专利名称：一种安全高效即热式恒温热泵热水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种即热式空气能热泵热水器技术。
背景技术：
现有的热泵热水器存在着较严重的问题有以下几点第一、不安全。与电热水器一 样采用漏电保护来保障热水的安全，而漏电保护方式的热水器经多年使用，遭电击至人死 亡事故很多。第二、不节能。整机不是通过设定温度，外界温度来调节工作时的所需功率， 始终以一种固定功率来制热水，且制热水时间长，费时费电。第三、不方便。整机大、重且复 杂，安装不便。使用上也不能即开即热，水温要靠浑水阀来慢慢调整，且热水量受限，人多不 够用，在安装与使用方面都不便。第四、不实惠。结构复杂，所用材料多，成本高，最终推向 市场售价就很高。以上问题，足以让人对空气能热泵热水器望而却步。而现有的电热水器 和燃气热水器已发展较为成熟，如果空气能热泵热水器不能客服它的不足，实质上超越现 有的电热水器和燃气热水器，就很难推广发展。本
发明内容
本发明专利所要提供的是一种安全高效即热式空气能热泵热水器，可实现安全高 效、节能环保、方便实用、价格实惠、且可即热式提供所设温度的恒温热水。能实现沐浴中开 关热水，水温不变，因此实际产品易推广应用。上述目的可以通过以下技术方案来实现一种安全高效即热式恒温空气能热泵热水器，包括安装在箱体内以制冷剂管相接 的变频压缩机、第一交换器、四通电磁阀、第一单向阀、第一毛细管、第二毛细管、第二交换 器、第三交换器、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、气液分离。其特征在于所述的变频 压缩机的输出端与第一交换器的制冷剂入口端相接，四通电磁阀的制冷剂入口端与第一交 换器的制冷剂出口端相接，第一单向阀的输入端同时与四通电磁阀的常开端口、第四单向 阀的输出端口相接。第一毛细管的一端与第一单向阀输出端相接，第一毛细管另一端同时 与第二交换器一端、第二毛细管一端、第二单向阀的输入端相接。第三单向阀的输入端同时 与第二交换器的另一端、第四单向阀输入端相接。第三交换器的一端同时与第二毛细管的 另一端、第二单向阀的输出端相接。四通电磁阀的常闭端口同时与第三交换器的另一端、第 三单向阀的输出端相接，四通电磁阀的制冷剂出口与变频压缩机的气液分离输入端相接。所述的第一交换器是由外水道或外水管，套住内制冷剂道或内制冷剂管，环绕多 圈后置于绝缘体内，组合成后道口或套管两端分别接有第一绝缘管接头和第二绝缘管接 头。第一交换器内水的流向与制冷剂的流向相反。所述的外水管为铝塑耐高温，外表层不 导电的绝缘水管，内制冷剂管为铜管或铝管。所述的外水管的管口外径为16毫米或18毫米，管口内径为12毫米或14毫米，外 水管管长为40米以内。所述的内制冷剂管的管口径为10毫米以内，制冷剂管管长为40米 以内。所述的第一、第二绝缘管接头的组成是由第一金属接头嵌入橡胶软管一端的本体内，第二金属接头置入带孔金属弯头内部，置入部位与带孔部位焊接，第二金属接头再嵌入 橡胶软管的另一端本体内。所述的第一金属接头、第二金属接头为中空金属接头，所述的橡 胶软管为不导电且耐高温的中空橡胶软管，所述的带孔金属弯头为一端带有锁紧铝塑水管 功能的金属弯头，所述的第一金属接头通过橡胶软管与第二金属接头相互绝缘不导电。所述的箱体是一个带有进出风口的金属箱体。所述的第一交换器安装在箱体的出 风口导风圈内。所述的第一交换器的进水端口处以绝缘水管连接有水流传感器、进水电磁阀、热 水再利用装置、水压保护可调装置，出水端口处接有水温传感器、热水阀。所述的进水电磁 阀采用常开式，其工作电压为安全电压36V以下。所述的水压保护可调装置安装在浴室。所 述的热水再利用装置为内管与外管相套后绕成多圈结构，安装在箱体外。