CN201348343Y - 空气能冷热型饮水机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空气能冷热型饮水机，与空调器连接使用，该空调器包括依此循环连接的压缩机、冷凝器、蒸发器，所述饮水机包括高温水箱、中温水箱、连通高温水箱与中温水箱的连接管、分别设置于高温水箱内和中温水箱内的热交换装置、热工质输送管、以及热工质传送管，压缩机与热交换装置之间、热交换装置与冷凝器之间通过热工质输送管连接成为通路，两个热交换装置之间通过热工质传送管连接成为通路；所述热交换装置是螺旋状铜管。该饮水机利用空调器工作过程产生的热源对饮用水进行加热甚至煮开，利用空调器产生的冷工质对饮用水进行制冷，提高能源利用率，减少热排放缓解了地球温室效应。

Description

空气能冷热型饮水机

技术领域

本实用新型涉及一种提供冷水和热水的供水设备，尤其涉及一种利用空调的空气的热能进行热交换的冷热型饮水机。

背景技术

在日常生活中，人们广泛使用电热式饮水机来提供饮用开水、热水和冷水、冰冻水。电热式饮水机是将电热棒直接安置在容器内，容器内装入适量的水，电热棒浸于被加热的水中，通过电热棒消耗电能产生热量，对被加热的水进行直接加热。这种传统的饮水机的发热棒的耗电量大，能效比很低即能量利用率低；电热棒的温度非常高，在对水进行直接传递过程中，在电热棒的表面容易产生水垢，当水垢在电热棒凝结到一定的厚度时，电热棒的传热效率与热有效值降低，耗能增大；在电热棒表面结水垢的同时，发热丝的热量得不到有效的导热，容易因发热棒温度过高而引起烧坏发热棒，增加了维护成本，而且电热棒需要连接大功率电源并直接与水接触，漏电时容易发出触电事故，有严重的安全隐患。并且电热式热水器只能烧热水不能冷却常温水。

而且传统的电热式饮水机都是比较小型的，不能满足酒店、工矿企业、机关单位、学校、医院以及饮用水消耗量大的场所。

空调机在日常生活使用普及程度非常高，空调在制冷的工作过程会释放大量热量，造成能量大量浪费，并且引起地球温室效应，影响人类生存环境。

随着人类的生活水平不断提高，人们的精神文明、物质文明不断提升，人们不断追求节能、高效、安全、环保的产品，为了满足人们的追求，急需发明一种可以提供大量的开水的同时也能生产冷冻水的饮水机。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种与空调机同时使用并不影响空调机正常制冷的条件下的节能、高效、安全、环保的可以同时提供大量的开水和冷冻水的空气能冷热型饮水机。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种空气能冷热型饮水机，与空调器连接使用，该空调器包括依此循环连接的压缩机、冷凝器、蒸发器，所述饮水机包括高温水箱、中温水箱、连通高温水箱与中温水箱的连接管、分别设置于高温水箱内和中温水箱内的热交换装置、热工质输送管、以及热工质传送管，压缩机与热交换装置之间、热交换装置与冷凝器之间通过热工质输送管连接成为通路，两个热交换装置之间通过热工质传送管连接成为通路。

作为上述方案的改进，所述热交换装置是螺旋状铜管，其两端管口分别与热工质输送管、热工质传送管连通。

作为上述方案的改进，所述连接两个热交换装置的热工质传送管设置于所述连接管内，所述连接管是螺旋状钢管，所述热工质传送管是螺旋状铜管。

作为上述方案的改进，所述的空气能冷热型饮水机还包括用于封装所述高温水箱、中温水箱、连接管的箱体，以及用隔热材料制作的填充于箱体内的发泡体。

作为上述方案的改进，所述的空气能冷热型饮水机还包括与热交换装置并联的旁通电磁阀。

作为上述方案的改进，所述的空气能冷热型饮水机还包括第一进水阀、高温定温出水阀，所述第一进水阀通过第一进水管与中温水箱底部连通，所述高温定温出水阀通过热水出水管与所述高温水箱顶部连通。

