一种高效的梯级耦合热泵热水器制造技术

一种高效的梯级耦合热泵热水器，包括蒸发器、第一压缩机、中间换热器、第一节流阀、第一水泵、储水箱、第二水泵和第二压缩机；所述蒸发器出口与第一压缩机吸气口相连，第一压缩机排气口与中间换热器的第一进口相连，中间换热器的第一出口与第一节流阀进口相连，第一节流阀出口与蒸发器进口相连；所述第一水泵出口与储水箱第一进口相连，储水箱第一出口与中间换热器第二进口相连，中间换热器第二出口与第二水泵进口相连，第二水泵出口与储水箱的第二进口相连，储水箱第三出口为中温热水出口。以及提供一种双温升梯级耦合循环热泵热水器和极低温回热式双温升梯级耦合热泵热水器。本发明专利技术效率较高、低温环境下压缩机负荷较轻、延长使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种高效的梯级耦合热泵热水器
本专利技术属于热水器，涉及一种梯级耦合热泵热水器。
技术介绍
近年来，人们的生活质量随着经济的增长而不断提高，各个生产生活领域对于热水的需求亦不断提高。这也就促进了热水器行业的磅礴发展，对于具有节能、环保、高效等优点热泵热水器越来越受到用户的欢迎。但是现有的热泵热水机大多采用的是单级压缩加热至某一特定的温度，再将冷水与其混合得到适合的温度。采用这种加热与用热模式会导致较大的熵产，造成不必要的损失，并大大的减小了热泵的能效系数(COP)。现有热泵热水器在水的温升需求较大，环境温度较低的情况下，会使进出口温差值和吸排气压始终处于较大值，排气温度高，极大的加重了压缩机的负荷，这样不仅会使压缩机的使用寿命大大的降低，甚至可能造成整个系统的损坏。空气源热泵是由电动机驱动，利用蒸汽压缩制冷循环工作原理，以空气为冷热源制取热风或者热水的设备，它的优点是节能环保，可制冷可制热还可以制取热水，使用寿命长，也是国家“煤改电”政策中的一大优势选择。但是现有市场上的热泵均是采用将冷水加热至某一温度，再和冷水混合得到所需的温度，这样不但造成了大量的损失而且会增大压缩机的负荷，导致其使用寿命减少。同时，现有的热水器仅能制取一种温度的热水，需通过在水龙头处混合冷水来得到不同温度的热水，又造成损失，降低系统的效率。无排放无污染、节能减耗可为生产生活各领域提供热水的热泵受到了极大的欢迎。但是现如今市面上的热泵多为单级压缩的形式，这种形式的热泵不但能耗大，而且能源利用率低。而且无法适应低温的环境，尤其是我国东北、西北、华北等地区。同时这种热泵系统仅能提供单一温度的热源，不能满足用户对多种温度的使用要求。因此提高热泵系统的能源利用率、提升工作使用范围和满足用户的多种需求成为了亟待解决的问题。
技术实现思路
为了克服已有热水器的效率较低、低温环境下压缩机负荷较重、使用寿命较短的不足，本专利技术提供了一种效率较高、低温环境下压缩机负荷较轻、延长使用寿命的高效的级耦合热泵热水器。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高效的梯级耦合热泵热水器，所述热水器为直热式梯级耦合热泵热水器，所述热水器包括蒸发器、第一压缩机、中间换热器、第一节流阀、第一水泵、储水箱、第二水泵和第二压缩机；所述蒸发器出口与第一压缩机吸气口相连，第一压缩机排气口与中间换热器的第一进口相连，中间换热器的第一出口与第一节流阀进口相连，第一节流阀出口与蒸发器进口相连；所述第一水泵出口与储水箱第一进口相连，储水箱第一出口与中间换热器第二进口相连，中间换热器第二出口与第二水泵进口相连，第二水泵出口与储水箱的第二进口相连，储水箱第三出口为中温热水出口。