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一种器和空调

申请号 CN202211167765.5 申请日 2022-09-23 公开(公告)号 CN117804065A 公开(公告)日 2024-04-02
申请人 广东美的制冷设备有限公司; 发明人 请求不公布姓名; 请求不公布姓名; 请求不公布姓名; 请求不公布姓名; 曾德森; 请求不公布姓名;
摘要 本 申请 公开了一种 热 泵 热 水 器 及 空调 器,属于空调器技术领域,以解决目前的热泵热水器体积较大的技术问题。热泵热水器包括水箱具有第一容纳腔,第一容纳腔用于储水; 相变 材料 箱具有第二容纳腔,第二容纳腔用于容纳 相变材料 ;热泵具有冷媒腔,冷媒腔用于容纳冷媒;安装在第一容纳腔、第二容纳腔和冷媒腔内, 热管 组件具有换热腔,换热腔用于容纳换热介质,能够通过调节换热介质在热管组件中的高度,使水、相变材料和冷媒中至少其中两个可通过换热介质进行热交换。可以通 过热 管组件即可完成加热水和通过相变材料储热,减少了热泵热水器的元件,从而减小了整个热泵热水器的体积。
权利要求

1.一种器,其特征在于,所述热泵热水器(100)包括:
水箱(110),所述水箱(110)具有第一容纳腔(112),所述第一容纳腔(112)用于储水(152);
相变材料箱(120),所述相变材料箱(120)具有第二容纳腔(122),所述第二容纳腔(122)用于容纳相变材料(154);
热泵(130),所述热泵(130)具有冷媒腔(132),所述冷媒腔(132)用于容纳冷媒;
热管组件(140),安装在所述第一容纳腔(112)、所述第二容纳腔(122)和所述冷媒腔(132)内,所述热管组件(140)具有换热腔(142),所述换热腔(142)用于容纳换热介质(156),能够通过调节所述换热介质(156)在所述热管组件(140)中的高度,使所述水(152)、所述相变材料(154)和所述冷媒中至少两个可通过所述换热介质(156)进行热交换。
2.根据权利要求1所述的热泵热水器,其特征在于,在所述换热介质(156)的高度在所述第二容纳腔(122)内和所述冷媒腔(132)的条件下,所述冷媒与所述相变材料(154)热交换,给所述相变材料(154)充热。
3.根据权利要求1所述的热泵热水器,其特征在于,在所述换热介质(156)的高度达到所述冷媒腔(132)、所述第二容纳腔(122)和所述第一容纳腔(112)的条件下,所述冷媒同时与所述相变材料(154)和所述水(152)热交换,给所述相变材料(154)和所述水(152)同时充热。
4.根据权利要求1所述的热泵热水器,其特征在于,在所述换热介质(156)的高度达到所述第二容纳腔(122)和所述第一容纳腔(112)的条件下,所述相变材料(154)和所述水(152)热交换,给所述水(152)充热。
5.根据权利要求1所述的热泵热水器,其特征在于,所述热管组件(140)包括调节罐(144)和多个热管(146),所述热管(146)具有所述换热腔(142),所述调节罐(144)与多个所述热管(146)连通,用于调节所述换热介质(156)在所述热管(146)中的高度。
6.根据权利要求5所述的热泵热水器,其特征在于,所述调节罐(144)用于依据所述相变材料箱(120)中的所述相变材料(154)的充热温度调节所述换热腔(142)中的所述换热介质(156)的高度,其中,所述充热温度与所述换热介质(156)的高度在设定温度区间内正相关。
7.根据权利要求5所述的热泵热水器,其特征在于,所述调节罐(144)用于依据所述相变材料箱(120)中的所述相变材料(154)的充热温度调节所述热泵(130)的运行功率,其中,所述充热温度与所述热泵(130)的运行频率在设定温度区间内负相关。
8.根据权利要求5所述的热泵热水器,其特征在于,所述热管(146)呈长条状,多个所述热管(146)呈矩阵排列。
