CN113983688A - 一种新型热回收式高能效空气源热泵热水器 - Google Patents

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CN113983688A CN202111251867.0A CN202111251867A CN113983688A CN 113983688 A CN113983688 A CN 113983688A CN 202111251867 A CN202111251867 A CN 202111251867A CN 113983688 A CN113983688 A CN 113983688A
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张立远
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Abstract

本发明公开了一种新型热回收式高能效空气源热泵热水器，包括保温筒和外机，所述保温筒的内部设置有水箱，所述水箱的外周连接有热水回流管和冷水进水管，所述冷水进水管的端部连接有循环水泵，所述循环水泵的出水口连接有第一导管，所述第一导管的端部连接有储液罐，所述储液罐的出水口连接有第三导管，所述第三导管的端部连接有膨胀阀，所述膨胀阀通过第四导管与蒸发器连接，所述蒸发器安装在外机的内部，所述蒸发器的出口连接有第五导管，所述第五导管的端部连接有压缩机，所述压缩机的出口连接有第六导管。水温升高时能够及时断电，避免发生意外情况，使用安全性较高，便于清除水箱内的水垢，保持热水器的洁净程度。

Description

一种新型热回收式高能效空气源热泵热水器
技术领域
本发明涉及空气源热水器技术领域，特别涉及一种新型热回收式高能效空气源热泵热水器。
背景技术
空气源热泵热水器是一种新型热水和供暖设备，可替代锅炉供暖和提供热水。空气源热泵热水器利用逆卡诺循环理论，通过大面积的吸热装置吸收空气中的能量，以制冷剂为媒介，制冷剂在蒸发器中吸收空气中的能量，再经压缩机压缩制热后，将低品味热源(空气)中的热量转化为高品位热量，再通过换热装置将热量传递给水，实现制取热水，热水通过水循环系统送入用户散热器进行采暖或直接用于热水供应。与传统热水器相比，空气源热泵热水器具有高效节能、绿色环保、安全可靠、全天候方便使用等特点。
申请号CN201922092132.2公布了一种空气源热泵热水器，包括箱体、压缩机、冷凝器和蒸发器，其特征在于：箱体内底端设有压缩机，压缩机的排气口通过管道与箱体中水箱内的冷凝器的进液口连通，压缩机的吸气口通过管道经过气液分离器与箱体上的蒸发器出口连通，冷凝器的出液口经管道与蒸发器进口连通，水箱上设有进水口和出水口，冷凝器中间设有换热器，换热器通过上循环管和下循环管与外部容器连通，所属下循环管上设有温差循环泵，水箱上设有辅助电加热器，冷凝器的外绕盘管采用中间开设有扁孔的板材，箱体底端通过减震弹簧连接固定板。本实用新型与现有的技术相比的优点在于：空间占用小、具有多种加热方式、具有隔音减震效果、换热效率高。
上述技术的一种空气源热泵热水器有以下缺点：，使用安全性较差，且水箱内的水容易结垢，水箱的内部不易清理，且壁挂式水箱难取下，清理难度大，外机的过滤网使用一段时间后容易被灰尘堵塞，导致空气源热泵热水器的工作效率降低。
为此，我们提出一种新型热回收式高能效空气源热泵热水器。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种新型热回收式高能效空气源热泵热水器，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种新型热回收式高能效空气源热泵热水器，包括保温筒1和外机28，所述保温筒1的内部设置有水箱5，所述水箱5的外周连接有热水回流管17和冷水进水管18，所述冷水进水管18的端部连接有循环水泵19，循环水泵19常设置于热力站(热力中心)、热源或冷源等处，在采暖系统或空调水系统的闭合环路内，循环水泵19不是将水提升到高处，而是使水在系统内周而复始地循环，克服环路的阻力损失，与建筑物的高度无直接关系，因此将它称为循环水泵19，所述循环水泵19的出水口连接有第一导管21，所述第一导管21的端部连接有储液罐24，所述储液罐24的出水口连接