CN101603735B - 超声波水位探测热泵热水器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超声波水位探测热泵热水器，包括空气源热泵，它还包括水箱，水箱内安装换热盘管，换热盘管的进出液管伸出水箱外分别与空气源热泵的进出液管连接，水箱上安装超声波水位探测器，水箱内安装反射导向管，水箱上安装进水管和出水管，进水管上安装电磁阀和进水温度传感器，出水管上安装水泵，水箱上设置排气孔。它利用超声波水位探测器与电磁阀和水泵联动控制，可控制热水器水箱出进水和加热情况，使热水器的出热水完全脱离自来水系统的水压，确保水箱内水温在用户用水过程中的按设计要求保持恒定，使用户可获得高品质的热水，提高热泵热水器的出水量和水箱利用率。本发明还具有结构简洁紧凑、使用简便、出水温度稳定的优点。

Description

超声波水位探测热泵热水器

技术领域

本发明涉及一种热泵热水器，确切地说是一种超声波水位探测热泵热水器。 

背景技术

现有的各类热泵热水器存在以下缺陷：现有的热泵热水器，用户用水时，是由自来水的水压将热水器水箱内的热水顶出，即，热水器的水箱内的热水流出的同时冷水补入，造成水箱内的水温急速下降，影响热水器出热水的品质和出水量；另外，现有的热泵热水器，大都没有水箱的水位检测装置，用户难以准确地了解水箱内水位的情况，而少数装有水位探测装置的热水器，其探测装置都是开关式水位器，开关式水位探测装置，由于受其技术条件限制，准确度低，很难实现准确的控制出水温度和出水量。所以使现有的热泵热水器普遍存在难于保证出水温度和在保证出水温度的条件下出水量低的缺陷。有的热泵热水器采用压力传感水位探测装置，但直到现在精确度高的水位探测压力传感器技术大多还是国外的几家大公司垄断，因此造价过高，从而大幅增加了热水器的成本，其价格令广大普通消费者难以接受。 

发明内容

本发明的目的，是提供了一种超声波水位探测热泵热水器，它采用超声波水位探测器进行热水器水箱的水位探测，可以准确的探测水箱水位，可以使热泵热水器对热水器水箱中的水进行精确的补水、加热、出水控制。从而可大大提高热泵热水器的出水比例和热水品质。与使用压力水位传感器的水位变送器相比，可以大幅降低热水器的制造成本；另外，它使用自动水泵进行出水输送，无需借助自来水的水压将热水器水箱内的热水顶出，使热水流出同时防止冷水进入水箱，确保水箱内部水温的按要求做到恒定，从而，使用户可以得到高品质的热水，在水箱容积相同的情况下可以大大的提高热水器的出水量，经多次试验验证用本发明所述的超声波水位探测热泵热水器，在水箱水温降10度的条件下，按水箱容积比出水率可以达到110％，而目前热泵热水器国家标准规定的在温度降10度的条件下出水率只有65％。所以，该发明可以使热泵热水器的出水率提高45％，在当前的技术经济条件下对节约能源、建设节约型社会具有巨大的技术、经济和社会有意义。 

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：超声波水位探测热泵热水器，包括空气源热泵，它还包括水箱，水箱内安装换热盘管，换热盘管的换热管进液管和换热管出液管伸出水箱外分别与空气源热泵连接，水箱的顶部安装超声波水位探测器，水箱内安装反射导向管，反射导向管位于超声波水位探测器的正下方，水箱上安装进水管和出水管，进水管上安装电磁阀和进水温度传感器，出水管上安装水泵，水箱上设置排气孔；出水管上装有第一电磁阀和引流水管，引流水管位于第一电磁阀和水泵之间，引流水管上安装第二电磁阀。 

为进一步实现本发明的目的，还可以采用以下技术方案实现：换热盘管的铜管外周设置翅片。反射导向管的下端靠近水箱的底部。水箱内安装水箱温度传感器。出水管上安装水流开关，水流开关位于引流水管和水泵之间。水泵是自动水泵。 

本发明的积极效果在于：它利用超声波水位探测器替代现有的水位开关和压力传感器检测热水器水箱内的水位，可降低热水器整体的制造成本，同时又可提高水位检测的精度；它利用超声波水位探测器与电磁阀和水泵联动控制，可控制热水器水箱的出水、进水和加热情况，使热水器的出热水完全脱离自来水系统的水压，确保水箱内水温在用户用水过程中的按设计要求保持恒定，使用户可获得高品质的热水，提高热泵热水器的出水量和水箱利用率。本发明还具有结构简洁紧凑、使用简便、出水温度稳定的优点。 

附图说明

图1是本发明的结构示意图；图2是热水器水箱的结构示意图。 

图中标号：1水箱  2进水管  3补水电磁阀  4出水管  5水泵  6换热管进液管  7换热管出液管  8换热盘管  9进水温度传感器  10反射导向管  11超声波水位探测器  12空气源热泵  13换热器  14节流装置  15第一电磁阀  17排气孔  18水流开关  19压缩机  20四通换向阀  21水箱温度传感器  22引流水管  23第二电磁阀  24风扇  25翅片。 