所述的箱体内设有变频控制器、水流传感器、进水电磁阀、水温传感器、外界温度 传感器、变频压缩机、变频压缩机过热保护器、风机及电辅助加热装置，变频控制器与水流 传感器、进水电磁阀、水温传感器、变频压缩机、变频压缩机过热保护器、外界温度传感器、 风机及电辅助加热装置有控制线连接。所述的变频控制器设有带显示器屏的控制面板，变 频控制器与带显示器屏的控制面板有控制线连接。带显示器屏的控制面板安装在浴室。所述的变频控制器设有漏电信号检测电路，带显示器屏的控制面板设有漏电显 示、报警功能。所述的箱体是一个带有进出风口的金属箱体。箱体与变频控制器有漏电检测导线 连接。所述的绝缘管接头可起到防震、保温，防漏电、安装角度可变作用。第一交换器的 外层也采用了绝缘体，整机漏电也无法从外表进入第一交换器的水中。所述的水压保护可调装置，当水压超过设定值时，将自动泄压，当水压过低时可以 调节水压。在供水处接有热水再利用装置，热水再利用装置也为内管与外管相套后绕成多圈 组成，内管的水流入第一交换器的进水口，外管内流入的是沐浴后用过的热水，有余温的水 可提高进水的温度，达到节能效果。在寒冷季节使用热水器时，变频控制器通过外界温度传感器30传来的温度计算， 提高变频压缩机功率后感应到水温传感器上的水温仍无法达到设定值时，变频控制器通电 给电辅助加热装置升温，风机使升温的空气流过第一、第三交换器，提高交换吸热率，水温 很快上升到设定值至室内使用。设有的电辅助加热装置，是为了达到在寒冷季节也能正常 使用热水器。有益效果与传统空气能热泵热水器相比，本发明的安全高效即热式空气能热泵热水器实现 优点有第一、安全。不采用漏电保护来保障热水的安全，而是采用绝缘型热水交换器，热水 不再有漏电的存在。第二、节能。因采用了变频控制电路和变频压缩机，控制电路会跟据所 设温度与外界温度自动控制整机的用电量，不浪费能源。第三、方便。整机小而精，安装简 单。它可即热式恒温出水，出水温度自行设定，热水量也不受限，工作时热水可源源不断，使 用方便。第四、能实现沐浴中开关热水，水温保持在设定温度不变。第四、实惠。本发明比 传统空气能热泵热水器节省很多不必要的部件，因此在成本上比传统空气能热泵热水器有
5很大优势。
下面通过具体实施例和附图对本发明做进一步的详细说明图1是本发明一种安全高效即热式恒温热泵热水器实施例1的结构原理示意图；图2是电磁四通阀各端口定义的示意图；图3是单向阀端口定义的示意图；图4是第一交换器各端口定义的示意图；图5是第一、第二绝缘管接头的部件拆分示意图；图6是第一绝缘管接头正面示意图；图7是第二绝缘管接头正面示意图；图8是第一交换器正面示意图；图9是第一交换器剖面示意图；图10是第一交换器安装在箱体内结构示意图；图中；1-变频压缩机，2-第一交换器，3-四通电磁阀，4-第一单向阀，5-第一毛细 管，6-第二毛细管，7-第二交换器，8-第三交换器，9-第二单向阀，10-第三单向阀，11-第 四单向阀，12-电辅助加热装置，13-风机，14-水流传感器，15-进水电磁阀，16-热水再利 用装置，17-水压保护可调装置，18-水温传感器，19-压缩机过热保护器，20-变频控制器， 21-箱体，22-带显示屏的控制面板，23-第一金属接头，24-橡胶软管、25-带孔金属弯头、 26-绝缘体，27-制冷剂道或制冷剂管，28-水道或水管、29-热水阀、30-外界温度传感器、 31-第一绝缘管接头、32-第二绝缘管接头、33-气液分离、34-第二金属接头。
具体实施例方式如图1所示，本发明实施例1提供的是一种安全高效即热式恒温空气能热泵热水 器，包括安装在箱体内以制冷剂管相接的变频压缩机1、第一交换器2、四通电磁阀3、第一 单向阀4、第一毛细管5、第二毛细管6、第二交换器7、第三交换器8、第二单向阀9、第三单 向阀10、第四单向阀11、气液分离33。图2、图3、图4给出了各端品定义，下面结合图1至图10描述元件之间的连接与 装配关系。