[实用新型]3段式热交换器

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种热泵热水机组的水侧热交换器，特别是涉及一种直热式空气源热泵热水机组的水侧3段式热交换器。

背景技术：

现有的空气源热泵热水机组多是由压缩机、风侧热交换器、风机、水侧热交换器、节流元件、智能控制系统及相应的水系统组成，其工作原理是制冷剂在风侧换交热器中蒸发吸收空气中的热量，经压缩机压缩后在水侧热交换器中冷凝放热，把吸收的热量释放到水系统中，向用户提供生活热水，这种制热水方式COP值高，节能环保，综合经济效益好。

水侧热交换器一般为套管式或板式，热交换器的流体介质为水和氟里昂，两种流体在各自的流道中逆向流动，通过共有的流道壁面进行热量交换。现有的热交换器为一个氟利昂流道和一个水流道，根据水侧流道进水状态的不同，大致分为循环加热式和直热式两种。

循环加热式空气源热泵热水机组由于自身的特点，存在以下突出问题：

1、出水温度受限，不能满足高水温要求。

现有的氟里昂制冷系统对冷凝温度有一限定值，所以循环加热式空气源热泵热水机组的水箱最终温度不能超过某一极限值(一般为50℃)，当温度超过此值时，机组的压力和温度急剧升高，机组不能正常工作甚至造成事故。

2、水箱温度波动大，减小了水箱的有效容积，影响使用的舒适性。

循环加热式空气源热泵热水机组补水直接到水箱中，再经过机组循环加热使水温逐渐达到使用要求，这就造成机组刚开启时，水箱水温很低，随着机组的运行水温逐渐升高，直到水温达到使用要求，因而等待时间较长，另外，在使用过程中为保证水位要求，冷水直接补入水箱与水箱中的高温水混合，使水箱水温下降，导致最终不能使用，减小了水箱的有效容积，影响使用的舒适性。

直热式空气源热泵热水机组采用的是冷水进热水出的加热方式，冷水经过机组出来就是高温热水直接到保温水箱，所以不存在循环式的上述弊端，并且在相同的出水温度下，机组的冷凝温度低，效率更高，但这种方式也有其先天不足：

1、在冬季低环境温度、低水温条件下，由于机组的制热量衰减大，为获得高的水温，经过机组的水流量很小，从而造成调节过程中水温波动很大，制冷系统的冷凝压力或高或低，制冷系统极不稳定。

2、由于水流量小，对流量调节阀的调节精度提出了更高要求，机器在短时间内不能达到稳定的工作状态。启动过程中，为避免机器压力过大，水流量调节幅度大，再加上冷机器的热损失，水箱中会混入大量的凉水，影响后续的储水过程，甚至在水箱制满水时水温还达不到设定值。

为满足使用要求，上述两种方式都需要配备大水箱，而大水箱带来的弊端是：成本高；安装空间受限；水箱保温需要消耗更多的能量。

发明内容：

为克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种直热式空气源热泵热水机组的3段式热交换器，在低温工况下使机组迅速进入稳定工作状态，避免了启动过程中的系统波动和热量损失，提高了制热效率，可有效减小储水箱的容积。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：

一种3段式热交换器，包括具有公共流道壁面的氟利昂流道及水流道，氟利昂流道和水流道内的介质逆向流动以在公共流道壁面完成热交换，其特征在于，所述水流道自入口端至出口端分为依次串联的过冷段、饱和段和过热段，在所述饱和段上并联有一循环水泵，所述循环水泵的入口及出口分别连通所述饱和段的出口及入口，所述循环水泵的开/关由进入所述过冷段的水温决定。

在所述过冷段的入口前端设置有温度传感器，所述温度传感器与一控制器及循环水泵电连接，当进入过冷段内的水温低于设定值时，控制器控制循环水泵启动；当进入过冷段内的水温高于设定值时，控制器控制循环水泵关闭。

与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：