有第三导管25，所述第三导管25的端部连接有膨胀阀26，膨胀阀26使中温高压的液体通过其节流成为低温低压的湿蒸汽，所述膨胀阀26通过第四导管27与蒸发器30连接，液体在蒸发器30中吸收热量，膨胀阀26通过蒸发器30末端的过热度变化来控制阀门流量，防止出现蒸发器30面积利用不足和敲缸现象，所述蒸发器30安装在外机28的内部，低温的冷凝气体通过蒸发器30，与外界的空气进行热交换，气化吸热，蒸发器30主要由加热室和蒸发室两部分组成，加热室向液体提供蒸发所需要的热量，促使液体沸腾汽化，蒸发室使气液两相完全分离，所述蒸发器30的出口连接有第五导管37，所述第五导管37的端部连接有压缩机38，压缩机38从第五导管37中吸入低温低压的气体，所述压缩机38的出口连接有第六导管39，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向第六导管39中排出高温高压的液体，为循环提供动力，所述第六导管39的端部与冷凝器23连接，冷凝器23属于换热器的一种，能把气体或蒸气转变成液体，将管子中的热量，以很快的方式，传到管子附近的空气中，冷凝器23工作过程是个放热的过程，所以冷凝器23温度都是较高的，所述冷凝器23通过第八导管41与热水回流管17的端部连接，所述冷凝器23与第一导管21之间连接有第二导管22；
所述第六导管39与膨胀阀26之间连接有第七导管40，第七导管40用于将流经膨胀阀26的气体直接输送至第六导管39中；
所述冷水进水管18的内周构造有圆槽，圆槽内设置有膨胀橡胶块42，所述冷水进水管18内安装有流量传感器43，水流量传感器主要由铜阀体、水流转子组件、稳流组件和霍尔元件组成，它装在进水端用于测量进水流量，当水流过转子组件时，磁性转子转动，并且转速随着流量成线性变化，霍尔元件输出相应的脉冲信号反馈给控制器，由控制器判断水流量的大小，调节控制比例阀的电流，水流量传感器从根本上解决了压差式水气联动阀启动水压高以及翻板式水阀易误动作出现干烧等缺点，当水箱5内的水温升至一定值时，膨胀橡胶块42膨胀堵塞冷水进水管18，流量传感器43检测到流量变化，从而停止加热，避免持续性加热浪费能源；
所述水箱5的内部安装有除垢机构，所述外机28的内部安装有除尘机构。
进一步的，除垢机构包括除垢电机12、丝杆14、第一刮垢板15和第二刮垢板16，所述除垢电机12安装固定在水箱5顶部的偏心位置，所述除垢电机12的输出轴固定连接有丝杆14，所述丝杆14的外周螺纹连接有第一刮垢板15，所述第一刮垢板15的端部卡接有第二刮垢板16，所述第一刮垢板15的外周和第二刮垢板16的外周均与水箱5的内壁贴合。
进一步的，除尘机构包括竖向直线滑轨31、清洁刷32和排气扇33，所述竖向直线滑轨31安装在外机28的内部，所述竖向直线滑轨31的移动部安装固定有水平设置的清洁刷32，所述清洁刷32的刷毛与过滤网29的内壁贴合，所述外机28的侧壁构造有与过滤网29适配的通槽，所述排气扇33安装在外界的内部，且排气扇33设置在清洁刷32远离过滤网29的一侧，直线滑轨是用来支撑和引导运动部件，按给定的方向做往复直线运动。
进一步的，所述水箱5的顶部安装有雷达液位计13，雷达液位计13属于通用型雷达液位计，它基于时间行程原理的测量仪表，雷达波以光速运行，运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号，探头发出高频脉冲在空间以光速传播，当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器接收，并将距离信号转化为物位信号，用于监测水箱5内的水面高度，及时向水箱5内注入新水。
进一步的，所述保温筒1的内周螺纹连接有顶盖2，所述顶盖2的顶部安装固定有一字板3，所述水箱5的外周安装有贯穿保温筒1的热水出水管9，所述顶盖2的底部安装固定有保温垫4，保温垫4的设置使得水箱5内的热量不易散发至空气中，减少能量损耗，利于提高能效。
进一步的，所述保温垫4的内周直径大于水箱5的外周直径，所述保温垫4的外周直径小于保温筒1的内周直径，所述保温垫4的底部构造有与热水出水管9适配的缺口，保温垫4设置在水箱5与保温筒1之间，进一步提高保温筒1的保温效果。
进一步的，所述保温筒1的外周安装固定有控制面板6，所述控制面板6内设置有PLC，且控制面板6的外壁安装有显示屏7和位于显示屏7下方的操作按钮8。