作为上述方案的改进，所述中温水箱底部设置排污出口。

作为上述方案的改进，所述的空气能冷热型饮水机还包括低温水箱、冷冻水箱、连通低温水箱与冷冻水箱的连通管、分别设置于低温水箱内和冷冻水箱内的热交换装置、冷工质输送管，压缩机与热交换装置之间、热交换装置之间、热交换装置与冷凝器之间通过冷工质输送管连通。

作为上述方案的改进，所述低温水箱、冷冻水箱、连通管均封装于所述箱体内的发泡体之间。

作为上述方案的改进，所述热交换装置是螺旋状铜管，其两端管口分别与热工质输送管连通。

作为上述方案的改进，所述的空气能冷热型饮水机还包括第二进水阀、低温定温出水阀，所述第二进水阀通过第二进水管与低温水箱的顶部连通，所述低温定温出水阀通过冷水出水管与所述冷冻水箱的底部连通，所述连通管与冷冻水箱的顶部以及低温水箱的底部连通。

作为上述方案的改进，所述低温水箱底部设置排污出口。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型空气能冷热型饮水机采用直排式加热，由于将高温、中温、低温区分隔为独立空间，将热源(工质带来的热能量)分区，进行无级不间断的热转换，充分利用高温、中温、低温热源，将供水量大大提高。由于工质传到螺旋管的温度为110℃～115℃，在热交换过程中螺旋管表面不会因为过热而产生水垢。

本饮水机的加热设备在热交换的全程无任何与高压电源连接的部件，真正实现水电分离，所以不存在漏电的安全隐患，安全可靠。

本饮水机利用空调机的余热进行生产开水，利用空调机的余冷来生产冷冻水，生产开水和冷冻水的成本均为零。在生产开水过程中，将绝大部分热量传输到水中，有效地降低了空调机的热量排放，有效地缓解了地球温室效应。所生产的高温开水，温度最高，在同类产品不可代替，比如热泵的极限高温只有80℃。

由此可见，本实用新型提供的空气能冷热型饮水机具有高效、节能、安全、环保的优越功能。

附图说明

图1为普通空调机的原理图；

图2为本实用新型空气能冷热型饮水机与空调机结合的设计原理图；

图3是本实用新型空气能冷热型饮水机的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明和描述。

图1所示为普通空调机原理图。如图2、图3所示，本实用新型一种空气能冷热型饮水机，与房间空气温度调节器即空调器连接使用，该空调器包括依此循环连接的压缩机10、冷凝器12、蒸发器16，所述饮水机包括利用通入冷媒(热交换工质)的管道与水箱箱体内的饮用水进行热交换的而对饮用水进行加热的热水部20，以及对饮用水进行制冷的冷水部30。空调器和饮水机混合成为一体，其结构为依次连接的压缩机10、饮水机热水部20(并联旁通电磁阀)、冷凝器12、节流阀14、蒸发器16、饮水机冷水部30、压缩机10，形成循环结构，使得空调器和饮水机可以连续循环工作。空调器也称空调机。

饮水机的热水部20包括高温水箱22、中温水箱21、连通高温水箱22与中温水箱21的连接管23、分别设置于高温水箱22内和中温水箱21内的热交换装置、热工质输送管28、以及热工质传送管29。压缩机10与热交换装置之间、热交换装置与冷凝器12之间通过热工质输送管28连接成为通路，两个热交换装置之间通过热工质传送管29连接成为通路。从而形成了高温水箱22、连接管23、中温水箱21依此顺序连接的水流通路，以及压缩机10、热工质输送管28、热交换装置、热工质传送管29、热交换装置、热工质输送管28、冷凝器12顺序连接的工质流动通道。高温水箱22设置于中温水箱21的上方，工质(冷媒)在流动过程不断通过铜管与水箱内的水进行热交换，使得水温不断升高，根据热水上升冷水下沉的原理，上方的水箱中的水温比下方的水箱内的水温高。

