專利名稱：家用新型非承壓式空氣能熱泵熱水器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種熱水器，尤其是一種家用新型非承壓式空氣能熱泵熱水器。
背景技術：
空氣能熱泵熱水器目前以越來越受廣大家庭的青睞，其良好的節(jié)能性也正符合國家節(jié)能環(huán)保的發(fā)展策略，因此，如何讓空氣能熱泵熱水器在進入千家萬戶時，確實為廣大用戶帶來方便和價值是空氣能熱水器的關鍵所在。而目前傳統(tǒng)的家用空氣能熱泵熱水器，都是采用承壓式水箱，也就是直接采用自來水的壓力作為水流動力，這種結構對于空氣能熱泵熱水器的工藝結構來說，是相對簡單， 但對于用戶在使用過程中，將會遇到很多不理想的情況。傳統(tǒng)家用承壓式空氣能熱泵熱水器的典型工作過程1).自來水注滿水箱，因水箱是密封承壓水箱，因此，用戶開啟水龍頭時，其壓力等于自來水進水口壓力；2).自來水注滿水箱，熱泵主機MCU通過溫度檢測，檢測到水體溫度低于用戶設定溫度時，就啟動壓縮機；3).壓縮機運轉，將冷媒從氣態(tài)狀壓縮成液態(tài)，并壓至浸泡在水箱里的銅管內(nèi)；4).因氣態(tài)冷媒壓縮成液態(tài)時，釋放大量的熱，這些熱能通過浸泡在水里的銅管向水箱里的水傳遞，從而逐漸將水加熱；5).通過不斷循環(huán)，水被加熱到設定溫度，此時壓縮機停止運轉；6).當用戶開啟水龍頭，熱水從熱水口流出，因水箱為密閉水箱，此時溫度較低的自來水也自動開始流入水箱，也就是熱水從水箱中流出多少，則冷水也流入多少至水箱；7).當溫度較低的自來水不斷注入后，將與水箱里面的熱水相混，使熱水溫度快速降低。此時，即使用戶停止用水，水箱里的水也因注入了溫度較低的自來水而有較大幅度的降溫；8).當熱水溫度降低到設定的溫度四度左右時，主機又開始運轉壓縮機，對溫度已經(jīng)下降但又遠高于自來水溫度的水箱內(nèi)的水進行加熱，也就是壓縮機在水溫較高的情況下對水箱的水進行再次加熱。經(jīng)過分析傳統(tǒng)家用承壓式空氣能熱泵熱水器的工作過程，不難分析出該系統(tǒng)存在諸多缺點1).水箱造價高承壓密封水箱因要考慮達到9公斤的壓力，故其工藝、材料要求尚；2).熱水水壓受自來水影響大因該系統(tǒng)熱水是靠自來水壓力壓出，所以在使用時，自來水的壓力將等于熱水的出水壓力，所以在用水高峰期，容易無熱水輸出或熱水輸出壓力太小，使用效果大打折扣；3).混水現(xiàn)象嚴重因一邊使用熱水，一邊注入低溫自來水，因此，必然產(chǎn)生高溫的熱水被溫度較低的自來水所混淆，造成熱水無法滿足使用需求；特別是冬天自來水溫度很低的情況下，少量的冷水注入將影響大量的熱水，水箱的有效容積甚至不到標稱容積的三分之一；4).能效比低，壓縮機壽命短用于承壓式的熱泵工作時水溫是37攝氏度以上， 恰恰是熱泵的低能效區(qū)；由于承壓式的混水形象，用戶只好將水溫設的盡可能高(60攝氏度以上)，這就進一步降低了熱泵的能效比，大大縮短了壓縮機的壽命。發(fā)明內(nèi)容針對上述現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供了一種家用新型非承壓式空氣能熱泵熱水器。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案是家用新型非承壓式空氣能熱泵熱水器，非承壓水箱通過進水管和出水管與主機連接。主機內(nèi)設有壓縮機、冷凝器、風扇、熱交換器和循環(huán)水泵。壓縮機一端連接冷凝器，另一端連接熱交換器，風扇設在冷凝器旁。冷凝器通過銅管與熱交換器連接。