具体实施方式

本发明所述的超声波水位探测热泵热水器，包括空气源热泵12，它还包括水箱1，水箱1内安装换热盘管8，换热盘管8的换热管进液管6和换热管出液管7伸出水箱1外分别与空气源热泵12的进出液管连接，空气源热泵12与换热盘管8连接构成一个完整的热泵系统，该热泵系统与现有的热泵系统相同；水箱1的顶部安装超声波水位探测器11，水箱1内安装反射导向管10，反射导向管10位于超声波水位探测器11的正下方，超声波水位探测器11发出的超声波沿反射导向管10的内壁折射向下，只有当需到水面时，才会反射向上，因此，反射导向管10可防止超声波水位探测器11发出的超声波被换热盘管8或水箱1内的其他部件反弹，可确保超声波水位探测器11测量水位的精度；水箱1上安装进水管2和出水管4，进水管2与自来水管路连接，出水管4与用水龙头或洗浴喷头等用水终端连接，进水管2上安装电磁阀3和进水温度传感器9，出水管4上安装水泵5，水箱1上设置排气孔17。为便于实现出水自动化控制，出水管4上安装引流水管22，引流水管22位于水箱1和水泵5之间，引流水管22上安装第二电磁阀23。 引流水管22与自来水管路连接。出水管4上可安装水流开关18，水流开关18、第二电磁阀23和水泵5可实现水泵自动启动，达到自动化控制的目的。水泵5可以是自动水泵，此时，可省去水流开关18、引流水管22和第二电磁阀23，但现有的自动水泵大都是气流驱动水自泵，自动化控制的效果不佳。 

依据附图详细阐述工作原理如下： 

使用时，将超声波水位探测器11、补水电磁阀3、水流开关18、第二电磁阀23、第一电磁阀15和水泵5通过导线与控制装置连接。 

补水：当水箱1内水位低于设定水位并且水温高于设定补水温度时，补水电磁阀3开通，开始向水箱1补水，补水过程中超声波水位探测器11时时对水箱的水位进行探测和计算。根据水位计算的停止补水温度，当水箱水位达到设定停止补水条件时，补水电磁阀3关闭，堵断进水管2的通路，停止向水箱1补水。水泵5开启用水时，水箱1不补水。这样就可以始终使水箱中的水温满足使用条件，从而可以提供高品质的热水。 

加热：当水箱1中的水温低于设定温度时，空气源热泵12启动，通过换热盘管8对水箱1中的水进行加热；当水箱1中的水温达到设定值时，空气源热泵12停机，停止对水箱1的水加热。 

用水：非用水状态下，第二电磁阀23处于开启状态，由于重力作用，水流开关18处于关闭状态，水泵5不工作。当水龙头或淋浴头打开后，由于自来水的压力作用，水流开关18被打开，控制板接到信号，水泵5启动，第二电磁阀23关闭。水泵5把水箱1中的热水泵到水龙头供人们使用。由于用水时水箱1不补水，因此，可以一次按照设定比例，例如水箱1容积的90％，把水箱中的水泵出，从而，可避免传统的自来水压驱动出水热泵热水器用水时水箱中的水温降快而引起的出水率低的缺陷。 

根据上面的工作过程可以看出：使用超声波水位探测和自动水泵结合的联动技术克服了热泵热水器原来的技术缺陷，可以使热泵热水器做到：提高热水品质、提高出水率40％以上，因此该发明所述的超声波水位探测热泵热水器对节约能源，建设节约型社会具有巨大的技术、经济和社会意义。 

为增大换热盘管8的换热面积，换热盘管8的外周设置翅片25。 

为确保超声波水位探测器11在水箱1内水位较低的情况下仍能准精地测得水箱1内的水位情况，如图2所示，超声波反射导向管10的下端应靠近水箱1的底部，但，要确保水可由反射导向管10的下端流入反射导向管10内。 

为能准精检测到水箱1内的水温情况，水箱1内可安装水箱温度传感器21，水箱温度传感器21通过导线与所述的控制装置连接。 

进水管2上安装进水温度传感器9，可随时监测进水温度，从而，由控制装置随时控制向水箱1内的补水量；出水管4上可安装第一电磁阀15，第一电磁阀15和第二电磁阀23互锁可防止在第二电磁阀23开启时自来水通过出水管4流入水箱1。 

本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。 

Claims (6)

1.超声波水位探测热泵热水器，包括空气源热泵(12)，其特征在于：它还包括水箱(1)，水箱(1)内安装换热盘管(8)，换热盘管(8)的换热管进液管(6)和换热管出液管(7)伸出水箱(1)外分别与空气源热泵(12)的进出液管连接，水箱(1)的顶部安装超声波水位探测器(11)，水箱(1)内安装反射导向管(10)，反射导向管(10)位于超声波水位探测器(11)的正下方，水箱(1)上安装进水管(2)和出水管(4)，进水管(2)上安装电磁阀(3)和进水温度传感器(9)，出水管(4)上安装水泵(5)，水箱(1)上设置排气孔(17)；出水管(4)上装有第一电磁阀(15)和引流水管(22)，引流水管(22)位于第一电磁阀(15)和水泵(5)之间，引流水管(22)上安装第二电磁阀(23)。

2.根据权利要求1所述的超声波水位探测热泵热水器，其特征在于：换热盘管(8)的铜管外周设置翅片(25)。

3.根据权利要求1或2所述的超声波水位探测热泵热水器，其特征在于：反射导向管(10)的下端靠近水箱(1)的底部。

4.根据权利要求3所述的超声波水位探测热泵热水器，其特征在于：水箱(1)内安装水箱温度传感器(21)。

5.根据权利要求1所述的超声波水位探测热泵热水器，其特征在于：出水管(4)上安装水流开关(18)，水流开关(18)位于引流水管(22)和水泵(5)之间。

6.根据权利要求1所述的超声波水位探测热泵热水器，其特征在于：水泵(5)是自动水泵。

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