CN207438871U - 高效环保空气能热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效环保空气能热水器，包括：蓄水池，设置在浴室下部，顶部有进水口连通地漏，底部有第一排水口；热交换管道，与蒸发器形成并联的冷媒管路；电磁阀组，包括：第一电磁阀和第二电磁阀，分别设置在热交换管道两端；第三电磁阀和第四电磁阀，分别设置在蒸发器两端；第五电磁阀，设置在第一排水口处；温度传感器组，包括：第一温度传感器，设置在房屋外；第二温度传感器，设置在蓄水池顶部；控制器，电连接温度传感器组、电磁阀组和第一水浸传感器，设置为：当第一温度传感器温度低于第二温度传感器温度，温度差大于预设值时控制第三电磁阀和第四电磁阀关闭，第一电磁阀和第二电磁阀开启。本实用新型具有低温时加热快的优点。

Description

高效环保空气能热水器

技术领域

本实用新型涉及空气能热水器领域。更具体地说，本实用新型涉及一种高效环保空气能热水器。

背景技术

空气能热水器即通过压缩机系统运转工作吸收空气中的低品位热源进行能量传递从而制造热水的热水器，其原理为压缩机将冷媒压缩，压缩后冷媒温度升高，经过水箱中的冷凝器，将热量传递给水箱中的水，产生热水。空气能热泵在运行中，蒸发器从空气中的环境热能中吸取热量以蒸发传热工质，工质蒸气经压缩机压缩后压力和温度上升，高温蒸气通过永久黏结在贮水箱外表面的特制环形管冷凝器冷凝成液体时，释放出的热量传递给了空气源热泵贮水箱中的水。冷凝后的传热工质通过膨胀阀返回到蒸发器，然后再被蒸发，如此循环往复。

空气能热水器利用的是空气的温度，然而当冬季外界温度过低，空气能热水器就存在加热很慢的问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种高效环保空气能热水器，通过在浴室预埋蓄水池，将洗浴后的废水进行收集，当外界温度低于其温度时，利用废水对冷媒进行热交换，从而提高冷媒经过压缩机的进气和出气口温度，从而在外界温度过低时提高加热速率，从而解决低温时空气能加热慢的问题。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种高效环保空气能热水器，包括通过冷媒管道首尾连通的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，冷凝器设置于保温水箱内，还包括：

蓄水池，其设置在浴室底面的下部，所述蓄水池顶部设有一进水口，其连通浴室地漏，所述蓄水池底部设有第一排水口；

热交换管道，其包括热交换主管和两段分别与热交换主管两端连通的热交换支管，第一段热交换支管的另一端连通在蒸发器冷媒出口与压缩机之间的冷媒管道上，第二段热交换支管的另一端连通在蒸发器冷媒进口与膨胀阀之间的冷媒管道上，以使热交换管道与蒸发器形成并联的冷媒管路，所述热交换主管设置在蓄水池内；

电磁阀组，包括：第一电磁阀和第二电磁阀，分别设置在第一段热交换支管和第二段热交换支管远离换热主管的一端；第三电磁阀和第四电磁阀，分别设置在蒸发器冷媒进口和蒸发器冷媒出口处；第五电磁阀，其设置在第一排水口处；

温度传感器组，包括：第一温度传感器，其设置在房屋外；第二温度传感器，其设置在蓄水池顶部；

第一水浸传感器，其设置在蓄水池顶部的内壁上；

控制器，其设置在空气能主机内，所述控制器电连接温度传感器组、电磁阀组和第一水浸传感器，所述控制器设置为：

当第一温度传感器的温度低于第二温度传感器的温度，且温度差大于预设值时控制器控制第三电磁阀和第四电磁阀关闭，第一电磁阀和第二电磁阀开启；否则控制器控制第一电磁阀和第二电磁阀关闭，第三电磁阀和第四电磁阀开启；

当水淹没第一水浸传感器时所述控制器控制第五电磁阀开启，否则保持第五电磁阀关闭。

优选的是，所述的高效环保空气能热水器，所述控制器设置为当第二温度传感器的温度低于4℃时，开启第五电磁阀。

优选的是，所述的高效环保空气能热水器，所述蓄水池为长方体结构，其内部水平设置有多个长方形的第一隔板以使蓄水池分割成多个水平空间层，所述第一隔板与蓄水池的三个竖直面相接而与蓄水池的另一个竖直面不接触以形成一个水平开口，相邻两个第一隔板的水平开口左右交错设置以使多个水平空间层形成竖直向S形水路；

