专利名称：太阳能热泵热水一体机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能热水器，具体地说是一种太阳能热泵热水一体机。
背景技术：
目前，随着人们低碳环保意识的增强，利用可再生能源和低碳能源技术逐渐被推 广应用，例如太阳能加热技术已经广泛应用到家用热水器中。但是，太阳能热水器在阳光不 充足的情况下，例如南方的连续阴雨天，北方寒冷的冬季以及夜晚，其加热效果都会受到极 大的限制，无法满足人们的使用需求。虽然目前市场把电加热设备加入太阳能热水器中弥 补以上不足，但电能加热是耗能大，能量转化效率低的加热方式，不符合当今低碳环保的要 求。
实用新型内容本实用新型的目的，是提供了一种太阳能热泵热水一体机，它可解决上述存在的 问题，能大幅降低外界环境对其供热水的影响，可满足用户的使用需求。本实用新型是通过以下技术方案实现的太阳能热泵热水一体机，包括支承架，支 承架上安装壳体，壳体内安装水箱，水箱上安装数根集热管，集热管穿出壳体外与支承架连 接；水箱上安装出/入水管，出/入水管的一端穿出壳体外；壳体内安装支承座，支承座上 安装换热器壳体，换热器壳体内设置第二隔离板和第一隔离板，第一隔离板和第二隔离板 将换热器壳体的内腔分为导流仓、换热仓和制冷剂仓三个互不相通的腔，制冷剂仓内安装 第三隔板，第三隔板将制冷剂仓分为第一制冷剂仓和第二制冷剂仓；第一隔离板和第二隔 离板之间安装数根换热管，每根换热管的左端均与导流仓相通，一部分换热管的右端与第 一制冷剂仓相通，另一部分换热管的右端与第二制冷剂仓相通；换热器壳体上安装换热器 入水管和换热器出水管，换热器入水管的一端与换热仓相通，换热器入水管的另一端安装 水泵，水泵上安装水箱出水管，水箱出水管的一端与水箱连接并相通，换热器出水管的一端 穿出壳体外；支承架上安装热泵装置，热泵装置的回液口处安装制冷剂循环泵，制冷剂循环 泵上安装制冷剂回液管，制冷剂回液管的一端与第一制冷剂仓相通，热泵装置的出液口安 装制冷剂出液管，制冷剂出液管的一端与第二制冷剂仓相通。为进一步实现本实用新型的目的，还可以采用以下技术方案实现所述的热泵装 置由压缩机、节流阀和蒸发器通过管路连接构成。水箱内安装换热盘管，换热盘管的一端安 装换热盘管出液管，换热盘管的另一端安装换热盘管供液管，换热盘管出液管的另一端穿 出壳体外与制冷剂循环泵连接，换热盘管供液管的另一端穿出壳体外与热泵装置的出液口 连接。热泵装置上安装控制器，出/入水管上安装第一电磁阀，换热器出水管上安装第二电 磁阀，制冷剂出液管上安装第三电磁阀，制冷剂回液管上安装第六电磁阀，换热盘管供液管 上安装第四电磁阀，换热盘管出液管上安装第五电磁阀，水箱内安装第一测温仪，第一制冷 剂仓内安装第二测温仪，第二制冷剂仓内安装第三测温仪；第一测温仪、第二测温仪、第三 测温仪、第一电磁阀、第二电磁阀、水泵、制冷剂循环泵、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀分别通过导线与控制器连接。换热仓内安装数块挡流板，相邻两块挡流板 的安装位置相反，即一块挡流板的下端与换热器壳体内壁连接，则另一块挡流板的上端与 换热器壳体内壁连接。本实用新型的积极效果在于在光照不足的条件下，热泵加热装置可辅助加热，确 保用户在几乎任何条件下都有充足的热水使用，从而可最大限度地排出外界环境对加热水 的影响。它的热泵辅助加热分为两种形式，可根据不同需要自由选择。本实用新型还具有 结构简洁紧凑、制造成本低廉和使用简便的优点。
图1是本实用新型所述太阳能热泵热水一体机的结构示意图。附图标记1支承架2集热管3出/入水管4壳体5水箱6第一测温仪
