CN203869317U - 一体式非承压空气能热水器 - Google Patents

一体式非承压空气能热水器 Download PDF

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陈庆中
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Abstract

本实用新型公开了一体式非承压空气能热水器,它包括一机壳,所述机体内设容腔;一非承压水箱,置于所述机壳内,所述非承压水箱上端设有排气口;一主机系统,装设于所述机壳内,所述主机系统包括水路系统、用于供热的压缩机和热交换器。它具备结构简单、牢固,空间利用率高,无混水现象,能效比高,寿命长,热水不受自来水压力影响,制热水量可随意控制,大大削减制造成本和使用成本。因此,它在技术性和经济性均具有优越的性能。

Description

一体式非承压空气能热水器
【技术领域】
本实用新型通常涉及到空气能的热水器,特别涉及到一种一体式非承空气能热水器。
【背景技术】
申请人经过市场调查和专利检索后,发现现有的家用空气能热水器,几乎都是采用承压式水箱,也就是直接采用自来水的压力作为水流动力,这种结构对于空气能热水器的工艺结构来说,是相对简单,但对于用户在使用过程中,将会遇到很多不理想的情况。
现有的家用承压式空气能热水器的典型工作过程:1).自来水注满水箱,因水箱是密封承压水箱,因此,用户开启水龙头时,其压力等于自来水进水口压力;2).自来水注满水箱,热泵主机MCU通过温度检测,检测到水体温度低于用户设定温度三度左右时,就启动压缩机;3).压缩机运转,将冷媒从气态状压缩成液态,并压至浸泡在水箱里的铜管内;4).因气态冷媒压缩成液态时,释放大量的热,这些热能通过浸泡在水里的铜管向水箱里的水传递,从而逐渐将水加热;5).通过不断循环,水被加热到设定温度,此时压缩机停止运转;6).当用户开启水龙头,热水从热水口流出,因水箱为密闭水箱,此时温度较低的自来水也自动开始流入水箱,也就是热水从水箱中流出多少,则冷水也流入多少至水箱;7).当温度较低的自来水不断注入后,将与水箱里面的热水相混,使热水温度快速降低。此时,即使用户停止用水,水箱里的水也因注入了温度较低的自来水而有较大幅度的降温;8).当热水温度降低到设定的温度三度左右时,主机又开始运转压缩机,对温度已经下降但又远高于自来水温度的水箱内的水进行加热,也就是压缩机在水温较高的情况下对水箱的水进行再次加热。
经过技术分析得出,现有的家用承压式空气能热水器的工作过程,由于结构原因导致系统存在诸多缺点:1).水箱造价高:承压密封水箱因要考虑达到9公斤的压力,故其工艺、材料要求高;2).热水水压受自来水影响大:因该系统热水是靠自来水压力压出,所以在使用时,自来水的压力将等于热水的出水压力,所以在用水高峰期,容易无热水输出或热水输出压力太小,使用效果大打折扣;3).混水现象严重:因一边使用热水,一边注入低温自来水,因此,必然产生高温的热水被温度较低的自来水所混淆,造成热水无法满足使用需求;特别是冬天自来水温度很低的情况下,少量的冷水注入将影响大量的热水,水箱的有效容积甚至不到标称容积的三分之一;4).能效比低,压缩机寿命短: 用于承压式的热泵工作时水温是37摄氏度以上,恰恰是热泵的低能效区;由于承压式的混水形象,用户只好将水温设的尽可能高(60摄氏度以上),这就进一步降低了热泵的能效比,大大缩短了压缩机的寿命。5).空间占用大:因承压式空气能水箱内热水利用率非水箱实际容积,因此一般都需要购买比较大的水箱才能保证日常需求,且水箱为圆形,再加上主机与水箱间的管道连接空间,造成了一个系统所占用的空间比较大。
随着空气能热水器逐被广大用户所认识,越来越多家庭希望选用既节能环保又舒适可靠的空气能热水器,但空气能热水器需要占用较大的地方来安装水箱和主机,特别是在寸土寸金的城市里,如何专门腾出一个空间就成了很多希望使用空气能热水器的家庭的一个大的问题。
为此,我们专门研发出一款洗手台式空气能热水器,从而可以直接替代用户家的某一个洗手台,从而将原来摆放洗手台的位置腾出来,变为摆放热泵的空间,实现有限空间的高效利用的一种一体式非承空气能热水器。
【实用新型内容】
本实用新型的目的所要解决的技术问题是要提供一种一体式非承空气能热水器,它具备结构简单、牢固,空间利用率高,无混水现象,能效比高,寿命长,热水不受自来水压力影响,制热水量可随意控制,大大削减制造成本和使用成本。因此,它在技术性和经济性均具有优越的性能。
本实用新型要解决其技术问题所采用的技术方案为:一体式非承压空气能热水器,其特征在于,它包括:
一机壳,所述机壳内设容腔;
一非承压水箱,置于所述机壳内,所述非承压水箱上端设有排气口;
一主机系统,装设于所述机壳内,所述主机系统包括水路系统、用于供热的压缩机和热交换器。
优选的,所述水路系统包括采用管道依次连接的自来水入口、补水电磁阀和循环电磁阀,进入所述热交换器内以吸收热量再进入所述非承压水箱的进水水路。
