具有高效节能水箱的空气能热水器的制作方法

本发明涉及热水器领域，更具体地说本发明涉及一种具有高效节能水箱的空气能热水器。

背景技术：

空气能热水器，又称热泵热水器，也称空气源热水器，是运用热泵工作原理从空气中吸收热量来制造热水的装置。空气能热水器通过让冷媒不断完成蒸发、压缩、冷凝、节流、以及再蒸发的热力循环过程，将环境中的热量转移到水中。空气能热水器的耗电量通常只有电热水器的四分之一，而且不需要像太阳能热水器那样依赖阳光采热，由于空气能热水器的工作是通过冷媒换热实现的，因此也不需要电加热元件与水接触，也就不会像电热水器那样存在漏电、干烧的安全隐患，也没有发生爆炸和中毒的危险，使用起来十分安全，同时也很环保，一般使用寿命可以达到15至20年。但是现有的空气能热水器只是将整个水箱中的冷水加热到所需温度，而对于用水量较少、整箱热水使用不完的情况，现有的空气能热水器没有比较好的手段来针对此情况，仍然对整箱水进行加热，造成热水和能源的浪费，增加用户的使用成本。

技术实现要素：

本发明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。

本发明还有一个目的是提供一种具有高效节能水箱的空气能热水器，其通过水箱内的多个挡板、第一支弯管、第二支弯管、第三支弯管以及多个通过支管连接的电磁阀来控制水箱的换热区域，可根据实际用热水量来调节水箱的加热区域，节约了热水和能源，降低用户的使用成本；同时通过冷凝弯管上弧形金属板以及支管上的多个L形隔板的设置，有效提高了热水器的换热效率。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种具有高效节能水箱的空气能热水器，包括通过冷媒管道循环连接的蒸发器、压缩机、冷凝器、过滤器和膨胀阀，压缩机、冷凝器、过滤器和膨胀阀均安装在一筒体内，所述冷凝器包括壳体、设置在壳体内部的水箱以及位于水箱内部的冷凝弯管，所述水箱下部设有冷水入口、水箱上部设有热水出口，所述水箱上部相对热水出口处设有冷媒入口，冷媒入口连通所述冷凝弯管；所述水箱自上而下依次设置有多个挡板，所述挡板的固定端内接于水箱内壁并向相对的内壁延伸且不接触，形成供水流动的缺口，相邻挡板的固定端交错固设在水箱箱体相对的内壁上，相邻的挡板的自由端向相反方向延伸，形成供水流动的曲形路径；所述冷凝弯管的纵向截面为自上而下穿过多个挡板的蛇形结构，位于最上方挡板上方的部分冷凝弯管为第一支弯管，相邻两块挡板之间的部分冷凝弯管为第二支弯管，位于最下方挡板下方的部分冷凝弯管为第三支弯管，所述第一支弯管、所述第二支弯管、所述第三支弯管的水平部分的横向截面均为蛇形结构，所述第二支弯管、所述第三支弯管位于冷媒入口同一侧的水平部分沿冷媒流动方向均连通一水平支管，各支管从水箱中伸出形成多个冷媒出口并连通冷媒管道，每个支管位于所述水箱外的部分均连接一电磁阀，所述支管位于电磁阀上游处设有使冷媒回流的多个L形隔板，所述L形隔板的竖直部分自上而下内接于支管内壁，所述L形隔板的水平部分内接于支管内壁沿冷媒流动的反方向延伸、且与支管底部不接触，多个L形隔板沿冷媒流动方向等间距设置且竖直部分的长度依次递增，形成阻碍冷媒流动的阶梯状空间；所述冷凝弯管的管壁上设置有多个弧形金属板，所述金属板包括分别在冷凝弯管上、下方间隔设置的第一金属板、第二金属板，所述第一金属板包括设置在所述冷凝弯管内部的第一吸热板和外部的第一放热板，所述第二金属板包括设置在所述冷凝弯管内部的第二吸热板和外部的第二放热板，所述第二吸热板与所述冷凝弯管连接处设有一供冷媒流动的通孔。

