專利名稱：即開即用式空氣能熱泵熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及空氣能熱泵熱水器領(lǐng)域，尤其涉及一種即開即用式空氣能熱泵熱水器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的空氣能熱泵熱水器一般由兩部分組成，一是主機(jī)部分，另外是水箱部分；對于家用型水箱來說，1、容量一般在150-320L，水箱體積龐大，安裝時需占據(jù)很大一部分的建筑面積，即使有的水箱使用支架安裝于墻外，由于水箱本身加水的重量，此類安裝方式是相當(dāng)危險(xiǎn)的。2、水箱內(nèi)膽本身所采用的材料及工藝，不管是不銹鋼內(nèi)膽還是搪瓷內(nèi)膽，由于制造工藝的缺陷，水箱漏水是難以避免的；3、水箱內(nèi)部的換熱器一般采用銅管或者不銹鋼管，在水質(zhì)較差地區(qū)，換熱管會被腐蝕并穿孔，導(dǎo)致冷媒泄漏，一旦發(fā)生泄漏，對于機(jī)組來說將是致命性的；4、主機(jī)與水箱之間需要連接管相連，這樣很難避免安裝時人為產(chǎn)生的冷媒泄漏現(xiàn)象；5、由于儲水式熱泵的特性，需將水溫升至較高溫度，并且所需時間較長，不能滿足即時用水要求，并且到用水后期，水溫波動較大，影響使用的舒適性；另外，冷凝溫度的高低決定機(jī)組的能耗，傳統(tǒng)帶水箱的機(jī)組長期在高冷凝溫度和高冷凝壓力下運(yùn)行，對壓縮機(jī)的壽命將是一個很大的考驗(yàn)；6、采用儲水式的水箱，用水時一般都需要混水，這樣會出現(xiàn)幾個問題，I)水箱里面的熱水使用率不高；2)水箱在保溫過程中，水溫不可避免的出現(xiàn)下降，增加能耗；3)用戶家裝用水閥時，必定需要安裝混水閥，增加材料成本。

實(shí)用新型內(nèi)容針對上述技術(shù)存在的缺陷和不足，本實(shí)用新型提出一種內(nèi)置水箱即開即用式恒溫空氣能熱泵熱水器，從而克服以上技術(shù)缺陷，大大提高用水的舒適度和機(jī)組的使用壽命。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的一個技術(shù)方案是:提供一種即開即用式空氣能熱泵熱水器，包括殼體、設(shè)置于殼體內(nèi)的制冷劑循環(huán)回路和水箱，所述制冷劑循環(huán)回路包括依次通過管路連接形成回路的壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流設(shè)備和蒸發(fā)器，所述冷凝器置于所述水箱內(nèi)；所述熱水器還包括與所述水箱連接的水路管路件，所述水路管路件包括進(jìn)水管路和出水管路，所述出水管路上還設(shè)有電加熱模塊和水流量調(diào)節(jié)閥；所述壓縮機(jī)、電加熱模塊及水流量調(diào)節(jié)閥連接至控制模塊，所述控制模塊根據(jù)水溫綜合判定，控制所述壓縮機(jī)、電加熱模塊及水流量調(diào)節(jié)閥的工作狀態(tài)。其中，所述水箱外表面包裹有錫箔加熱帶，所述錫箔紙加熱帶受控于所述控制模塊。其中，所述制冷劑循環(huán)回路還設(shè)置有卸壓支路，所述卸壓支路包括電磁閥、卸壓冷凝器和卸壓節(jié)流裝置，所述壓縮機(jī)的排氣口依次經(jīng)所述電磁閥、卸壓冷凝器和卸壓節(jié)流裝置連接所述蒸發(fā)器的進(jìn)口，所述電磁閥受控于所述控制模塊，用于截止或?qū)ㄋ鲂秹褐贰Ｆ渲?，所述出水管路上還設(shè)有電動混水閥，所述進(jìn)水管路上設(shè)有一旁通管路連接至所述電動混水閥，所述電動混水閥受控于所述控制模塊。其中，所述制冷劑循環(huán)回路還設(shè)置有除霜支路，所述除霜支路包括電磁閥和除霜毛細(xì)管，所述壓縮機(jī)的排氣口依次經(jīng)所述電磁閥和除霜毛細(xì)管連接所述蒸發(fā)器的進(jìn)口，所述電磁閥受控于所述控制模塊，在蒸發(fā)器需要除霜時，由控制模塊控制電磁閥導(dǎo)通所述除霜支路。其中，所述冷凝器采用鈦管制作而成。