熱水器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及熱水設備技術領域，更具體地，涉及一種熱水器。
【背景技術】
[0002]隨著人們生活水平的提高，熱水器越來越成為家庭中不可或缺的一種家用電器，同時隨著人們對熱水需求的增加，熱水器的能耗在家庭能耗中的占比也是越來越大。目前市場上的熱水器還是以傳統的電熱水器、燃氣熱水器和太陽能熱水器為主。
[0003]而這些熱水器都或多或少具有一定的缺點，如燃氣熱水器會產生大量的廢氣，如二氧化碳和一氧化碳，容易發(fā)生中毒事故。電熱水器能耗比較嚴重，觸電事故也時有發(fā)生，具有一定的危險性。太陽能熱水器受天氣影響較大，在使用區(qū)域和時間上也受到很大限制。
[0004]市場上也出現了熱泵熱水器，但這些熱泵熱水器的工質一般為R22、R410A等傳統冷媒，不僅會破壞臭氧層而且還會帶來溫室效益，并且這些常規(guī)冷媒要生產60°C以上的熱水會使壓縮機排氣壓力過高、熱泵能效比(EER)過低。因此這些常規(guī)冷媒的熱泵熱水器產品只能產生60度以下的熱水，水溫受到限制。
[0005]另外，家庭中除了對熱水的需求外，對熱水供暖的需求也逐年增大，尤其是在一些沒有集中供暖的地區(qū)。采用熱水供暖的常規(guī)冷媒熱泵熱水器產品由于只能產生60度以下的熱水，用于供暖也受到一定的限制。因此，熱水器的結構有待改進。

【發(fā)明內容】

[0006]本申請是基于發(fā)明人對以下事實和問題的發(fā)現和認識作出的:
[0007]綠色環(huán)保天然工質的二氧化碳以其無毒、對臭氧層無影響、不產生溫室效應和良好的熱力學性質等優(yōu)點，再度受到了人們的重視。此外，跨臨界循環(huán)系統所具有的較高排氣溫度和氣體冷卻器較大的溫度滑移，使其在熱泵熱水器應用領域具有其它工質無法比擬的優(yōu)勢。
[0008]同時，二氧化碳熱泵具有較強的制取熱水能力，可以輕松制取90度的高溫熱水，這非常有利于熱水供暖。
[0009]由于超臨界二氧化碳放熱特點，最適合用于直熱式熱泵，即跨臨界二氧化碳熱泵系統不同于常規(guī)冷媒的循環(huán)加熱方式，而是出水溫度直接達到設定的溫度，加熱水效果好，可以用于供熱水和供暖的系統中。
[0010]本申請采用天然存在的二氧化碳為冷媒，開發(fā)了一種可以供暖和供熱水的供暖熱泵熱水器系統。在開發(fā)的過程中，充分考慮到供暖和對熱水的不同溫度需求，充分利用跨臨界二氧化碳熱泵直熱運行和水箱內溫度自然分層的特點，對供暖循環(huán)和熱水循環(huán)分別提供不同溫度的熱水。
[0011]具體實施方法就是對供熱水溫度需求較高，熱水出水從水箱內水溫最高的高溫區(qū)供水；而供暖所需的熱水對溫度要求相對較低，可以靈活地將供暖換熱器放置在高溫區(qū)或者中溫區(qū)，從而與水箱中的熱水換熱。
[0012]中國專利CN101576283公開了一種跨臨界二氧化碳熱泵供暖熱水器。其中，跨臨界二氧化碳熱泵回路上設有兩個相互串聯的氣冷器，一個氣冷器用于供暖系統的換熱，另一個氣冷器用于熱水供應系統的換熱。在采暖和熱水使用步調不一致的情況下，系統的運行控制會非常復雜。同時，供暖系統的水在回熱器處需要不斷地進行換熱，有一定的熱量損失。
[0013]本申請的發(fā)明人經過研宄得出了一種可以有效減小系統運行控制的復雜度，同時減小換熱損失的一種熱水器。首先將氣冷器減少為一個，在運行控制中不用再兼顧兩個回熱器的運行狀況問題，有效減小了系統運行控制的復雜度，保證了系統運行的穩(wěn)定性。其次，供暖回路所用的熱水通過利用供暖換熱器與水箱中的熱水換熱獲得，與相關技術中氣冷器內的換熱相比，該種換熱效果更好，供暖換熱器的結構也比氣冷器的結構更簡單，控制更方便，熱水器制造成本更低。
[0014]另外，考慮到供暖回路與供熱水回路使用了同一個水箱，兩個回路可能會出現相互干涉的問題。為解決該問題，本申請進一步采用了將供暖回路的供暖換熱器與供熱水回路的取水點設置在從水箱的不同部位，即供熱水回路從水箱高溫區(qū)取水，而供暖換熱器則放置在中溫區(qū)，以減小兩者之間的相互干涉，同時這種從不同部位取水和換熱的操作也滿足了這兩個回路對于水溫的不同需求。
[0015]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發(fā)明提出了一種熱水器，所述熱水器可以同時滿足供熱水和供暖對不同溫度的需求運行控制更簡單，熱量損失更小。
[0016]根據本發(fā)明實施例的熱水器，包括:跨臨界二氧化碳熱泵系統，所述跨臨界二氧化碳熱泵系統包括依次相連構成回路的氣冷器、壓縮機、回熱器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器，所述回路內具有循環(huán)流動的二氧化碳；水箱，所述水箱設有自來水進口、出水口和進水口，所述出水口與所述進水口分別與所述回熱器的兩端相連構成熱水加熱回路，所述水箱內形成有高溫區(qū)、中溫區(qū)和低溫區(qū)；供暖換熱器，所述供暖換熱器設在所述中溫區(qū)與所述高溫區(qū)中的一個內；供暖裝置，所述供暖裝置的兩端分別與所述供暖換熱器的兩端相連構成供暖回路；出水裝置，所述出水裝置與所述高溫區(qū)相連。