优选的是，所述金属板以焊接形式固定在所述冷凝弯管上。

优选的是，所述水箱为空心圆柱体结构，所述缺口为弧形，所述挡板靠近所述缺口处设有一铰接的翻转片，所述翻转片位于所述挡板上方且部分重叠并能将所述缺口完全覆盖，以限制所述翻转片从水平的起点开始转动，所述挡板上靠近所述翻转片的转轴处设有一倾斜的固定片，以限制所述翻转片转动终点的翻转角度不大于90°。

优选的是，所述水箱、所述挡板以及所述翻转片的表面均涂有环保型的保温隔热涂料。

优选的是，所述电磁阀为7个，所述挡板为13块、且将水箱分成容量相同的14个小区域。

优选的是，所述电磁阀连接一控制器，所述控制器连接一设置在所述筒体上的控制面板，所述水箱的容量为350L，每个小区域的容积为25L，所述控制面板上设有与所述电磁阀一一对应的能开启、关闭电磁阀的7个按钮，7个按钮分别能控制50L、100L、150L、200L、250L、300L、350L容量的水与冷媒进行热交换；其中，所述控制器设置为：控制面板上的7个按钮同一时刻只能启动一个，相应的电磁阀通电通路、其余的电磁阀失电断路。

本发明至少包括以下有益效果：

第一、本发明空气能热水器的水箱内自上而下设有多个挡板，挡板的固定端内接于水箱内壁并向相对的内壁延伸且不接触，形成供水流动的缺口，相邻挡板的固定端交错固设在水箱箱体相对的内壁上，相邻的挡板的自由端向相反方向延伸，形成供水流动的曲形路径，从而使板将水箱分成多个不同的换热区域；冷凝弯管自上而下依次穿过不同的换热区域，使冷媒与不同区域内的水进行热交换，第一支弯管、第二支弯管、第三支弯管的水平部分的横向截面均为蛇形结构，能有效增大冷凝管与水箱中水的接触面积，促进热交换；第二支弯管、第三支弯管位于冷媒入口同一侧的水平部分沿冷媒流动方向均连通一水平支管，通过设置在水平支管上的电磁阀对支管的冷媒流动进行控制，可根据实际用热水量来调节水箱的加热区域，节约了热水和能源，降低用户的使用成本；

第二、冷凝弯管的管壁上设置有多个弧形金属板，金属板包括分别在冷凝弯管上、下方间隔设置的第一金属板、第二金属板，第一金属板包括设置在冷凝弯管内部的第一吸热板和外部的第一放热板，第二金属板包括设置在所述冷凝弯管内部的第二吸热板和外部的第二放热板，第二吸热板与冷凝弯管连接处设有一供冷媒流动的通孔；金属板的传热消耗高，通过分布在来冷凝弯管内部的第一、第二吸热板和外部的第一、第二放热板来增加冷媒与水箱内水的热交换效率；冷凝弯管内部的第一、第二吸热板会在冷媒流动时起到一定的阻挡作用，使冷媒出现分离漩涡，破坏了流动边界，增加了流体的径向混合，增加了流体的湍动性，从而提高了传热效率；同时第二吸热板上的通孔可供冷媒在冷凝后流出，防止液化的冷媒在管道内滞留，进一步提高了换热效率；

第三，支管位于电磁阀上游处设有使冷媒回流的多个L形隔板，L形隔板的竖直部分自上而下内接于支管内壁，所L形隔板的水平部分内接于支管内壁沿冷媒流动的反方向延伸、且与支管底部不接触，多个L形隔板沿冷媒流动方向等间距设置且竖直部分的长度依次递增，形成阻碍冷媒流动的阶梯状空间；冷媒在支管中流动时气态的部分位于支管上部，液化的部分位于支管底部，通过L形隔板将气态的高温冷媒阻挡使其回流继续发生热交换，液化的低温冷媒从L形隔板下方的空间流走，从而提高冷媒在冷凝管中的热交换效率；

