专利名称：家用新型非承压式空气能热泵热水器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种热水器，尤其是一种家用新型非承压式空气能热泵热水器。
背景技术：
空气能热泵热水器目前以越来越受广大家庭的青睐，其良好的节能性也正符合国家节能环保的发展策略，因此，如何让空气能热泵热水器在进入千家万户时，确实为广大用户带来方便和价值是空气能热水器的关键所在。而目前传统的家用空气能热泵热水器，都是采用承压式水箱，也就是直接采用自来水的压力作为水流动力，这种结构对于空气能热泵热水器的工艺结构来说，是相对简单， 但对于用户在使用过程中，将会遇到很多不理想的情况。传统家用承压式空气能热泵热水器的典型工作过程1).自来水注满水箱，因水箱是密封承压水箱，因此，用户开启水龙头时，其压力等于自来水进水口压力；2).自来水注满水箱，热泵主机MCU通过温度检测，检测到水体温度低于用户设定温度时，就启动压缩机；3).压缩机运转，将冷媒从气态状压缩成液态，并压至浸泡在水箱里的铜管内；4).因气态冷媒压缩成液态时，释放大量的热，这些热能通过浸泡在水里的铜管向水箱里的水传递，从而逐渐将水加热；5).通过不断循环，水被加热到设定温度，此时压缩机停止运转；6).当用户开启水龙头，热水从热水口流出，因水箱为密闭水箱，此时温度较低的自来水也自动开始流入水箱，也就是热水从水箱中流出多少，则冷水也流入多少至水箱；7).当温度较低的自来水不断注入后，将与水箱里面的热水相混，使热水温度快速降低。此时，即使用户停止用水，水箱里的水也因注入了温度较低的自来水而有较大幅度的降温；8).当热水温度降低到设定的温度四度左右时，主机又开始运转压缩机，对温度已经下降但又远高于自来水温度的水箱内的水进行加热，也就是压缩机在水温较高的情况下对水箱的水进行再次加热。经过分析传统家用承压式空气能热泵热水器的工作过程，不难分析出该系统存在诸多缺点1).水箱造价高承压密封水箱因要考虑达到9公斤的压力，故其工艺、材料要求尚；2).热水水压受自来水影响大因该系统热水是靠自来水压力压出，所以在使用时，自来水的压力将等于热水的出水压力，所以在用水高峰期，容易无热水输出或热水输出压力太小，使用效果大打折扣；3).混水现象严重因一边使用热水，一边注入低温自来水，因此，必然产生高温的热水被温度较低的自来水所混淆，造成热水无法满足使用需求；特别是冬天自来水温度很低的情况下，少量的冷水注入将影响大量的热水，水箱的有效容积甚至不到标称容积的三分之一；4).能效比低，压缩机寿命短用于承压式的热泵工作时水温是37摄氏度以上， 恰恰是热泵的低能效区；由于承压式的混水形象，用户只好将水温设的尽可能高(60摄氏度以上)，这就进一步降低了热泵的能效比，大大缩短了压缩机的寿命。发明内容针对上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种家用新型非承压式空气能热泵热水器。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是家用新型非承压式空气能热泵热水器，非承压水箱通过进水管和出水管与主机连接。主机内设有压缩机、冷凝器、风扇、热交换器和循环水泵。压缩机一端连接冷凝器，另一端连接热交换器，风扇设在冷凝器旁。冷凝器通过铜管与热交换器连接。主机上设有自来水入口和热水出口。自来水入口依次连接主机内的常开电磁阀、第一单向阀、常闭电磁阀和热交换器。热水出口依次连接主机内的水流检测器、第二单向阀和循环水泵。循环水泵的另一端通过出水管与非承压式水箱连接。热交换器通过进水管与非承压式水箱连接。非承压式水箱的底部设有与主机连接的压力传感器和温度传感器，上端设有泄气口。本实用新型的优点1、水箱成本低因采用非承压式结构，因此对水箱的材料及加工工艺的要求都大大降低，根据容量不同，其成本大概是承压式水箱的20% -50% ；2、无混水现象因用户使用热水的压力不依靠自来水压力，因此系统可以在用户用热水的过程中，不注入温度较低的自来水，所以可以实现100%恒温供水，达到了最大
