水器最大的優勢在于其可以實現即熱，但是，燃氣熱水器利用燃氣直接加熱熱水，燃氣屬于高品質燃料，而熱水屬于低品位熱，從熱力學第二定律角度看，也是一種能量的浪費。此外，燃氣熱水器由于排煙的需要，需要在特定位置安裝。空氣源熱泵熱水器，能量利用效率高，COP可以達到3～5。但是，如果冬季室外溫度過低，室外機容易結霜，使其效率下降，甚至不能運行。如何提供一種避免熱水儲存過程中能量損失，并適用于不同季節環境的熱泵熱水器成為一個亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種儲冷式即熱熱泵熱水器，以提供一種避免熱水儲存過程中的能量損失，并適用于不同季節環境的熱泵熱水器。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種儲冷式即熱熱泵熱水器，所述熱泵熱水器包括：冷水箱、主蒸發器、壓縮機、熱水換熱器；所述熱水換熱器內部設置有冷凝器；

所述冷水箱內灌裝有工質，所述主蒸發器設置在冷水箱內，所述主蒸發器的出口經過所述壓縮機與所述冷凝器的入口連接；所述冷凝器的出口經過膨脹閥與所述主蒸發器的入口連接；

所述熱水換熱器的入水口與自來水管的出水口連接，所述熱水換熱器的出水口與混水閥的第一入水口連接，所述混水閥的第二入水口與自來水管的出水口連接，所述混水閥的出水口與淋浴噴頭連接。

可選的，所述主蒸發器在所述冷水箱內吸熱過程中，所述冷水箱內工質的相變率為20％-60％。

可選的，所述冷水箱為馬桶的水箱，所述馬桶的水箱內的工質為水。