所述热交换主管沿所述竖直向S形水路设置，且热交换主管的出口位于蓄水池的顶部，且与第一段热交换支管的一端连通，热交换主管的入口位于蓄水池的下部，且与第二段热交换支管的一端连通。

优选的是，所述的高效环保空气能热水器，每个水平空间层内竖直设置有多个长方形的第二隔板以使每一个水平空间层分割成多个竖直空间层，所述第二隔板与蓄水池的另一个面平行设置，且与垂直于另一个面的两个竖直面中的一个不接触以形成一个竖直开口，相邻两个第二隔板的竖直开口前后交错设置以使每一个水平空间层形成水平向S形水路；所述热交换主管沿每一个水平空间层的水平向S形水路设置。

优选的是，所述的高效环保空气能热水器，所述第一隔板和所述第二隔板均为内部空心的板状结构，且沿第一隔板和第二隔板的空心层厚度为5mm。

优选的是，所述的高效环保空气能热水器，第二隔板的左右两个侧面上有波浪纹结构。

优选的是，所述的高效环保空气能热水器，所述蓄水池的外部设有一保温夹层，所述保温夹层靠近蓄水池顶部的地方还设有电连接所述控制器的第二水浸传感器，所述保温夹层的底部设有第二排水口，其出口处还设有电连接所述控制器的第六电磁阀，所述控制器设置为，当水淹没第二水浸传感器且第五电磁阀开启时，开启所述第六电磁阀。

优选的是，所述的高效环保空气能热水器，所述控制器设置为当第二温度传感器的温度低于4℃时，开启第五电磁阀和第六电磁阀。

优选的是，所述的高效环保空气能热水器，还包括：

排水支管，其进水端连通浴室地漏到蓄水池进水口之间的管道；

第七电磁阀，其设置在排水支管的进水端，所述第七电磁阀电连接控制器；

第八电磁阀，其设置在蓄水池进水口处，所述第八电磁阀电连接控制器；

第三温度传感器，其设置在地漏出水口处位于排水支管进水端以上的部位，所述第三温度传感器电连接控制器；

所述控制器设置为，当第一温度传感器温度不低于第三温度传感器温度，且水淹没第一水浸传感器时，控制器控制第七电磁阀开启，第八电磁阀关闭，若水没有淹没第一水浸传感器，则先控制第七电磁阀关闭，第八电磁阀开启；否则当第一温度传感器温度低于第三温度传感器温度，则关闭第七电磁阀，打开第五电磁阀和第八电磁阀。

本实用新型至少包括以下有益效果：

1)本实用新型的高效环保空气能热水器，充分利用浴室废水，尤其是洗澡后的废热水，对冷媒进行热量交换，从而在低温时改善使用空气对蒸发器内冷媒进行热交换慢的问题，从而提高了其加热效率，并且，不浪费能源；

2)通过设置多个第一隔板和第二隔板以形成多个水平空间层和多个竖直空间层，增加废热水的流路，而热交换主管内的冷媒介质从竖直向S形水路的最下端向最上端与废热水逆向热交换，利用空气能的逆卡诺原理，使热量从低温热源向高温热源传递，大大提高热交换效率，进而提高空气能热水器的加热速度，缩短冬季低温条件下出热水的时间，减少冷水的排放，起到节约用水的效果；

3)所述第一隔板和所述第二隔板均为内部空心的板状结构，可以避免冬季水温过低导致蓄水池内结冰，体积增大导致内部压力过大，造成蓄水池及其内部热交换管道受损，因为第一隔板和第二隔板的空心结构使得其具有一定的压缩性能；一般来说选用塑料制作即可。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型的高效环保空气能热水器的原理结构示意图；

图2为本实用新型的高效环保空气能热水器的整体结构示意图；

图3为本实用新型的蓄水池的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

需要说明的是，图1中实心箭头表示的是冷媒的流向，而冷凝器120左边的空心箭头表示热水器内的水是冷水进，热水出。图2中的实心箭头表示的是冷媒的流向，虚线表示的热交换主管31，其上部的箭头表示的是其内部的冷媒的流向。图3中虚线上的箭头表示热交换主管31内的冷媒流向，而实线箭头表示的是废水沿第二隔板24在第一隔板23上部的流向。

如图1-2所示，本实用新型提供一种高效环保空气能热水器，包括通过冷媒管道首尾连通的压缩机110、冷凝器120、膨胀阀130和蒸发器140，冷凝器设置于保温水箱内，还包括：

