一种可控保温及散热功能的常压水箱的制作方法

本实用新型涉及节能环保技术结构领域，具体地指一种可控保温及散热功能的常压水箱。

背景技术：

空调和空气能热水器均是利用电机驱动，压缩机进行卡诺循环，实现空调制冷或从空气中吸热实现制热水的目的。压缩机在运转中将制冷剂压缩成高温高压液体，高温高压制冷剂经过节流，在蒸发器内汽化吸热制冷，汽化的制冷剂在循环中反复经过制冷压缩机压缩又形成高温高压液体在冷凝器中放出热量达到制热水的目的。热泵空气能系统，它具有热泵空气能系统大量吸收空气中的热能，通过水冷式制冷压缩机做功，冷凝剂转换成高温高压状态，转换过程中，释放出大量的热量，经水冷式制冷压缩机中的冷却水传递至水箱，达到制热水的目的。

如专利号为“cn109579361a”的名为“具有冷凝器功能的可控散热储水箱和热泵空气能系统及控制方法”的中国发明专利介绍的一种热泵空气能系统，该系统就能够通过吸收空气热量进行水箱水加热，整个系统能够实现空气调节的目的，其中该系统的制暖热源是该系统的储水。储水箱包括内水箱和外保温箱，内水箱底部设有水冷式制冷压缩机出水进口和循环水出口，循环水出口和循环水泵连接，内水箱支撑固定于外保温箱内，外保温箱包括侧围和装有带保温层的活动盖，活动盖开启关闭分别通过可控驱动机构驱动。通过将室内空气鼓入内水箱使空气与内水箱发生热交换对空气进行加热达到制暖的目的，整个制暖的结构和原理极为简单。但因为该系统中采用的储水箱为常规的筒状结构，为了具有一定水容积和承压的要求，水箱体积制作得比较大，对于使用环境空间有限的用户，往往不好布置，且这种筒状结构本身热交换的面积很小，热交换的效率不高。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种可控保温及散热功能的常压水箱。

本实用新型的技术方案为：一种可控保温及散热功能的常压水箱，包括外保温箱；所述外保温箱包括保温侧围和装有带保温层的活动盖；所述活动盖开启关闭分别通过可控驱动机构驱动，其特征在于：还包括支撑固定于外保温箱内的内水箱；所述内水箱包括多个单元水箱；所述单元水箱为扁平的中空箱体结构，多个单元水箱并列排布，每个单元水箱包括一循环水进口和一循环水出口；所述外保温箱内处于内水箱下方位置设置有对单元水箱进行散热的散热装置。

进一步的所述多个单元水箱沿箱体宽度方向依次平行间隔布置。

进一步的所述单元水箱的循环水进口与相邻上一单元箱体的循环水出口连通、循环水出口与相邻下一单元箱体的循环水进口连通。

进一步的两组单元水箱之间的管道上设置有加压循环水泵。

进一步的所述单元水箱的循环水进口接近其顶部、循环水出口接近其底部。

进一步的所述散热装置包括多个固定在外保温箱内底部的冷却散热电扇，多个冷却散热电扇处于单元水箱的正下方并沿单元水箱的长度方向间隔布置。

进一步的还包括处于外保温箱内的冷凝器盘管圆筒换热器；所述冷凝器盘管圆筒换热器处于单元水箱沿长度方向的一侧，冷凝器盘管圆筒换热器的循环水出口与处于水流方向最上游的第一组单元水箱的循环水进口连通。