7水箱出水管8导流仓9支承座10换热管11挡流板12换热器壳体13第一制冷 剂仓14换热器出水管15第二测温仪16第二制冷剂仓17第三测温仪18换热器入 水管19控制器20制冷剂出液管21制冷剂回液管22制冷剂循环泵23热泵装置 24水泵25第一电磁阀 26第二电磁阀 27换热仓28第一隔离板29第二隔离板 30第三隔板31换热盘管32换热盘管出液管33换热盘管供液管34第三电磁阀35 第四电磁阀36第五电磁阀37第六电磁阀。
具体实施方式
本实用新型所述的太阳能热泵热水一体机，包括支承架1，支承架1上安装壳体4， 壳体4内安装水箱5，水箱5上安装数根集热管2，集热管2的数量越多集热效果越好，但制 造成本较高。集热管2穿出壳体4外与支承架1连接，支承架1对集热管2起支撑固定作 用；水箱5上安装出/入水管3，出/入水管3的一端穿出壳体4外；壳体4内安装支承座 9，支承座9上安装换热器壳体12，换热器壳体12内设置第二隔离板29和第一隔离板28， 第一隔离板28和第二隔离板29将换热器壳体12的内腔分为导流仓8、换热仓27和制冷 剂仓三个互不相通的独立空腔，制冷剂仓内安装第三隔板30，第三隔板30将制冷剂仓分为 第一制冷剂仓13和第二制冷剂仓16两个互不相通的独立空腔；第一隔离板28和第二隔离 板29之间安装数根换热管10，每根换热管10的左端均与导流仓8相通，其中一部分换热管 10的右端与第一制冷剂仓13相通，另一部分换热管10的右端与第二制冷剂仓16相通；换 热器壳体12上安装换热器入水管18和换热器出水管14，换热器入水管18的一端与换热 仓27相通，换热器入水管18的另一端安装水泵24，水泵24上安装水箱出水管7，水箱出水 管7的一端与水箱5连接并相通，换热器出水管14的一端穿出壳体4外；支承架1上安装 热泵装置23，热泵装置23的回液口处安装制冷剂循环泵22，制冷剂循环泵22上安装制冷 剂回液管21，制冷剂回液管21的一端与第一制冷剂仓13相通，热泵装置23的出液口安装 制冷剂出液管20，制冷剂出液管20的一端与第二制冷剂仓16相通。集热管2在太阳能充 足时候，吸收太阳能加热水箱5中的水。水箱5上的出/入水管3，既可向水箱5内补水，又 可在利用太阳能加热水时出水。热泵装置23可以是空气源热泵装置，也可以是水源热泵装 置。制冷剂循环泵22可省略，仅靠热泵装置23内的压缩机为制冷剂提供循环动力。当光照充足时，由集热管2直接加热水箱5中的水。[0011]当遇到阴雨天或者冬天温度较低以及在夜晚的时候，水箱5中水的温度达不到使 用要求，则启动热泵装置23、制冷剂循环泵22和水泵24，关闭出/入水管3，开启换热器出 水管14，水箱5中的水依次经水箱出水管7、水泵24和换热器入水管18进入换热仓27内， 在换热仓27内吸收热量升温至设定温度后，通过换热器出水管14输送给用户使用；热泵装 置23将制冷剂经制冷剂出液管20输入第二制冷剂仓16内，制冷剂经与第二制冷剂仓16 相通的换热管10进入导流仓8内，在流经换热管10时，制冷剂加热换热仓27内的水，制冷 剂由导流仓8经与第一制冷剂仓13联通的换热管10流入第一制冷剂仓13内，最终经制冷 剂回液管21和制冷剂循环泵22流回热泵装置23内。所述的热泵装置可以是由压缩机、节流阀和蒸发器通过管路连接构成。也可以是 现有的其他能够使制冷剂吸收外界热量的热泵装置。为适应光照条件极差，而又需大量热水的情况，如图1所示，水箱5内安装换热盘 管31，换热盘管31的一端安装换热盘管出液管32，换热盘管31的另一端安装换热盘管供 液管33，换热盘管出液管32的另一端穿出壳体4外与制冷剂循环泵22连接，换热盘管供液 管33的另一端穿出壳体4外与热泵装置23的出液口连接。