更佳地，所述热交换装置是螺旋状铜管26，其两端管口分别与热工质输送管28、热工质传送管29连通。热交换装置还可以是多个弯头连接的铜管组。实际上，该热交换装置主要构成部件是用于热交换的铜管，由于使用该装置的水箱的形状可以是圆筒形、长方形，所以该装置为了充分发挥热交换的功能，就设置成布满水箱内的区域的布置形式，可以对应的设置为螺旋状、折弯状等形式。本实用新型采用螺旋式铜管，加长了冷媒的流动路程，使得冷媒与水箱内的水进行更充分的热交换，提高了冷媒与螺旋管、螺旋管与水之间的换热效果。

更佳地，所述连接两个热交换装置的热工质传送管29设置于所述连接管23内，所述连接管23是螺旋状钢管，所述热工质传送管29是螺旋状铜管，形成双层螺旋管，内管中是工质流动通道，双层管之间的夹层是水流通道，这样就形成了较多的工质与较少的水进行热交换，而且这种热交换是在螺旋双层管内进行，使得水温迅速提高，而且可以提升较高的温度，接近工质温度和沸腾温度，达到高温饮用水的要求。

饮水机热水部的解决方案是：出水与入水均采用大容量的水箱，中间用直管盘成螺旋状的盘管，利用盘管将高温水箱22与中温水箱21连接。根据热水往上升，冷气下沉的原理，上方的水箱被设定为高温水箱22，下方的水箱被设定为中温水箱21，盘管为过渡温区。高温工质(冷媒)由通过热工质输送管28进入高温水箱22，高温冷媒比螺旋铜管26温度高，冷媒向螺旋铜管26释放热量，螺旋铜管26比高温水箱22内的水温度高，螺旋铜管26向水释放热量，使水箱内的水升温。在高温水箱22内释放了部分热量的工质经盘管内套往的螺旋铜管26流到中温水箱21，由于低温水经盘管不间断输送到高温水箱22，从高温水箱22向下流动的高温工质与从中温水箱21往高温水箱22流动的水进行热交换。所以从中温水箱21输出的水经盘管流到高温水箱22时，已经成为中高温水。经盘管与水进行热交换后的低温工质流到中温水箱21，与中温水箱21内的低温水进行再次热交换，再经热工质输送管回流到冷凝器12，进一步降低工质的温度，更多的利用了工质携带的热量，使中温水箱21中的水温提高一定温度。

更佳地，所述的空气能冷热型饮水机还包括用于封装所述高温水箱22、中温水箱21、连接管23的箱体50，以及用隔热材料制作的填充于箱体50内的发泡体52。发泡体52防止各个水箱内的水的热量不向外界或相邻的水箱扩散，使得各个水箱的水温得以保持，使得饮用水的加热和制冷更加有效、迅速。

更佳地，所述的空气能冷热型饮水机还设置有与热交换装置并联的旁通电磁阀55。上述旁通电磁阀55为高温工质专用阀，其与饮水机的热水部20形成并联结构，旁通电磁阀55在没有饮用水进入水箱或不需要烧水的时候打开，高温工质就从旁通电磁阀55所在的旁通工质输送管内通过，有效防止饮水机热水部因过热而烧坏或者结垢。

更佳地，所述的空气能冷热型饮水机还包括第一进水阀24、高温定温出水阀25，所述第一进水阀24通过第一进水管245与中温水箱21底部连通，所述高温定温出水阀25通过热水出水管255与所述高温水箱22顶部连通。上述第一进水电磁阀为供水管道自动化控制的必要部件，在不需要烧水时关闭，切断水流，防止水资源尤其是饮用水的浪费。通过自动化电磁阀来控制水流的开关，避免了高压电源与水接触，实现了水电分离，消除漏电的安全隐患，真正做到安全可靠。上述高温定温出水阀25为特殊高温定温出水阀，当水温达到98℃时打开排水，也可以预设其他排水温度，当高温水箱22内的水温达到预设的温度时，该阀就自动打开排水，实现了自动化，使用方便。