一种热泵空气能系统，其特征在于：包括所述常压水箱，所述常压水箱的单元水箱上顶部设置水温水位传感器；还包括水冷式制冷压缩机、汽液分离器、蒸发器、过滤器、冷凝器盘管圆筒换热器和储液罐，所述水冷式制冷压缩机、汽液分离器、蒸发器、过滤器和储液罐依次连接；其中，所述水冷式制冷压缩机的自来水冷却出口与冷凝器盘管圆筒换热器的循环水进口连通，冷凝器盘管圆筒换热器的循环水出口与单元水箱的循环水进口连通；所述单元水箱的循环水出口与水冷式制冷压缩机的循环水进口连通，单元水箱与水冷式制冷压缩机之间的管道上设置有循环水泵；所述冷凝器盘管圆筒换热器与水冷式制冷压缩机之间的循环水管道上设有制冷压缩机出水电磁阀，所述水冷式制冷压缩机的冷凝剂出口与冷凝器盘管圆筒换热器的冷凝剂进口连通，所述冷凝器盘管圆筒换热器的冷凝剂出口与储液罐连通，所述水冷式制冷压缩机的冷凝剂进口与汽液分离器连通。

进一步的所述循环水泵连通至二位三通电磁阀的第一出口，所述二位三通电磁阀的第二出口与水冷式制冷压缩机的自来水冷却进口连通，所述二位三通电磁阀进口连通至自来水。

一种热泵空气能系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

1、单元水箱中水温水位传感器感知水位和水温到设定值后便启动继电嚣接通，单元水箱水位未到设定水位时，电路系统将二位三通电磁阀电路接通，自来水经二位三通电磁阀注入水冷式制冷压缩机，水冷式制冷压缩机使系统内工作的制冷剂形成高温高压液体，高温高压制冷剂便造成水冷式制冷压缩机的温度升高，当外壳充水的水冷式制冷压缩机温度升高到一定设定数值时，水冷式制冷压缩机上的温度传感器便使水冷式制冷压缩机外壳的制冷压缩机出水电磁阀打开，经加温的自来水进入到冷凝器盘管圆筒换热器内，水冷式制冷压缩机内的冷凝剂进入到冷凝器盘管圆筒换热器内对进入到冷凝器盘管圆筒换热器内的自来水进行加热，经过加热的自来水进入到单元水箱中，当单元水箱的自来水冲满后，单元水箱上部的水温水位传感器便使进水二位三通电磁阀继电器断开，进水关断，自来水便不在补充至内水箱中；

2、当内水箱充满水时，并且水温也达到水箱水温的设定值后，水温水位传感器便使控制继电器，接通循环水泵及外保温箱上第一保温门转动电机、第二保温门转动电机的电路，在第一保温门转动电机、第二保温门转动电机的推动下，打开活动盖的上盖和下盖，接通外保温箱底部的冷却散热电扇，空气从外保温箱底部进入，经过外保温箱的内水箱的散热片，带走需散去的热量，循环水泵也同时工作，将内水箱底部冷却的自来水进入到水冷式制冷压缩机内进行循环带走热量，从而保证整个系统能正常工作。

本实用新型的优点有：1、本实用新型将原有的承压式水箱结构改为常压式水箱结构，水箱结构变得更加适应布置，水箱侵占体积小，便于悬挂放置，且单元水箱的布置可根据实际空间情况进行综合调整，调节方式更加简单，扁平状单元水箱换热面积更大，利于室内取暖；