9.根据权利要求1‑8任一项所述的热泵热水器,其特征在于,所述相变材料箱(120)设置在所述热泵(130)和所述水箱(110)之间,所述水(152)泵的高度高于所述相变材料箱(120)的高度,所述相变材料箱(120)的高度高于所述热泵(130)的高度。
10.根据权利要求1‑8任一项所述的热泵热水器,其特征在于,所述热泵(130)设置在所述相变材料(154)的下方,所述水箱(110)设置在所述相变材料箱(120)的上方。
11.一种空调器,其特征在于,包括如权利要求1‑10任一项所述的热泵热水器(100)。
12.根据权利要求11所述的空调器,其特征在于,所述空调器(10)包括压缩机(11)、四通(12)、蒸发器(13)、冷凝器(14)和电子膨胀阀(15),所述四通阀(12)分别与所述压缩机(11)的进口、所述压缩机(11)的出口、所述蒸发器(13)和所述冷凝器(14)连接,所述蒸发器(13)与所述冷凝器(14)连接,所述电子膨胀阀(15)设置在所述蒸发器(13)和所述冷凝器(14)之间,所述所述热泵(130)设置在所述压缩机(11)和所述四通阀(12)之间。

说明书全文

一种器和空调

技术领域

[0001] 本申请属于空调器技术领域,尤其涉及一种热泵热水器和空调器。

背景技术

[0002] 热泵热水器主要用于通过储热方式加热水,给用户提供热水。相关技术中,普遍采用相变材料进行储热,相变材料与冷媒进行热交换储存热量,冷媒和水热交换加热水。这种结构需要两组换热器,一组换热器实现相变材料与冷媒之间的热交换,一组换热器实现冷媒和水之间的热交换,这种方式会导致整个热泵热水器的结构较大,为了减小热泵热水器的体积,需要减少相变材料的体积或者水箱的体积,导致储水量减少。发明内容
[0003] 本申请旨在至少能够在一定程度上解决热泵热水器体积较大的技术问题。为此,本申请提供了一种热泵热水器及空调器。
[0004] 第一方面,本申请实施例提供的一种热泵热水器,所述热泵热水器包括:
[0005] 水箱,所述水箱具有第一容纳腔,所述第一容纳腔用于储水;
[0006] 相变材料箱,所述相变材料箱具有第二容纳腔,所述第二容纳腔用于容纳相变材料;
[0007] 热泵,所述热泵具有冷媒腔,所述冷媒腔用于容纳冷媒;
[0008] 热管组件,安装在所述第一容纳腔、所述第二容纳腔和所述冷媒腔内,所述热管组件具有换热腔,所述换热腔用于容纳换热介质,能够通过调节所述换热介质在所述热管组件中的高度,使所述水、所述相变材料和所述冷媒中至少其中两个可通过所述换热介质进行热交换。
[0009] 热管组件安装在第一容纳腔、第二容纳腔和冷媒腔中,可通过调节换热介质在换热腔内的高度,使水、相变材料和冷媒中至少两个可以通过换热介质进行热交换,可以通过热管组件即可完成加热水和通过相变材料储热,减少了热泵热水器的元件,从而减小了整个热泵热水器的体积。
[0010] 在本申请可选的实施例中,在所述换热介质的高度在所述第二容纳腔内和所述冷媒腔的条件下,所述冷媒与所述相变材料热交换,给所述相变材料充热。
[0011] 在换热介质的高度同时达到冷媒腔和第二容纳腔的条件下,换热介质位于安装在冷媒腔和第二容纳腔内的换热腔中,热泵运行使冷媒在换热腔内流动,冷媒通过换热介质与相变材料换热,给相变材料充热,使相变材料储热。
[0012] 在本申请可选的实施例中,在所述换热介质的高度达到所述冷媒腔、所述第二容纳腔和所述第一容纳腔的条件下,所述冷媒同时与所述相变材料和所述水热交换,给所述相变材料和所述水同时充热。
[0013] 热泵运行可以带动冷媒在冷媒腔中流动,热泵运行功率越大,冷媒与相变材料和/或水之间的热交换效率越高,相变材料充热越快,水加热速度也越快。同样的,热泵运行功率越低,冷媒与相变材料和/或水之间的热交换效率越低,相变材料充热越慢,水加热速度也越慢
[0014] 在本申请可选的实施例中,在所述换热介质的高度达到所述第二容纳腔和所述第一容纳腔的条件下,所述相变材料和所述水热交换,给所述水充热。