第四，挡板靠近所述缺口处设有一铰接的翻转片，翻转片位于挡板上方且部分重叠并能将所述缺口完全覆盖，以限制翻转片从水平的起点开始转动，挡板上靠近所述翻转片的转轴处设有一倾斜的固定片，以限制所述翻转片转动终点的翻转角度不大于90°；用户在用水期间水流在自下而上流动时能冲开翻转片，实现热水的流出，而且由于水经常沿挡板形成的路径流动会有效减少使水垢的产生，有效克服了常规水箱设计易生水垢的缺点；不用水期间水流静止翻转片会受重力影响落回原本的水平状态，水箱加热期间水流静止，翻转片也处于水平，从而将各换热区域分离开，保证热量不流失；

第五、所述水箱、所述挡板以及所述翻转片的表面均涂有环保型的保温隔热涂料，在水箱和水箱内各部件的表面均涂上环保型保温隔热涂料，进一步防止水箱中热量的流失，实现高效锁热，同时环保型涂料对人体无害也能放心使用；

第六、7个电磁阀、13块挡板将水箱分成容量相同的14个小区域，电磁阀连接控制器，控制器连接的控制面板，水箱容量为350L，每个小区域的容积为25L，控制面板上设有与所述电磁阀一一对应的能开启、关闭电磁阀的7个按钮，7个按钮分别能控制50L、100L、150L、200L、250L、300L、350L容量的水与冷媒进行热交换；控制器设置为：控制面板上的7个按钮同一时刻只能启动一个，相应的电磁阀通电通路、其余的电磁阀失电断路；用户根据当天的热水需求量来调节控制面板上的按钮，进行不同热水量的加热，水箱最大容量为350L能满足用户的大用水量的要求，最小加热量为50L也能满足客户的基本用水要求，从而有效节约了热水和能源，降低用户的使用成本。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明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为本发明具有高效节能水箱的空气能热水器的结构示意图；

图2为冷凝器内部的结构示意图；

图3为L形隔板的结构示意图；

图4为冷凝弯管内部的结构示意图；

图5为第二金属板的结构示意图；

图6为与支管连通的第二支弯管的结构示意图；

图7为翻转片的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明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。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1～7所示，一种具有高效节能水箱的空气能热水器，包括通过冷媒管道循环连接的蒸发器1、压缩机2、冷凝器3、过滤器4和膨胀阀5，压缩机2、冷凝器3、过滤器4和膨胀阀5均安装在一筒体6内，所述冷凝器3包括壳体31、设置在壳体31内部的水箱32以及位于水箱32内部的冷凝弯管33，所述水箱32下部设有冷水入口、水箱32上部设有热水出口，所述水箱32上部相对热水出口处设有冷媒入口，冷媒入口连通所述冷凝弯管33；所述水箱32自上而下依次设置有多个挡板321，所述挡板321的固定端内接于水箱32内壁并向相对的内壁延伸且不接触，形成供水流动的缺口，相邻挡板321的固定端交错固设在水箱32箱体相对的内壁上，相邻的挡板321的自由端向相反方向延伸，形成供水流动的曲形路径；所述冷凝弯管33的纵向截面为自上而下穿过多个挡板321的蛇形结构，位于最上方挡板321上方的部分冷凝弯管33为第一支弯管331，相邻两块挡板321之间的部分冷凝弯管33为第二支弯管332，位于最下方挡板321下方的部分冷凝弯管33为第三支弯管333，所述第一支弯管331、所述第二支弯管332、所述第三支弯管333的水平部分的横向截面均为蛇形结构，所述第二支弯管332、所述第三支弯管333位于冷媒入口同一侧的水平部分沿冷媒流动方向均连通一水平支管7，各支管7从水箱32中伸出形成多个冷媒出口并连通冷媒管道，每个支管7位于所述水箱32外的部分均连接一电磁阀8，所述支管7位于电磁阀8上游处设有使冷媒回流的多个L形隔板71，所述L形隔板71的竖直部分自上而下内接于支管7内壁，所述L形隔板71的水平部分内接于支管7内壁沿冷媒流动的反方向延伸、且与支管7底部不接触，多个L形隔板71沿冷媒流动方向等间距设置且竖直部分的长度依次递增，形成阻碍冷媒流动的阶梯状空间；所述冷凝弯管33的管壁上设置有多个弧形金属板9，所述金属板9包括分别在冷凝弯管33上、下方间隔设置的第一金属板91、第二金属板92，所述第一金属板91包括设置在所述冷凝弯管33内部的第一吸热板911和外部的第一放热板912，所述第二金属板9包括设置在所述冷凝弯管33内部的第二吸热板921和外部的第二放热板922，所述第二吸热板921与所述冷凝弯管33连接处设有一供冷媒流动的通孔923。

