[实用新型]一种用于多级热水空调的冷凝热梯级能量回收装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于多级热水空调的冷凝热梯级能量回收装置，采用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、过热取热及制取开水功能，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

目前广泛应用的热水器中，电热水器能耗大、运行费用过高，燃气热水器安全问题突出、受气源限制，太阳能热水器受阳光、占用空间等因素影响过大。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，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，因此近年来得到快速推广应用。

现有的空气源热泵热水及开水器中，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。

一般制取开水常采用电热式、燃气等，前者直接大量耗费高品位电能，后者也耗费了高品位一次能源，且一般家用燃气罩的热能转化率只有20～30％左右，因此实际上也存在很高的能源浪费。

目前市场上新出现的热泵技术生产开水的产品，系采用极大提高排气压力以获取超过100℃的排气温度以置备开水，热泵循环的压缩比过大，导致能效比大为下降，且换热器面积过大，使得设备初投资、运行费都较为高昂，难以取得预期节能效果，因而实际上远不是可以实际应用的成熟产品。

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。

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，创造性地将各种相应结构形式的换热器组合成一套标准组件，方便地应用于小型家用及中型商用空调/热泵热水及开水器、大中型工程用中央空调热水机组，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多级热水空调的冷凝热梯级能量回收装置，由一组氟水换热器、一个氟氟换热器及其它配件组成，其中氟水换热器组包括开水器、过热器、常规冷凝器、过冷器中的部分或全部。压缩机排出的高温高压蒸汽依次通过开水器、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，其中一部分可作为高温热水蓄存在热水罐中，另一部分送往过热器吸收过热区最高温部分的热量，水温达到95～99℃后送出。

节能循环器、过冷器、过热器及开水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。如用户无需开水功能，则可不设专用开水器而只设过热器吸收过热区的热量。

节能循环器采用外肋盘管式或者套管式或者板式氟氟换热器。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、开水两用机难以达到的，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，并延长整机寿命。

本实用新型可作为制冷机冷凝及节能循环部分的标准配置组件应用于热泵热水系统，从而为对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。