[0015] 在换热介质的进入到安装在第一容纳腔和第二容纳腔内的换热腔内,使相变材料通过换热介质和水进行热交换,将相变材料中储存的热量传递至水箱中,给水箱中的水加热,从而给用户提供热水。
[0016] 在本申请可选的实施例中,所述热管组件包括调节罐和多个热管,所述热管具有所述换热腔,所述调节罐与多个所述热管连通,用于调节所述换热介质在所述热管中的高度。
[0017] 调节罐同时和多个热管连接,调节罐可以和热管的任意位置连接,多个热管之间相互并联,都竖直设置,不论多个热管的安装位置是否出现高度差,能够保证多个热管中的换热介质的高度相同。
[0018] 在本申请可选的实施例中,所述调节罐用于依据所述相变材料箱中的所述相变材料的充热温度调节所述换热腔中的所述换热介质的高度,其中,所述充热温度与所述换热介质的高度在设定温度区间内正相关。
[0019] 调节罐主要用于调节换热介质在换热腔中的高度,相变材料的充热温度越高,则说明换热介质液面对应的相变材料区域的蓄热较多,可以升高换热介质的高度,给其他区域的相变材料充热。也就是说,充热温度越高,换热介质的液面越高。
[0020] 在本申请可选的实施例中,所述调节罐用于依据所述相变材料箱中的所述相变材料的充热温度调节所述热泵的运行功率,其中,所述充热温度与所述热泵的运行频率在设定温度区间内负相关。
[0021] 相变材料的充热温度越高,说明相变材料储热越多,则需要的热量就越少,则热泵的运行频率越低,减少冷媒与换热介质之间的换热效率,减少与相变材料之间的热交换,从而减少热量的浪费。
[0022] 在本申请可选的实施例中,所述热管呈长条状,多个所述热管呈矩阵排列。
[0023] 热管呈圆柱形,圆柱形的热管,能够方便热管的安装,能够使在换热腔的不同高度的换热介质的容量大致相同,使换热介质能够与相变材料、水、冷媒中的任意一个均匀换热。
[0024] 在本申请可选的实施例中,所述相变材料箱设置在所述热泵和所述水箱之间,所述水泵的高度高于所述相变材料箱的高度,所述相变材料箱的高度高于所述热泵的高度。
[0025] 热泵、相变材料箱、水箱之间存在高度差,水箱的高度最高,其次是相变材料箱,热泵的高度最低。由于三者之间存在高度差,换热介质进入到换热腔内后,首先流入至位于热泵中的换热腔内,然后再进入到相变材料箱中的换热腔中,最后进入到水箱中的换热箱中。
[0026] 在本申请可选的实施例中,所述热泵设置在所述相变材料的下方,所述水箱设置在所述相变材料箱的上方。
[0027] 水箱设置在相变材料箱的上方,热泵设置在相变材料箱的下方。能够方便整个热泵热水器的结构布置,使热泵热水器的结构更加紧凑,减小热泵热水器的体积,从而减小热泵热水器的占用空间。
[0028] 第二方面,本申请实施例提供了一种空调器,包括第一方面提供的所述热泵热水器。
[0029] 第二方面提供的空调器与第一方面提供的热泵热水器的有益效果相同,此处不再赘述。
[0030] 第二方面提供的空调器的有益效果与第一方面提供的热泵热水器的有益效果相同,此处不再赘述。
[0031] 在本申请可选的实施例中,所述空调器包括压缩机、四通蒸发器、冷凝器电子膨胀阀,所述四通阀分别与所述压缩机的进口、所述压缩机的出口、所述蒸发器和所述冷凝器连接,所述蒸发器与所述冷凝器连接,所述电子膨胀阀设置在所述蒸发器和所述冷凝器之间,所述所述热泵设置在所述压缩机和所述四通阀之间。
[0032] 无论空调器处于制冷模式还是制热模式,从压缩机中流出的高温高压的冷媒优先进入到热泵中,与热泵中的换热介质进行热交换,保证热泵热水器中有足够热量。附图说明
[0033] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034] 图1示出了本申请第一实施例提供的热泵热水器的冷媒对相变材料充热的结构示意图。
[0035] 图2示出了本申请第一实施例提供的热泵热水器的冷媒对水充热的结构示意图。
