本實用新型涉及一種熱泵熱水器，具體涉及一種高效節(jié)能家用熱泵熱水器；屬于熱水器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

“熱泵熱水器”是把空氣中的低溫熱量吸收進來，經(jīng)過氟介質(zhì)氣化，然后通過壓縮機壓縮后增壓升溫，再通過換熱器于水進行換熱，壓縮后的高溫熱能以此來加熱水溫。熱泵熱水器具有高效節(jié)能的特點，制造相同的熱水量，是一般電熱水器的4-6倍，其年平均熱效比是電加熱的4倍，利用能效高，是一種新興的節(jié)能環(huán)保式熱水器。

家用熱泵熱水器，其冷媒放熱和吸熱分別是通過冷凝器和蒸發(fā)器來完成的，冷凝器一般采用帶換熱盤管的水箱換熱器（內(nèi)?式盤管換熱器或外纏繞式盤管換熱器）。按照家用熱泵熱水器國標（GBT23137-2008家用和類似用途熱泵熱水器）要求，加熱水箱最終平均水溫一般都要大于55℃，由此導致冷凝器冷媒出口區(qū)域水側(cè)和冷媒側(cè)換熱溫差較小，流出冷媒很難達到完全過冷，導致冷凝器換熱效率低，且冷媒未完全液化的話還會導致節(jié)流裝置運行不穩(wěn)定，系統(tǒng)整體性能不佳。另一方面，常規(guī)家用熱泵熱水器蒸發(fā)器一般采用銅管鋁翅片結(jié)構(gòu)，出于壓縮機保護的目的，要求蒸發(fā)器出口冷媒必須要有一定的過熱度，否則容易使壓縮機產(chǎn)生液擊，損壞熱泵系統(tǒng)；而在低溫時，蒸發(fā)器由于環(huán)境溫度降低還容易結(jié)霜，因此也需要對蒸發(fā)器除霜進行處理，以提高系統(tǒng)效率。

眾所周知，熱泵熱水器運行的環(huán)境溫度范圍較寬（-20℃-43℃），因而也對冷凝器和蒸發(fā)器等部件以及熱泵系統(tǒng)優(yōu)化提出了更高的要求。為了克服熱泵熱水器本身的缺陷，使熱泵熱水器能夠高效節(jié)能運行，有必要對現(xiàn)有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行一些改進。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種家用熱泵熱水器，能夠?qū)崿F(xiàn)二次過冷，使水箱換熱器和蒸發(fā)器的效能都得到更好的發(fā)揮，從而使熱泵熱水系統(tǒng)運行范圍更廣，更加穩(wěn)定可靠，系統(tǒng)整體效率更高更節(jié)能。

為了實現(xiàn)上述目標，本實用新型采用如下的技術(shù)方案：

一種高效節(jié)能家用熱泵熱水器，包括壓縮機、四通閥、水箱換熱器、一次過冷裝置、經(jīng)濟器、節(jié)流機構(gòu)及蒸發(fā)器，所述一次過冷裝置設(shè)置于蒸發(fā)器底部；所述壓縮機的排氣口與四通閥的D入口連通，所述四通閥的C出口與水箱換熱器入口連通，所述水箱換熱器出口與一次過冷裝置的入口連接，一次過冷后的液態(tài)冷媒從第一入口流入經(jīng)濟器進行二次過冷，二次過冷后的液態(tài)冷媒從第一出口流出后流經(jīng)節(jié)流機構(gòu)進入蒸發(fā)器，蒸發(fā)器出口與經(jīng)濟器的第二入口連通，氣態(tài)冷媒在經(jīng)濟器內(nèi)與液態(tài)冷媒換熱后從第二出口流出再依次經(jīng)四通閥的E入口和S出口最后進入壓縮機進行壓縮。

優(yōu)選地，前述水箱換熱器為內(nèi)浸式盤管換熱器，氣態(tài)冷媒在盤管換熱器內(nèi)直接釋放熱量給水箱中的冷水從而使水溫得以升高。除此之外，水箱換熱器亦可為外纏繞式盤管換熱器，氣態(tài)冷媒通過盤管壁及水箱壁，將熱量間接傳遞給水箱中的冷水使其溫度升高。