优选的,所述水路系统包括采用管道依次连接的热水出口、压力开关、水流检测开关和循环水泵的出水水路。
优选的,所述机壳的上方设有面板,所述面板上装设有洗手盘。
优选的,所述机壳上方装设有出水龙头。
优选的,所述出水龙头连接于所述进水水路或/和出水水路。
优选的,所述进水水路包括回水进水管和回水电磁阀。
优选的,所述非承压水箱底部装设有压力传感器或/和温度传感器。
优选的,所述面板采用金属、玻璃、塑料和石材的任一种材料制成。
优选的,所述洗手盘为圆形或椭圆形或多边形。
本实用新型同背景技术相比所产生的有益效果:
由于本实用新型采用了上述的技术方案,可以带来以下的好处是它具备结构简单、牢固,空间利用率高,无混水现象,能效比高,寿命长,热水不受自来水压力影响,制热水量可随意控制,大大削减制造成本和使用成本。因此,它在技术性和经济性均具有优越的性能。
【附图说明】
图1为本实用新型一个实施例中结构示意图。
【具体实施方式】
下面详细描述本实用新型的实施例,所述的实施例示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述实施例是示例性的,旨在解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,对于方位词,如有术语“中心”,“横向” 、 “纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作,不能应理解为限制本实用新型的具体保护范围。
此外,如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术物征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征,在本实用新型描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中,除另有明确规定和限定,如有术语“组装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应作广义去理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;也可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以是通过中间媒介相连,可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述的术语在本实用新型中的具体含义。
在实用新型中,除非另有规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第和征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征 “之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
下面结合附图,通过对本实用新型的具体实施方式作进一步的描述,使本实用新型的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。
请参看附图1所示的,其为本实用新型提供的较佳的实施例是一体式非承压空气能热水器,它包括:
一机壳1,所述机壳内设容腔11;
一非承压水箱2,置于所述机壳11内,所述非承压水箱2上端设有排气口21;
一主机系统3,装设于所述机壳11内,所述主机系统3包括水路系统31,用于供热的压缩机32和热交换器33。
具体地,所述水路系统31的进水水路31a包括采用管道依次连接的自来水入口311、补水电磁阀312和循环电磁阀313,进入所述热交换器33内以吸收热量再进入所述非承压水箱2;工作时,连接外界的自来水,经过自来水入口311、补水电磁阀312和循环电磁阀313,进入所述热交换器33内以吸收热量再进入所述非承压水箱2,非承压水箱2将热水储存起来备用。
具体地,所述水路系统31的出水水路31b包括采用管道依次连接的热水出口314、压力开关315、水流检测开关316和循环水泵317,在非承压水箱2内的热水流出时,经过循环水泵317、水流检测开关316、压力开关315至热水出口314,以供给用户使用。
具体地,所述机壳1的上方设有面板12,所述面板上装设有洗手盘121。
具体地,所述机壳1上方装设有出水龙头122。
具体地,所述出水龙头22连接于所述进水水路31a或/和出水水路31b。
具体地,所述进水水路31a包括回水进水管318和回水电磁阀319。
具体地,所述非承压水箱2的底部装设有压力传感器22或/和温度传感器23。
具体地,所述面板12采用金属、玻璃、塑料和石材的任一种材料制成。
具体地,所述洗手盘121为圆形或椭圆形或多边形。。
结合上述内容和结合附图,进一步描述工作的原理:
