CN114576855B - 太阳能即热式热泵热水器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了太阳能即热式热泵热水器,包括保温水箱、空气源热泵机组和太阳能集热器,所述保温水箱内安装有加热器,所述保温水箱上设置有热水进口、冷水进口和热水出口,所述热水出口的一端设有水电分离组件,所述热水进口的进水口上安装有三通阀,所述三通阀的两进水口通过保温管道分别与空气源热泵机组和太阳能集热器的出水口串联连接,且所述冷水进口的一侧设有四通阀。本发明结合了空气源热泵加热、太阳能加热和加热器加热三种加热方式,可以根据使用环境选择不同的加热方式,不仅提高了能源利用率,更加节能环保,且能够即开即用,适用于学校宿舍、酒店、洗浴中心等场所的大、中、小热水集中供应系统。
Description
技术领域
本发明涉及热水器领域,具体涉及太阳能即热式热泵热水器。
背景技术
随着经济的快速发展与人们生活品位的提高,生活用热水已成为人们的生活必需品,然而传统的热水器(电热水器,燃油、气热水器)具有能耗大、费用高、污染严重、安全性差、使用寿命短等缺点;而太阳能热水器虽然节能环保,但是其运行又受到气象条件的制约,难以广泛推广应用。
传统的空气源热泵以空气为低温热源,并以电能为动力从低温侧吸取热量来加热生活用水,热水通过循环系统直接送入用户家中作为热水供应或利用风机盘管进行小面积采暖,尽管目前空气源热泵的性能系数较高,但是,在运行过程中仍旧会消耗较多的电能,在学校宿舍、酒店、洗浴中心等场所的大、中、小热水集中供应系统中,不利于节能环保,而且,为了避免压缩机的频繁启停,目前的热泵热水器难以做到即开即用。
因此,发明太阳能即热式热泵热水器来解决上述问题很有必要。
发明内容
本发明的目的是提供太阳能即热式热泵热水器,以解决现有的热泵热水器不利于节能环保,且难以做到即开即用的问题。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:太阳能即热式热泵热水器,包括保温水箱、空气源热泵机组和太阳能集热器,所述保温水箱内安装有加热器,所述保温水箱上设置有热水进口、冷水进口和热水出口,所述热水进口、冷水进口和热水出口均与保温水箱相贯通,所述热水出口的一端设有水电分离组件,所述热水进口的进水口上安装有三通阀,所述三通阀的两进水口通过保温管道分别与空气源热泵机组和太阳能集热器的出水口串联连接,且所述冷水进口的一侧设有四通阀,所述四通阀的其中两个出水口通过冷水管路分别与空气源热泵机组和太阳能集热器的进水口相连接,所述四通阀的另一出水口通过自动泄压阀与冷水进口的其中一端相连接,所述四通阀的进水口通过管道与自来水管路相连,且所述保温水箱的外壁上安装有触控面板。
优选的,所述水电分离组件包括挡水板一和挡水板二,所述挡水板一和挡水板二均与热水出口的内壁固定连接,所述挡水板二的中心处穿插设置有温度传感器,所述温度传感器的外侧设有多个毛细管A,所述毛细管A沿圆周均匀分布在挡水板二上,所述毛细管A的两端分别贯穿挡水板一和挡水板二。
优选的,所述热水出口上开设有线缆孔,所述线缆孔设置在靠近挡水板一的一侧。
优选的,所述冷水进口的另一端安装有分流器,所述分流器设置在保温水箱内部,所述分流器包括缓冲罐,所述缓冲罐的一端设有螺纹接口,所述螺纹接口通过螺纹与冷水进口啮合连接,且所述缓冲罐的另一端安装有毛细管B,所述毛细管B设有若干个,所述毛细管B沿圆周均布在缓冲罐上,所述毛细管B与缓冲罐相贯通。
优选的,所述触控面板包括MCU一、语音模块和无线通讯模块,所述MCU一的输出端通过导线与三通阀、四通阀和加热器电性连接,所述MCU一分别与语音模块和无线通讯模块电性连接并进行数据交互。
优选的,所述无线通讯模块与安装有软件APP的移动终端无线连接并进行数据交互,所述无线通讯模块采用蓝牙模块、wifi模块、4G模块和5G模块中的一种或两种。
优选的,所述保温水箱的顶部安装有密封接头,所述保温水箱内设有液位传感器,所述液位传感器的信号传输线穿过密封接头并与MCU一的输入端电性连接。
优选的,所述温度传感器的信号传输线穿过线缆孔并与MCU一的输入端电性连接。