再優(yōu)選地，前述節(jié)流機構(gòu)為毛細管或膨脹閥。

更優(yōu)選地，前述節(jié)流機構(gòu)的前端和后端均設(shè)置有過濾器。

再優(yōu)選地，前述水箱換熱器出口處與經(jīng)濟器第一入口處均設(shè)置有單向閥。

再進一步優(yōu)選地，前述一次過冷裝置由銅管彎折制成，銅管為一段U型管或者由多段U型管首尾串聯(lián)構(gòu)成。

再優(yōu)選地，前述蒸發(fā)器為鋁翅片結(jié)構(gòu)，且鋁翅片向下延伸將一次過冷裝置覆蓋，這樣能夠延緩和抑制蒸發(fā)器結(jié)霜。

更優(yōu)選地，前述四通閥的S出口與壓縮機入口之間還設(shè)置有氣液分離器，從而對壓縮機起到更好的保護作用。

本實用新型的有益之處在于：

（1）、在蒸發(fā)器底部設(shè)置一次過冷裝置，使水箱換熱器出口冷媒先流經(jīng)一次過冷裝置，能夠使冷媒進一步過冷液化，使水箱換熱器換熱效率得到充分發(fā)揮；而且，在低溫環(huán)境下，蒸發(fā)器的結(jié)霜一般都從蒸發(fā)器底部開始，在該熱水器結(jié)構(gòu)中，相對高溫的液態(tài)冷媒先流經(jīng)蒸發(fā)器底部，能夠達到緩和抑制蒸發(fā)器結(jié)霜的目的，從而提高系統(tǒng)效率；

（2）、通過設(shè)立經(jīng)濟器，使得節(jié)流前的液態(tài)冷媒與壓縮機吸入前的氣態(tài)冷媒進行熱交換，使液態(tài)冷媒二次過冷，氣態(tài)冷媒吸收液態(tài)冷媒釋放的熱量而適當過熱，二者熱交換量平衡，達到了回熱的目的，而且避免了壓縮機液擊，使系統(tǒng)效率更高、更可靠和穩(wěn)定；

（3）、經(jīng)過二次過冷，進入節(jié)流裝置的液態(tài)冷媒干度進一步得到降低（減少氣態(tài)冷媒），能夠使節(jié)流裝置工作更加穩(wěn)定。

綜上，本實用新型中同時采用了水箱換熱器二次過冷和蒸發(fā)器過熱技術(shù)，能夠使熱泵熱水器運行在較寬的溫度范圍（-20℃-43℃）內(nèi)，系統(tǒng)運行更穩(wěn)定，效率更高。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種高效節(jié)能家用熱泵熱水器的一個優(yōu)選實施例的運行原理示意圖。

圖中附圖標記的含義：1、壓縮機，2、四通閥，3、水箱，4、換熱盤管，5、一次過冷裝置，6、經(jīng)濟器，61、第一入口，62、第一出口，63、第二入口，64、第二出口，7、節(jié)流機構(gòu)，8、蒸發(fā)器，9、過濾器，10、單向閥，11、氣液分離器。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作具體的介紹。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

參見圖1，本實用新型的家用熱泵熱水器包括壓縮機1、四通閥2、水箱換熱器、一次過冷裝置5、經(jīng)濟器6、節(jié)流機構(gòu)7及蒸發(fā)器8。其中，壓縮機1的排氣口與四通閥2的D入口連通，四通閥2的C出口與水箱換熱器4入口連通，水箱換熱器4出口與一次過冷裝置5的入口連接，一次過冷后的液態(tài)冷媒從第一入口61流入經(jīng)濟器6（亦稱作回熱器）進行二次過冷，二次過冷后的液態(tài)冷媒從第一出口62流出后流經(jīng)節(jié)流機構(gòu)7進入蒸發(fā)器8，蒸發(fā)器8出口與經(jīng)濟器6的第二入口63連通，氣態(tài)冷媒在經(jīng)濟器6內(nèi)與液態(tài)冷媒換熱后從第二出口64流出再依次經(jīng)四通閥2的E入口和S出口最后進入壓縮機1進行壓縮。