具体连接时，制冷剂循环泵22 可利用三通阀分别与制冷剂回液管21和换热盘管出液管32连接，热泵装置23的出液口通 过另一三通阀分别与制冷剂出液管20和换热盘管供液管33连接。使用时，调三上述两三 通阀，使制冷剂出液管20和制冷剂回液管21关闭，换热盘管出液管32和换热盘管供液管 33导通，此时，制冷剂可直接通入换热盘管31内加热水箱5内的水。为便于实现自动化控制，如图1所示，热泵装置23上安装控制器19，出/入水管3 上安装第一电磁阀25，换热器出水管14上安装第二电磁阀26，制冷剂出液管20上安装第 三电磁阀34，制冷剂回液管21上安装第六电磁阀37，换热盘管供液管33上安装第四电磁 阀35，换热盘管出液管32上安装第五电磁阀36，水箱5内安装第一测温仪6，第一制冷剂仓 13内安装第二测温仪15，第二制冷剂仓16内安装第三测温仪17 ；第一测温仪6、第二测温 仪15、第三测温仪17、第一电磁阀25、第二电磁阀26、水泵24、制冷剂循环泵22、第三电磁 阀34、第四电磁阀35、第五电磁阀36和第六电磁阀37分别通过导线与控制器19连接。当 需要使用热水时，第一测温仪6将测得数据传给控制器19，水箱5中水温度达到要求温度 时，开启第一电磁阀25，使用太阳能加热的热水；当水箱5温度达不到要求时，在控制器19 的作用下，启动热泵装置23加热，此时，通过各个感温元件的数据，控制器调控水泵24与制 冷剂循环泵23的流量，将水加热到指定温度，打开第二电磁阀26，使用热泵加热的热水。具体加热原理如下所示根据换热器热传导公式Q=Whcph(T「T2) =WcCpc (Vt1) =K Δ tm。Q—总传热量；Wh—制冷剂流速，通过制冷剂循环泵22控制；Cph—制冷剂比热容；T1+制冷剂进入换热器时温度，通过第二测温仪15测得；T2_制冷剂流出换热器时温度，通过第三测温仪17测得；W。一水的流速，通过水泵22控制；Cp。一水比热容；t2—水流出换热器时温度，即指定温度；[0025]水进入换热器时温度，通过第一测温仪6测得；K一总传热系数，换热器的性质；Atm—平均温度差。控制器19通过控制水泵24、制冷剂循环泵22来控制水的流量和制冷剂的流量，从 而达到控制水温的效果，结构简单、使用方便。为增大流经换热仓27内的水的行程，使水在换热仓27内能最大限度的吸热升温， 如图1所示，换热仓27内安装数块挡流板11，相邻两块挡流板11的安装位置相反，即一块 挡流板11的下端与换热器壳体12内壁连接，则另一块挡流板11的上端与换热器壳体12 内壁连接。挡流板11还可增大水的速度，使湍动程度加剧，以便水流经换热仓27时可以较 高的效率吸热升温。本实用新型未详尽描述的技术内容均为公知技术。
权利要求太阳能热泵热水一体机，其特征在于包括支承架(1)，支承架(1)上安装壳体(4)，壳体(4)内安装水箱(5)，水箱(5)上安装数根集热管(2)，集热管(2)穿出壳体(4)外与支承架(1)连接；水箱(5)上安装出/入水管(3)，出/入水管(3)的一端穿出壳体(4)外；壳体(4)内安装支承座(9)，支承座(9)上安装换热器壳体(12)，换热器壳体(12)内设置第二隔离板(29)和第一隔离板(28)，第一隔离板(28)和第二隔离板(29)将换热器壳体(12)的内腔分为导流仓(8)、换热仓(27)和制冷剂仓三个互不相通的腔，制冷剂仓内安装第三隔板(30)，第三隔板(30)将制冷剂仓分为第一制冷剂仓(13)和第二制冷剂仓(16)；第一隔离板(28