[0036] 图3示出了本申请第一实施例提供的热泵热水器的冷媒对相变材料和水充热的结构示意图。
[0037] 图4示出了本申请第二实施例提供的空调器的一种实施方式的结构示意图。
[0038] 图5示出了本申请第二实施例提供的空调器的另一种实施方式的结构示意图。
[0039] 附图标记:100‑热泵热水器,110‑水箱,112‑第一容纳腔,114‑第一换热翅片,120‑相变材料箱,122‑第二容纳腔,124‑第二换热翅片,130‑热泵,132‑冷媒腔,134‑第三换热翅片,140‑ 热管组件,142‑换热腔,144‑调节罐,146‑热管,152‑水,154‑相变材料,156‑换热介质,10‑空调器,11‑压缩机,12‑四通阀,13‑蒸发器,14‑冷凝器,15‑电子膨胀阀。

具体实施方式

[0040] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0041] 需要说明的是,本发明实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
[0042] 在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0043] 另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
[0044] 下面结合附图并参考具体实施例描述本申请:
[0045] 本申请实施例提供了一种热泵热水器100,本实施例提供的热泵热水器100通过同一个热管组件140可以实现冷媒、相变材料154和水152中至少两个之间的热交换,减少了热泵热水器100 的元件,从而减少了整个热泵热水器100的体积。
[0046] 热泵热水器100主要用于通过储热方式加热水152,给用户提供热水152。相关技术中,普遍采用相变材料154进行储热,相变材料154与冷媒进行热交换储存热量,冷媒和水152热交换加热水152。这种结构需要两组换热器,一组换热器实现相变材料154与冷媒之间的热交换,一组换热器实现冷媒和水152之间的热交换,这种方式会导致整个热泵热水器
100的结构较大,为了减小热泵热水器100的体积,需要减少相变材料154的体积或者水箱
110的体积,导致储水152 量减少。本申请实施例提供的热泵热水器100能够改善上述问题,本申请实施例提供的热泵热水器100通过同一个热管组件140可以实现冷媒、相变材料154和水152中至少两个之间的热交换,减少了热泵热水器100的元件,从而减少了整个热泵热水器100的体积。
[0047] 在申请实施例中,热泵热水器100包括:水箱110,水箱110具有第一容纳腔112,第一容纳腔112用于储水152;相变材料箱120,相变材料箱120具有第二容纳腔122,第二容纳腔122 用于容纳相变材料154;热泵130,热泵130具有冷媒腔132,冷媒腔132用于容纳冷媒;热管组件140,安装在第一容纳腔112、第二容纳腔122和冷媒腔132内,热管组件140具有换热腔 142,换热腔142用于容纳换热介质156,能够通过调节换热介质156在热管组件140中的高度,使水152、相变材料154和冷媒中至少两个可通过换热介质156进行热交换。
[0048] 在本申请实施例中,热管组件140安装在第一容纳腔112、第二容纳腔122和冷媒腔132中,可通过调节换热介质156在换热腔142内的高度,使水152、相变材料154和冷媒中至少两个可以通过换热介质156进行热交换,可以通过热管组件140即可完成加热水152和通过相变材料154 储热,减少了热泵热水器100的元件,从而减小了整个热泵热水器100的体积。
[0049] 容易理解的是,本申请中所指的热泵热水器100的体积减小是指在相同的水箱110容量和相同的相变材料箱120容量的情况下,减少了元件数量,从而减小了整个热泵热水器100的体积。
