一种相变蓄热式热水器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种相变蓄热式热水器，涉及热水器技术领域，该相变蓄热式热水器包括压缩机、与外部热源换热的第一换热结构、与用户需求端换热的第二换热结构和第三换热结构、还包括连接压缩机和三个换热结构的制冷剂回路、设置在制冷剂回路上的切换组件、以及与第二换热结构连接的水回路；第三换热结构具有冷凝、蒸发和储热三重功能；切换组件切换到不同状态时，制冷剂回路内的制冷剂流向或流路不同，以使第一换热结构、第二换热结构和第三换热结构以择一、择二或择三方式参与换热过程，实现相变蓄热式热水器的功能切换。本实用新型专利技术具有使用灵活多变、节能、高效、相变材料利用效率高的特点。率高的特点。率高的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种相变蓄热式热水器


[0001]本技术涉及热水器
，尤其是涉及一种相变蓄热式热水器。

技术介绍

[0002]空气源热泵热水器以其节能、环保、安全等特性获得了广泛的推广和应用，但是常规空气源热泵热水器的储水箱是利用水的显热储热，储热密度较小，导致水箱体积较大，制约了其进一步的推广使用。
[0003]相变蓄能技术是利用相变材料在状态变化过程中吸收和释放热量达到能量供求在时间和空间上转移的目的。将相变蓄能技术应用到空气源热泵热水器上，可以利用相变材料的潜热存储和释放热量，由于蓄热材料储热密度大，相变温度比较稳定，因此相变蓄热热水器具有蓄能密度大、体积较小、放热温度较为稳定的优点。
[0004]本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：
[0005]目前相变蓄热热水器常采用制冷剂直接给蓄热材料充热、蓄热材料向自来水放热的方式，如申请号为201710978187.6、201720777226.1的专利，由于制冷剂和水不能共用换热器管路，因此蓄热器中换热器管路一部分走制冷剂、一部分走水，导致充放热效率的降低，影响了系统能效的发挥；同时由于充热时蓄热器作为冷凝器，放热时水直接从蓄热箱中取热，这就限制了蓄热材料的相变温度不能太高、也不能太低，相变温度太高会导致充热COP降低，相变温度太低会导致有效取水量太小。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种相变蓄热水热水器，以解决现有技术中存在的空气源热泵热水器储热密度较小、水箱体积较大；相变蓄热热水器的蓄热器得不到充分利用，导致充放热效率较低、系统能效较低；蓄热材料相变温度范围太窄，释热效率低的技术问题。
[0007]为实现上述目的，本技术提供了以下技术方案：
[0008]本技术提供的一种相变蓄热式热水器，包括压缩机、与外部热源换热的第一换热结构、与用户需求端换热的第二换热结构和第三换热结构、还包括连接所述压缩机和三个换热结构的制冷剂回路、设置在所述制冷剂回路上的切换组件、以及与所述第二换热结构连接的水回路；所述第三换热结构具有冷凝、蒸发和储热三重功能；所述切换组件切换到不同状态时，所述制冷剂回路内的制冷剂流向或流路不同，以使所述第一换热结构、所述第二换热结构和所述第三换热结构以择一、择二或择三方式参与换热过程，实现所述相变蓄热式热水器的功能切换。
[0009]作为本技术的进一步改进，所述第一换热结构包括安装在室外与空气进行换热的第一热交换器。
[0010]作为本技术的进一步改进，所述相变蓄热式热水器具有六种功能模式。
[0011]作为本技术的进一步改进，所述相变蓄热式热水器的六种功能模式包括非用
水需求的储热模式、单一储热源放热供水模式、储热源和空气源联合供水模式、单一空气源供水模式、单一储热源放热化霜模式和单一储热源供冷模式。
[0012]作为本技术的进一步改进，所述第三换热结构包括蓄热箱、设置在所述蓄热箱内的第三热交换器、填充在所述蓄热箱内的蓄热材料，所述第三热交换器的进出口端与所述制冷剂回路连接。
[0013]作为本技术的进一步改进，所述切换组件包括四通阀、第一三通阀、第二三通阀和第三三通阀，所述四通阀设置在所述压缩机和三个换热结构之间的所述制冷剂回路上，所述第一三通阀设置在所述四通阀、所述第一换热结构和所述第三换热结构之间的所述制冷剂回路上；所述第三三通阀设置在所述四通阀、所述第二换热结构和所述第三换热结构之间的所述制冷剂回路上；所述第二三通阀设置在所述第三换热结构、所述第二换热结构和所述第三三通阀之间的所述制冷剂回路上。
[0014]作为本技术的进一步改进，所述相变蓄热式热水器还包括设置在所述第一换热结构一端的第一节流装置和设置在所述第二换热结构一端的第二节流装置。