其特征在于变频压缩机1的输出口与第一交换器2的制冷剂入口端相接，四通 电磁阀3的制冷剂入口端与第一交换器2的制冷剂出口端相接，第一单向阀4的输入端同 时与四通电磁阀3的常开端口、第四单向阀11的输出端相接，第一毛细管5的一端与第一 单向阀4的输出端相接，第二交换器7的一端同时与第一毛细管5的另一端、第二毛细管6 的一端、第二单向阀9的输入端相接，第三交换器8的一端同时与第二毛细管6的另一端、 第二单向阀9的输出端相接，第三单向阀10的输入端同时与第二交换器7的另一端、第四 单向阀11的输入端相接，四通电磁阀3的常闭端口同时与第三交换器8的另一端、第三单 向阀10的输出端相接，变频压缩机1的气液分离33输入口与四通电磁阀3的制冷剂出口 端相接。所述的第一交换器2是由外水道或外水管28，套住内制冷剂道或内制冷剂管27， 环绕多圈后置于绝缘体26内，组合成后道口或套管两端分别接有第一绝缘管接头31和第二绝缘管接头32。第一交换器2内水的流向与制冷剂的流向相反。所述的外水管28为铝 塑耐高温，外表层不导电的绝缘水管，内制冷剂管27为铜管或铝管。所述的外水管28的管口外径为16毫米或18毫米，管口内径为12毫米或14毫米， 外水管28管长为40米以内。所述的内制冷剂管27的管口径为10毫米以内，制冷剂管27 管长为40米以内。所述的第一、第二绝缘管接头31、32的组成是由第一金属接头23嵌入橡胶软管24 一端的本体内，第二金属接头34置入带孔金属弯头25内部，置入部位与带孔部位焊接，第 二金属接头34再嵌入橡胶软管24的另一端本体内。所述的第一金属接头23、第二金属接 头34为中空金属接头，所述的橡胶软管24为不导电且耐高温的中空橡胶软管，所述的带孔 金属弯头25为一端带有锁紧铝塑水管功能的金属弯头，所述的第一金属接头23通过橡胶 软管24与第二金属接头34相互绝缘不导电。所述的箱体21是一个带有进出风口的金属箱体。所述的第一交换器2安装在箱 体21的出风口导风圈内。所述的第一交换器2的进水口至供水处以绝缘水管依次装有水流传感器14、进水 电磁阀15、水压保护可调装置17。出水口处装有水温传感器18、热水阀29。所述的进水电 磁阀15采用常开式，其工作电压为安全电压36V以下。所述的水压保护可调装置17安装
在浴室。所述的箱体21内设有变频控制器20、水流传感器14、进水电磁阀15、水温传感器 18、外界温度传感器30、变频压缩机1、压缩机过热保护器19、风机13及电辅助加热装置 12。变频控制器20与水流传感器14、进水电磁阀15、水温传感器18、变频压缩机1、压缩机 过热保护器19、外界温度传感器30、风机13及电辅助加热装置12有控制线连接。所述的 变频控制器20设有带显示器屏的控制面板22，变频控制器20与带显示器屏的控制面板22 有控制线连接。带显示器屏的控制面板22安装在浴室。所述的变频控制器20设有漏电信 号检测电路，带显示器屏的控制面板22设有漏电显示、报警功能。所述的箱体21与变频控 制器20有漏电检测导线连接。所述的热水再利用装置16用绝缘水管串接在进水电磁阀15与水压保护可调装置 17之间。热水再利用装置16为内管与外管相套后绕成多圈结构，安装在箱体21外。所述的第二交换器7、第三交换器8为翅片管交换器。以实施例为例，说明工作过程要沐浴时设定水温，启动带显示屏的控制面板22的沐浴档时，变频控制器20控 制进水电磁阀15关闭，同时起动变频压缩机1工作，变频压缩机1将原本低温低压的制冷 剂压缩成高温高压的制冷剂从输出端流出进入第一交换器2，经第一交换器2交换后冷水 快速升温，变频控制器20感应到水温传感器18上的温度达到设定温度时，控制进水电磁阀 15打开供水。冷水流入第一交换器2，热水流出至室内使用。高温高压的制冷剂与冷水交 换后变成低温高压的制冷剂流向四通电磁阀3的制冷剂入口，从常开端口流出进入第一单 向阀4后进入第一毛细管5节流，低温高压的制冷剂变成低温低压的制冷剂一路通往第二 交换器7、另一路通过第二单向阀9通往第三交换器8，低温低压的制冷剂在第二、第三交换 器7、8上与空气交换吸热后，从第二交换器7流出的制冷剂流过第三单向阀10后，与第三 交换器8流出的制冷剂共同流入四通电磁阀3的常闭端口，从制冷剂出口端流出，进入变频压缩机1的气液分离33输入端，制冷剂被变频压缩机1吸入再一次的重复工作。