[0050] 而水152、相变材料154和冷媒中至少两个可通过换热介质156进行热交换其中一种情况是三个中任意两个进行热交换,即可以是水152和相变材料154之间通过换热介质156进行热交换,也可以是水152和冷媒之间通过换热介质156进行热交换,还可以是冷媒和相变材料154之间通过换热介质156进行热交换。而水152、相变材料154和冷媒中至少两个可通过换热介质156进行热交换另一种情况是水152、相变材料154和冷媒三个进行热交换。
具体的,可以是冷媒同时和水152及相变材料154进行热交换。
[0051] 在一些实施例中,在换热介质156的高度达到冷媒腔132和第二容纳腔122内的条件下,冷媒与相变材料154热交换,给相变材料154充热。
[0052] 在换热介质156的高度同时达到冷媒腔132和第二容纳腔122的条件下,换热介质156位于安装在冷媒腔132和第二容纳腔122内的换热腔142中,热泵130运行使冷媒在换热腔142内流动,冷媒通过换热介质156与相变材料154换热,给相变材料154充热,使相变材料
154储热。
[0053] 在一些实施例中,在换热介质156的高度达到冷媒腔132、第二容纳腔122和第一容纳腔112 的条件下,冷媒同时与相变材料154和水152热交换,给相变材料154和水152同时充热。通过相变材料154可储热,并同时可以给水箱110中的水152加热。
[0054] 容易理解的是,热泵130运行可以带动冷媒在冷媒腔132中流动,热泵130运行功率越大,冷媒与相变材料154和/或水152之间的热交换效率越高,相变材料154充热越快,水152加热速度也越快。同样的,热泵130运行功率越低,冷媒与相变材料154和/或水152之间的热交换效率越低,相变材料154充热越慢,水152加热速度也越慢。
[0055] 也就是说,在相变材料154和水152中的任意一个与相变材料154换热的条件下,热泵130 开启,加快冷媒在冷媒腔132内的流动,提高冷媒与相变材料154和/或水152之间的热交换效率。
[0056] 在一些实施例中,在换热介质156的高度达到第二容纳腔122和第一容纳腔112的条件下,相变材料154和水152热交换,给水152充热。
[0057] 在换热介质156的进入到安装在第一容纳腔112和第二容纳腔122的换热腔142内,使相变材料154通过换热介质156和水152进行热交换,将相变材料154中储存的热量传递至水箱110 中,给水箱110中的水152加热,从而给用户提供热水152。
[0058] 除此之外,还可以调节换热介质156的高度,使换热介质156达到冷媒腔132和第一容纳腔112 的高度,使冷媒通过换热介质156与水152进行热交换。
[0059] 在一些实施例中,通过调节换热介质156的高度,使换热介质156能够进入到安装在冷媒腔132、第一容纳腔112和第二容纳腔122中的换热腔142内,通过换热介质156实现冷媒、相变材料154和水152中至少两个之间的热交换。
[0060] 由于换热介质156的液面高度上下一定的区域内是最优换热位置,该位置的换热防止以液气相变为主,传热的效率高,且明显高于其他部分,可以通过调节换热腔142中的换热介质156的液面高度,实现对特定区域快速换热或恒定功率冲放热,可以实现上述的不同工况。
[0061] 也就是说,在实现热泵130中的冷媒对水152充热、相变材料154对水152充热、冷媒对相变材料154和水152同时充热任意一种情况下,换热介质156可以不伸入至第一容纳腔112,换热介质156的液面可以在第二容纳腔122靠近第一容纳腔112的位置处,即可实现对水152的充热,至于换热介质156的液面到水箱110的距离应根据换热介质156的在液面上下最优的换热区域确定,该距离应小于液面上下的最优换热区域。
[0062] 具体的,结合到热泵130、相变材料箱120和水箱110之间的位置关系和热管组件140具体结构可以进一步说明如何实现冷媒、相变材料154和水152中任意两个通过换热介质156进行热交换的。
