CN116518551B - 一种整体式热泵热水器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种整体式热泵热水器，包括底座和管道，所述底座顶部设置有水箱，所述水箱顶部设置有蒸发器和压缩机，所述水箱一侧设置有热交换器，所述水箱底部设置有储液罐和膨胀阀，所述蒸发器外壁套设有保护壳。本发明实现了三个管道内部的冷媒可以交替使用，从而形成另外两个管道内的冷媒停留一段时间，使得另外两个管道的冷媒可以充分吸收外界的热量，达到热量的利用率最大化，减少压缩机的工作频率，并且由于四个转动孔的设置，保证在转盘转动时，始终会有一个孔径大小的通道打开，保证冷媒源源不断的流通，避免出现冷媒断流的情况，保证热交换器的换热效率。
Description
技术领域
本发明涉及热水器技术领域，具体为一种整体式热泵热水器。
背景技术
空气源热泵热水器因为其节能效果明显越来越受到的市场的欢迎。空气源热泵热水器总体上可以分为分体式空气源热泵热水器和整体式热泵热水器两种，分体式空气源热泵热水器又分为冷媒循环式空气源热泵热水器和水循环式空气源热泵热水器两种。冷媒循环式空气源热泵热水器由于需要连接冷媒管道，安装上工艺要求较高，需要专业技术人员才能完成；而水循环空气源热泵热水器需要配以循环水泵，既增加了产品成本，又增加了发生故障的概率。为了节省安装和维护成本，提高稳定性和可靠性，整体式热泵热水器在一些国家得到了较好的推广。
现有技术中的热泵热水器通过蒸发器吸收空气中的热量，然后热量传导至连通管道中的液体冷媒中，液体冷媒通过压缩机的加压升温，并且汽化通过管道输送至热交换器内，通过热交换器的冷热分离的原理将热量通过铜管传导至水箱内对水箱内水进行加热，然后气态的冷媒在正常压力下重新变成液体状态，通过管道经过储液罐和膨胀阀最后重新流入蒸发器内吸收热量，从而达到一个循环的作用，其主要功能是可以吸收空气中的热量，减少电能的使用，达到节能的效果，但是对于空气环境温度较低的情况下，空气中所能吸收利用的热量较少，导致压缩机需要加快工作频率，压缩机加快工作频率导致内部冷媒流速变快，从而使得冷媒的循环速度过快，蒸发器处的冷媒没有最大化吸收到空气中的热量就继续进行循环，并且循环随着利用的热量越少导致压缩机不停工作，不仅不能达到节能的效果，还会导致冬天寒冷天气情况下压缩机不停工作发生经常性的损坏。
发明内容
本发明技术方案针对现有技术解决方案过于单一的技术问题，提供了显著不同于现有技术的解决方案，具体的本发明的目的在于提供一种整体式热泵热水器以解决上述背景技术中提出的寒冷天气情况下压缩机不停工作发生经常性的损坏问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种整体式热泵热水器，包括底座和管道，所述底座顶部设置有水箱，所述水箱顶部设置有蒸发器和压缩机，所述水箱一侧设置有热交换器，所述水箱底部设置有储液罐和膨胀阀，所述蒸发器外壁套设有保护壳，还包括交换液机构，所述交换液机构用于充分吸收利用空气中的热量，所述蒸发器左侧设置有调节机构，所述压缩机右侧设置有汇流盘，所述蒸发器的顶部设置有温控机构，所述汇流盘、压缩机、热交换器、储液罐、膨胀阀、蒸发器和交换液机构之间通过管道依次连接。
优选地，所述交换液机构包括转盘、固定盘、三个固定孔和四个转动孔，所述固定盘通过管道连通设置在汇流盘和蒸发器之间，所述转盘转动设置在固定盘内部，三个所述固定孔呈等距圆形阵列设置在固定盘上，四个所述转动孔之间呈九十度间隔圆形阵列设置在转盘上。
优选地，所述调节机构包括调节电机、第一齿轮、摩擦辊、第二齿轮、伸缩杆、第三齿轮、第四齿轮和转动轴，所述调节电机设置固定盘的侧壁，所述伸缩杆端部固定设置在调节电机输出轴端部，所述摩擦辊固定设置在伸缩杆的活动端，所述第一齿轮和第二齿轮轴承转动设置在伸缩杆上，所述转动轴设置在转盘圆心处，所述第三齿轮和第四齿轮固定设置在转动轴上，所述第三齿轮和第四齿轮分别与第一齿轮和第二齿轮啮合。
优选地，所述摩擦辊两侧端分别与第一齿轮第二齿轮相对侧壁摩擦配合。