以实施例为例，说明在使用时有反复开关热水的工作过程变频压缩机1输出带有热量的制冷剂进入第一交换器2，此时冷水进入，热水流 出。当暂停热水时，变频控制器20感应到水流传感器14无水流信号，控制变频压缩机1降 低功率进入待命状态，同时通电给四通电磁阀3打开。热的制冷剂流过第一交换器2后流入 四通电磁阀3的制冷剂入口端，从常闭端口流出，进入第三交换器8交换释放热量后流出， 进入第二毛细管6节流，后流向第二交换器7与空气交换吸热，制冷剂从第二交换器7流 出，进入第四单向阀11进入四通电磁阀3的常开端口，从制冷剂出口端流出，进入变频压缩 机1的气液分离33输入端后被吸入再一次重复工作，此时一直保持在第一交换器2内的水 温在设定值不变。再打开热水，变频控制器20感应到水流传感器14的水流信号，控制变频 压缩机1进入工作状态，提高变频压缩机1的功率，同时断开对四通电磁阀3的控制。带热 量的制冷剂在第一交换器2内与冷水交换后释放完热量流向四通电磁阀3的制冷剂入口， 从常开端口流出进入第一单向阀4后进入第一毛细管5，经毛细管5节流后通往第二交换器 7进行交换，同时也通过第二单向阀9流入第三交换器8进行交换。在第二、第三交换器7、 8上与空气交换吸热，从第二交换器7流出的制冷剂流过第三单向阀10后，与第三交换器8 流出的制冷剂共同流入变频压缩机1的气液分离33输入端，制冷剂被变频压缩机1吸入再 一次的重复工作。以实施例为例，说明寒冷季节时使用本热水器的电辅助加热装置12的工作过程在寒冷季节使用热水器时，变频控制器20通过外界温度传感器30传来的温度计 算，提高变频压缩机1功率后感应到水温传感器18上的水温仍无法达到设定值时，变频控 制器20通电给电辅助加热装置12升温，风机13使升温的空气流过第二、第三交换器7、8， 第二、第三交换器7、8上的吸热提升，水温很快上升到设定值至室内使用。设有的电辅助加 热装置12，是为了达到在寒冷季节也能正常使用热水器。
8
权利要求
一种安全高效即热式恒温热泵热水器，包括安装在箱体(21)内以制冷剂管相接的变频压缩机(1)、第一交换器(2)、四通电磁阀(3)、第一单向阀(4)、第一毛细管(5)、第二毛细管(6)、第二交换器(7)、第三交换器(8)、第二单向阀(9)、第三单向阀(10)、第四单向阀(11)、气液分离(33)。其特征在于变频压缩机(1)的输出口与第一交换器(2)的制冷剂入口端相接，四通电磁阀(3)的制冷剂入口端与第一交换器(2)的制冷剂出口端相接，第一单向阀(4)的输入端同时与四通电磁阀(3)的常开端口、第四单向阀(11)的输出端相接，第一毛细管(5)的一端与第一单向阀(4)的输出端相接，第二交换器(7)的一端同时与第一毛细管(5)的另一端、第二毛细管(6)的一端、第二单向阀(9)的输入端相接，第三交换器(8)的一端同时与第二毛细管(6)的另一端、第二单向阀(9)的输出端相接，第三单向阀(10)的输入端同时与第二交换器(7)的另一端、第四单向阀(11)的输入端相接，四通电磁阀(3)的常闭端口同时与第三交换器(8)的另一端、第三单向阀(10)的输出端相接，变频压缩机(1)的气液分离(33)输入口与四通电磁阀(3)的制冷剂出口端相接。
2.根据权利要求1所述的一种安全高效即热式恒温热泵热水器，其特征在于所述的 第一交换器(2)是由外水道或外水管(28)，套住内制冷剂道或内制冷剂管(27)，环绕多圈 后置于绝缘体(26)内，组合成后的道口或套管两端分别接有第一绝缘管接头(31)和第二 绝缘管接头(32)。第一交换器(2)内水的流向与制冷剂的流向相反。所述的外水管(28) 为铝塑耐高温，外表层不导电的绝缘水管，内制冷剂管(27)为铜管或铝管。