[0063] 在一些实施例中,相变材料箱120设置在热泵130和水箱110之间,水152泵的高度高于相变材料箱120的高度,相变材料箱120的高度高于热泵130的高度。
[0064] 换言之,热泵130、相变材料箱120、水箱110之间存在高度差,水箱110的高度最高,其次是相变材料箱120,热泵130的高度最低。由于三者之间存在高度差,换热介质156进入到换热腔142内后,首先流入至位于热泵130中的换热腔142内,然后再进入到相变材料箱120中的换热腔142中,最后进入到水箱110中的换热箱中。
[0065] 在热泵130开启且换热介质156的高度仅达到相变材料箱120的条件下,即换热介质156的高度达到相变材料箱120中,冷媒通过换热介质156与相变材料154换热,给相变材料154充热,储存热量。在热泵130开启且换热介质156的高度达到水箱110的条件下,说明换热介质156经过冷媒腔132、第一容纳腔112和第二容纳腔122,冷媒通过换热介质156同时给相变材料154 和水箱110换热,在给相变材料154充热的同时可以加热水箱110中的水152。在热泵130关闭且换热介质156的高度达到水箱110的条件下,说明换热介质156经过冷媒腔
132、第一容纳腔112 和第二容纳腔122,冷媒腔132中无冷媒,则为相变材料154通过换热介质156和水152换热,给水152加热,从而给用户提供热水152。
[0066] 也就是说,本申请中,可以根据调节换热介质156在换热腔142内的高度控制冷媒、换热介质156和水152中任意两个进行换热,减少了热泵热水器100的元件,从而减小了整个热泵热水器100的体积。
[0067] 在一些实施例中,热泵130设置在相变材料箱120的下方,水箱110设置在相变材料箱120 的上方。
[0068] 水箱110设置在相变材料箱120的上方,热泵130设置在相变材料箱120的下方。能够方便整个热泵热水器100的结构布置,使热泵热水器100的结构更加紧凑,减小热泵热水器100的体积,从而减小热泵热水器100的占用空间。
[0069] 容易理解的是,将水箱110设置在相变材料箱120的正上方,能够尽可能地使热泵热水器100 的结构紧凑,减小热泵热水器100的体积。
[0070] 其中,关于水箱110、相变材料箱120和热泵130之间的位置关系,水箱110可以和相变材料箱120接触,也可以和相变材料箱120间隔设置,相变材料箱120可以和热泵130接触,也可以和热泵130间隔设置。
[0071] 将相变材料154安装在热泵130的上方,并且安装在水箱110的下方,在换热介质156进入到换热腔142内后,优先进入到冷媒腔132对应的换热腔142中,再进入到安装在第二容纳腔122 内换热腔142中,最后进入到安装在第一容纳腔112内换热腔142中。冷媒优先和相变材料154 进行换热,使相变材料154充热,从而进行储热。
[0072] 在一些实施例中,热泵130开启的条件下,换热介质156进入到安装在第二容纳腔122内的换热腔142中,热泵130使冷媒在冷媒腔132内流动,加快冷媒与换热介质156之间的换热,将热量传输至第二容纳腔122内的相变材料154内,通过相变材料154储热。若换热介质156的高度逐渐升高进入到安装在第一容纳腔112内的换热腔142中,冷媒通过换热介质
156和相变材料 154、水152进行热交换,可以直接给水152加热,在热量不足的情况下,可以通过相变材料154 对水152进行加热,或者是在热量过剩的条件下,将热量储存在相变材料
154中。在热泵130关闭的条件下,换热介质156不与冷媒产生热交换,调节换热介质156的高度至第一容纳腔112,可以使相变材料154通过换热介质156与水152发生热交换,给水152加热。
[0073] 在一些实施例中,热管组件140包括调节罐144和多个热管146,热管146具有换热腔142,调节罐144与多个热管146连通,用于调节换热介质156在热管146中的高度。