进一步的，所述水箱5的外周安装固定有贯穿保温筒1的排垢框10，所述排垢框10的内周安装有堵板11，所述堵板11的外壁安装固定有弧形把手，打开堵板11便可排处刮下的水垢。
进一步的，所述外机28的顶部安装有顶板34，所述顶板34的顶部与外机28的顶部齐平，所述外机28的底部安装固定有支撑柱35，打开顶板34便于对外机28内部的蒸发器30检查维修和保养。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：通过设置的膨胀橡胶块、流量传感器和控制面板，水箱内的温度升至一定程度时，膨胀橡胶块遇热膨胀将冷水进水管堵塞，流量传感器检测到流量异常，通过控制面板内的PLC发出断电指令，即使断开热水器的电源，避免发生意外情况；通过设置的除垢机构，除垢电机的输出轴带动丝杆转动，丝杆与第一刮垢板和第二刮垢板发生相对转动，带动第一刮垢板和第二刮垢板贴合水箱的内壁上下滑动，从而将水箱内的水垢刮除，利于保持热水器的洁净程度，水垢清理较为方便简单，无需耗费较多人力；通过设置的除尘机构，能够及时清扫过滤网上堆积的灰尘，保证蒸发器的正常工作，从而提高能效利用率。
附图说明
图1为本发明一种新型热回收式高能效空气源热泵热水器的结构示意图。
图2为本发明一种新型热回收式高能效空气源热泵热水器的保温筒的爆炸图。
图3为本发明一种新型热回收式高能效空气源热泵热水器的水箱的剖视图。
图4为本发明一种新型热回收式高能效空气源热泵热水器的除垢机构的结构示意图。
图5为本发明一种新型热回收式高能效空气源热泵热水器的外机的剖视图。
图6为本发明一种新型热回收式高能效空气源热泵热水器的图3中A处结构的放大图。
图中：1、保温筒；2、顶盖；3、一字板；4、保温垫；5、水箱；6、控制面板；7、显示屏；8、操作按钮；9、热水出水管；10、排垢框；11、堵板；12、除垢电机；13、雷达液位计；14、丝杆；15、第一刮垢板；16、第二刮垢板；17、热水回流管；18、冷水进水管；19、循环水泵；21、第一导管；22、第二导管；23、冷凝器；24、储液罐；25、第三导管；26、膨胀阀；27、第四导管；28、外机；29、过滤网；30、蒸发器；31、竖向直线滑轨；32、清洁刷；33、排气扇；34、顶板；35、支撑柱；37、第五导管；38、压缩机；39、第六导管；40、第七导管；41、第八导管；42、膨胀橡胶块；43、流量传感器。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-6所示，一种新型热回收式高能效空气源热泵热水器，包括保温筒1和外机28，所述保温筒1的内部设置有水箱5，所述水箱5的外周连接有热水回流管17和冷水进水管18，所述冷水进水管18的端部连接有循环水泵19，循环水泵19常设置于热力站(热力中心)、热源或冷源等处，在采暖系统或空调水系统的闭合环路内，循环水泵19不是将水提升到高处，而是使水在系统内周而复始地循环，克服环路的阻力损失，与建筑物的高度无直接关系，因此将它称为循环水泵19，所述循环水泵19的出水口连接有第一导管21，所述第一导管21的端部连接有储液罐24，所述储液罐24的出水口连接有第三导管25，所述第三导管25的端部连接有膨胀阀26，膨胀阀26使中温高压的液体通过其节流成为低温低压的湿蒸汽，所述膨胀阀26通过第四导管27与蒸发器30连接，液体在蒸发器30中吸收热量，膨胀阀26通过蒸发器30末端的过热度变化来控制阀门流量，防止出现蒸发器30面积利用不足和敲缸现象，所述蒸发器30安装在外机28的内部，低温的冷凝气体通过蒸发器30，与外界的空气进行热交换，气化吸热，蒸发器30主要由加热室和蒸发室两部分组成，加热室向液体提供蒸发所需要的热量，促使液体沸腾汽化，蒸发室使气液两相完全分离，所述蒸发器30的出口连接有第五导管37，所述第五导管37的端部连接有压缩机38，压缩机38从第五导管37中吸入低温低压的气体，所述压缩机38的出口连接有第六导管39，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向第六导管39中排出高温高压的液体，为循环提供动力，所述第六导管39的端部与冷凝器23连接，冷凝器23属于换热器的一种，能把气体或蒸气转变成液体，将管子中的热量，以很快的方式，传到管子附近的空气中，冷凝器23工作过程是个放热的过程，所以冷凝器23温度都是较高的，所述冷凝器23通过第八导管41与热水回流管17的端部连接，所述冷凝器23与第一导管21之间连接有第二导管22；
