[发明专利]一种直热空气能热水器

说明书

本发明涉及一种直热空气能热水器，包括压缩机、储水箱、膨胀阀、冷凝管、蒸发器和风机，通过冷凝管对待加热水进行加热，所述的冷凝管包括外管和内管，构成冷凝管的壳程和管程，待加热水走壳程，冷媒走管程，构成逆流换热；所述的内管包括相互连接的宽径管和窄径管，宽径管中的冷媒先与壳程中的待加热水换热，之后进入窄径管液化为气体，通过相变放热加热壳程中的待加热水；待加热水由冷水入水口进入冷凝管的壳程，单次加热后由热水入口流入储水箱储存。与现有技术相比，本发明采用了两段式换热结构增加了高温冷媒热能对流释放区，延长了中低温冷媒热能液化释放区的长度，大大提高了换热效率；准确了除霜的效率，达到了最有效的除霜效果。

技术领域

本发明涉及一种热水器，尤其是涉及一种直热空气能热水器。

背景技术

热泵热水器主要是由压缩机、热交换器、轴流风扇、保温水箱、水泵、储液罐、过滤器、电子膨胀阀和电子自动控制器等组成。接通电源后，轴流风扇开始运转，室外空气通过蒸发器进行热交换，温度降低后的空气被风扇排出系统，同时，蒸发器内部的工质吸热汽化被吸入压缩机，压缩机将这种低压工质气体压缩成高温、高压气体送入冷凝器，被水泵强制循环的水也通过冷凝器，被工质加热后送去供用户使用，而工质被冷却成液体，该液体经膨胀阀节流降温后再次流入蒸发器，如此反复循环工作，空气中的热能被不断“泵”送到水中，使保温水箱里的水温逐渐升高，最后达到55℃左右，供人们洗浴。

现在市场上所有热泵设备，制热时节流阀前温度平均为50℃左右，若以自来水年平均15℃计算，该技术设备比现有市售设备，换热效果差了35℃，也就是说现有设备在生产热水时，系统中还有相当多的冷媒汽体没有液化，冷媒中还有35℃的热量没有通过液化释放热量，就直接进入了节流阀，造成了极大得浪费。并且现有技术中采用的循环式加热，热量利用率低，在环境温度20℃时，实测得现有热泵热水器，COP仅3.0左右。

现有热泵热水器单一结构的循环加热方式，热泵压缩机长期工作在水箱水温45～55℃之间，系统回气温度也在45～55℃之间，压缩机的排气温度和排气压力就非常高，压缩机长期工作在排气压力、排气温度超过它的额定上限,高温会造成压缩机电机线圈绝缘阻值下降，加速老化，冷冻机油变稀，降低润滑效果，加速运动部件磨损，周而复始，还会造成机油结碳；压缩机寿命必然缩短，维修频率增高从而相对增加了用户使用成本。

现有热泵热水器单一结构的循环加热方式，无论环境温度高低，都要除霜，对系统是否需要除霜及进入除霜时间点，难以准确判断，普遍存在无霜，误除霜，有霜不除霜，除霜不彻底，除霜时间长，影响热水温度等许多缺点：冷媒管内置储水箱中的换热方式，或冷凝管外置，由水泵循环的换热方式，随着热水温度逐渐升高，热泵压缩机的排气温度和排气压力，也会随之升高，当排气温度和排气压力达到上限时，风机就不得不停止运转，否则就会损坏压缩机，风机停止运转的结果是，热泵生产热水的能效比和风扇运转时相比，又下降三分之二以上，蒸发器由于风机停止运转，从环境中吸热非常少，很快蒸发器就结满霜层，热泵控制系统就不得不除霜，周而复始造成大量能源浪费。

冬天能效比下降到平均能效比的60％，现在市场上售卖的家用热泵热水器，功率为1P约800W的居多，可以计算出它的实际加热功率仅800×3.0×60％＝1440(W)，就算它超负荷工作也和普通的电热水器功率1500W相当，而热泵长时间工作要面临除霜的问题，除霜会损失热能，延长加热时间，由此可见现有市售热泵在冬天，加热速度远不如电热水器快。

因此如何高效的实现加热和合理的优化除霜方式和除霜开始时间是当前空气能热水器需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种直热空气能热水器。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：