)和第二隔离板(29)之间安装数根换热管(10)，每根换热管(10)的左端均与导流仓(8)相通，一部分换热管(10)的右端与第一制冷剂仓(13)相通，另一部分换热管(10)的右端与第二制冷剂仓(16)相通；换热器壳体(12)上安装换热器入水管(18)和换热器出水管(14)，换热器入水管(18)的一端与换热仓(27)相通，换热器入水管(18)的另一端安装水泵(24)，水泵(24)上安装水箱出水管(7)，水箱出水管(7)的一端与水箱(5)连接并相通，换热器出水管(14)的一端穿出壳体(4)外；支承架(1)上安装热泵装置(23)，热泵装置(23)的回液口处安装制冷剂循环泵(22)，制冷剂循环泵(22)上安装制冷剂回液管(21)，制冷剂回液管(21)的一端与第一制冷剂仓(13)相通，热泵装置(23)的出液口安装制冷剂出液管(20)，制冷剂出液管(20)的一端与第二制冷剂仓(16)相通。
2.根据权利要求1所述的太阳能热泵热水一体机，其特征在于所述的热泵装置由压 缩机、节流阀和蒸发器通过管路连接构成。
3.根据权利要求2所述的太阳能热泵热水一体机，其特征在于水箱(5)内安装换热 盘管(31)，换热盘管(31)的一端安装换热盘管出液管(32)，换热盘管(31)的另一端安装换 热盘管供液管(33)，换热盘管出液管(32)的另一端穿出壳体(4)外与制冷剂循环泵(22)连 接，换热盘管供液管(33)的另一端穿出壳体(4)外与热泵装置(23)的出液口连接。
4.根据权利要求3所述的太阳能热泵热水一体机，其特征在于热泵装置(23)上安装 控制器(19)，出/入水管(3)上安装第一电磁阀(25)，换热器出水管(14)上安装第二电磁 阀(26)，制冷剂出液管(20)上安装第三电磁阀(34)，制冷剂回液管(21)上安装第六电磁 阀(37)，换热盘管供液管(33)上安装第四电磁阀(35)，换热盘管出液管(32)上安装第五 电磁阀(36)，水箱(5)内安装第一测温仪(6)，第一制冷剂仓(13)内安装第二测温仪(15)， 第二制冷剂仓(16)内安装第三测温仪(17);第一测温仪(6)、第二测温仪(15)、第三测温仪 (17)、第一电磁阀(25)、第二电磁阀(26)、水泵(24)、制冷剂循环泵(22)、第三电磁阀(34)、 第四电磁阀(35)、第五电磁阀(36)和第六电磁阀(37)分别通过导线与控制器(19)连接。
5.根据权利要求1所述的太阳能热泵热水一体机，其特征在于换热仓(27)内安装数 块挡流板(11 )，相邻两块挡流板(11)的安装位置相反，即一块挡流板(11)的下端与换热器 壳体(12)内壁连接，则另一块挡流板(11)的上端与换热器壳体(12)内壁连接。
专利摘要本实用新型公开了一种太阳能热泵热水一体机，包括支承架，支承架上安装壳体，壳体内安装水箱，水箱上安装数根集热管，集热管与支承架连接；水箱上安装出/入水管；壳体内安装支承座，支承座上安装换热器壳体，换热器壳体内设置两隔离板，两隔离板将换热器壳体的内腔分为三个空腔，右侧腔内安装第三隔板，第三隔板将制冷剂仓分为两个制冷剂仓；所述两隔离板之间安装数根换热管；换热器壳体上安装换热器入水管和换热器出水管，换热器入水管的一端与换热仓相通，换热器入水管的另一端安装水泵，水泵上安装水箱出水管，水箱出水管的一端与水箱连接并相通；支承架上安装热泵，热泵通过管路分别与两个制冷剂仓相通。
文档编号F24H4/02GK201715731SQ201020259780
公开日2011年1月19日 申请日期2010年7月16日 优先权日2010年7月16日
发明者刘光辉, 禹占洲 申请人:山东小鸭新能源科技有限公司