[0074] 调节罐144同时和多个热管146连接,调节罐144可以和热管146的任意位置连接,多个热管146之间相互并联,都竖直设置,不论多个热管146的安装位置是否出现高度差,能够保证多个热管146中的换热介质156的高度相同。
[0075] 在一些实施例中,热管146呈长条状,多个热管146呈矩阵排列。
[0076] 在一些实施例中,热管146呈圆柱形,圆柱形的热管146,能够方便热管146的安装,能够使在换热腔142的不同高度的换热介质156的容量大致相同,使换热介质156能够与相变材料154、水152、冷媒中的任意一个均匀换热。
[0077] 在一些实施例中,水箱110内设置有第一换热翅片114,第一换热翅片114环设在热管146 周围。热管146内的换热介质156可通过第一换热翅片114与水152进行换热。相变材料箱120 内设置有第二换热翅片124,第二换热翅片124环设在热管146周围。同样的,热管146内的换热介质156通过第二换热翅片124与相变材料154进行换热。热泵130内设置有第三换热翅片134,第三换热翅片134环设在热管146周围。同样的,热管146内的换热介质156通过第三换热翅片134 与冷媒进行换热。
[0078] 在一些实施例中,调节罐144用于依据相变材料箱120中的相变材料154的充热温度调节换热腔142中的换热介质156的高度,其中,充热温度与换热介质156的高度在设定温度区间内正相关。
[0079] 容易理解的是,调节罐144主要用于调节换热介质156在换热腔142中的高度,相变材料154 的充热温度越高,则说明换热介质156液面对应的相变材料154区域的蓄热较多,可以升高换热介质156的高度,给其他区域的相变材料154充热。也就是说,充热温度越高,换热介质156的液面越高。
[0080] 其中,设定温度区间的上限为相变材料154的相变温度值,下限可以设置为0度。若充热温度达到相变温度值后,充热效率会大幅减少,因此在设定温度区间内,满足充热温度与换热介质 156的高度呈正相关的关系,超过设定温度区间内后,不再满足此关系。
[0081] 在一些实施例中,调节罐144用于依据相变材料箱120中的相变材料154的充热温度调节热泵130的运行功率,其中,充热温度与热泵130的运行频率在设定温度区间内负相关。
[0082] 相变材料154的充热温度越高,说明相变材料154储热越多,则需要的热量就越少,则热泵 130的运行频率越低,减少冷媒与换热介质156之间的换热效率,减少与相变材料154之间的热交换,从而减少热量的浪费。
[0083] 同样的,在设定温度区间内,满足充热温度与热泵130的运行频率在设定温度区间内负相关的关系,超过设定温度区间后,不再满足此关系。
[0084] 热泵130主要有三种运行模式,全功率运行、恒定功率运行和低功率运行。其中,全功率大于恒定功率,恒定功率大于低功率。在全功率运行模式,换热腔142中的换热介质156调节逐步提高换热介质156在换热腔142的液面高度,使换热介质156始终处于高效率状态,热泵130的冷媒腔132充当热泵130的冷凝端,与热管146内的换热介质156换热。热管146内的换热介质156 作为热量缓冲池快速把热量吸收,并传递到相变材料154、水152,以满足用户应急用热水152 需求。在恒功率运行模式,调节罐144调节自动调节热管146的换热介液面高度,使换热介质156 换热功率稳定状,热泵130处于稳定工作状态,延长热泵130使用寿命。低功率运行模式,热管146 内的换热介质156作为热量缓冲池把多余热量吸收,转化为热量和压,并缓慢释放,以此延长热泵130启动间隔。