优选地，所述温控机构包括L型连杆、活塞板、储液盒、复位弹簧、导热板、第一三角块、第二三角块和抵触弹簧，所述L型连杆的一端转动设置在伸缩杆的端部，所述储液盒设置在L型连杆的另一端，所述导热板设置在储液盒的顶部，所述复位弹簧设置在导热板的底部，所述活塞板设置在复位弹簧的底部，所述第一三角块固定设置在L型连杆的侧壁，所述抵触弹簧设置在保护壳的内侧壁，所述第二三角块设置在抵触弹簧端部，且第一三角块和第二三角块错位设置。
优选地，所述储液盒内活塞板的底部腔体充满有油液，所述活塞板顶部的腔体内部充满有煤油。
优选地，所述导热板的材质为铜。
优选地，所述伸缩杆的固定端侧壁设置有限位条。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过转盘、固定盘、三个固定孔、四个转动孔和三个管道的设置，实现了三个管道内部的冷媒可以交替使用，从而使得另外两个管道内的冷媒停留一段时间，使得另外两个管道的冷媒可以充分吸收外界的热量，达到热量的利用率最大化，减少压缩机的工作频率，并且由于四个转动孔的设置，保证在转盘转动时，始终会有一个孔径大小的通道打开，保证冷媒源源不断的流通，避免出现冷媒断流的情况，保证热交换器的换热效率；
(2)本发明通过温控机构、摩擦辊、第三齿轮和第四齿轮的设置，实现了通过温控机构感应外界的温度，从而根据外界的温度来调节摩擦辊的位置，带动不同直径的第三齿轮和第四齿轮进行转动，从而达到根据外界温度变低，改变转盘的转速，使得冷媒在蒸发器的停留时间更长，使得冷媒利用到空气中更多的热量，减少压缩机的做功，延长了压缩机的使用寿命，避免出现常见的冬天低温环境下压缩机频繁故障等情况发生，节约了维修成本，并且通过冷媒利用空气中温度充分，减少压缩机工作频率，达到节能的效果；
(3)本发明通过第一三角块和第二三角块的交错设置使得摩擦辊始终保持抵触第一齿轮或者第二齿轮侧壁，避免出现摩擦辊与二者同时不接触的情况发生。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的内部结构正面示意图；
图3为本发明的内部结构背面示意图；
图4为图3中A处放大图；
图5为本发明的调节机构和温控机构位置关系结构示意图；
图6为本发明的调节机构部分结构示意图；
图7为本发明的交换液机构爆炸结构示意图。
图中：1、保护壳；2、水箱；3、管道；4、交换液机构；41、转盘；42、固定盘；43、固定孔；44、转动孔；5、调节机构；51、调节电机；52、第一齿轮；53、摩擦辊；54、第二齿轮；55、伸缩杆；56、第三齿轮；57、第四齿轮；58、转动轴；6、温控机构；61、L型连杆；62、活塞板；63、储液盒；64、复位弹簧；65、导热板；66、第一三角块；67、第二三角块；68、抵触弹簧；7、底座；8、膨胀阀；10、储液罐；11、热交换器；13、压缩机；14、汇流盘；15、蒸发器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，本发明提供的一种实施例：一种整体式热泵热水器，包括底座7和管道3，所述底座7顶部设置有水箱2，所述水箱2顶部设置有蒸发器15和压缩机13，所述水箱2一侧设置有热交换器11，所述水箱2底部设置有储液罐10和膨胀阀8，所述蒸发器15外壁套设有保护壳1，还包括交换液机构4，所述交换液机构4用于充分吸收利用空气中的热量，所述蒸发器15左侧设置有调节机构5，所述压缩机13右侧设置有汇流盘14，所述蒸发器15的顶部设置有温控机构6，所述汇流盘14、压缩机13、热交换器11、储液罐10、膨胀阀8、蒸发器15和交换液机构4之间通过管道3依次连接。首先通过蒸发器15将空气中的热量充分吸收传导至管道3内部的冷媒中，接着吸收了热量的冷媒通过管道3进入热交换机构，通过调节机构5和温控机构6的配合调节热交换机构的冷媒交换速度，接着充分预热的冷媒经过压缩机13的加压升温汽化，然后输送至热交换器11，通过热交换器11冷热分离，对水箱2内的水进行加热，而常压下的冷媒重新液化依次流入储液罐10和膨胀阀8，最后循环至蒸发器15中。