2、本实用新型的单元水箱沿箱体的宽度方向间隔布置，单元水箱重叠叠加放置，侵占空间小，便于冷却散热电扇的布置；

3、本实用新型的单元水箱采用串联方式依次连接，循环水为一条线路，便于控制；

4、本实用新型在单元水箱之间设置加压循环水泵，调节单元水箱之间的循环水流动；

5、本实用新型在单元水箱下方布置多组冷却散热电扇，对单元水箱进行热交换，实现热泵室内制冷或制暖，结构布置简单，换热效率高；

6、本实用新型将冷凝器盘管圆筒换热器置于单元水箱的侧部，侵占空间小，降低了热量损耗。

本实用新型的常压水箱结构简单，侵占体积小，便于悬挂放置，能够通过调节单元水箱的数量适应不同的空间要求，具有极大的推广价值。

附图说明

图1：本实用新型的常压水箱结构示意图；

图2：本实用新型的内水箱结构示意图；

图3：本实用新型的热泵空气能系统示意图；

图4：本实用新型的水冷式制冷压缩机结构示意图；

其中：1—外保温箱；1.1—保温侧围；1.2—第一保温门转动电机；1.3—第二保温门转动电机；1.4—上盖；1.5—下盖；

2—内水箱；2.1—单元水箱；2.2—加压循环水泵；

3—冷却散热电扇；4—冷凝器盘管圆筒换热器；5—水温水位传感器；6—水冷式制冷压缩机；7—汽液分离器；8—蒸发器；9—过滤器；10—储液罐；11—循环水泵；12—制冷压缩机出水电磁阀；13—二位三通电磁阀；14—温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1～4，本实施例的常压水箱为热泵空气能系统中的一组部件，其中热泵空气能系统结构与“cn109579361a”的名为“具有冷凝器功能的可控散热储水箱和热泵空气能系统及控制方法”的中国发明专利介绍的一种热泵空气能系统结构相同，水冷式制冷压缩机6的外壳为中空的水套结构，通过二位三通电磁阀13与自来水连通，自来水经过二位三通电磁阀13进入到水冷式制冷压缩机6的外壳中，水冷式制冷压缩机6的内部含有加热的冷凝剂，冷凝剂与自来水产生热交换，经过加热的自来水通过管道进入到冷凝器盘管圆筒换热器4内，冷凝器盘管圆筒换热器4与水冷式制冷压缩机6之间的管道上设置有制冷压缩机出水电磁阀12用于控制水流流动，水冷式制冷压缩机6的冷凝剂出口与冷凝器盘管圆筒换热器4的冷凝剂进口连通，冷凝器盘管圆筒换热器4的冷凝剂出口连接储液罐10，储液罐10连接过滤器9、过滤器9连接蒸发器8，蒸发器8连接汽液分离器7，汽液分离器7连接水冷式制冷压缩机6的冷凝剂进口，形成一个冷凝剂的循环管路。冷凝剂循环管路中，蒸发器8为吸热装置，水冷式制冷压缩机6和冷凝器盘管圆筒换热器4为放热装置。

自来水在冷凝器盘管圆筒换热器4中经过加热后，通过管道进入到常压水箱内，常压水箱的出口通过管道连接二位三通电磁阀13的一个进口，常压水箱与二位三通电磁阀13之间的管道上设置有循环水泵11，通过循环水泵11提供水流的动力，实现水流在循环水管路中的流动。在水循环管路中，循环水在水冷式制冷压缩机6和冷凝器盘管圆筒换热器4处吸热，在常压水箱处放热。本实施例就是通过常压水箱的放热实现制暖功能。

如图1所示，本实施例的常压水箱包括外保温箱1，外保温箱1包括保温侧围1.1和装有带保温层的活动盖，活动盖开启关闭分别通过可控驱动机构驱动，活动盖包括位于外保温箱1上端的上盖1.4和位于外保温箱1下端的下盖1.5，上盖1.4和下盖1.5都是通过一根转轴连接于外保温箱1，上盖1.4通过外保温箱1上的第一保温门转动电机1.2驱动实现开启或是闭合，下盖1.5通过外保温箱1上的第二保温门转动电机1.3驱动实现开启或是闭合。

外保温箱1内设置有内水箱2，如图1～3所示，内水箱2支撑固定在外保温箱1内，内水箱2包括多个单元水箱2.1，单元水箱2.1为扁平的中空箱体结构，多个单元水箱2.1并列排布，实际布置时，可以沿单元水箱2.1的长度方向间隔布置或是沿宽度方向间隔布置，本实施例是按照沿箱体宽度方向间隔布置，每个单元水箱2.1包括一循环水进口和一循环水出口，相邻单元水箱2.1之间可采用串联或是并联的方式连接，本实施例的为串联连接方式。如图3所示，单元水箱2.1的循环水进口与相邻上一单元箱体2.1的循环水出口连通、循环水出口与相邻下一单元箱体2.1的循环水进口连通。其中，处于水流最上游的一组单元水箱2.1的循环水进口与冷凝器盘管圆筒换热器4的循环水出口连通，处于水流最下游的一组单元水箱2.1的循环水出口与二位三通电磁阀13连通。单元水箱2.1采用串联方式连接，循环水管路长度增加，为了提高水流流动换热效率，本实施例在相邻单元水箱2.1之间的管路上设置有加压循环水泵2.2。