[0085] 例如:热管146采用 管,采用管翅式结构,热管146的换热介质156为水152,热泵130的冷媒为R134A,第一换热翅片114厚为0.3mm,第二换热翅片124厚为0.1mm,热泵130内的第三换热翅片134厚为0.1mm,利用热泵130恒功率充热,充热时长约8h,相变储热箱再恒功率放热,出水152温度45℃,5L/min,放热时间为1h。
[0086] 热管146采用 铜管,采用管翅式结构,热管146的换热介质156为丙,热泵130 的冷媒为R401A,第一换热翅片114厚为0.1mm,第二换热翅片124厚为0.09mm,热泵130内的第三换热翅片134厚为0.09mm,利用热泵130全功率充热,充热时长约2h,相变储热箱再恒功率放热,出水152温度40℃,5L/min,放热时间为2h。
[0087] 实施例3:热管146采用 铜管,采用管翅式结构,热管146的换热介质156冷媒为乙醇,热泵130的冷媒为R401A,第一换热翅片114厚为0.5mm,第二换热翅片124厚为 0.1mm,热泵130内的第三换热翅片134厚为0.091mm,利用热泵130全功率充热,充热时长约 1.5h,相变储热箱再全功率放热,出水152温度40‑60℃,5L/min,放热时间为0.5h。
[0088] 综上所述,本实施例提供的热泵热水器100,热管组件140安装在第一容纳腔112、第二容纳腔122和冷媒腔132中,可通过调节换热介质156在换热腔142内的高度,使水152、相变材料154和冷媒中至少两个可以通过换热介质156进行热交换,可以通过热管组件140即可完成加热水152和通过相变材料154储热,减少了热泵热水器100的元件,从而减小了整个热泵热水器100 的体积。
[0089] 第二实施例
[0090] 请参阅图4,本实施例提供了一种空调器10,本实施例提供的空调器10通过同一个热管组件140可以实现冷媒、相变材料154和水152中至少两个之间的热交换,减少了热泵热水器100 的元件,从而减少了整个热泵热水器100的体积。
[0091] 为了简要描述,本实施例未提及之处可参照第一实施例。
[0092] 空调器10包括第一实施例提供的热泵热水器100。空调器10可以是单机空调器10,还可以是多联机空调器10。以下以单机空调器10为例作具体说明。
[0093] 在一些实施例中,空调器10包括压缩机11、四通阀12、蒸发器13、冷凝器14和电子膨胀阀15,四通阀12分别与压缩机11的进口、压缩机11的出口、蒸发器13和冷凝器14连接,蒸发器13与冷凝器14连接,电子膨胀阀15设置在蒸发器13和冷凝器14之间,热泵130设置在压缩机11和四通阀12之间。
[0094] 在图4中,实线箭头表示制冷模式下冷媒的流动方向,虚线箭头表示在制热模式下冷媒的流动方向。热泵热水器100设置在压缩机11和四通阀12之间,空调器10处于制冷模式下,压缩机11流出的高温高压的冷媒进入到热泵130中,与热泵130中的换热介质156进行热交换,再经过四通阀12进入到冷凝器14中,通过冷凝器14形成低温高压的冷媒,经过电子膨胀阀15后形成低温低压的冷媒进入到蒸发器13中,对室内空气制冷后形成高温低压的冷媒流回到压缩机 11中。在空调器10处于制热模式下,压缩机11流出的高温高压的冷媒进入到热泵130中,与热泵130中的换热介质156进行热交换,再经过四通阀12进入到蒸发器13中,对室内空气制热后形成低温高压的冷媒,经过电子膨胀阀15后形成低温低压的冷媒,进入到冷凝器14中形成高温低压的冷媒最终回到压缩机11中。无论空调器10处于制冷模式还是制热模式,从压缩机11 中流出的高温高压的冷媒优先进入到热泵130中,与热泵130中的换热介质156进行热交换,保证热泵热水器100中有足够热量。
[0095] 请参阅图5,实线箭头表示制冷模式下冷媒的流动方向,虚线箭头表示在制热模式下冷媒的流动方向。容易理解的是,在空调器10为多联机空调器10的条件下,设置方式相同和工作原理相同,可参照上述过程。在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。