所述第六导管39与膨胀阀26之间连接有第七导管40，第七导管40用于将流经膨胀阀26的气体直接输送至第六导管39中；
所述冷水进水管18的内周构造有圆槽，圆槽内设置有膨胀橡胶块42，所述冷水进水管18内安装有流量传感器43，水流量传感器主要由铜阀体、水流转子组件、稳流组件和霍尔元件组成，它装在进水端用于测量进水流量，当水流过转子组件时，磁性转子转动，并且转速随着流量成线性变化，霍尔元件输出相应的脉冲信号反馈给控制器，由控制器判断水流量的大小，调节控制比例阀的电流，水流量传感器从根本上解决了压差式水气联动阀启动水压高以及翻板式水阀易误动作出现干烧等缺点，当水箱5内的水温升至一定值时，膨胀橡胶块42膨胀堵塞冷水进水管18，流量传感器43检测到流量变化，从而停止加热，避免持续性加热浪费能源；
所述水箱5的内部安装有除垢机构，所述外机28的内部安装有除尘机构。
其中，除垢机构包括除垢电机12、丝杆14、第一刮垢板15和第二刮垢板16，所述除垢电机12安装固定在水箱5顶部的偏心位置，所述除垢电机12的输出轴固定连接有丝杆14，所述丝杆14的外周螺纹连接有第一刮垢板15，所述第一刮垢板15的端部卡接有第二刮垢板16，所述第一刮垢板15的外周和第二刮垢板16的外周均与水箱5的内壁贴合。
其中，除尘机构包括竖向直线滑轨31、清洁刷32和排气扇33，所述竖向直线滑轨31安装在外机28的内部，所述竖向直线滑轨31的移动部安装固定有水平设置的清洁刷32，所述清洁刷32的刷毛与过滤网29的内壁贴合，所述外机28的侧壁构造有与过滤网29适配的通槽，所述排气扇33安装在外界的内部，且排气扇33设置在清洁刷32远离过滤网29的一侧，直线滑轨是用来支撑和引导运动部件，按给定的方向做往复直线运动。
其中，所述水箱5的顶部安装有雷达液位计13，雷达液位计13属于通用型雷达液位计，它基于时间行程原理的测量仪表，雷达波以光速运行，运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号，探头发出高频脉冲在空间以光速传播，当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器接收，并将距离信号转化为物位信号，用于监测水箱5内的水面高度，及时向水箱5内注入新水。
其中，所述保温筒1的内周螺纹连接有顶盖2，所述顶盖2的顶部安装固定有一字板3，所述水箱5的外周安装有贯穿保温筒1的热水出水管9，所述顶盖2的底部安装固定有保温垫4，保温垫4的设置使得水箱5内的热量不易散发至空气中，减少能量损耗，利于提高能效。
其中，所述保温垫4的内周直径大于水箱5的外周直径，所述保温垫4的外周直径小于保温筒1的内周直径，所述保温垫4的底部构造有与热水出水管9适配的缺口，保温垫4设置在水箱5与保温筒1之间，进一步提高保温筒1的保温效果。
其中，所述保温筒1的外周安装固定有控制面板6，所述控制面板6内设置有PLC，且控制面板6的外壁安装有显示屏7和位于显示屏7下方的操作按钮8。
其中，所述水箱5的外周安装固定有贯穿保温筒1的排垢框10，所述排垢框10的内周安装有堵板11，所述堵板11的外壁安装固定有弧形把手，打开堵板11便可排处刮下的水垢。
其中，所述外机28的顶部安装有顶板34，所述顶板34的顶部与外机28的顶部齐平，所述外机28的底部安装固定有支撑柱35，打开顶板34便于对外机28内部的蒸发器30检查维修和保养。
需要说明的是，本发明为一种新型热回收式高能效空气源热泵热水器，使用时，将自来水管道与冷水进水管18接通，冷水在水箱5、循环水泵19、蒸发器30、压缩机38和冷凝器23之间循环流动，并完成水的加热，当水温上升至一定程度时，橡胶膨胀块膨胀变形，堵塞冷水进水管18，管道内的水无法继续循环，流量传感器43检测到流量变化，通过PLC发出断电指令，及时断开热水器的电源，停止加热，同时PLC定期启动除垢电机12和竖向直线滑轨31，除垢电机12的输出轴带动丝杆14转动，丝杆14与第一刮垢板15和第二刮垢板16发生相对转动，带动第一刮垢板15和第二刮垢板16贴合水箱5的内壁上下滑动，将水箱5内的水垢刮除，打开堵板11即可排除水垢，以保持水箱5内的洁净，竖向直线滑轨31带动清洁刷32上下移动，清洁刷32贴合过滤网29的内壁，将灰尘扫下，使得过滤网29处于畅通状态。