优选的,所述空气源热泵机组内设置有控制单元,所述控制单元包括MCU二,所述MCU二的通信端连接有通讯接口二,所述通讯接口二通过线缆与通讯接口一电性连接,所述通讯接口一安装在触控面板上,所述通讯接口一与MCU一的通信端电性连接。
优选的,所述热水出口的另一端安装有出水阀,所述出水阀的出水口通过管道与热水供应管路相连。
在上述技术方案中,本发明提供的技术效果和优点:
1、本发明结合了空气源热泵加热、太阳能加热和加热器加热三种加热方式,可以根据使用环境选择不同的加热方式,不仅提高了能源利用率,更加节能环保,且能够即开即用,适用于学校宿舍、酒店、洗浴中心等场所的大、中、小热水集中供应系统;
2、本发明将语音识别、远程控制和手动控制结合在了一起,不仅智能化程度更高,且适用性更高,使用更方便;
3、本发明利用挡水板一、挡水板二和毛细管A隔离了热水,进而实现了水电分离,能提高安全性;
4、本发明设置的缓冲罐起到缓冲、泄压作用,缓冲罐上安装的毛细管B不仅能使保温水箱内的水形成冷热水分层,且能有效避免出现死水。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明保温水箱的剖视图;
图3为本发明的图2中A处放大图;
图4为本发明的图2中B处放大图;
图5为本发明保温水箱的截面图;
图6为本发明的电路原理框图。
附图标记说明:
1、保温水箱;2、空气源热泵机组;3、太阳能集热器;4、触控面板;5、加热器;6、液位传感器;7、温度传感器;8、自动泄压阀;9、出水阀;10、三通阀;11、四通阀;12、缓冲罐;13、毛细管B;14、螺纹接口;15、挡水板一;16、挡水板二;17、毛细管A;18、密封接头;19、冷水管路;20、保温管道;21、热水进口;22、冷水进口;23、热水出口;24、线缆孔;25、MCU一;26、语音模块;27、无线通讯模块;28、通讯接口一;29、MCU二;30、移动终端;31、通讯接口二。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
本发明提供了如图1-6所示的太阳能即热式热泵热水器,包括保温水箱1、空气源热泵机组2和太阳能集热器3,所述保温水箱1内安装有加热器5,加热器5为电加热器或燃气加热器,所述保温水箱1上设置有热水进口21、冷水进口22和热水出口23,所述热水进口21、冷水进口22和热水出口23均与保温水箱1相贯通,所述热水出口23的一端设有水电分离组件,所述热水进口21的进水口上安装有三通阀10,所述三通阀10的两进水口通过保温管道20分别与空气源热泵机组2和太阳能集热器3的出水口串联连接,且所述冷水进口22的一侧设有四通阀11,所述四通阀11的其中两个出水口通过冷水管路19分别与空气源热泵机组2和太阳能集热器3的进水口相连接,所述四通阀11的另一出水口通过自动泄压阀8与冷水进口22的其中一端相连接,通过自动泄压阀8自动泄压,能有效避免出现爆炸的情况,所述四通阀11的进水口通过管道与自来水管路相连,通过切换三通阀10和四通阀11可控制给水方式,所述保温水箱1的外壁上安装有触控面板4,用户可操作触控面板4修改水温、定时加热等参数,所述热水出口23的另一端安装有出水阀9,所述出水阀9的出水口通过管道与热水供应管路相连,一般情况下,出水阀9是始终打开的,热水从出水阀9流出,再通过热水供应管路为用户提供热水。
进一步的,在上述技术方案中,所述水电分离组件包括挡水板一15和挡水板二16,所述挡水板一15和挡水板二16均与热水出口23的内壁固定连接,所述挡水板二16的中心处穿插设置有温度传感器7,所述温度传感器7的外侧设有多个毛细管A17,热水从毛细管A17流入热水出口23,所述毛细管A17沿圆周均匀分布在挡水板二16上,所述毛细管A17的两端分别贯穿挡水板一15和挡水板二16,利用挡水板一15、挡水板二16和毛细管A17隔离热水,实现了水电分离,能提高安全性。
进一步的,在上述技术方案中,所述热水出口23上开设有线缆孔24,用于使温度传感器7的信号传输线穿过,所述线缆孔24设置在靠近挡水板一15的一侧,所述温度传感器7的信号传输线穿过线缆孔24并与MCU一25的输入端电性连接,通过温度传感器7检测热水出口23处的水温,并发送信号给MCU一25,由MCU一25进行逻辑运算后,判断水温是否达到设定值,如果达到,则控制语音模块26发出语音信息提醒用户。