本实施例为了提高换热效率，冷凝器盘管圆筒换热器4的循环水进口处于冷凝器盘管圆筒换热器4的底部位置，冷凝器盘管圆筒换热器4的循环水出口处于冷凝器盘管圆筒换热器4的顶部位置。单元水箱2.1的循环水进口接近其顶部、循环水出口接近其底部。冷凝器盘管圆筒换热器4处于单元水箱2.1沿长度方向的一侧，即处于外保温箱1内。

外保温箱1内设置有散热装置，如图1～3所示，散热装置包括多个固定在外保温箱1内底部的冷却散热电扇3，多个冷却散热电扇3处于单元水箱2.1的正下方并沿单元水箱2.1的长度方向间隔布置。冷却散热电扇3启动后，空气从外保温箱1的底部进入到外保温箱1内，从下至上流动，流动的空气与单元水箱2.1之间产生热交换，加热的空气从外保温箱1的顶部流出，进入到室内实现制暖，且本系统热泵压缩机不会因温度过高而不能正常工作。

本实施例的热泵空气能系统具体工作流程如下：

1、当单元水箱2.1中水温水位传感器5感知水位和水温到设定值后便自动启动继电器工作，单元水箱2.1水位未到设定水位时，电路系统将二位三通电磁阀13电路接通，自来水经二位三通电磁阀13注入水冷式制冷压缩机6，水冷式制冷压缩机6使系统内工作的制冷剂形成高温高压液体，高温高压制冷剂便造成水冷式制冷压缩机6的温度升高，当外壳充水的水冷式制冷压缩机6温度升高到一定设定数值时，水冷式制冷压缩机6上的温度传感器14便使水冷式制冷压缩机外壳的制冷压缩机出水电磁阀12打开，经加温的自来水进入到冷凝器盘管圆筒换热器4内，水冷式制冷压缩机6内的冷凝剂进入到冷凝器盘管圆筒换热器4内对进入到冷凝器盘管圆筒换热器4内的自来水进行加热，经过加热的自来水进入到单元水箱2.1中，当单元水箱2.1的自来水冲满后，单元水箱2.1上部的水温水位传感器5便使进水二位三通电磁阀13继电器断开，进水关断，自来水便不在补充至内水箱2中，这是热泵空气能系统的水加热流程；

2、当内水箱2充满水时，并且水温也达到水箱水温的设定值后，水温水位传感器5便使控制继电器，接通循环水泵11及外保温箱1上第一保温门转动电机1.2、第二保温门转动电机1.3的电路，在第一保温门转动电机1.2、第二保温门转动电机1.3的推动下，打开活动盖的上盖1.4和下盖1.5，接通外保温箱1底部的冷却散热电扇3，空气从外保温箱1底部进入，经过外保温箱1的内水箱2的散热片，带走需散去的热量，循环水泵11也同时工作，将内水箱2底部冷却的自来水进入到水冷式制冷压缩机6内进行循环加热，从而保证整个系统能正常取暖的功能，这是热泵空气能系统的制暖流程；

3、通过向蒸发器8鼓风，空气流动能够将空气携带的热量传递到蒸发器8中的冷凝剂，实现热量交换，空气降温，冷凝剂吸热，经过热交换的空气变冷后进入到室内实现制冷效果，这是热泵空气能系统的制冷流程。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。