[0015]作为本技术的进一步改进，所述蓄热材料的蓄热密度不小于160kJ/L，相变温度为20-50℃。
[0016]作为本技术的进一步改进，所述第三热交换器的管路呈Z字形设置。
[0017]作为本技术的进一步改进，所述第三热交换器为翅片管式换热器、螺旋盘管式换热器或蛇形管式换热器。
[0018]本技术提供的相变蓄热式热水器进行冷暖供应的使用方法，包括如下步骤：
[0019]步骤100：启动相变蓄热式热水器，并根据用户需要进行功能模式切换；
[0020]步骤200：当处于非用水需求的储热模式时，四通阀滑阀下移，四通阀C端和S端连通，四通阀D端和E端连通，第一三通阀与第一热交换器连通，第二三通阀与第三热交换器连通，第三三通阀与第二三通阀连通；从压缩机排出的制冷剂气体进入四通阀D端，经四通阀E端、第三三通阀、第二三通阀，进入蓄热箱，在蓄热箱中加热封装在其中的蓄热材料，蓄热材料吸收热量温度升高，制冷剂放出热量后变成高压低温液体经过第一节流装置节流降压后进入第一热交换器，在其中吸收空气中的热量而蒸发，然后经过第一三通阀、四通阀C端、S端，进入压缩机，完成一次充热循环；经过多次充热循环，当蓄热材料温度达到目标温度后，完成整个充热过程；
[0021]步骤300：当处于单一储热源放热供水模式时，四通阀滑阀下移，四通阀C端和S端连通，四通阀D端和E端连通，第一三通阀与第三热交换器连通，第二三通阀与第三热交换器连通，第三三通阀与第二热交换器连通；从压缩机排出的制冷剂气体进入四通阀D端，经四通阀E端、第三三通阀，进入第二热交换器，制冷剂在其中放热，把冷水加热到目标温度供用户使用，制冷剂经过冷凝冷却后经过第二节流装置节流降压后，经过第二三通阀进入蓄热箱，在其中吸收蓄热材料中的热量而蒸发，然后经过第一三通阀、四通阀C端、S端，进入压缩机，完成一次放热循环；经过多次放热循环，当蓄热材料温度达到目标温度后，完成整个放热过程；
[0022]步骤400：当处于储热源和空气源联合供水模式时，四通阀滑阀下移，四通阀C端和S端连通，四通阀D端和E端连通，第一三通阀与第一热交换器连通，第二三通阀与第三热交换器连通，第三三通阀与第二热交换器连通，第一节流装置开至最大；从压缩机排出的制冷
剂气体进入四通阀D端，经四通阀E端、第三三通阀，进入第二热交换器，制冷剂在其中放热，把冷水加热到目标温度供用户使用，制冷剂经过冷凝冷却后经过第二节流装置节流降压后，通过第二三通阀依次进入蓄热箱、第一节流装置、第一热交换器，在蓄热箱中吸收蓄热材料中的热量、在第一热交换器中吸收空气中热量而蒸发，然后经过第一三通阀、四通阀C端、S端，进入压缩机，完成一次放热循环；经过多次放热循环，当蓄热材料温度达到目标温度后，完成整个放热过程；
[0023]步骤500：当处于单一空气源供水模式时，四通阀滑阀下移，四通阀C端和S端连通，四通阀D端和E端连通，第一三通阀与第一热交换器连通，第二三通阀与第一热交换器连通，第三三通阀与第二热交换器连通，第一节流装置开至最大；从压缩机排出的制冷剂气体进入四通阀D端，经四通阀E端、第三三通阀，进入第二热交换器，制冷剂在其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相变蓄热式热水器，其特征在于，包括压缩机、与外部热源换热的第一换热结构、与用户需求端换热的第二换热结构和第三换热结构、还包括连接所述压缩机和三个换热结构的制冷剂回路、设置在所述制冷剂回路上的切换组件、以及与所述第二换热结构连接的水回路；所述第三换热结构具有冷凝、蒸发和储热三重功能；所述切换组件切换到不同状态时，所述制冷剂回路内的制冷剂流向或流路不同，以使所述第一换热结构、所述第二换热结构和所述第三换热结构以择一、择二或择三方式参与换热过程，实现所述相变蓄热式热水器的功能切换。2.根据权利要求1所述的相变蓄热式热水器，其特征在于，所述第一换热结构包括安装在室外与空气进行换热的第一热交换器。3.根据权利要求1或2所述的相变蓄热式热水器，其特征在于，所述相变蓄热式热水器具有六种功能模式。4.根据权利要求3所述的相变蓄热式热水器，其特征在于，所述相变蓄热式热水器的六种功能模式包括非用水需求的储热模式、单一储热源放热供水模式、储热源和空气源联合供水模式、单一空气源供水模式、单一储热源放热化霜模式和单一储热源供冷模式。5.根据权利要求1所述的相变蓄热式热水器，其特征在于，所述第三换热结构包括蓄热箱、设置在所述蓄热箱内的第三热交换器、...

【专利技术属性】
技术研发人员：方金升，梁祥飞，徐箐，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：