本實(shí)用新型涉及熱泵技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種應(yīng)用嵌入式相變蓄能箱的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

空氣源熱泵熱水器是通過(guò)消耗一小部分高品位的電能，把空氣中的低品位熱量提升溫度后變?yōu)楦邷責(zé)嵩醇訜釤崴囊环N裝置?？諝庠礋岜脽崴饔捎诃h(huán)保、節(jié)能、安全而得到越來(lái)越多的重視。

蓄能箱用于將冷媒中的熱量傳導(dǎo)至水中、以加熱水，蓄能箱的品質(zhì)是影響空氣源熱泵熱水器工作效率的核心部件?，F(xiàn)有技術(shù)中比較常用的蓄能箱為帶有儲(chǔ)水箱的蓄能箱，冷媒管路直接設(shè)置在儲(chǔ)水箱中，冷媒與水形成熱傳遞。然而，帶儲(chǔ)水箱的蓄能箱由于儲(chǔ)水箱體積較大，安裝位置及對(duì)空間要求較高。

為了縮小蓄能箱的體積，現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)了一種采用相變材料做為熱傳遞介質(zhì)的蓄能箱，即冷媒的熱量傳遞至相變材料，引起相變材料的相變，然后再由相變材料將熱量傳遞給管路中的水，該種方式不需要設(shè)置儲(chǔ)水箱，能夠縮小蓄能箱的體積。但是，該種蓄能箱依然會(huì)占據(jù)室內(nèi)實(shí)用空間，降低室內(nèi)空間利用率。

因此，如何解決現(xiàn)有技術(shù)中蓄能箱造成的室內(nèi)空間利用率較低的問(wèn)題，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員所要解決的重要技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種應(yīng)用嵌入式相變蓄能箱的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)，能夠有效解決蓄能箱占用室內(nèi)實(shí)用空間的問(wèn)題。

本實(shí)用新型提供的一種應(yīng)用嵌入式相變蓄能箱的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)、室外換熱器、室內(nèi)換熱器以及用于交換冷媒和水的熱能的蓄能箱，所述蓄能箱為能夠嵌入到地板下或者墻體中的板狀結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述蓄能箱包括殼體、設(shè)置在所述殼體中的冷媒管路、水管路及相變材料。

優(yōu)選地，所述冷媒管路和所述水管路為反復(fù)迂回狀結(jié)構(gòu)，且所述冷媒管路和所述水管路并行設(shè)置。

優(yōu)選地，沿所述冷媒的輸送方向，所述殼體由隔板分隔成多個(gè)換熱區(qū)，且沿所述冷媒的輸送方向，相鄰的換熱區(qū)中填充的相變材料的相變溫度依次降低。

優(yōu)選地，所述冷媒管路中的冷媒流向和所述水管路中的水流向相反。

優(yōu)選地，所述冷媒管路和所述水管路上都設(shè)有翅片。

優(yōu)選地，所述室內(nèi)換熱器為向室內(nèi)供熱的模式時(shí)，所述室內(nèi)換熱器與所述蓄能箱相并聯(lián)、以使所述壓縮機(jī)壓縮之后形成的高溫高壓冷媒分別流入所述室內(nèi)換熱器與所述蓄能箱中，并且由所述室內(nèi)換熱器和所述蓄能箱流出的冷媒均流至所述室外換熱器中、以使冷媒經(jīng)過(guò)所述室外換熱器吸熱后返回至所述壓縮機(jī)中。

優(yōu)選地，所述室內(nèi)換熱器為向室內(nèi)制冷的模式時(shí)，所述室外換熱器與所述蓄能箱相并聯(lián)、以使所述壓縮機(jī)壓縮之后形成的高溫高壓冷媒分別流入所述室外換熱器與所述蓄能箱中，并且由所述室外換熱器和所述蓄能箱流出的冷媒均流至所述室內(nèi)換熱器中、以使冷媒經(jīng)過(guò)所述室內(nèi)換熱器吸熱后返回至所述壓縮機(jī)中。

優(yōu)選地，所述室外換熱器除霜時(shí)，經(jīng)過(guò)所述壓縮機(jī)壓縮后形成的高溫高壓冷媒流入室外換熱器，所述室外換熱器進(jìn)行散熱除霜，所述室外換熱器流出的冷媒進(jìn)入所述蓄能箱進(jìn)行吸熱氣化之后再流入所述壓縮機(jī)中。

本實(shí)用新型提供的應(yīng)用嵌入式相變蓄能箱的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)，其用于交換冷媒和水的熱能的蓄能箱為板狀結(jié)構(gòu)，且能夠嵌入到地板下或者墻體中。安裝時(shí)，可將蓄能箱直接安裝在地板下或者墻體中，不會(huì)占用室內(nèi)的實(shí)用空間，進(jìn)而有效提高了室內(nèi)空間利用率。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中應(yīng)用嵌入式相變蓄能箱的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)的原理示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中蓄能箱的俯視圖；