更佳地，所述中温水箱21底部设置排污出口27，以便使用过程可以定期清洁水箱，保证饮用水符合卫生标准，也可方便的排出积水以及使用前的清洗。

本实用新型的饮水机冷水部包括低温水箱31、冷冻水箱32、连通低温水箱与冷冻水箱的连通管33、分别设置于低温水箱31内和冷冻水箱32内的热交换装置36、冷工质输送管38，压缩机10与热交换装置36之间、各个热交换装置36之间、热交换装置36与蒸发器16之间通过冷工质输送管38连通。从而形成了低温水箱31、连接管33、冷冻水箱32依此顺序连接的水流通路，以及蒸发器16、冷工质输送管38、热交换装置36、冷工质输送管38、热交换装置36、冷工质输送管38、压缩机10顺序连接的工质流动通道。冷冻水箱32设置于低温水箱31的上方，工质(冷媒)在流动过程不断通过铜管与水箱内的水进行热交换。水箱内的水温比铜管温度高，水的热量向铜管传递，铜管中的工质的温度低于铜管的温度，铜管的热量向工质传递，形成了水和工质之间的热交换过程，使得水温不断下降。

更佳地，所述低温水箱31、冷冻水箱32、连通管33均封装于所述箱体50内的发泡体52之间，形成饮水机的热水部20与冷水部30均封装于同一个箱体50内，形成美观、方便的一体式饮水机。

更佳地，所述热交换装置36是螺旋状铜管，其两端管口分别与冷工质输送管38连通，该热交换装置可以与热水部的热交换装置是相同的，其作用原理相同，螺旋状的铜管结构加长了热交换的时间和长度，使得工质与水的热交换更充分，使得冷却效果更佳。螺旋状铜管又称盘管，是用直铜管绕圆柱弯折形成盘旋上升的管。

更佳地，所述的空气能冷热型饮水机还包括第二进水阀34、低温定温出水阀35，所述第二进水阀34通过第二进水管345与低温水箱31的顶部连通，所述低温定温出水阀35通过冷水出水管355与所述冷冻水箱32的底部连通，所述连通管33与冷冻水箱32的顶部以及低温水箱31的底部连通。上述低温定温出水阀35可以设定打开温度为5℃～20℃之间的任意温度，当水温达到设定温度时打开阀门排出饮用水。第二进水阀34是电磁阀。根据热水上升冷水下沉的原理，所以出水阀设置在冷冻水箱32的底部位置，进水阀设置在低温水箱31顶部位置；两个水箱内的水都是位于顶部的水温高于底部的水温，排水时水流方向是从低温水箱31顶部流向底部、再通过连通管33流动到冷冻水箱32的顶部、最后从冷冻水箱32的底部流出，形成上方的冷冻水箱32中的水温比下方的低温水箱31内的水温低，适应了热水上升冷水下沉的原理。

更佳地，所述低温水箱31底部设置排污出口37，其使用方法和作用与中温水箱21的排污出口27相同。

饮水机冷冻水部分：空调机蒸发器16出来的低温冷媒，经冷工质输送管38进入冷冻水箱32内的螺纹铜管，再由两个水箱之间的冷工质输送管38输送到低温水箱31内的螺纹铜管，由冷工质输送管38输送回到压缩机10的回气管。螺纹铜管和冷工质输送管38都是铜管，其温度均低于低温水箱31和冷冻水箱32内储备水的温度，铜管吸收储备水的热量使储备水得以降温，达到了生产冷水的目的。为了使生产出来的冷冻水温度相对较低，所以冷工质输送管38先将冷工质输送到冷冻水箱32，使输出位置的饮用水得到更充分的热交换。

饮水机加热部的实施方案：将压缩机10排气管与冷凝器12之间的连接管路切开，压缩机10排气端连接饮水机热水部20的热工质输送管28的工质进口，热工质输送管28输出段的工质出口连接冷凝器12，同时在饮水机热水部20处并联旁通电磁阀55，构成生产开水的部分。

