[实用新型]一种采用能量梯级利用制取热水的压缩冷凝机组

说明书

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缩冷凝机组，采用压缩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℃左右)需要冷凝温度很高，导致排气压力很高，压缩比过大，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，在压缩机、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，创造性地将压缩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缩冷凝机组，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℃)、高温蓄能热水(60～75℃)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缩机排气压力，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缩冷凝机组，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。压缩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45～60℃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60～75℃后，作为高温热水蓄存在热水罐中，或者水温达到95～99℃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℃)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缩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缩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。

附图说明

图1、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：

压缩机1、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

下面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。