本實(shí)用新型的有益效果是:采用本實(shí)用新型技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)在于:1、采用水箱內(nèi)置設(shè)計(jì)，節(jié)省安裝空間，安裝方便和使用安全；2、由于內(nèi)置水箱容量小，一般只有15L左右，焊接及加工工藝很容易保證，并且對于整體水箱的檢漏工作量也相對很少，因此基本上可以杜絕水箱發(fā)生漏水的現(xiàn)象；3、水箱與制冷劑循環(huán)回路置于一個殼體中，減少了使用連接管的環(huán)節(jié)，極大地降低了冷媒泄漏的機(jī)率；4、采用內(nèi)置小水箱設(shè)計(jì)，解決壓縮機(jī)在休停期間，可以保證持續(xù)用水需求；水箱本身容量很小，不會存在熱水使用率低的問題，另外可以降低用戶閥類的使用成本；5、本方案所設(shè)計(jì)的機(jī)組，可以做到即開即用，省掉等待用水的時間，保證恒溫出水，提高用水的舒適性，并且可以保證用水的可持續(xù)性；機(jī)組在此用水情況下，能效更高，更節(jié)能，有利于熱泵機(jī)組安全穩(wěn)定地運(yùn)行，從而保障機(jī)組的使用壽命。6、熱泵部分和電加熱部分互相獨(dú)立，其中一個出現(xiàn)故障時，只要不是公共信號故障，均可以單獨(dú)運(yùn)行，從而滿足機(jī)組在出現(xiàn)部分故障時的用水需求。

圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的熱水器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施例中電加熱模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的熱水器結(jié)構(gòu)示意圖。標(biāo)號說明:1、壓縮機(jī)；2、電磁閥；3、錫箔加熱帶；4、水箱；5、水流量計(jì)；6、水流量調(diào)節(jié)閥；7、電加熱模塊；71、發(fā)熱體組件出水管；72、發(fā)熱體組件；73、溫控器；74、箱體；75、溫控器；76、端子臺；77、可控硅組件；78、發(fā)熱體組件進(jìn)水管；8、水流開關(guān)；9、氣液分離器；10、過濾器；11、膨脹閥；12、電磁閥；13、除霜毛細(xì)管；14、電磁閥；15、電機(jī)；16、風(fēng)葉；17、卸壓毛細(xì)管；18、蒸發(fā)器；19、卸壓冷凝器；20、電動混水閥。
具體實(shí)施方式
為詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖予以說明。請參閱圖1，本實(shí)施例中，壓縮機(jī)1、冷凝器(置于水箱4中，圖中未示出)、過濾器
10、膨脹閥11、蒸發(fā)器18、氣液分離器9依次通過管路連接形成制冷劑循環(huán)回路，其中過濾器10起到過濾制冷劑的作用，膨脹閥11為節(jié)流部件，亦可替換為毛細(xì)管，氣液分離器9起到分離液態(tài)制冷劑與氣態(tài)制冷劑的作用，防止液態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)1，對壓縮機(jī)I的部件造成損害，若壓縮機(jī)I本身帶有氣液分離部件時，亦可不設(shè)置單獨(dú)的氣液分離器。蒸發(fā)器18內(nèi)的制冷劑與外界空氣進(jìn)行換熱，通過電機(jī)15帶動風(fēng)葉16旋轉(zhuǎn)使空氣強(qiáng)制對流吹過蒸發(fā)器18而進(jìn)行熱交換。[0018]除了主循環(huán)回路外，制冷劑循環(huán)回路還設(shè)置有卸壓支路和除霜支路，該兩支路均連接于壓縮機(jī)I排氣口與蒸發(fā)器18進(jìn)口之間。其中，卸壓支路包括電磁閥14、卸壓冷凝器19、卸壓毛細(xì)管17 ;當(dāng)開啟電磁閥14時，壓縮機(jī)I排氣可經(jīng)由電磁閥14進(jìn)入卸壓冷凝器19與外界空氣換熱，被冷凝后再進(jìn)入卸壓毛細(xì)管17節(jié)流，節(jié)流后進(jìn)入蒸發(fā)器18中蒸發(fā)。除霜支路包括電磁閥12和除霜毛細(xì)管13，當(dāng)蒸發(fā)器18上由于環(huán)境溫度過低結(jié)霜，需要除霜時，開啟電磁閥12，壓縮機(jī)I排氣可經(jīng)由電磁閥12進(jìn)入除霜毛細(xì)管13節(jié)流后，進(jìn)入蒸發(fā)器18，由于壓縮機(jī)I排氣溫度高，經(jīng)節(jié)流后仍然具有相對較高的溫度，直接進(jìn)入蒸發(fā)器18中將霜融掉，以便熱水器的正常使用。