在烧开水的状态下，压缩机10排气管11产生的高温冷媒经铜管输送到相应的水箱内的螺纹铜管，出来的冷媒输送到冷凝器12进行二次冷凝以确保冷媒在蒸发前达到充分的冷凝效果。冷媒经节流器14后在蒸发器16内吸取热源(即空气中的热量)再回到压缩机10。需要烧开水时，进水第一进水阀24即电磁阀打开，常温水进入中温水箱21，在高温水箱22烧开的开水经恒温阀排出。在不需要烧水时，进水电磁阀第一进水阀24关闭，旁通电磁阀55打开，冷凝器12冷却后的冷媒经节流器14到蒸发器16，在蒸发器16吸取热源后回到压缩机10进行再次循环。所以无论是否需要对饮用水进行加热均不会影响空调机的正常使用。

冷却实施方案：将压缩机10回气管19与蒸发器16之间的连接管路切开，压缩机10回气管19连接饮水机冷水部30的冷工质输送管38输出段的工质出口处，冷工质输送管38输入端的工质入口连接空调的蒸发器16。

在需要冷水时，通过控制板控制第二进水阀34打开，常温水注入低温水箱31，经连通管33流到冷冻水箱32。当冷冻水达到设定水温时，恒温阀即低温定温出水阀35打开排水。当不需要冷冻水时，电磁阀第二进水阀34关闭，恒温阀即低温定温出水阀35没有水流出。由于冷水部30是利用空调机余冷来生产冷冻水，所以无论是否生产冷冻水都不会影响空调机的正常运行和制冷效果。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1、一种空气能冷热型饮水机，与空调器连接使用，该空调器包括依此循环连接的压缩机、冷凝器、蒸发器，其特征在于：所述饮水机包括高温水箱、中温水箱、连通高温水箱与中温水箱的连接管、分别设置于高温水箱内和中温水箱内的热交换装置、热工质输送管、以及热工质传送管，压缩机与热交换装置之间、热交换装置与冷凝器之间通过热工质输送管连接成为通路，两个热交换装置之间通过热工质传送管连接成为通路。

2、根据权利要求1所述的空气能冷热型饮水机，其特征在于：所述热交换装置是螺旋状铜管，其两端管口分别与热工质输送管、热工质传送管连通。

3、根据权利要求1所述的空气能冷热型饮水机，其特征在于：所述连接两个热交换装置的热工质传送管设置于所述连接管内，所述连接管是螺旋状钢管，所述热工质传送管是螺旋状铜管。

4、根据权利要求1至3所述的空气能冷热型饮水机，其特征在于：还包括用于封装所述高温水箱、中温水箱、连接管的箱体，以及用隔热材料制作的填充于箱体内的发泡体。

5、根据权利要求1至3任一项所述的空气能冷热型饮水机，其特征在于：还包括与热交换装置并联的旁通电磁阀。

6、根据权利要求1至3任一项所述的空气能冷热型饮水机，其特征在于：还包括第一进水阀、高温定温出水阀，所述第一进水阀通过第一进水管与中温水箱底部连通，所述高温定温出水阀通过热水出水管与所述高温水箱顶部连通。

7、根据权利要求4所述的空气能冷热型饮水机，其特征在于：还包括低温水箱、冷冻水箱、连通低温水箱与冷冻水箱的连通管、分别设置于低温水箱内和冷冻水箱内的热交换装置、冷工质输送管，压缩机与热交换装置之间、热交换装置之间、热交换装置与冷凝器之间通过冷工质输送管连通。

8、根据权利要求7所述的空气能冷热型饮水机，其特征在于：所述热交换装置是螺旋状铜管，其两端管口分别与热工质输送管连通。

9、根据权利要求7所述的空气能冷热型饮水机，其特征在于：还包括第二进水阀、低温定温出水阀，所述第二进水阀通过第二进水管与低温水箱的顶部连通，所述低温定温出水阀通过冷水出水管与所述冷冻水箱的底部连通，所述连通管与冷冻水箱的顶部以及低温水箱的底部连通。

10、根据权利要求7所述的空气能冷热型饮水机，其特征在于：所述低温水箱、冷冻水箱、连通管均封装于所述箱体内的发泡体之间。

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