进一步的,在上述技术方案中,所述冷水进口22的另一端安装有分流器,所述分流器设置在保温水箱1内部,所述分流器包括缓冲罐12,所述缓冲罐12的一端设有螺纹接口14,所述螺纹接口14通过螺纹与冷水进口22啮合连接,采用螺纹连接实现缓冲罐12的安装,拆卸方便,所述缓冲罐12的另一端安装有毛细管B13,所述毛细管B13设有若干个,所述毛细管B13沿圆周均布在缓冲罐12上,毛细管B13能使保温水箱1内的水形成冷热水分层,还能避免出现死水,所述毛细管B13与缓冲罐12相贯通,缓冲罐12起到缓冲、泄压作用。
进一步的,在上述技术方案中,所述触控面板4包括MCU一25、语音模块26和无线通讯模块27,所述MCU一25的输出端通过导线与三通阀10、四通阀11和加热器5电性连接,通过MCU一25可自动切换三通阀10和四通阀11,所述MCU一25分别与语音模块26和无线通讯模块27电性连接并进行数据交互,语音模块26采用现有技术,在此不做具体描述,语音模块26需要具有语音识别、语音提醒的功能,用户可通过说出预定指令来选择加热水温、定时提醒等,智能化程度更高。
进一步的,在上述技术方案中,所述无线通讯模块27与安装有软件APP的移动终端30无线连接并进行数据交互,移动终端30可以是手机,平板电脑等智能移动终端,所述无线通讯模块27采用蓝牙模块、wifi模块、4G模块和5G模块中的一种或两种,无线通讯模块27可根据使用需求来选择,一般选用wifi模块,MCU一25利用无线通讯模块27与移动终端30进行通信,用户可通过操作手机上的APP来设置加热水温,加热时间,最高水位、最低水位等。
进一步的,在上述技术方案中,所述保温水箱1的顶部安装有密封接头18,所述保温水箱1内设有液位传感器6,所述液位传感器6的信号传输线穿过密封接头18并与MCU一25的输入端电性连接,通过液位传感器6检测水位,并发送信号给MCU一25,如果水位达到最低水位,则通过MCU一25切换四通阀11,使冷水由冷水进口22进入保温水箱1。
进一步的,在上述技术方案中,所述空气源热泵机组2内设置有控制单元,所述控制单元包括MCU二29,所述MCU二29的通信端连接有通讯接口二31,所述通讯接口二31通过线缆与通讯接口一28电性连接,所述通讯接口一28安装在触控面板4上,所述通讯接口一28与MCU一25的通信端电性连接,通过通讯接口一28和通讯接口二31,使MCU一25与MCU二29进行通信,MCU一25可发送指令给MCU二29,接收到指令后的MCU二29将启动或关闭空气源热泵机组2,同时MCU二29还可自行对空气源热泵机组2进行断电保护等操作。
本发明工作原理:
不使用时,通过保温管道20和冷水管路19组成的循环管路与太阳能集热器3来加热保温水箱1内的水,利用温度传感器7检测热水出口23处的水温,若水温能达到设定值,则不开启加热器5或空气源热泵机组2,若水温没有达到设定值,则通过MCU一25开启加热器5或空气源热泵机组2,进行加热,直至水温达到设定值;
使用时,先使用保温水箱1内的热水,利用液位传感器6检测水位,并发送信号给MCU一25,如果水位达到最低水位,则通过MCU一25切换四通阀11,使冷水由冷水进口22进入保温水箱1,同时MCU一25发送指令给MCU二29,通过MCU二29启动空气源热泵机组2,利用保温管道20和冷水管路19组成的循环管路与空气源热泵机组2来不断的加热保温水箱1内的水,直至水温达到设定值,根据需要还可选择启动加热器5进行加热,使用时,用户可通过打开移动终端30上的APP来发出控制指令,进行远程控制,在厨房、阳台等放置热水器的位置,可选择说出预定指令来控制加热器工作,还可通过手动操作触控面板4来控制加热器工作,使用更方便。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例,毋庸置疑,对于本领域的普通技术人员,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此,上述附图和描述在本质上是说明性的,不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (8)