进一步，所述热水器还包括冷凝器、第二节流阀和第三水泵，所述的第二压缩机排气口与冷凝器的第一进口相连，冷凝器的第一出口与第二节流阀进口相连，第二节流阀出口与中间换热器的第三进口相连，中间换热器的第三出口与第二压缩机吸气口相连；储水箱的第二出口与第三水泵进口相连，第三水泵出口与冷凝器第二进口相连，冷凝器的第二出口为高温热水出口。一种高效的梯级耦合热泵热水器，所述热水器为双温升梯级耦合循环热泵热水器，包括第一蒸发器、第一压缩机、第一冷凝器、第一节流装置、第一储水箱、第一水泵和第二水泵，所述第一蒸发器出口与第一压缩机吸气口相连，第一压缩机排气口与第一冷凝器的第一进口相连，第一冷凝器第一出口与第一节流装置进口相连，第一节流装置的第一出口与蒸发器的进口相连；第一储水箱的第一进口与第一冷凝器的第二出口相连，第一储水箱的第一出口与第一水泵的进口相连，第一水泵的出口与第一冷凝器的第二进口相连；第二水泵的出口与第一储水箱的第二进口相连，第一储水箱的第二出口为中温水出口。进一步，所述热水器还包括第二蒸发器、第三水泵、第四水泵、第二冷凝器、第二节流装置、第二压缩机、第二储水箱和第五水泵，所述第一储水箱的第三进口与第二蒸发器的第一出口相连，第一储水箱的第三出口与第三水泵和第四水泵的进口分别相连，第三水泵的出口与第二蒸发器的第一进口相连；第四水泵的出口与第二储水箱的第一进口相连，第二储水箱的第一出口与第五水泵的进口相连，第五水泵的出口与第二冷凝器的第二进口相连，第二冷凝器的第二出口又与第二储水箱的第一进口相连，第二储水箱的第二出口为高温水出口。一种高效的梯级耦合热泵热水器，所述热水器为极低温回热式双温升梯级耦合热泵热水器，所述热水器包括蒸发器、第一压缩机、中间换热器、回热器、第一节流装置、第一水泵、第一储水箱、第二水泵和第三水泵，所述蒸发器的出口与回热器的第二进口相连，回热器的第二出口与第一压缩机的吸气口相连，第一压缩机的排气口与中间换热器的第一进口相连，中间换热器的第一出口与回热器的第一进口相连，回热器的第一出口与第一节流装置的进口连接，第一节流装置的出口与蒸发器的进口相；第一水泵出口与第一储水箱的第一进口相连，第一储水箱的第一出口与第二水泵的进口相连，第二水泵的出口与中间换热器的第二进口连接，中间换热器的第二出口与第一储水箱的第二进口相连，第一储水箱的第二出口为中温热水出口。进一步，所述热水器还包括第二压缩机、冷凝器、第二节流装置、第二储水箱和第四水泵，所述第二压缩机的排气口与冷凝器的第一进口相连，冷凝器的第一出口与第二节流装置的进口相连，第二节流装置的出口与中间换热器的第三进口连接，中间换热器的第三出口与第二压缩机的吸气口连接；第一储水箱的第一出口还与第三水泵进口相连，第三水泵的出口与第二储水箱的第一进口连接，第二储水箱的第一出口与第四水泵的进口相连，第四水泵的出口与冷凝器的第二进口连接，第二冷凝器的第二出口与第二储水箱的第一进口和第三水泵的出口分别相连，第二储水箱的第二出口为高温热水出口。本专利技术的有益效果主要表现在：第一，本专利技术提出了梯级耦合升温技术，传统的直热式热泵热水器效率较低的一个重要原因是制冷剂与冷水之间的换热存在较大温差导致的，本专利技术从理论层面进行创新，通过一个机组提供两种不同温度的热源，将冷水与热源梯级耦合，冷水将会被分两级加热，这样一来大大减少了制冷剂与冷水之间的换热温差，减少损失，从而提高热泵的效率。第二，本专利技术采用了复叠式的结构，与普通热泵相比可以大大的减小单个压缩机的压缩比，与普通热泵相比可以大大的减小在低环境温度下单个压缩机的压缩比，改善压缩机工况，提高了单个压缩机的效率与系统的稳定性。