具体的，所述交换液机构4包括转盘41、固定盘42、三个固定孔43和四个转动孔44，所述固定盘42通过管道3连通设置在汇流盘14和蒸发器15之间，所述转盘41转动设置在固定盘42内部，三个所述固定孔43呈等距圆形阵列设置在固定盘42上，四个所述转动孔44之间呈九十度间隔圆形阵列设置在转盘41上。通过转盘41逆时针转动三十度，使得固定盘42上逆时针方向的下一个固定孔43与转动孔44相重合，从而连通管道3中预加热完成的冷媒从重合的孔进入，并且先前重合的孔内部重新充满着未被加热完全的冷媒，按照上述步骤三个连通管道3内部的冷媒交替流通，使得冷媒能够充分吸收蒸发器15所吸收的空气中的热量，从而减少压缩机13的工作频率，延长压缩机13的使用寿命，避免出现压缩机13温度较低的环境下易损坏的情况，节约了维修成本。
具体的，所述调节机构5包括调节电机51、第一齿轮52、摩擦辊53、第二齿轮54、伸缩杆55、第三齿轮56、第四齿轮57和转动轴58，所述调节电机51设置固定盘42的侧壁，所述伸缩杆55端部固定设置在调节电机51输出轴端部，所述摩擦辊53固定设置在伸缩杆55的活动端，所述第一齿轮52和第二齿轮54轴承转动设置在伸缩杆55上，所述转动轴58设置在转盘41圆心处，所述第三齿轮56和第四齿轮57固定设置在转动轴58上，所述第三齿轮56和第四齿轮57分别与第一齿轮52和第二齿轮54啮合。通过伸缩杆55活动水平移动带动摩擦辊53同步移动，并且摩擦辊53移动从而使得端部抵触到第一齿轮52或者第二齿轮54侧壁，从而带动第一齿轮52或者第二齿轮54转动，通过第一齿轮52或者第二齿轮54带动第三齿轮56和第四齿轮57转动，通过摩擦辊53与第一齿轮52第二齿轮54的抵触配合转动，从而带动不同直径的第三齿轮56和第四齿轮57传动，以达到调整转盘41转速的设置，满足在外界温度较低情况下冷媒需要多停留一会，从而预加热充分，减少压缩机13做功，达到节能的效果。
具体的，所述摩擦辊53两侧端分别与第一齿轮52第二齿轮54相对侧壁摩擦配合。
具体的，所述温控机构6包括L型连杆61、活塞板62、储液盒63、复位弹簧64、导热板65、第一三角块66、第二三角块67和抵触弹簧68，所述L型连杆61的一端转动设置在伸缩杆55的端部，所述储液盒63设置在L型连杆61的另一端，所述导热板65设置在储液盒63的顶部，所述复位弹簧64设置在导热板65的底部，所述活塞板62设置在复位弹簧64的底部，所述第一三角块66固定设置在L型连杆61的侧壁，所述抵触弹簧68设置在保护壳1的内侧壁，所述第二三角块67设置在抵触弹簧68端部，且第一三角块66和第二三角块67错位设置。通过第一三角块66和第二三角块67的交错设置，使得摩擦辊53始终保持抵触第一齿轮52或者第二齿轮54侧壁，避免出现摩擦辊53与二者同时不接触的情况发生。
具体的，所述储液盒63内活塞板62的底部腔体充满有油液，所述活塞板62顶部的腔体内部充满有煤油。通过导热板65将外界温度传导至煤油，外界温度超过十五度时，煤油发生膨胀，从而带动活塞板62下移，活塞板62下移带动油液挤出，从而推动L型连杆61朝向第二齿轮54方向水平移动，反之温度低于十五度时，复位弹簧64带动L型连杆61进行复位。
具体的，所述导热板65的材质为铜。
具体的，所述伸缩杆55的固定端侧壁设置有限位条。
工作原理：首先通过蒸发器15将空气中的热量充分吸收传导至管道3内部的冷媒中，接着吸收了热量的冷媒通过管道3经过转盘41和固定盘42，接着通过导热板65将外界温度传导至煤油，外界温度超过十五度时，煤油发生膨胀，从而带动活塞板62下移，活塞板62下移带动油液挤出，从而推动L型连杆61朝向第二齿轮54方向水平移动，反之温度低于十五度时，复位弹簧64带动L型连杆61进行复位，通过伸缩杆55活动水平移动带动摩擦辊53同步移动，并且摩擦辊53移动从而使得端部抵触到第一齿轮52或者第二齿轮54侧壁，从而带动第一齿轮52或者第二齿轮54转动，通过第一齿轮52或者第二齿轮54带动第三齿轮56和第四齿轮57转动，通过摩擦辊53与第一齿轮52第二齿轮54的抵触配合转动，从而带动不同直径的第三齿轮56和第四齿轮57传动，以达到调整