该热水器的使用方法如下：将热水器连通电源，然后根据不同的热水需求量选择不同支管7的电磁阀8打开，然后启动热水器进行工作，启动后冷媒在所述蒸发器1中被加热升温并汽化，然后经所述压缩机2进入所述冷凝器3，高温冷媒在所述第一支弯管331、所述第二支弯管332、所述第三支弯管333组成的冷凝弯管33中自上而下流动并液化，然后放出大量的热经冷凝弯管33和弧形金属板9传递到水箱32的水中将水加热，降温后的冷媒通过打开的电磁阀8的支管7，液化的部分从L形隔板71下方流出，部分未液化的冷媒被L形隔板71阻挡回流继续进行热交换，支管7中流出的冷媒再经所述过滤器4和所述膨胀阀5，最终进入所述蒸发器1，继续进行循环加热；选择不同支管7的电磁阀8打开，可调节需加热水的量。

在另一种技术方案中，如图4所示，所述金属板9以焊接形式固定在所述冷凝弯管33上，有利于热量的传递。

在另一种技术方案中，如图7所示，所述水箱32为空心圆柱体结构，所述缺口为弧形，所述挡板321靠近所述缺口处设有一铰接的翻转片322，所述翻转片322位于所述挡板321上方且部分重叠并能将所述缺口完全覆盖，以限制所述翻转片322从水平的起点开始转动，所述挡板321上靠近所述翻转片322的转轴处设有一倾斜的固定片323，以限制所述翻转片322转动终点的翻转角度不大于90°；用户在用水期间水流在自下而上流动时能冲开翻转片322，实现热水的流出，而且由于水经常沿挡板321形成的路径流动会有效减少使水垢的产生，有效克服了常规水箱32设计易生水垢的缺点；不用水期间水流静止翻转片322会受重力影响落回原本的水平状态，水箱32加热期间水流静止，翻转片322也处于水平，从而将各换热区域分离开，保证热量不流失。

在另一种技术方案中，如图2～7所示，所述水箱32、所述挡板321以及所述翻转片322的表面均涂有环保型的保温隔热涂料，进一步防止水箱32中热量的流失，实现高效锁热，同时环保型涂料对人体无害也能放心使用。

在另一种技术方案中，如图2所示，所述电磁阀8为7个，所述挡板321为13块、且将水箱32分成容量相同的14个小区域，用户根据当天的热水需求量来调节电磁阀8的开合，进行不同热水量的加热。

在另一种技术方案中，如图3所示，所述电磁阀8连接一控制器，所述控制器连接一设置在所述筒体6上的控制面板，所述水箱32的容量为350L，每个小区域的容积为25L，所述控制面板上设有与所述电磁阀8一一对应的能开启、关闭电磁阀8的7个按钮，7个按钮分别能控制50L、100L、150L、200L、250L、300L、350L容量的水与冷媒进行热交换；其中，所述控制器设置为：控制面板上的7个按钮同一时刻只能启动一个，相应的电磁阀8通电通路、其余的电磁阀8失电断路；水箱32最大容量为350L能满足用户的大用水量的要求，最小加热量为50L也能满足客户的基本用水要求，从而有效节约了热水和能源，降低用户的使用成本。

如上所述，根据本发明，由于水箱32内的多个挡板321、冷凝弯管33以及其通过水箱32内的多个挡板321、第一支弯管331、第二支弯管332、第三支弯管333以及多个通过支管7连接的电磁阀8来控制水箱的换热区域，可根据实际用热水量来调节水箱32的加热区域，节约了热水和能源，降低用户的使用成本；同时通过冷凝弯管33上弧形金属板9以及支管上的多个L形隔板71的设置，有效提高了热水器的换热效率。

尽管本发明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发明的领域，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，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。