3.根据权利要求2所述的一种安全高效即热式恒温热泵热水器，其特征在于所述的 第一、第二绝缘管接头(31)、(32)的组成是由第一金属接头(23)嵌入橡胶软管(24) —端 的本体内，第二金属接头(34)置入带孔金属弯头(25)内部，置入部位与带孔部位焊接，第 二金属接头(34)再嵌入橡胶软管(24)的另一端本体内。所述的第一金属接头(23)、第二 金属接头(34)为中空金属接头，所述的橡胶软管(24)为不导电且耐高温的中空橡胶软管， 所述的带孔金属弯头(25)为一端带有锁紧铝塑水管功能的金属弯头，所述的第一金属接 头(23)通过橡胶软管(24)与第二金属接头(34)相互绝缘不导电。
4.根据权利要求3所述的一种安全高效即热式恒温热泵热水器，其特征在于所述的 箱体(21)是一个带有进出风口的金属箱体。所述的第一交换器(2)安装在箱体(21)的出 风口导风圈内。
5.根据权利要求4所述的一种安全高效即热式恒温热泵热水器，其特征在于所述 的第一交换器(2)的进水口至供水处以绝缘水管依次装有水流传感器(14)、进水电磁阀 (15)、水压保护可调装置(17)。出水口处装有水温传感器(18)、热水阀(29)。所述的进水 电磁阀(15)采用常开式，其工作电压为安全电压36V以下。所述的水压保护可调装置(17)安装在浴室。
6.根据权利要求5所述的一种安全高效即热式恒温热泵热水器，其特征在于所述的 箱体(21)内设有变频控制器(20)、水流传感器(14)、进水电磁阀(15)、水温传感器(18)、 外界温度传感器(30)、变频压缩机(1)、压缩机过热保护器(19)、风机(13)及电辅助加热 装置(12)。变频控制器(20)与水流传感器(14)、进水电磁阀(15)、水温传感器(18)、变频 压缩机(1)、压缩机过热保护器(19)、外界温度传感器(30)、风机(13)及电辅助加热装置(12)有控制线连接。所述的变频控制器(20)设有带显示器屏的控制面板(22)，变频控制 器(20)与带显示器屏的控制面板(22)有控制线连接。带显示器屏的控制面板(22)安装在浴室。所述的变频控制器(20)设有漏电信号检测电路，带显示器屏的控制面板(22)设 有漏电显示、报警功能。所述的箱体(21)与变频控制器(20)有漏电检测导线连接。
7.根据权利要求6所述的一种安全高效即热式恒温热泵热水器，其特征在于所述的 第二交换器(7)、第三交换器(8)为翅片管交换器。
8.根据权利要求7所述的一种安全高效即热式恒温热泵热水器，其特征在于所述的 热水再利用装置(16)用绝缘水管串接在进水电磁阀(15)与水压保护可调装置(17)之间。 其为内管与外管相套后绕成多圈结构，安装在箱体(21)夕卜。
9.根据权利要求8所述的一种安全高效即热式恒温热泵热水器，其特征在于所述的 外水管(28)的管口外径为16毫米或18毫米，管口内径为12毫米或14毫米，外水管(28) 管长为40米以内。所述的内制冷剂管(27)的管口径为10毫米以内，制冷剂管(27)管长 为40米以内。
全文摘要
与传统空气能热泵热水器相比，本发明的安全高效即热式空气能热泵热水器实现优点有第一、安全。不采用漏电保护来保障热水的安全，而是采用绝缘型热水交换器，热水不再有漏电的存在。第二、节能。因采用了变频控制电路和变频压缩机，控制电路会跟据所设温度与外界温度自动控制整机的用电量，不浪费能源。第三、方便。整机小而精，安装简单。它可即热式恒温出水，出水温度自行设定，热水量电不受限，工作时热水可源源不断，使用方便。第四、能实现沐浴中开关热水，水温保持在设定温度不变。第五、实惠。本发明比传统空气能热泵热水器节省很多不必要的部件，因此在成本上比传统空气能热泵热水器有很大优势。
文档编号F24H9/20GK101922798SQ20091004017
公开日2010年12月22日 申请日期2009年6月11日 优先权日2009年6月11日
发明者朱江勇 申请人:朱江勇