转盘41转速的设置，转盘41逆时针转动，使得固定盘42上逆时针方向的下一个固定孔43与转动孔44相重合，从而连通管道3中预加热完成的冷媒从重合的孔进入，并且先前重合的孔内部重新充满着未被加热完全的冷媒，按照上述步骤三个连通管道3内部的冷媒交替流通，使得冷媒能够充分吸收蒸发器15所吸收的空气中的热量，从而减少压缩机13的工作频率，通过调节机构5和温控机构6的配合调节热交换机构的冷媒交换速度，接着充分预热的冷媒经过压缩机13的加压升温汽化，然后输送至热交换器11，通过热交换器11冷热分离，对水箱2内的水进行加热，而常压下的冷媒重新液化依次流入储液罐10和膨胀阀8，最后循环至蒸发器15中。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种整体式热泵热水器，包括底座(7)和管道(3)，所述底座(7)顶部设置有水箱(2)，所述水箱(2)顶部设置有蒸发器(15)和压缩机(13)，所述水箱(2)一侧设置有热交换器(11)，所述水箱(2)底部设置有储液罐(10)和膨胀阀(8)，所述蒸发器(15)外壁套设有保护壳(1)，其特征在于：还包括交换液机构(4)，所述交换液机构(4)用于充分吸收利用空气中的热量，所述蒸发器(15)左侧设置有调节机构(5)，所述压缩机(13)右侧设置有汇流盘(14)，所述蒸发器(15)的顶部设置有温控机构(6)，所述汇流盘(14)、压缩机(13)、热交换器(11)、储液罐(10)、膨胀阀(8)、蒸发器(15)和交换液机构(4)之间通过管道(3)依次连接；
所述温控机构(6)包括L型连杆(61)、活塞板(62)、储液盒(63)、复位弹簧(64)、导热板(65)、第一三角块(66)、第二三角块(67)和抵触弹簧(68)，所述L型连杆(61)的一端转动设置在伸缩杆(55)的端部，所述储液盒(63)设置在L型连杆(61)的另一端，所述导热板(65)设置在储液盒(63)的顶部，所述复位弹簧(64)设置在导热板(65)的底部，所述活塞板(62)设置在复位弹簧(64)的底部，所述第一三角块(66)固定设置在L型连杆(61)的侧壁，所述抵触弹簧(68)设置在保护壳(1)的内侧壁，所述第二三角块(67)设置在抵触弹簧(68)端部，且第一三角块(66)和第二三角块(67)错位设置；
所述储液盒(63)内活塞板(62)的底部腔体充满有油液，所述活塞板(62)顶部的腔体内部充满有煤油，所述导热板(65)的材质为铜。
2.根据权利要求1所述的一种整体式热泵热水器，其特征在于：所述交换液机构(4)包括转盘(41)、固定盘(42)、三个固定孔(43)和四个转动孔(44)，所述固定盘(42)通过管道(3)连通设置在汇流盘(14)和蒸发器(15)之间，所述转盘(41)转动设置在固定盘(42)内部，三个所述固定孔(43)呈等距圆形阵列设置在固定盘(42)上，四个所述转动孔(44)之间呈九十度间隔圆形阵列设置在转盘(41)上。
3.根据权利要求1所述的一种整体式热泵热水器，其特征在于：所述调节机构(5)包括调节电机(51)、第一齿轮(52)、摩擦辊(53)、第二齿轮(54)、伸缩杆(55)、第三齿轮(56)、第四齿轮(57)和转动轴(58)，所述调节电机(51)设置固定盘(42)的侧壁，所述伸缩杆(55)端部固定设置在调节电机(51)输出轴端部，所述摩擦辊(53)固定设置在伸缩杆(55)的活动端，所述第一齿轮(52)和第二齿轮(54)轴承转动设置在伸缩杆(55)上，所述转动轴(58)设置在转盘(41)圆心处，所述第三齿轮(56)和第四齿轮(57)固定设置在转动轴(58)上，所述第三齿轮(56)和第四齿轮(57)分别与第一齿轮(52)和第二齿轮(54)啮合。
4.根据权利要求3所述的一种整体式热泵热水器，其特征在于：所述摩擦辊(53)两侧端分别与第一齿轮(52)第二齿轮(54)相对侧壁摩擦配合。
5.根据权利要求3所述的一种整体式热泵热水器，其特征在于：所述伸缩杆(55)的固定端侧壁设置有限位条。
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