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种新型热回收式高能效空气源热泵热水器，包括保温筒(1)和外机(28)，其特征在于，所述保温筒(1)的内部设置有水箱(5)，所述水箱(5)的外周连接有热水回流管(17)和冷水进水管(18)，所述冷水进水管(18)的端部连接有循环水泵(19)，所述循环水泵(19)的出水口连接有第一导管(21)，所述第一导管(21)的端部连接有储液罐(24)，所述储液罐(24)的出水口连接有第三导管(25)，所述第三导管(25)的端部连接有膨胀阀(26)，所述膨胀阀(26)通过第四导管(27)与蒸发器(30)连接，所述蒸发器(30)安装在外机(28)的内部，所述蒸发器(30)的出口连接有第五导管(37)，所述第五导管(37)的端部连接有压缩机(38)，所述压缩机(38)的出口连接有第六导管(39)，所述第六导管(39)的端部与冷凝器(23)连接，所述冷凝器(23)通过第八导管(41)与热水回流管(17)的端部连接，所述冷凝器(23)与第一导管(21)之间连接有第二导管(22)；
所述第六导管(39)与膨胀阀(26)之间连接有第七导管(40)；
所述冷水进水管(18)的内周构造有圆槽，圆槽内设置有膨胀橡胶块(42)，所述冷水进水管(18)内安装有流量传感器(43)；
所述水箱(5)的内部安装有除垢机构，所述外机(28)的内部安装有除尘机构。
2.根据权利要求1所述的一种新型热回收式高能效空气源热泵热水器，其特征在于：除垢机构包括除垢电机(12)、丝杆(14)、第一刮垢板(15)和第二刮垢板(16)，所述除垢电机(12)安装固定在水箱(5)顶部的偏心位置，所述除垢电机(12)的输出轴固定连接有丝杆(14)，所述丝杆(14)的外周螺纹连接有第一刮垢板(15)，所述第一刮垢板(15)的端部卡接有第二刮垢板(16)，所述第一刮垢板(15)的外周和第二刮垢板(16)的外周均与水箱(5)的内壁贴合。
3.根据权利要求1所述的一种新型热回收式高能效空气源热泵热水器，其特征在于：除尘机构包括竖向直线滑轨(31)、清洁刷(32)和排气扇(33)，所述竖向直线滑轨(31)安装在外机(28)的内部，所述竖向直线滑轨(31)的移动部安装固定有水平设置的清洁刷(32)，所述清洁刷(32)的刷毛与过滤网(29)的内壁贴合，所述外机(28)的侧壁构造有与过滤网(29)适配的通槽，所述排气扇(33)安装在外界的内部，且排气扇(33)设置在清洁刷(32)远离过滤网(29)的一侧。
4.根据权利要求1所述的一种新型热回收式高能效空气源热泵热水器，其特征在于：所述水箱(5)的顶部安装有雷达液位计(13)。
5.根据权利要求1所述的一种新型热回收式高能效空气源热泵热水器，其特征在于：所述保温筒(1)的内周螺纹连接有顶盖(2)，所述顶盖(2)的顶部安装固定有一字板(3)，所述水箱(5)的外周安装有贯穿保温筒(1)的热水出水管(9)，所述顶盖(2)的底部安装固定有保温垫(4)。
6.根据权利要求5所述的一种新型热回收式高能效空气源热泵热水器，其特征在于：所述保温垫(4)的内周直径大于水箱(5)的外周直径，所述保温垫(4)的外周直径小于保温筒(1)的内周直径，所述保温垫(4)的底部构造有与热水出水管(9)适配的缺口。
7.根据权利要求1所述的一种新型热回收式高能效空气源热泵热水器，其特征在于：所述保温筒(1)的外周安装固定有控制面板(6)，所述控制面板(6)内设置有PLC，且控制面板(6)的外壁安装有显示屏(7)和位于显示屏(7)下方的操作按钮(8)。
8.根据权利要求1所述的一种新型热回收式高能效空气源热泵热水器，其特征在于：所述水箱(5)的外周安装固定有贯穿保温筒(1)的排垢框(10)，所述排垢框(10)的内周安装有堵板(11)，所述堵板(11)的外壁安装固定有弧形把手。
9.根据权利要求1所述的一种新型热回收式高能效空气源热泵热水器，其特征在于：所述外机(28)的顶部安装有顶板(34)，所述顶板(34)的顶部与外机(28)的顶部齐平，所述外机(28)的底部安装固定有支撑柱(35)。
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