壓縮機(jī)I排氣口與冷凝器之間設(shè)置有電磁閥2，該電磁閥2與電磁閥12、電磁閥14配合，實(shí)現(xiàn)主循環(huán)、卸壓循環(huán)和除霜循環(huán)的切換。水箱4與上述制冷劑循環(huán)回路及電機(jī)、風(fēng)葉等部件均設(shè)置于一套殼體內(nèi)。不同于目前主流的熱泵熱水器單獨(dú)設(shè)置的容量約150-320L的大水箱，本實(shí)用新型中水箱4僅為約15L的小容量水箱。該水箱4上連接有進(jìn)水管路和出水管路，其中進(jìn)水管路上設(shè)置水流開關(guān)8，水從冷水進(jìn)口經(jīng)過水流開關(guān)8進(jìn)入水箱4中與制冷劑循環(huán)回路的冷凝器進(jìn)行換熱，使用時水箱4中的水從出水管路排出。較優(yōu)地，冷凝器采用鈦管制作而成，由于鈦管耐腐蝕程度很高，就算水質(zhì)再差，也能保證在使用年限內(nèi)冷凝器盤管不被腐蝕穿孔，避免引起機(jī)組報(bào)廢的風(fēng)險(xiǎn)。出水管路上還依次設(shè)有電動混水閥20、水流量計(jì)5和水流量調(diào)節(jié)閥6，電動混水閥20為一種三通結(jié)構(gòu)，進(jìn)水管路上設(shè)有旁通管路連接該電動混水閥20，使得進(jìn)水管路中的水可直接進(jìn)入出水管路中。出水管路中還串接有電加熱模塊7，具體見圖2，電加熱模塊7包括發(fā)熱體組件72，分別連接發(fā)熱體組件72進(jìn)口和出口的發(fā)熱體組件進(jìn)水管78和發(fā)熱體組件出水管71，分別設(shè)置于發(fā)熱體組件72出口處和殼體上的溫控器73、75，設(shè)置于發(fā)熱體組件進(jìn)水管78處的可控硅組件77，上述各組件置于箱體74內(nèi)，箱體74上設(shè)有端子臺76。發(fā)熱體組件進(jìn)水管78和發(fā)熱體組件出水管71串接于出水管路中。通過可控硅組件77，可使電加熱模塊對電加熱功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。壓縮機(jī)1、電加熱模塊7、水流量調(diào)節(jié)閥6、電動混水閥20、電機(jī)15、電磁閥2、12、14
連接至控制模塊，控制模塊根據(jù)使用情況對各部件進(jìn)行綜合控制?？刂颇K至少包括主控板和操作面板，操作面板提供給使用者進(jìn)行例如開關(guān)熱水器、溫度設(shè)定等操作，主控板則實(shí)現(xiàn)對熱水器內(nèi)各電氣部件的控制。正常使用時，控制模塊根據(jù)水溫綜合判定，控制壓縮機(jī)、電加熱模塊及水流量調(diào)節(jié)閥的工作狀態(tài)，具體地，熱水器的工作情況及控制模式如下:1、當(dāng)用戶用水時，首先使用水箱4內(nèi)的熱水，此時冷水經(jīng)進(jìn)水管路進(jìn)入水箱4內(nèi)，導(dǎo)致水箱4的水溫度降低。當(dāng)檢測到水箱內(nèi)水溫低于設(shè)定的壓縮機(jī)啟動溫度時，壓縮機(jī)啟動，冷凝器對水箱4內(nèi)的水加熱。2、檢測壓縮機(jī)啟動后的出水溫度能否達(dá)到設(shè)定溫度，如果可以，則電加熱模塊不開啟；若不能達(dá)到設(shè)定溫度，則根據(jù)進(jìn)出水溫差及水流量判斷需要的電加熱功率，通過控制電加熱模塊的可控硅，輸出相應(yīng)的電加熱功率。3、當(dāng)壓縮機(jī)和電加熱模塊均為全功率輸出，出水溫度還未達(dá)到設(shè)定溫度時，根據(jù)檢測到的出水溫度判斷，控制水流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)水流量，保證出水溫度保持在設(shè)定溫度。[0028]4、在停止用水后，如果水箱內(nèi)部水的溫度沒有達(dá)到設(shè)定的溫度，則壓縮機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，直到設(shè)定溫度為止停機(jī)。