蓄水池2，其设置在浴室底面的下部，所述蓄水池顶部设有一进水口21，其连通浴室地漏，所述蓄水池2底部设有第一排水口22；

热交换管道3，其包括热交换主管31和两段分别与热交换主管31两端连通的热交换支管，第一段热交换支管32的另一端连通在蒸发器140冷媒出口与压缩机110之间的冷媒管道上，第二段热交换支管33的另一端连通在蒸发器140冷媒进口与膨胀阀130之间的冷媒管道上，以使热交换管道3与蒸发器140形成并联的冷媒管路，所述热交换主管31设置在蓄水池2内；

电磁阀组，包括：第一电磁阀41和第二电磁阀42，分别设置在第一段热交换支管32和第二段热交换支管33远离换热主管31的一端；第三电磁阀43和第四电磁阀44，分别设置在蒸发器140冷媒进口和蒸发器140冷媒出口处；第五电磁阀45，其设置在第一排水口22处；

温度传感器组，包括：第一温度传感器51，其设置在房屋外；第二温度传感器52，其设置在蓄水池2顶部；

第一水浸传感器61，其设置在蓄水池2顶部的内壁上；

控制器7，其设置在空气能主机内，所述控制器7电连接温度传感器组、电磁阀组和第一水浸传感器61，所述控制器7设置为：

当第一温度传感器51的温度低于第二温度传感器52的温度，且温度差大于预设值时控制器7控制第三电磁阀43和第四电磁阀44关闭，第一电磁阀41和第二电磁阀42开启；否则控制器控制第一电磁阀41和第二电磁阀42关闭，第三电磁阀43和第四电磁阀44开启；

当水淹没第一水浸传感器61时所述控制器7控制第五电磁阀45开启，否则保持第五电磁阀45关闭。

本技术方案在现有的空气能热水器的基础上，利用废余热水对并联在蒸发器上的热交换管路(即部分冷媒管路)进行热交换，利用蓄水池内存储的洗澡水，对热交换管道内的冷媒进行热量传递，代替使用空气传热给蒸发器的方式，从而解决低温尤其是冬季时，空气能热水器加热慢的问题。由于有蒸发器和热交换管道并联存在，两者只使用其一，当外部温度较高时或者外部温度与蓄水池水温相差不大时使用蒸发器的冷媒管路，否则使用热交换管道的冷媒管路，这样空气能热水器的效率更高。而本技术方案中所说的预设值，可以根据夏冬季分别设定，甚至可以在控制器上让用户自己设置。一般给出预设值的优选值5℃，也可以直接设定为5℃。

需要说明的是，空气能主机一般是包括压缩机、蒸发器等部件悬挂于室外的(其他的部件如冷媒储液罐、过滤器等作为现有技术不在本实用新型中做过多说明)，第一温度传感器可以根据情况安装在空气能主机内。

另外，控制器根据温度传感器和水浸传感器的信号对电磁阀实现控制的技术手段属于本领域的公知常识，本技术方案的技术方案为在浴室底部预埋一蓄水池，通过收集的废热水对并联的热交换管道进行热交换，从而提高外界温度过低时空气能热水器加热慢的问题。

在另一种技术方案中，所述的高效环保空气能热水器，所述控制器7设置为当第二温度传感器52的温度低于4℃时，开启第五电磁阀45。在本技术方案中，该设置是为了防止外界温度过低，导致蓄水池内的水结冰膨胀，降低蓄水池的使用寿命，在水结冰之前，将水放掉，减少意外情况的发生，并且该水温过低时，其利用价值也低。

在另一种技术方案中，如图2所示，所述的高效环保空气能热水器，所述蓄水池2为长方体结构，其内部水平设置有多个长方形的第一隔板23以使蓄水池2分割成多个水平空间层，所述第一隔板23与蓄水池2的三个竖直面相接而与蓄水池2的另一个竖直面不接触以形成一个水平开口，相邻两个第一隔板23的水平开口左右交错设置以使多个水平空间层形成竖直向S形水路；

所述热交换主管31沿所述竖直向S形水路设置，且热交换主管31的出口位于蓄水池2的顶部，且与第一段热交换支管32的一端连通，热交换主管31的入口位于蓄水池2的下部，且与第二段热交换支管33的一端连通。

在本实用新型中，废水从地漏排入蓄水池后，在第一隔板的引导下，从上至下沿直向S形水路流出，而热交换主管则与蓄水池内的竖向S形水路设置，但其内部的冷媒则是与废水的流向相反，自下至上从蓄水池顶部的热交换主管的出口进入第一段热交换支管。利用空气能的逆卡诺原理，使热量从低温热源向高温热源传递，大大提高热交换效率，进而提高空气能热水器的加热速度。