第三，本专利技术采用了分级供水模式，传统的热泵热水器采用的高温水与冷水直接混合的方式，这样在混合过程有大量的损失，通过对系统进行改造优化，将冷水先加热至中等温度，若用户需要该温度的水就不需要与冷水进行混合，大大的增加了系统的损失，若用户需要更高温度的水，可以将中等温度的水再进行加热，这样就提高了热泵效率。第四，传统的循环水需要将水箱内热水进行循环，采用功率较大水泵，还需要较大的水箱，导致漏热较大，系统复杂且效率低，本专利技术采用了高温水直接供热的模式，可以减少甚至去掉水箱，提高效率减少造价。第五，本专利技术还可以通过两台压缩机的匹配，减少在低环境温度下运行时的制热量衰退，提高系统的可靠性；第六，采用双级循环可以通过两台压缩机的匹配，减少在低环境温度下运行时的制热量衰退，提高系统的可靠性；第七，当环境温度极低时，蒸发温度也相应很低，为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效的梯级耦合热泵热水器，其特征在于，所述热水器为直热式梯级耦合热泵热水器，所述热水器包括蒸发器、第一压缩机、中间换热器、第一节流装置、第一水泵、储水箱、第二水泵和第二压缩机；所述蒸发器出口与第一压缩机吸气口相连，第一压缩机排气口与中间换热器的第一进口相连，中间换热器的第一出口与第一节流装置进口相连，第一节流装置出口与蒸发器进口相连；所述第一水泵出口与储水箱第一进口相连，储水箱第一出口与中间换热器第二进口相连，中间换热器第二出口与第二水泵进口相连，第二水泵出口与储水箱的第二进口相连，储水箱第三出口为中温热水出口。

【技术特征摘要】
2018.04.11 CN 2018103203449;2018.04.11 CN 201810321.一种高效的梯级耦合热泵热水器，其特征在于，所述热水器为直热式梯级耦合热泵热水器，所述热水器包括蒸发器、第一压缩机、中间换热器、第一节流装置、第一水泵、储水箱、第二水泵和第二压缩机；所述蒸发器出口与第一压缩机吸气口相连，第一压缩机排气口与中间换热器的第一进口相连，中间换热器的第一出口与第一节流装置进口相连，第一节流装置出口与蒸发器进口相连；所述第一水泵出口与储水箱第一进口相连，储水箱第一出口与中间换热器第二进口相连，中间换热器第二出口与第二水泵进口相连，第二水泵出口与储水箱的第二进口相连，储水箱第三出口为中温热水出口。2.如权利要求1所述的高效的梯级耦合热泵热水器，其特征在于，所述热水器还包括冷凝器、第二节流装置和第三水泵，所述的第二压缩机排气口与冷凝器的第一进口相连，冷凝器的第一出口与第二节流装置进口相连，第二节流装置出口与中间换热器的第三进口相连，中间换热器的第三出口与第二压缩机吸气口相连；储水箱的第二出口与第三水泵进口相连，第三水泵出口与冷凝器第二进口相连，冷凝器的第二出口为高温热水出口。3.一种高效的梯级耦合热泵热水器，其特征在于，所述热水器为双温升梯级耦合循环热泵热水器，包括第一蒸发器、第一压缩机、第一冷凝器、第一节流装置、第一储水箱、第一水泵和第二水泵，所述第一蒸发器出口与第一压缩机吸气口相连，第一压缩机排气口与第一冷凝器的第一进口相连，第一冷凝器第一出口与第一节流装置进口相连，第一节流装置的第一出口与蒸发器的进口相连；第一储水箱的第一进口与第一冷凝器的第二出口相连，第一储水箱的第一出口与第一水泵的进口相连，第一水泵的出口与第一冷凝器的第二进口相连；第二水泵的出口与第一储水箱的第二进口相连，第一储水箱的第二出口为中温水出口。4.如权利要求3所述的高效的梯级耦合热泵热水器，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐英杰，蒋宁，谢小东，许亮峰，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33