在本實用新型中，水箱換熱器具體包括水箱3和換熱盤管4，其中，換熱盤管可以選擇如圖1所示的內(nèi)浸式盤管，氣態(tài)冷媒直接在換熱盤管4內(nèi)釋放熱量給水箱3中的冷水從而使水溫得以升高，水箱3為下進水上出水的結(jié)構(gòu)，氣態(tài)冷媒的進口在側(cè)壁上方出口在側(cè)壁下方，這樣實現(xiàn)最充分換熱。當然，換熱盤管亦可選擇外纏繞式結(jié)構(gòu)，只是熱量釋放方式不一樣，氣態(tài)冷媒通過盤管壁及水箱壁，將熱量間接傳遞給水箱3中的冷水使其溫度升高，雖然換熱效率不及內(nèi)浸式結(jié)構(gòu)，但是能夠延長換熱盤管4的使用壽命。

節(jié)流機構(gòu)7為毛細管或膨脹閥，對液態(tài)冷媒進行降壓節(jié)流，并且，在節(jié)流機構(gòu)7的前端和后端均設(shè)置有過濾器9。工作過程中，冷媒的流向參見圖1所示，為了更好地控制冷媒流向，在水箱換熱器出口處與經(jīng)濟器6第一入口61處均設(shè)置有單向閥10。

需要說明的事，本實用新型中，一次過冷裝置5設(shè)置于蒸發(fā)器8底部，蒸發(fā)器8為鋁翅片結(jié)構(gòu)，且鋁翅片向下延伸將一次過冷裝置5覆蓋，如圖1所示，這樣能夠延緩和抑制蒸發(fā)器8結(jié)霜。具體地，一次過冷裝置5由銅管彎折制成，銅管為一段U型管（如圖1所示）或者由多段U型管首尾串聯(lián)構(gòu)成，具體長度可根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)中的過冷度需求進行設(shè)計。

本實用新型的熱泵熱水器通過設(shè)立經(jīng)濟器6，使得節(jié)流前的液態(tài)冷媒與壓縮機1吸入前的氣態(tài)冷媒進行熱交換，使液態(tài)冷媒二次過冷，氣態(tài)冷媒吸收液態(tài)冷媒釋放的熱量而適當過熱，二者熱交換量平衡，達到了回熱的目的，而且避免了壓縮機1液擊。作為本實施例進一步的改進，為了更好地保護壓縮機1，防止液擊損壞熱泵系統(tǒng)，在四通閥2的S出口與壓縮機1入口之間還設(shè)置有氣液分離器11，從而對壓縮機1起到更好的保護作用。

為了更好地理解本實用新型，下面對本實用新型的家用熱泵熱水器的工作過程進行簡要闡述：如圖1所示，從壓縮機1出來高溫高壓氣態(tài)冷媒流經(jīng)水箱3內(nèi)的換熱盤管4時，釋放熱量給水箱3中的冷水，使水箱3中的水溫升高，再流經(jīng)蒸發(fā)器8下部的一次過冷裝置5（U型過冷管）進行一次過冷；過冷后的液態(tài)冷媒再流經(jīng)經(jīng)濟器6進行二次過冷；二次過冷后的液態(tài)冷媒流經(jīng)節(jié)流機構(gòu)7，降壓節(jié)流后進入蒸發(fā)器8。蒸發(fā)器8吸收環(huán)境空氣中熱量，進行相變換熱，蒸發(fā)器8出口冷媒在經(jīng)濟器6中吸收水箱換熱器液態(tài)冷媒因二次過冷釋放的熱量而過熱，然后再進入壓縮機1進行壓縮，完成一個熱泵循環(huán)。

綜上，本實用新型的熱泵熱水器同時采用了水箱換熱器二次過冷和蒸發(fā)器8過熱技術(shù)，水箱換熱器和蒸發(fā)器8效能都能得到充分發(fā)揮，使得該熱泵熱水器能夠運行在較寬的溫度范圍（-20℃-43℃）內(nèi)，系統(tǒng)運行更穩(wěn)定，效率更高更節(jié)能。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，上述實施例不以任何形式限制本實用新型，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。