主機上設有自來水入口和熱水出口。自來水入口依次連接主機內(nèi)的常開電磁閥、第一單向閥、常閉電磁閥和熱交換器。熱水出口依次連接主機內(nèi)的水流檢測器、第二單向閥和循環(huán)水泵。循環(huán)水泵的另一端通過出水管與非承壓式水箱連接。熱交換器通過進水管與非承壓式水箱連接。非承壓式水箱的底部設有與主機連接的壓力傳感器和溫度傳感器，上端設有泄氣口。本實用新型的優(yōu)點1、水箱成本低因采用非承壓式結構，因此對水箱的材料及加工工藝的要求都大大降低，根據(jù)容量不同，其成本大概是承壓式水箱的20% -50% ；2、無混水現(xiàn)象因用戶使用熱水的壓力不依靠自來水壓力，因此系統(tǒng)可以在用戶用熱水的過程中，不注入溫度較低的自來水，所以可以實現(xiàn)100%恒溫供水，達到了最大
的熱水使用量，達到100%的熱水利用率(承壓式的在冬天熱水利用率甚至不到三分之一)；3、能效比高、真正節(jié)能加熱時是從低溫的自來水開始的，避免了傳統(tǒng)家用承壓式熱泵熱水器大部分時間是工作在高溫循環(huán)加熱的情況，使系統(tǒng)在能效比最高、最理想的狀態(tài)下工作，實現(xiàn)能源的最大利用，能效比一般情況下可以比傳統(tǒng)的承壓式系統(tǒng)高50% ；4、壓縮機壽命長因壓縮機不象傳統(tǒng)的承壓式系統(tǒng)那樣，大部分時間工作在高溫、 高壓的情況下，所以壓縮機的壽命也將大大延長，甚至可以提高兩倍以上；5、熱水不受自來水壓力影響避免了傳統(tǒng)承壓式系統(tǒng)熱水壓力依靠自來水壓力的情況，因此即使是住在高樓的用戶，也不必擔心熱水壓力小，使用效果差的情況；6、制熱水量可隨意控制由于采用了無級壓力傳感器，可以實現(xiàn)要多少熱水就加熱多少，既快又省電，避免了傳統(tǒng)承壓式系統(tǒng)即使只需要一點熱水，也必須把整箱水加熱到設定溫度，且多余的過一段時間又涼了的情況，減少了浪費。7、內(nèi)置增壓功能采用循環(huán)水泵加壓的設計，解決了用水高峰期水壓不足或無水出的難題，可以兼蓄水箱的功能。8、水箱可以任意形狀，以最大限度利用空間由于水箱不承壓，因此可以做成任意形狀，甚至可以根據(jù)客戶的存放空間定制任意造型的水箱以實現(xiàn)空間的高利用率(而傳統(tǒng)的承壓式水箱內(nèi)膽必須是圓柱形)。9、水箱可以并聯(lián)擴容因水箱不承壓，所以可以多個水箱并聯(lián)使用，也可以實現(xiàn)主機和水箱可以任意組合，在一些場合，主機還可以與普通太陽能非常方便連接，代替太陽能的電熱管，大大節(jié)約能源。

圖1是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示家用新型非承壓式空氣能熱泵熱水器，非承壓水箱1通過進水管G和出水管F與主機2連接。主機2內(nèi)設有壓縮機A、冷凝器B、風扇C、熱交換器D和循環(huán)水泵 L。壓縮機A—端連接冷凝器B，另一端連接熱交換器D，風扇C設在冷凝器B旁。冷凝器B 通過銅管E與熱交換器D連接。主機2上設有自來水入口 3和熱水出口 4。自來水入口 3 依次連接主機2內(nèi)的常開電磁閥J、第一單向閥I、常閉電磁閥H和熱交換器D。熱水出口 4 依次連接主機2內(nèi)的水流檢測器S、第二單向閥K和循環(huán)水泵L。循環(huán)水泵L的另一端通過出水管F與非承壓式水箱1連接。熱交換器D通過進水管G與非承壓式水箱1連接。非承壓式水箱1的底部設有與主機2連接的壓力傳感器R和溫度傳感器Q，上端設有泄氣口 P。 