它采用非承压水箱2,其底部安装一个压力传感器22及温度传感器23,其中压力传感器22是用来检测水箱水位高度的,温度传感器23用来检测水箱内水温的。控制系统(图中未示)通过温度感应器23可以测得水箱水温,若水温低于用户预先设定的温度,则开始对水箱的水进行循环加热,首先,开启循环电磁阀313,启动循环水泵317,然后启动压缩机32;再将非承压水箱2里的温水通过循环加热水路31c抽出,并经过热交换器33,使温水再次加热并通过水箱进水水路31d流回非承压水箱2;如此往复,逐渐将非承压水箱2的水加热到用户预先设定的温度;当水温达到设定温度时,控制系统关闭压缩机32、常闭的循环电磁阀313;循环水泵317继续工作,直至压力开关315内的水压足够且使压力开关315被触发方停止工作。
若用户希望使用热水时,由于压力开关315内已有热水的压力,所以当开启水龙头122或者外接的出水水路31b的时候,压力将从水龙头121处释放,当压力变小后,压力开关315将被触发,系统将可以检测到,从而进入用户用水流程:
启动循环水泵317,将非承压水箱2里的热水抽出以供用户使用;
用户使用过程中,控制系统可以通过水流检测开关316,将持续检测到有水流动状态;
当用户停止使用热水时,因循环水泵317仍然在工作,从而将对水进行增压,当压力达到一定程度,压力开关315被压紧接通,同时,水流开关13将检测到无水流动作,控制系统检测到后关闭循环水泵317。
3、当系统检测到非承压水箱2水位低于用户设定的补水高度时,则开始进入补水程序:
开启补水电磁阀312,使自来水从自来水入口311进入,启动压缩机32,温度较低的自来水经过热交换器33进行首次加热,并通过流入非承压式水箱2内;
当非承压水箱2水位达到用户预先设定的高水位线时,补水电磁阀312关闭,自来水停止进入;
控制系统继续按照加热程序,对非承压水箱2的水加热到用户预先设定的温度。
4、当系统检测到非承压水箱2水位低于低水位线时,则停止加热以保护压缩机32和循环水泵317等设备,同时进入补水程序。
由于本实施例的技术方案,可以带来以下的好处,具体列举包括以下:
a)空间利用率高:空气能热水器主机与非承压水箱完美结合,安装、维护方便,且直接可以替换现有洗手盆,减少空间占用。
a) 非承压水箱成本低:因采用非承压式结构,因此对非承压水箱的材料及加工工艺的要求都大大降低,根据容量不同,其成本大概是承压式非承压水箱的20%—50%。
b) 无混水现象:因用户使用热水的压力不依靠自来水压力,因此系统可以在用户用热水的过程中,不注入温度较低的自来水,所以可以实现100%恒温供水,达到了最大的热水使用量,达到100%的热水利用率(承压式的在冬天热水利用率甚至不到三分之一。
c) 能效比高、真正节能:加热时是从低温的自来水开始的,避免了现有家用承压式热泵热水器大部分时间是工作在高温循环加热的情况,使系统在能效比最高、最理想的状态下工作,实现能源的最大利用,能效比一般情况下可以比现有的承压式系统高50%。
d) 压缩机寿命长:因压缩机不像现有的承压式系统那样,大部分时间工作在高温、高压的情况下,所以压缩机的寿命也将大大延长,甚至可以提高两倍以上。
e) 热水不受自来水压力影响:避免了现有承压式系统热水压力依靠自来水压力的情况,因此即使是住在高楼的用户,也不必担心热水压力小,使用效果差的情况。
f) 制热水量可随意控制:由于采用了无级压力传感器,可以实现要多少热水就加热多少,既快又省电,避免了现有承压式系统即使只需要一点热水,也必须把整箱水加热到设定温度,且多余的过一段时间又凉了的情况,减少了浪费。
g) 内置增压功能:采用循环水泵加压的设计,解决了用水高峰期水压不足或无水出的难题,可以兼蓄非承压水箱的功能。
h) 非承压水箱可以任意形状,以最大限度利用空间:由于非承压水箱不承压,因此可以做成任意形状,甚至可以根据客户的存放空间定制任意造型的非承压水箱以实现空间的高利用率。
i)非承压水箱可以并联扩容:因非承压水箱是不承压的,所以可以多个非承压水箱并联使用,也可以实现主机和非承压水箱可以任意组合,在一些场合,主机还可以与普通太阳能非常方便连接,代替太阳能的电热管,大大节约能源。
j) 自动清洁,卫生干净:因本实用新型专利的出水口在非承压水箱底部,因此,只要使用热水,则首先使用的是非承压水箱底部的水,从而不会造成非承压水箱底部沉积物质,避免现有非承压水箱因顶部出水而造成底部沉淀物过多且滋生细菌的情况。
在说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“优选地”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点,包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中,在本说明书中对于上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或者示例中以合适方式结合。
通过上述的结构和原理的描述,所属技术领域的技术人员应当理解,本实用新型不局限于上述的具体实施方式,在本实用新型基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本实用新型的保护范围,应由各权利要求限定之。