圖1-圖2中：

室外換熱器—1、氣液分離器—2、四通閥—3、壓縮機(jī)—4、室內(nèi)換熱器—5、淋浴噴頭—6、蓄能箱—7、供水泵—8、電子膨脹閥—9、電輔助加熱水箱—10、殼體—11、隔板—12、翅片—13、高溫相變材料區(qū)—14、中溫相變材料區(qū)—15、低溫相變材料區(qū)—16。

具體實(shí)施方式

本具體實(shí)施方式提供了一種應(yīng)用嵌入式相變蓄能箱的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)，能夠有效解決蓄能箱占用室內(nèi)實(shí)用空間的問(wèn)題。

以下，參照附圖對(duì)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。此外，下面所示的實(shí)施例不對(duì)權(quán)利要求所記載的實(shí)用新型內(nèi)容起任何限定作用。另外，下面實(shí)施例所表示的構(gòu)成的全部?jī)?nèi)容不限于作為權(quán)利要求所記載的實(shí)用新型的解決方案所必需的。

請(qǐng)參考圖1和圖2，本實(shí)施例提供的一種應(yīng)用嵌入式相變蓄能箱的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)，包括室外換熱器1、氣液分離器2、四通閥3、壓縮機(jī)4、室內(nèi)換熱器5、蓄能箱7、電子膨脹閥9等部件，其中，蓄能箱7用于交換冷媒和水的熱能。

本實(shí)施例中，蓄能箱7為板狀結(jié)構(gòu)，且能夠嵌入到地板下或者墻體中。安裝時(shí)，可將蓄能箱7直接安裝在地板下或者墻體中，不會(huì)占用室內(nèi)的實(shí)用空間，進(jìn)而有效提高了室內(nèi)空間利用率。

另外，本實(shí)施例提供的蓄能箱7，包括殼體11、設(shè)置在殼體11中的冷媒管路、水管路及相變材料。冷媒管路中的冷媒放熱能夠引起相變材料發(fā)生相變，相變材料發(fā)生相變后可將溫度傳導(dǎo)至水管路中的水，使得水升溫。如此設(shè)置，不需要在蓄能箱7中設(shè)置儲(chǔ)水箱，蓄能箱7的體積較小。

為了提高蓄能箱7的換熱效率，冷媒管和水管為反復(fù)迂回狀結(jié)構(gòu)，且冷媒管路和水管路并行設(shè)置。如此設(shè)置，冷媒管路、水管路與相變材料的接觸面積較大，而且冷媒管路和水管路相鄰設(shè)置，熱傳遞效率較高。本實(shí)施例中，為了進(jìn)一步提高熱傳遞效率和增強(qiáng)管路的強(qiáng)度，可以在冷媒管路和水管路的外壁設(shè)置有翅片13。

本實(shí)施例提供的優(yōu)選方案中，沿冷媒的輸送方向，殼體11可以由隔板12分隔成多個(gè)換熱區(qū)。該隔板12優(yōu)選為隔熱材料制成，且沿冷媒的輸送方向，相鄰的換熱區(qū)中填充的相變材料的相變溫度依次降低。比如，可以由隔板12分隔成三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)等區(qū)域，為了方便說(shuō)明，下面內(nèi)容將以三個(gè)為例對(duì)本方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

三個(gè)區(qū)域沿冷媒流動(dòng)方向依次為高溫相變材料區(qū)14、中溫相變材料區(qū)15及低溫相變材料區(qū)16，在兩塊隔板12隔開(kāi)的三個(gè)獨(dú)立空間中分別填充三種相變材料，其相變溫度分別為高溫、中溫及低溫(如選60、40、20攝氏度)。相變材料的相變溫度、相變潛熱、熱導(dǎo)率三個(gè)因素綜合決定合理優(yōu)質(zhì)的選材。在蓄能箱7中，高溫冷媒先從冷媒管路的入口流入，流經(jīng)高溫相變材料區(qū)14，釋放高品質(zhì)能量，把高溫相變材料區(qū)14中的高溫級(jí)相變材料熔化，相變材料的相變潛熱大，可以儲(chǔ)存大量的高品質(zhì)能量。冷媒溫度會(huì)下降到高溫相變材料的相變溫度，從高溫相變材料區(qū)14流出，流到中溫相變材料區(qū)15，同理，流經(jīng)中溫相變材料區(qū)15，冷媒繼續(xù)釋放中級(jí)品質(zhì)的能量，熔化中溫相變材料區(qū)15的中溫相變材料，儲(chǔ)存為中溫相變材料中的相變潛熱，溫度降為中溫相變材料的相變溫度的冷媒，從中溫相變材料區(qū)15流出，繼續(xù)流向低溫相變材料區(qū)16。在低溫相變材料區(qū)16中，冷媒繼續(xù)釋放低級(jí)品質(zhì)的能量，儲(chǔ)存為低溫層的低溫相變材料相變潛熱，熔化了低溫相變材料；最終冷媒以低溫相變材料區(qū)16的低溫相變材料相變溫度流出蓄能箱7，從冷媒管路的出口流出。