在另一种技术方案中，如图2和图3所示，所述的高效环保空气能热水器，每个水平空间层内竖直设置有多个长方形的第二隔板24以使每一个水平空间层分割成多个竖直空间层，所述第二隔板24与蓄水池2的另一个面平行设置，且与垂直于另一个面的两个竖直面中的一个不接触以形成一个竖直开口，相邻两个第二隔板24的竖直开口前后交错设置以使每一个水平空间层形成水平向S形水路；所述热交换主管31沿每一个水平空间层的水平向S形水路设置。在本技术方案中，废水从地漏排入蓄水池后，在最上方的第一隔板和第一隔板上方的第二隔板的引导下，流向下一个第一隔板的水平空间层，每个水平空间层由第二隔板引导形成水平向S形水路，同样也是空气能的逆卡诺原理，同时由于水的流路增长，故而换热效率更高。附图3中蓄水池内的阴影部分23即为第一隔板23，蓄水池内阴影部分以外的即为第一隔板与蓄水池形成的水平开口。

在另一种技术方案中，所述的高效环保空气能热水器，所述第一隔板23和所述第二隔板24均为内部空心的板状结构，且沿第一隔板23和第二隔板24的空心层厚度为5mm。所述第一隔板和所述第二隔板均为内部空心的板状结构，可以避免冬季水温过低导致蓄水池内结冰，体积增大导致内部压力过大，造成蓄水池及其内部热交换管道受损，因为第一隔板和第二隔板的空心结构使得其具有一定的压缩性能；一般来说选用塑料制作即可。

在另一种技术方案中，所述的高效环保空气能热水器，第二隔板24的左右两个侧面上有波浪纹结构。该结构未在图中示出，本方案下，第二隔板可以增加废水的流动性，从而间歇提高废水与热交换主管内冷媒的热交换效率。

如图2所示，在另一种技术方案中，所述的高效环保空气能热水器，所述蓄水池2的外部设有一保温夹层25，所述保温夹层25靠近蓄水池2顶部的地方还设有电连接所述控制器7的第二水浸传感器62，所述保温夹层25的底部设有第二排水口251，其出口处还设有电连接所述控制器7的第六电磁阀46，所述控制器7设置为，当水淹没第二水浸传感器62且第五电磁阀45开启时，开启所述第六电磁阀46。在本技术方案中，设置保温夹层，可以在一定程度上对蓄水池内与热交换主管进行热交换的废水进行保温处理，从而提高热交换效率。

在另一种技术方案中，所述的高效环保空气能热水器，所述控制器7设置为当第二温度传感器52的温度低于4℃时，开启第五电磁阀45和第六电磁阀46。在设有保温夹层的情况下，当蓄水池内水温过低时，应当排出蓄水池以及保温夹层内的水。

在另一种技术方案中，如图2所示，所述的高效环保空气能热水器，还包括：

排水支管26，其进水端连通浴室地漏到蓄水池进水口21之间的管道；

第七电磁阀47，其设置在排水支管26的进水端，所述第七电磁阀47电连接控制器7；

第八电磁阀48，其设置在蓄水池进水口21处，所述第八电磁阀48电连接控制器7；

第三温度传感器53，其设置在地漏出水口处位于排水支管26进水端以上的部位，所述第三温度传感器53电连接控制器7；

所述控制器7设置为，当第一温度传感器51温度不低于第三温度传感器53温度，且水淹没第一水浸传感器61时，控制器7控制第七电磁阀47开启，第八电磁阀48关闭，若水没有淹没第一水浸传感器61，则先控制第七电磁阀关闭，第八电磁阀开启；否则当第一温度传感器温度低于第三温度传感器温度，则关闭第七电磁阀47，打开第五电磁阀45和第八电磁阀48。即当室外温度高于或等于地漏排水温度，则将废水从排水支管26排出，前提是蓄水池内装满水，如果蓄水池没有装满水，则将废水优先排入蓄水池，等蓄水池满后再从排水支管26排出；当室外温度低于地漏排水温度，将废水从地漏排入蓄水池替换蓄水池内原本装有的废水，尽可能保持蓄水池内水温处于较高的状态，以便需要时使用。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种高效环保空气能热水器，包括通过冷媒管道首尾连通的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，冷凝器设置于保温水箱内，其特征在于，还包括：

蓄水池，其设置在浴室底面的下部，所述蓄水池顶部设有一进水口，其连通浴室地漏，所述蓄水池底部设有第一排水口；

热交换管道，其包括热交换主管和两段分别与热交换主管两端连通的热交换支管，第一段热交换支管的另一端连通在蒸发器冷媒出口与压缩机之间的冷媒管道上，第二段热交换支管的另一端连通在蒸发器冷媒进口与膨胀阀之间的冷媒管道上，以使热交换管道与蒸发器形成并联的冷媒管路，所述热交换主管设置在蓄水池内；