Claims (10)

1.一体式非承压空气能热水器,其特征在于,它包括:
一机壳,所述机壳内设容腔;
一非承压水箱,置于所述机壳内,所述非承压水箱上端设有排气口;
一主机系统,装设于所述机壳内,所述主机系统包括水路系统、用于供热的压缩机和热交换器。
2.根据权利要求1所述的一体式非承压空气能热水器,其特征在于:所述水路系统包括采用管道依次连接的自来水入口、补水电磁阀和循环电磁阀,进入所述热交换器内以吸收热量再进入所述非承压水箱的进水水路。
3.根据权利要求1或2所述的一体式非承压空气能热水器,其特征在于:所述水路系统包括采用管道依次连接的热水出口、压力开关、水流检测开关和循环水泵出水水路。
4.根据权利要求3所述的一体式非承压空气能热水器,其特征在于:所述机壳的上方设有面板,所述面板上装设有洗手盘。
5.根据权利要求3所述的一体式非承压空气能热水器,其特征在于:所述机壳上方装设有出水龙头。
6.根据权利要求5所述的一体式非承压空气能热水器,其特征在于:所述出水龙头连接于进水水路或/和出水水路。
7.根据权利要求2所述的一体式非承压空气能热水器,其特征在于,所述进水水路包括回水进水管和回水电磁阀。
8.根据权利要求7所述的一体式非承压空气能热水器,其特征在于:所述非承压水箱底部装设有压力传感器或/和温度传感器。
9.根据权利要求4所述的一体式非承压空气能热水器,其特征在于:所述面板采用金属、玻璃、塑料和石材的任一种材料制成。
10.根据权利要求4所述的一体式非承压空气能热水器,其特征在于:所述洗手盘为圆形或椭圆形或多边形。
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