一种带有热利用平衡处理器的热泵热水机制造技术

一种带有热利用平衡处理器的热泵热水机，涉及一种利用热泵的流体加热器，尤其涉及一种适用于R407C环保型制冷剂的热泵热水机。热泵热水机包括热利用平衡处理器，热利用平衡处理器包括壳体、换热管、主换热腔、副换热腔和汽液分离器，换热管置于主换热腔内，汽液分离器置于壳体内，与壳体结合构成副换热腔；主换热腔连接到冷凝器，副换热腔连接到膨胀阀；换热管的一端连接到外部冷水进水管路，换热管的另一端连接到热水循环回路的保温水箱。通过热利用平衡处理器的副换热腔中对冷凝和蒸发过程的工质进行热利用平衡交换，进行热量综合利用，增加了冷凝效果，有效地降低了高压压力和排气温度，降低压缩机的功耗，机组的能效更高。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种带有热利用平衡处理器的热泵热水机
本技术涉及一种利用热泵的流体加热器，尤其涉及一种适用于R407C环保型 制冷剂的带有热利用平衡处理器的热泵热水机。
技术介绍
热泵热水机因为节能、环保、安全已经得了广泛的使用，热泵专用压缩机使用的制 冷剂有两种R22和R407C，R407C制冷剂为环保型制冷剂。在《家特利尔议定书》中，R22 作为HCFC类工质是第二批要被替代的物质。1992年在丹麦哥本哈根召开的《议定书》缔 约国第四次会议决定把R22的禁用期提前到2020年，因此制冷系统使用环保型制冷剂的 替代已经越来越接近。作为R22制冷剂的重要的替代品，R407C制冷剂是一种混合工质，是 R125、R32和R134a (重量百分比为25/23/52%)的非共沸混合物，温度滑移约为7K。温度 滑移是指制冷剂混合物在某一恒定压力下发生相变时相变温度的变化值。对于非共沸混合 制冷剂相变温度会随着相变过程而发生较大变化，因此换热器必须进行优化，否则温度滑 移将会对设备的制冷性造成严重影响。R407C环保型制冷剂是R22在某些应用中的长期替 代品，现有的冷凝器和蒸发器的带管壳式热交换器的R22设备，直接改装成R407C制冷剂 之后，表面传热系数较低，导致换热效果变化，系统的热力循环状态发生了改变，因此对使 用R407C制冷剂系统重新进行技术研究是非常重要。中国技术专利“一种R407C冷媒 环保工业冷水机的冷媒循环装置”(中国技术专利号ZL200820301799. 8，授权公告号 CN201281485Y)公开了一种R407C冷媒环保工业冷水机的冷媒循环装置，包括通过进出水 管路连接有外部冷却水的冷凝换热器、压缩机、通过进出水管路连接有外部待冷却水的蒸 发换热器，三者通过管连接构成封闭回路，其特征在于所述的蒸发换热器为通过R407C冷 媒的蒸发来吸收被冷却水热量的板式蒸发器，其内被冷却水的流向与R407C冷媒的流向相 反构成全逆流热交换；所述的冷凝换热器为通过R407C冷媒的冷凝来释放热量给冷却水的 板式冷凝器，其内的冷却水流向与R407C冷媒的流向相反构成全逆流热交换，使得冷媒循 环系统有效避免此替代冷媒R407C冷凝和蒸发时的温度滑移对换热器的换热量的显著影 响，避免系统失衡；该技术应用于符合无氟环保要求的采用替代环保冷媒R407C做制 冷剂的工业冷水机，具有热转换稳定可靠的特点。中国专利技术专利申请“一种采用混合制冷剂 的空调换热器及空调器”(中国专利技术专利申请号201210036236. 1，公开号CN102538308A) 公开了一种采用混合制冷剂的空调换热器及空调器，包括翅片管换热器、集流管、至少2路 分流管及连接集流管与各分流管的分流器，所述的集流管与所述分流器的进口端连接，所 述分流器的分流出口分别连接所述各分流管的一端，所述各分流管的另一端分别与翅片管 换热器上的管路连接以此来改善混合制冷剂因为非共沸带来的温度滑移问题，以及提高空 调器换热器的换热效率及制热能力。上述技术专利和专利技术专利申请虽然分别提出了不 同的解决混合制冷剂带来的温度滑移问题的技术方案，但是，现有的技术方案都是通过控 制换热器自身的温差来适应混合制冷剂的温度滑移，并不能从根本上解决由于非共沸混合 工质R407C的相变不等温特性造成的相变过程不平衡的问题。
技术实现思路