1.太阳能即热式热泵热水器,包括保温水箱(1)、空气源热泵机组(2)和太阳能集热器(3),其特征在于:所述保温水箱(1)内安装有加热器(5),所述保温水箱(1)上设置有热水进口(21)、冷水进口(22)和热水出口(23),所述热水进口(21)、冷水进口(22)和热水出口(23)均与保温水箱(1)相贯通,所述热水出口(23)的一端设有水电分离组件,所述热水进口(21)的进水口上安装有三通阀(10),所述三通阀(10)的两进水口通过保温管道(20)分别与空气源热泵机组(2)和太阳能集热器(3)的出水口串联连接,且所述冷水进口(22)的一侧设有四通阀(11),所述四通阀(11)的其中两个出水口通过冷水管路(19)分别与空气源热泵机组(2)和太阳能集热器(3)的进水口相连接,所述四通阀(11)的另一出水口通过自动泄压阀(8)与冷水进口(22)的其中一端相连接,所述四通阀(11)的进水口通过管道与自来水管路相连,且所述保温水箱(1)的外壁上安装有触控面板(4);
所述水电分离组件包括挡水板一(15)和挡水板二(16),所述挡水板一(15)和挡水板二(16)均与热水出口(23)的内壁固定连接,所述挡水板二(16)的中心处穿插设置有温度传感器(7),所述温度传感器(7)的外侧设有多个毛细管A(17),所述毛细管A(17)沿圆周均匀分布在挡水板二(16)上,所述毛细管A(17)的两端分别贯穿挡水板一(15)和挡水板二(16);
所述冷水进口(22)的另一端安装有分流器,所述分流器设置在保温水箱(1)内部,所述分流器包括缓冲罐(12),所述缓冲罐(12)的一端设有螺纹接口(14),所述螺纹接口(14)通过螺纹与冷水进口(22)啮合连接,且所述缓冲罐(12)的另一端安装有毛细管B(13),所述毛细管B(13)设有若干个,所述毛细管B(13)沿圆周均布在缓冲罐(12)上,所述毛细管B(13)与缓冲罐(12)相贯通。
2.根据权利要求1所述的太阳能即热式热泵热水器,其特征在于:所述热水出口(23)上开设有线缆孔(24),所述线缆孔(24)设置在靠近挡水板一(15)的一侧。
3.根据权利要求1所述的太阳能即热式热泵热水器,其特征在于:所述触控面板(4)包括MCU一(25)、语音模块(26)和无线通讯模块(27),所述MCU一(25)的输出端通过导线与三通阀(10)、四通阀(11)和加热器(5)电性连接,所述MCU一(25)分别与语音模块(26)和无线通讯模块(27)电性连接并进行数据交互。
4.根据权利要求3所述的太阳能即热式热泵热水器,其特征在于:所述无线通讯模块(27)与安装有软件APP的移动终端(30)无线连接并进行数据交互,所述无线通讯模块(27)采用蓝牙模块、wifi模块、4G模块和5G模块中的一种或两种。
5.根据权利要求3所述的太阳能即热式热泵热水器,其特征在于:所述保温水箱(1)的顶部安装有密封接头(18),所述保温水箱(1)内设有液位传感器(6),所述液位传感器(6)的信号传输线穿过密封接头(18)并与MCU一(25)的输入端电性连接。
6.根据权利要求3所述的太阳能即热式热泵热水器,其特征在于:所述温度传感器(7)的信号传输线穿过线缆孔(24)并与MCU一(25)的输入端电性连接。
7.根据权利要求3所述的太阳能即热式热泵热水器,其特征在于:所述空气源热泵机组(2)内设置有控制单元,所述控制单元包括MCU二(29),所述MCU二(29)的通信端连接有通讯接口二(31),所述通讯接口二(31)通过线缆与通讯接口一(28)电性连接,所述通讯接口一(28)安装在触控面板(4)上,所述通讯接口一(28)与MCU一(25)的通信端电性连接。
8.根据权利要求1所述的太阳能即热式热泵热水器,其特征在于:所述热水出口(23)的另一端安装有出水阀(9),所述出水阀(9)的出水口通过管道与热水供应管路相连。
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