的热水使用量，达到100%的热水利用率(承压式的在冬天热水利用率甚至不到三分之一)；3、能效比高、真正节能加热时是从低温的自来水开始的，避免了传统家用承压式热泵热水器大部分时间是工作在高温循环加热的情况，使系统在能效比最高、最理想的状态下工作，实现能源的最大利用，能效比一般情况下可以比传统的承压式系统高50% ；4、压缩机寿命长因压缩机不象传统的承压式系统那样，大部分时间工作在高温、 高压的情况下，所以压缩机的寿命也将大大延长，甚至可以提高两倍以上；5、热水不受自来水压力影响避免了传统承压式系统热水压力依靠自来水压力的情况，因此即使是住在高楼的用户，也不必担心热水压力小，使用效果差的情况；6、制热水量可随意控制由于采用了无级压力传感器，可以实现要多少热水就加热多少，既快又省电，避免了传统承压式系统即使只需要一点热水，也必须把整箱水加热到设定温度，且多余的过一段时间又凉了的情况，减少了浪费。7、内置增压功能采用循环水泵加压的设计，解决了用水高峰期水压不足或无水出的难题，可以兼蓄水箱的功能。8、水箱可以任意形状，以最大限度利用空间由于水箱不承压，因此可以做成任意形状，甚至可以根据客户的存放空间定制任意造型的水箱以实现空间的高利用率(而传统的承压式水箱内胆必须是圆柱形)。9、水箱可以并联扩容因水箱不承压，所以可以多个水箱并联使用，也可以实现主机和水箱可以任意组合，在一些场合，主机还可以与普通太阳能非常方便连接，代替太阳能的电热管，大大节约能源。
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示家用新型非承压式空气能热泵热水器，非承压水箱1通过进水管G和出水管F与主机2连接。主机2内设有压缩机A、冷凝器B、风扇C、热交换器D和循环水泵 L。压缩机A—端连接冷凝器B，另一端连接热交换器D，风扇C设在冷凝器B旁。冷凝器B 通过铜管E与热交换器D连接。主机2上设有自来水入口 3和热水出口 4。自来水入口 3 依次连接主机2内的常开电磁阀J、第一单向阀I、常闭电磁阀H和热交换器D。热水出口 4 依次连接主机2内的水流检测器S、第二单向阀K和循环水泵L。循环水泵L的另一端通过出水管F与非承压式水箱1连接。热交换器D通过进水管G与非承压式水箱1连接。非承压式水箱1的底部设有与主机2连接的压力传感器R和温度传感器Q，上端设有泄气口 P。 非承压式水箱1内由上至下依次设有高水位线0、补水线N和低水位线M。其工作原理为采用非承压水箱2，其底部安装一个压力传感器R和温度传感器Q，其中压力传感器R是用来检测水箱水位高度的，温度传感器Q用来检测水箱内水温的。1、系统通过温度感应器Q可以测得水箱水温，若水温低于用户预先设定的温度， 则开始对水箱的水进行循环加热①系统开启常闭电磁阀H，启动压缩机A，然后启动循环水泵L ；②将水箱里的温水通过出水管F抽出，并经过热交换器D，使温水再次加热并通过进水管G流回水箱；③如此往复，逐渐将水箱的水加热到用户预先设定的温度；④当水温达到设定温度时，关闭压缩机A、常闭电磁阀H和循环水泵L。2、若用户希望使用热水时，由于自来水的压力，水流检测器S检测到有水流动，此时进入用户用水流程①系统关闭常开电磁阀J，阻止自来水进入；②启动循环水泵L，将水箱里的热水抽出以供用户使用；③当用户停止使用热水时，水流检测器S检测到无水流动，系统关闭循环水泵L并释放常开电磁阀J。3、当系统检测到水箱水位低于用户设定的补水高度N时，则开始进入补水程序①开启常闭电磁阀H，使自来水从自来水入口 3进入，启动压缩机A，温度较低的自来水经过热交换器D进行首次加热，并通过进水管G流入非承压式水箱2内；②当水箱水位达到用户预先设定的高水位线0时，常闭电磁阀H关闭，自来水停止进入；③系统继续按照加热程序，对水箱的水加热到用户预先设定的温度。4、当系统检测到水箱水位低于低水位线M时，则停止加热以保护压缩机和循环水泵等设备，同时进入补水程序。
权利要求1.家用新型非承压式空气能热泵热水器，其特征在于非承压水箱通过进水管和出水管与主机连接；主机内设有压缩机、冷凝器、风扇、热交换器和循环水泵；压缩机一端连接冷凝器，另一端连接热交换器；风扇设在冷凝器旁，冷凝器通过铜管与热交换器连接，主机上设有自来水入口和热水出口，自来水入口依次连接主机内的常开电磁阀、第一单向阀、常闭电磁阀和热交换器，热水出口依次连接主机内的水流检测器、第二单向阀和循环水泵，循环水泵的另一端通过出水管与非承压式水箱连接，热交换器通过进水管与非承压式水箱连接，非承压式水箱的底部设有与主机连接的压力传感器和温度传感器，上端设有泄气口。专利摘要家用新型非承压式空气能热泵热水器，非承压水箱通过进水管和出水管与主机连接。主机内设有压缩机、冷凝器、热交换器和循环水泵等。压缩机一端连接冷凝器，另一端连接热交换器，风扇设在冷凝器旁。冷凝器通过铜管与热交换器连接。自来水入口依次连接主机内的常开电磁阀、第一单向阀、常闭电磁阀和热交换器。热水出口依次连接主机内的水流检测器、第二单向阀和循环水泵。循环水泵的另一端通过出水管与非承压式水箱连接。热交换器通过进水管与非承压式水箱连接。非承压式水箱的底部设有与主机连接的压力传感器和温度传感器，上端设有泄气口。本实用新型造价低，无混水现象，能效比高、真正节能，压缩机寿命长，热水不受自来水压力影响。
文档编号F24H9/20GK202216395SQ20112026230
公开日2012年5月9日 申请日期2011年7月22日 优先权日2011年7月22日
发明者陈庆中 申请人:佛山市威而信科技有限公司