其中第I步中，設(shè)定的壓縮機(jī)啟動溫度可以是控制模塊中已定義好的溫度，也可以是用戶自定義的溫度，可以與使用時的設(shè)定溫度(即第2步與第3步中的設(shè)定溫度)相等也可以不等。同樣地，第4步中停止用水后，水箱內(nèi)水的設(shè)定溫度也可以是控制模塊中已定義好的溫度，也可以是用戶自定義的溫度。通過對壓縮機(jī)、電加熱模塊和水流量調(diào)節(jié)閥的控制，保證出水溫度的恒定，從而保證用戶的舒適性，提高熱泵機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。相比于現(xiàn)有技術(shù)，采用本實(shí)用新型技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)在于:1、采用水箱內(nèi)置設(shè)計(jì)，節(jié)省安裝空間，安裝方便和使用安全；2、由于內(nèi)置水箱容量小，一般只有15L左右，焊接及加工工藝很容易保證，并且對于整體水箱的檢漏工作量也相對很少，因此基本上可以杜絕水箱發(fā)生漏水的現(xiàn)象；3、水箱與制冷劑循環(huán)回路置于一個殼體中，減少了使用連接管的環(huán)節(jié)，極大的降低了冷媒泄漏的機(jī)率；4、采用內(nèi)置小水箱設(shè)計(jì)，解決壓縮機(jī)在休停期間，可以保證持續(xù)用水需求；水箱本身容量很小，不會存在熱水使用率低的問題，另外可以降低用戶閥類的使用成本；5、本方案所設(shè)計(jì)的機(jī)組，可以做到即開即用，省掉等待用水的時間，保證恒溫出水，提高用水的舒適性，并且可以保證用水的持續(xù)性；機(jī)組在此用水情況下，能效更高，更節(jié)能，有利于熱泵機(jī)組安全穩(wěn)定的運(yùn)行，從而保障機(jī)組的使用壽命；6、熱泵部分和電加熱部分互相獨(dú)立，其中一個出現(xiàn)故障時，只要不是公共信號故障，均可以單獨(dú)運(yùn)行，從而滿足機(jī)組在出現(xiàn)部分故障的情況下的用水需求。[0031 ] 上述給出了正常使用的工作情況，而當(dāng)進(jìn)水溫度較高時，壓縮機(jī)運(yùn)行過程中，可能會出現(xiàn)出水超溫現(xiàn)象，解決該問題有兩種控制方式:I)檢測到出水溫度高于設(shè)定溫度時，控制電磁閥14開啟卸壓支路，使壓縮機(jī)I排氣經(jīng)卸壓冷凝器19和卸壓毛細(xì)管17后進(jìn)入蒸發(fā)器18 ;持續(xù)檢測出水溫度，當(dāng)出水溫度低于設(shè)定溫度時，控制電加熱模塊7輸出所需要的電加熱功率以保持出水溫度的恒定。這樣通過設(shè)計(jì)使用卸壓冷凝器卸載一部分的熱泵能力，不足部分由電加熱部分補(bǔ)償，從而確保出水溫度的恒定，在避免出水溫度過高的同時，可以降低機(jī)組的運(yùn)行負(fù)荷，從而大大降低了機(jī)組能耗，符合國家節(jié)能減排的要求。2)檢測到出水溫度高于設(shè)定溫度時，控制電動混水閥開啟旁通管路，使進(jìn)水管路中的冷水經(jīng)旁通管路直接進(jìn)入出水管路中與熱水混合，從而降低出水管路中的溫度。通過調(diào)節(jié)電動混水閥的開度，調(diào)節(jié)熱泵出水和冷水的進(jìn)出比例，從而也可以達(dá)到限溫的目的。另外在判斷增大水量還能保證出水溫度恒定的情況下，也可以通過電動混水閥進(jìn)行旁通混水，這樣可使總出水流量更大，用水將更舒適。進(jìn)一步地，由于水箱容量很小，考慮到環(huán)境溫度較低情況下，水溫下降較快，為避免在不用水情況下壓縮機(jī)啟動，本實(shí)用新型還采用一錫箔加熱帶3將水箱4外表面裹住，錫箔加熱帶3由控制模塊控制，根據(jù)環(huán)境溫度和水箱溫度判斷是否需要開啟，該錫箔加熱帶3只需100 200W功率，能耗很低，對整機(jī)的節(jié)能效果不會產(chǎn)生影響，增加了水箱的保溫效果，不會出現(xiàn)因保溫效果不佳引起能源浪費(fèi)的問題。另外錫箔加熱帶本身帶有溫控器，能夠保障其使用安全。參閱圖3，本實(shí)用新型的第二實(shí)施例與上一實(shí)施例結(jié)構(gòu)相似，區(qū)別僅在于未設(shè)置電動混水閥，除了相應(yīng)少了對電動混水閥的控制外，其他工作過程及原理均與第一實(shí)施例相同，此處不再贅述。