非承壓式水箱1內(nèi)由上至下依次設有高水位線0、補水線N和低水位線M。其工作原理為采用非承壓水箱2，其底部安裝一個壓力傳感器R和溫度傳感器Q，其中壓力傳感器R是用來檢測水箱水位高度的，溫度傳感器Q用來檢測水箱內(nèi)水溫的。1、系統(tǒng)通過溫度感應器Q可以測得水箱水溫，若水溫低于用戶預先設定的溫度， 則開始對水箱的水進行循環(huán)加熱①系統(tǒng)開啟常閉電磁閥H，啟動壓縮機A，然后啟動循環(huán)水泵L ；②將水箱里的溫水通過出水管F抽出，并經(jīng)過熱交換器D，使溫水再次加熱并通過進水管G流回水箱；③如此往復，逐漸將水箱的水加熱到用戶預先設定的溫度；④當水溫達到設定溫度時，關閉壓縮機A、常閉電磁閥H和循環(huán)水泵L。2、若用戶希望使用熱水時，由于自來水的壓力，水流檢測器S檢測到有水流動，此時進入用戶用水流程①系統(tǒng)關閉常開電磁閥J，阻止自來水進入；②啟動循環(huán)水泵L，將水箱里的熱水抽出以供用戶使用；③當用戶停止使用熱水時，水流檢測器S檢測到無水流動，系統(tǒng)關閉循環(huán)水泵L并釋放常開電磁閥J。3、當系統(tǒng)檢測到水箱水位低于用戶設定的補水高度N時，則開始進入補水程序①開啟常閉電磁閥H，使自來水從自來水入口 3進入，啟動壓縮機A，溫度較低的自來水經(jīng)過熱交換器D進行首次加熱，并通過進水管G流入非承壓式水箱2內(nèi)；②當水箱水位達到用戶預先設定的高水位線0時，常閉電磁閥H關閉，自來水停止進入；③系統(tǒng)繼續(xù)按照加熱程序，對水箱的水加熱到用戶預先設定的溫度。4、當系統(tǒng)檢測到水箱水位低于低水位線M時，則停止加熱以保護壓縮機和循環(huán)水泵等設備，同時進入補水程序。
權利要求1.家用新型非承壓式空氣能熱泵熱水器，其特征在于非承壓水箱通過進水管和出水管與主機連接；主機內(nèi)設有壓縮機、冷凝器、風扇、熱交換器和循環(huán)水泵；壓縮機一端連接冷凝器，另一端連接熱交換器；風扇設在冷凝器旁，冷凝器通過銅管與熱交換器連接，主機上設有自來水入口和熱水出口，自來水入口依次連接主機內(nèi)的常開電磁閥、第一單向閥、常閉電磁閥和熱交換器，熱水出口依次連接主機內(nèi)的水流檢測器、第二單向閥和循環(huán)水泵，循環(huán)水泵的另一端通過出水管與非承壓式水箱連接，熱交換器通過進水管與非承壓式水箱連接，非承壓式水箱的底部設有與主機連接的壓力傳感器和溫度傳感器，上端設有泄氣口。專利摘要家用新型非承壓式空氣能熱泵熱水器，非承壓水箱通過進水管和出水管與主機連接。主機內(nèi)設有壓縮機、冷凝器、熱交換器和循環(huán)水泵等。壓縮機一端連接冷凝器，另一端連接熱交換器，風扇設在冷凝器旁。冷凝器通過銅管與熱交換器連接。自來水入口依次連接主機內(nèi)的常開電磁閥、第一單向閥、常閉電磁閥和熱交換器。熱水出口依次連接主機內(nèi)的水流檢測器、第二單向閥和循環(huán)水泵。循環(huán)水泵的另一端通過出水管與非承壓式水箱連接。熱交換器通過進水管與非承壓式水箱連接。非承壓式水箱的底部設有與主機連接的壓力傳感器和溫度傳感器，上端設有泄氣口。本實用新型造價低，無混水現(xiàn)象，能效比高、真正節(jié)能，壓縮機壽命長，熱水不受自來水壓力影響。
文檔編號F24H9/20GK202216395SQ20112026230
公開日2012年5月9日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權日2011年7月22日
發(fā)明者陳慶中 申請人:佛山市威而信科技有限公司