本技术的目的是要提供一种带有热利用平衡处理器的热泵热水机，通过对冷 凝过程和蒸发过程的不同相态的工质进行热利用平衡交换，解决混合制冷剂的温度滑移对 设备的运行性能和安全性带来的严重影响。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案是一种带有热利用平衡处理器的热泵热水机，包括工质循环回路和热水循环回路； 所述的工质循环回路包括压缩机、四通阀、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，所述的热水循环回路 包括循环水泵和保温水箱，其特征在于所述的热泵热水机还包括一个热利用平衡处理器，所述的热利用平衡处理器包括 壳体、换热管、主换热腔、副换热腔和汽液分离器，以及连通到壳体外部的工质入口、工质出 口、进水口、出水口、汽分入口和汽分出口 ；所述的换热管置于主换热腔内，所述的汽液分离 器置于所述的壳体内，与所述的壳体结合构成所述的副换热腔；所述的主换热腔通过工质入口连接到所述的冷凝器，所述的副换热腔通过所述的 工质出口连接到所述的膨胀阀；所述的汽分入口经由四通阀连接到所述的蒸发器，所述的 汽分出口连接到所述压缩机的吸气口 ；所述的换热管的内部为热媒水通道，所述换热管的 一端通过所述的进水口，经由一个电磁阀连接到外部冷水进水管路，所述换热管的另一端 通过所述的出水口连接到热水循环回路的保温水箱；所述的热泵热水机的工质循环回路为压缩机一> 四通阀一>冷凝器一>热利用 平衡处理器的主换热腔一>热利用平衡处理器的副换热腔一>膨胀阀一>蒸发器一>四 通阀一>热利用平衡处理器的汽液分离器一>压缩机。本技术提供的带有热利用平衡处理器的热泵热水机的一种较佳的技术方案， 其特征在于所述热利用平衡处理器的壳体内部的上半部设有一个内筒，所述的主换热腔 是壳体的上半部和内筒之间形成的空间；所述的换热管盘绕为螺旋状，置于所述的主换热 腔内；所述汽液分离器的汽分筒体置于壳体内部的下半部，所述的副换热腔是壳体的下半 部与汽分筒体的外周之间形成的空间；所述主换热腔的上部连接通到置于壳体外部的工质 入口，所述主换热腔的下部设有与副换热腔连通的工质通道孔，所述副换热腔底部连通到 置于壳体外部的工质出口。本技术提供的带有热利用平衡处理器的热泵热水机的一种较佳的技术方案， 其特征在于所述的换热管与主换热腔形成低频紊流换热结构，所述的换热管为麻花状螺旋 管，所述麻花状螺旋管的内外表面均带有凹凸螺旋扭转的峰谷结构，所述换热管外壁的凸 起螺旋贴近主换热腔的内壁，形成具有螺旋状工质通道的低频紊流换热结构。本技术提供的带有热利用平衡处理器的热泵热水机的一种更好的技术方案， 其特征在于所述汽分筒体的外周设有螺旋翅片，所述壳体的内壁贴近汽分筒体外周的螺旋 翅片，形成具有盘绕管结构的副换热腔。本技术的有益效果是1、本技术的带有热利用平衡处理器的热泵热水机通过在副换热腔中对冷凝 过程和蒸发过程的不同相态的工质进行热利用平衡交换，可以解决由于非共沸混合工质 R407C的相变不等温特性造成的相变过程不平衡的问题，可以消除混合制冷剂的温度滑移对设备的运行性能和安全性的影响，尤其适用于R407C环保型制冷剂系统。2、本技术的带有热利用平衡处理器的热泵热水机，通过热利用平衡处理器对 节流前的制冷剂进行热量综合利用，对补充给水箱中的冷水进行预热，增加了冷凝侧冷凝 效果，有效地降低了高压压力和排气温度，降低压缩机的功耗，机组的能效更高。同时还提 高了保温水箱中的补水水温。3、本技术的带有热利用平衡处理器的热泵热水机，通过对出冷凝器的制冷剂 进行再冷凝，可以保证进膨胀阀前的制冷剂处于过冷状态，避免在高水温时节流前有部分 制冷剂处于气体状态，从而避免膨胀阀发生气堵现象造成系统不能正常工作的故障。4、本技术使用的带有热利用平衡处理器的热泵热水机，出蒸发器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有热利用平衡处理器的热泵热水机，包括工质循环回路和热水循环回路；所述的工质循环回路包括压缩机、四通阀、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，所述的热水循环回路包括循环水泵和保温水箱，其特征在于：?所述的热泵热水机还包括一个热利用平衡处理器，所述的热利用平衡处理器包括壳体、换热管、主换热腔、副换热腔和汽液分离器，以及连通到壳体外部的工质入口、工质出口、进水口、出水口、汽分入口和汽分出口；所述的换热管置于主换热腔内，所述的汽液分离器置于所述的壳体内，与所述的壳体结合构成所述的副换热腔；?所述的主换热腔通过工质入口连接到所述的冷凝器，所述的副换热腔通过所述的工质出口连接到所述的膨胀阀；所述的汽分入口经由四通阀连接到所述的蒸发器，所述的汽分出口连接到所述压缩机的吸气口；所述的换热管的内部为热媒水通道，所述换热管的一端通过所述的进水口，经由一个电磁阀连接到外部冷水进水管路，所述换热管的另一端通过所述的出水口连接到热水循环回路的保温水箱；?所述的热泵热水机的工质循环回路为：压缩机－＞四通阀－＞冷凝器－＞热利用平衡处理器的主换热腔－＞热利用平衡处理器的副换热腔－＞膨胀阀－＞蒸发器－＞四通阀－＞热利用平衡处理器的汽液分离器－＞压缩机。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李鲲，王玉军，季忠海，王颖，颜艳，王天舒，
申请(专利权)人：江苏天舒电器有限公司，
类型：实用新型
国别省市：