电磁阀组，包括：第一电磁阀和第二电磁阀，分别设置在第一段热交换支管和第二段热交换支管远离换热主管的一端；第三电磁阀和第四电磁阀，分别设置在蒸发器冷媒进口和蒸发器冷媒出口处；第五电磁阀，其设置在第一排水口处；

温度传感器组，包括：第一温度传感器，其设置在房屋外；第二温度传感器，其设置在蓄水池顶部；

第一水浸传感器，其设置在蓄水池顶部的内壁上；

控制器，其设置在空气能主机内，所述控制器电连接温度传感器组、电磁阀组和第一水浸传感器，所述控制器设置为：

当第一温度传感器的温度低于第二温度传感器的温度，且温度差大于预设值时控制器控制第三电磁阀和第四电磁阀关闭，第一电磁阀和第二电磁阀开启；否则控制器控制第一电磁阀和第二电磁阀关闭，第三电磁阀和第四电磁阀开启；

当水淹没第一水浸传感器时所述控制器控制第五电磁阀开启，否则保持第五电磁阀关闭。

2.如权利要求1所述的高效环保空气能热水器，其特征在于，所述控制器设置为当第二温度传感器的温度低于4℃时，开启第五电磁阀。

3.如权利要求1所述的高效环保空气能热水器，其特征在于，所述蓄水池为长方体结构，其内部水平设置有多个长方形的第一隔板以使蓄水池分割成多个水平空间层，所述第一隔板与蓄水池的三个竖直面相接而与蓄水池的另一个竖直面不接触以形成一个水平开口，相邻两个第一隔板的水平开口左右交错设置以使多个水平空间层形成竖直向S形水路；

所述热交换主管沿所述竖直向S形水路设置，且热交换主管的出口位于蓄水池的顶部，且与第一段热交换支管的一端连通，热交换主管的入口位于蓄水池的下部，且与第二段热交换支管的一端连通。

4.如权利要求3所述的高效环保空气能热水器，其特征在于，每个水平空间层内竖直设置有多个长方形的第二隔板以使每一个水平空间层分割成多个竖直空间层，所述第二隔板与蓄水池的另一个面平行设置，且与垂直于另一个面的两个竖直面中的一个不接触以形成一个竖直开口，相邻两个第二隔板的竖直开口前后交错设置以使每一个水平空间层形成水平向S形水路；所述热交换主管沿每一个水平空间层的水平向S形水路设置。

5.如权利要求4所述的高效环保空气能热水器，其特征在于，所述第一隔板和所述第二隔板均为内部空心的板状结构，且沿第一隔板和第二隔板的空心层厚度为5mm。

6.如权利要求4所述的高效环保空气能热水器，其特征在于，第二隔板的左右两个侧面上有波浪纹结构。

7.如权利要求1所述的高效环保空气能热水器，其特征在于，所述蓄水池的外部设有一保温夹层，所述保温夹层靠近蓄水池顶部的地方还设有电连接所述控制器的第二水浸传感器，所述保温夹层的底部设有第二排水口，其出口处还设有电连接所述控制器的第六电磁阀，所述控制器设置为，当水淹没第二水浸传感器且第五电磁阀开启时，开启所述第六电磁阀。

8.如权利要求7所述的高效环保空气能热水器，其特征在于，所述控制器设置为当第二温度传感器的温度低于4℃时，开启第五电磁阀和第六电磁阀。

9.如权利要求1所述的高效环保空气能热水器，其特征在于，还包括：

排水支管，其进水端连通浴室地漏到蓄水池进水口之间的管道；

第七电磁阀，其设置在排水支管的进水端，所述第七电磁阀电连接控制器；

第八电磁阀，其设置在蓄水池进水口处，所述第八电磁阀电连接控制器；

第三温度传感器，其设置在地漏出水口处位于排水支管进水端以上的部位，所述第三温度传感器电连接控制器；

所述控制器设置为，当第一温度传感器温度不低于第三温度传感器温度，且水淹没第一水浸传感器时，控制器控制第七电磁阀开启，第八电磁阀关闭，若水没有淹没第一水浸传感器，则先控制第七电磁阀关闭，第八电磁阀开启；否则当第一温度传感器温度低于第三温度传感器温度，则关闭第七电磁阀，打开第五电磁阀和第八电磁阀。