另外，本實(shí)施例中，水管路的入口對(duì)應(yīng)冷媒管路的出口，水管路的出口對(duì)應(yīng)冷媒管路的入口，即水管路中的水流向和冷媒管路中的冷媒流向相反，可有效提高水和冷媒的換熱效率。

另外，本實(shí)施例提供的應(yīng)用嵌入式相變蓄能箱的空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)，可以包括多種模式，具體本文將結(jié)合圖1進(jìn)行如下說(shuō)明：

首先需要說(shuō)明的是，圖1中，F(xiàn)1、F2、F3、F4均為電磁閥，V1、V2、V3、V4均為單向閥。

1)在冬季運(yùn)行模式下，電磁閥F2和F3打開(kāi)，F(xiàn)1和F4關(guān)閉，供熱工況過(guò)程：冷媒在壓縮機(jī)4中被壓縮至達(dá)冷凝壓力后，進(jìn)入四通閥3，流向室內(nèi)換熱器5并在其中冷凝放熱，成為低溫低壓液體。冷媒同時(shí)流向與室內(nèi)換熱器5相并聯(lián)的蓄能箱7，冷媒從蓄能箱7中流出后，流向熱泵系統(tǒng)中的電子膨脹閥9，轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊簯B(tài)形式流向室外換熱器1。冷媒在室外換熱器1中吸收熱量，轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，通過(guò)四通閥3后在氣液分離器2中分離，高溫氣態(tài)冷媒進(jìn)而流入壓縮機(jī)4中被壓縮，至此完成循環(huán)。

2)除霜工況過(guò)程：冷媒在壓縮機(jī)4中被壓縮至達(dá)冷凝壓力后，進(jìn)入四通閥3，流向室外換熱器1并在其中冷凝放熱。此時(shí)的室外換熱器1視為系統(tǒng)中的冷凝器，冷媒在此放出熱量完成化霜除霜。冷媒繼而流向熱泵系統(tǒng)中的電子膨脹閥9，轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊簯B(tài)形式流向蓄能箱7。此時(shí)的蓄能箱7作為蒸發(fā)器的功能釋放熱量來(lái)加熱冷媒使之轉(zhuǎn)化為氣態(tài)。然后液態(tài)和氣態(tài)形式混合的冷媒通過(guò)四通閥3后在氣液分離器2中分離，高溫氣態(tài)的冷媒進(jìn)而流入壓縮機(jī)4被壓縮，至此完成循環(huán)。

3)夏季運(yùn)行模式下，電磁閥F1和F4打開(kāi)，F(xiàn)2和F3關(guān)閉。制冷工況過(guò)程：冷媒在壓縮機(jī)4中被壓縮至達(dá)冷凝壓力后，進(jìn)入四通閥3，流向室外換熱器1并在其中冷凝放熱。此時(shí)的室外換熱器1視為系統(tǒng)中的冷凝器，冷媒在此放出熱量完成化霜除霜。同時(shí)冷媒流向并聯(lián)的蓄能箱7，將熱量排出儲(chǔ)存在蓄能箱7內(nèi)。之后并聯(lián)回流到熱泵系統(tǒng)中的電子膨脹閥9，轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊簯B(tài)形式流向室內(nèi)換熱器5。此時(shí)的室內(nèi)換熱器5作為蒸發(fā)器的功能排出熱量來(lái)加熱冷媒使之轉(zhuǎn)化為氣態(tài)。然后以氣態(tài)和液態(tài)形式混合的冷媒通過(guò)四通閥3后在氣液分離器2中分離，高溫蒸汽進(jìn)而流入壓縮機(jī)4被壓縮，至此完成循環(huán)。

需要說(shuō)明的是，在制熱水過(guò)程中，冷水首先由供水泵8將水泵入低溫相變材料區(qū)16，吸收低品質(zhì)能量，水流會(huì)被加熱到接近低溫相變材料的相變溫度，繼而流入中溫相變材料區(qū)15；同理，流經(jīng)中溫相變材料區(qū)15，水流繼續(xù)吸收中級(jí)品質(zhì)的能量，即中溫相變材料所釋放的相變潛熱，其溫度逐漸升為中溫相變材料的相變溫度，繼續(xù)流經(jīng)高溫相變材料區(qū)14；在高溫相變材料區(qū)14中，中溫的水流繼續(xù)吸收高級(jí)品質(zhì)的能量，即高溫相變材料釋放的相變潛熱，最終水流以高溫相變材料區(qū)14的高溫相變材料相變溫度從水管路的出水口流出蓄能箱7。經(jīng)過(guò)三級(jí)不同的相變溫度的相變材料加熱，冷水的溫度最終升高到高溫相變材料的相變溫度，從而滿足用戶的使用需求。如需更高溫度熱水，可以設(shè)置電輔助加熱水箱10，通過(guò)電輔助加熱水箱10加熱后的水再通向淋浴噴頭6、水龍頭等用戶終端。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。