[0017]根據本發(fā)明實施例的熱水器，充分利用跨臨界二氧化碳熱泵循環(huán)特性和水箱內水溫分層的特點，根據供暖和供熱水對熱水的不同溫度需求分別選擇從水箱不同部位取水，避免了常規(guī)供暖熱水系統供水溫度難以同時滿足的缺點，可以滿足對熱水的不同溫度需求，簡化了系統，系統運行控制更簡單，熱量損失更小。
[0018]另外，根據本發(fā)明上述實施例的熱水器還可以具有如下附加的技術特征:
[0019]根據本發(fā)明的一個實施例，所述供暖換熱器設在所述中溫區(qū)，所述供暖換熱器具有進口和出口，所述進口設在所述低溫區(qū)，所述出口設在所述中溫區(qū)。
[0020]根據本發(fā)明的一個實施例，所述自來水進口處設有進水閥。
[0021]根據本發(fā)明的一個實施例，熱水器還包括第一進水支路，所述第一進水支路的兩端分別與所述儲水裝置和所述進水閥相連。
[0022]根據本發(fā)明的一個實施例，還包括補水箱和第二進水支路，所述第二進水支路的一端與所述補水箱相連，所述第二進水支路的另一端與所述供暖回路相連，所述第二進水支路上設有截止閥。
[0023]根據本發(fā)明的一個實施例，所述出水裝置為出水閥。
[0024]根據本發(fā)明的一個實施例，所述出水口與所述回熱器之間的熱水加熱回路上設有熱水循環(huán)泵。
[0025]根據本發(fā)明的一個實施例，所述供暖換熱器與所述供暖裝置之間的供暖回路上設有供暖循環(huán)水泵。
[0026]根據本發(fā)明的一個實施例，所述高溫區(qū)、中溫區(qū)和低溫區(qū)在所述水箱內由上至下依次分布。
[0027]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0028]圖1是根據本發(fā)明實施例的熱水器的結構示意圖。
[0029]附圖標記:
[0030]熱水器100 ；
[0031]壓縮機I ;氣冷器2 ;回熱器3 ;節(jié)流閥4 ;蒸發(fā)器5 ;風機51 ;水箱6 ;自來水進口61 ;出水口 62 ;進水口 63 ;出水裝置7 ;進水閥8 ;供暖裝置9 ;供暖循環(huán)水泵10 ;熱水循環(huán)泵11 ;第一進水支路12 ;供暖換熱器13 ;補水箱14 ;第二進水支路15 ;截止閥16。
【具體實施方式】
[0032]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0033]下面結合附圖詳細描述根據本發(fā)明實施例的熱水器100。
[0034]參照圖1所示，根據本發(fā)明實施例的熱水器100包括跨臨界二氧化碳熱泵系統、水箱6、供暖裝置9、供暖換熱器13和出水裝置7。
[0035]跨臨界二氧化碳熱泵系統包括依次相連構成回路的氣冷器2、壓縮機1、回熱器3、節(jié)流閥4和蒸發(fā)器5?；芈穬染哂醒h(huán)流動的二氧化碳。水箱6設有自來水進口 61、出水口 62和進水口 63，出水口 62與進水口 63分別與回熱器3的兩端相連構成熱水加熱回路。水箱6內形成有高溫區(qū)A、中溫區(qū)B和低溫區(qū)C。
[0036]供暖換熱器13設在中溫區(qū)與高溫區(qū)中的一個內。供暖裝置9的兩端分別與供暖換熱器13兩端相連以構成供暖回路，也即供暖回路的熱水是通過供暖換熱器13與水箱6的中溫區(qū)B的熱水換熱得到，供暖換熱器只承擔換熱作用，而不承擔換水功能。這樣采暖的熱水與水箱中的熱水是分割開來的，供暖回路中的水不會與水箱中的水發(fā)生混合，保證了供熱水的衛(wèi)生。出水裝置7與高溫區(qū)A相連，使出水裝置7可以直接出熱水。
[0037]根據本發(fā)明實施例的熱水器100，充分利用跨臨界二氧化碳熱泵循環(huán)特性和水箱6內水溫分層的特點，根據供暖和供熱水對熱水的不同溫度需求選擇從水箱6的不同部位取水，避免了常規(guī)供暖熱水系統供水溫度難以同時滿足的缺點，同時也簡化了系統，只需要一個水箱6、一套制熱循環(huán)系統就可以滿足對熱水的不同溫度需求。同時，該跨臨界二氧化碳熱泵系統中只有一個氣冷器2，不用兼顧相關技術中兩個氣冷器2的運行狀況，控制運行更簡單，本發(fā)明采用的方法對系統的穩(wěn)定運行不會產生任何不利影響。
[0038]如圖1所示，在本發(fā)明的一些示例中，供暖換熱器13設在中溫區(qū)B，供暖換熱器13具有進口和出口，進口設在低溫區(qū)C，出口設在中溫區(qū)B。由此，從出水裝置7流出的熱水與供暖換熱器13換熱所用的熱水分別取自水箱6的不同部位，兩者可以同時取水，相互之間不會干涉，并且可以很好的滿足供暖與供熱水對于溫度的不同需求。
[0039]高溫區(qū)A、中溫區(qū)B和低溫區(qū)C在水箱6內由上至下依次分布。這里，