以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種即開即用式空氣能熱泵熱水器，其特征在于，包括殼體、設(shè)置于殼體內(nèi)的制冷劑循環(huán)回路和水箱，所述制冷劑循環(huán)回路包括依次通過管路連接形成回路的壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流設(shè)備和蒸發(fā)器，所述冷凝器置于所述水箱內(nèi)； 所述熱水器還包括與所述水箱連接的水路管路件，所述水路管路件包括進(jìn)水管路和出水管路，所述出水管路上還設(shè)有電加熱模塊和水流量調(diào)節(jié)閥； 所述壓縮機(jī)、電加熱模塊及水流量調(diào)節(jié)閥連接至控制模塊，所述控制模塊根據(jù)水溫綜合判定，控制所述壓縮機(jī)、電加熱模塊及水流量調(diào)節(jié)閥的工作狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的即開即用式空氣能熱泵熱水器，其特征在于:所述水箱外表面包裹有錫箔加熱帶，所述錫箔紙加熱帶受控于所述控制模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的即開即用式空氣能熱泵熱水器，其特征在于:所述制冷劑循環(huán)回路還設(shè)置有卸壓支路，所述卸壓支路包括電磁閥、卸壓冷凝器和卸壓節(jié)流裝置，所述壓縮機(jī)的排氣口依次經(jīng)所述電磁閥、卸壓冷凝器和卸壓節(jié)流裝置連接所述蒸發(fā)器的進(jìn)口，所述電磁閥受控于所述控制模塊，用于截止或?qū)ㄋ鲂秹褐贰?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的即開即用式空氣能熱泵熱水器，其特征在于:所述出水管路上還設(shè)有電動混水閥，所述進(jìn)水管路上設(shè)有一旁通管路連接至所述電動混水閥，所述電動混水閥受控于所述控制模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的即開即用式空氣能熱泵熱水器，其特征在于:所述制冷劑循環(huán)回路還設(shè)置有除霜支路，所述除霜支路包括電磁閥和除霜毛細(xì)管，所述壓縮機(jī)的排氣口依次經(jīng)所述電磁閥和除霜毛細(xì)管連接所述蒸發(fā)器的進(jìn)口，所述電磁閥受控于所述控制模塊，在蒸發(fā)器需要除霜時，由控制模塊控制電磁閥導(dǎo)通所述除霜支路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的即開即用式空氣能熱泵熱水器，其特征在于:所述冷凝器采用鈦管制作而成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種即開即用式空氣能熱泵熱水器，包括殼體、設(shè)置于殼體內(nèi)的制冷劑循環(huán)回路和水箱，所述制冷劑循環(huán)回路包括依次通過管路連接形成回路的壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流設(shè)備和蒸發(fā)器，所述冷凝器置于所述水箱內(nèi)；所述熱水器還包括與所述水箱連接的水路管路件，所述水路管路件包括進(jìn)水管路和出水管路，所述出水管路上還設(shè)有電加熱模塊和水流量調(diào)節(jié)閥；所述壓縮機(jī)、電加熱模塊及水流量調(diào)節(jié)閥連接至控制模塊，所述控制模塊根據(jù)水溫綜合判定，控制所述壓縮機(jī)、電加熱模塊及水流量調(diào)節(jié)閥的工作狀態(tài)。本實(shí)用新型的熱水器內(nèi)置小容量水箱，節(jié)省安裝空間，減少連接管，降低泄漏幾率；熱水器即開即用，恒溫出水，使用方便。
文檔編號F24H9/18GK203052993SQ201220728148
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者陳建亮 申請人:福州斯狄渢電熱水器有限公司