太阳能即热式热泵热水器的制作方法

本发明属于家用电器领域，具体涉及一种太阳能即热式热泵热水器。

背景技术：

热泵通常是先从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功，然后再向人们提供可被利用的高品位热能。空气源热泵是当今世界上最先进的能源利用产品之一。随着经济的快速发展与人们生活品位的提高，生活用热水已成为人们的生活必需品，然而传统的热水器(电热水器，燃油、气热水器)具有能耗大、费用高、污染严重、安全性差、使用寿命短等缺点；而太阳能热水器虽然节能环保，但是其运行又受到气象条件的制约，难以广泛推广应用。

传统的空气源热泵以空气为低温热源，并以电能为动力从低温侧吸取热量来加热生活用水，热水通过循环系统直接送入用户家中作为热水供应或利用风机盘管进行小面积采暖。尽管目前空气源热泵的性能系数较高，但是，在运行过程中仍旧会消耗较多的电能，在学校宿舍、酒店、洗浴中心等场所的大、中、小热水集中供应系统中，不利于节能环保。而且，为了避免压缩机的频繁启停，目前的热泵热水器难以做到即开即用。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够即开即用，节能环保，安全高效的太阳能即热式热泵热水器。

本发明提供了一种太阳能即热式热泵热水器，具有这样的特征，包括：太阳能加热单元、直接加热单元以及热泵加热单元，直接加热单元包含热水箱以及设置在热水箱内的加热器，热泵加热单元包括冷凝器，太阳能加热单元通过管路与热水箱连接，用于吸收太阳能来加热热水箱中待加热的水，冷凝器设置在热水箱内，用于冷凝时放热对热水箱中待加热的水进行加热。

本发明还提供了一种太阳能即热式热泵热水器，具有这样的特征，包括：太阳能加热单元、直接加热单元以及热泵加热单元，直接加热单元包含热水箱以及设置在热水箱内的加热器，热泵加热单元包括冷凝器，太阳能加热单元通过管路与热水箱连接，用于吸收太阳能来加热热水箱中待加热的水，热水箱具有外循环管路，该外循环管路设置在冷凝器内，用于吸收冷凝器冷凝时放出的热量对外循环管路中的水进行加热。

在本发明提供的太阳能即热式热泵热水器中，还可以具有这样的特征：其中，太阳能加热单元为平板集热器或真空管集热器。

在本发明提供的太阳能即热式热泵热水器中，还可以具有这样的特征：其中，直接加热单元为电热水器或燃气热水器。

在本发明提供的太阳能即热式热泵热水器中，还可以具有这样的特征：其中，直接加热单元还包括设置在热水箱内的均流器、水位仪以及复数个温度传感器。

在本发明提供的太阳能即热式热泵热水器中，还可以具有这样的特征：其中，热泵加热单元还包括与冷凝器串联成回路的压缩机、膨胀阀、蒸发器以及干燥过滤器。

在本发明提供的太阳能即热式热泵热水器中，还可以具有这样的特征：其中，外循环管路与热水器之间设置有三通阀。

在本发明提供的太阳能即热式热泵热水器中，还可以具有这样的特征：其中，冷凝器为冷凝盘管、套管式换热器以及板式换热器中的任意一种。

在本发明提供的太阳能即热式热泵热水器中，还可以具有这样的特征：其中，膨胀阀为毛细管、热力膨胀阀以及电子膨胀阀中的任意一种。

在本发明提供的太阳能即热式热泵热水器中，还可以具有这样的特征，还包括：控制单元，设置在热水箱上，用于控制热水箱内水的温度、热水箱的水位、压缩机吸排气压力以及压缩机的温度。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的太阳能即热式热泵热水器，因为太阳能加热单元能够吸收太阳能来加热热水箱中的待加热的水，同时直接加热单元中的加热器也能够加热热水箱中的待加热的水，另外，热泵加热单元能够吸收外界热量使得冷凝器冷凝时放热对热水箱的待加热的水进行加热，所以，本发明的太阳能即热式热泵热水器不仅结构简单、安全高效，而且充分结合了三种不同的加热方式，并可根据环境自由调节，提高了整体的利用率，节能环保，热水也能即开即用，方便快捷，非常适用于我国的国情，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明的实施例一中太阳能即热式热泵热水器的结构示意图；以及

图2是本发明的实施例二中太阳能即热式热泵热水器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的太阳能即热式热泵热水器作具体阐述。

<实施例一>

图1是本发明的实施例一中太阳能即热式热泵热水器的结构示意图。

如图1所示，本实施例中，太阳能即热式热泵热水器100设置在用户的阳台上，它的入口连通自来水管，由自来水管提供冷水，出口通过管路连通至厨房、卫生间等处。太阳能即热式热泵热水器100包括直接加热单元10、太阳能加热单元20、热泵加热单元30以及控制单元40。

直接加热单元10在本实施例中为电热水器10，它包括热水箱11、电加热器12、均流器13、水位仪(图中未显示)以及温度传感器14。此外，直接加热单元10还可以为燃气热水器。

热水箱11呈圆筒形，它的底部中央设置有进水口，该进水口通过管路与自来水管连通，它的上部具有出水口，出水口通过管路连通至厨房、卫生间等处，在本实施例中，热水箱11的容积为20L。

电加热器12设置在热水箱11的内侧壁上，当热水箱11内水温过低时，电加热器12用来加热热水箱11中待加热的水使其达到设定值。

均流器13设置在热水箱11内且位于底部的进水口处，它能够使热水箱11内的水形成冷热水分层。

水位仪在热水箱11内，它用来实时监测热水箱中的水位。

温度传感器14设置在热水箱11内，它用来检测热水箱11内水的温度，在本实施例中，热水箱11内具有三个温度传感器14，这三个温度传感器14分别用来检测热水箱11内上、中、下三个部位的水温，此外，太阳能即热式热泵热水器100的入口的管路上设置有一个温度传感器14，太阳能即热式热泵热水器100的入口的管路上设置有两个温度传感器14。

太阳能加热单元20两端通过管路分别与热水箱11进水口与出水口的管路连通，它用来吸收太阳能来加热热水箱11中待加热的水，在本实施例中，太阳能加热单元20为真空管集热器20。此外，还可以采用平板集热器。

热泵加热单元30包括串联成回路的冷凝器31、压缩机32、蒸发器33、膨胀阀34以及干燥过滤器35。

冷凝器31位于热水箱11内，当回路中的制冷剂经压缩机32压缩后进入冷凝器31中时进行放热，冷凝器31放出的热量能够对热水箱11中待加热的水进行加热。在本实施例中，冷凝器31为冷凝盘管31，此外，也可用套管式换热器或板式换热器来代替冷凝盘管31。

压缩机32的排气口与冷凝盘管31入口端相连通，压缩机32的排气口与进气口的两侧分别设置有压力传感器(图中未标出)，压力传感器用来实时监测压缩机32工作时的吸气和排气压力，在本实施例中，压缩机32为活塞式压缩机32。

蒸发器33的出口与活塞式压缩机32的进气口相连通，蒸发器33用来吸收空气中的热量。

膨胀阀34的入口与冷凝盘管31的出口相连通，膨胀阀34的岀口与蒸发器33的入口相连通。在本实施例中，膨胀阀34为电子膨胀阀34，此外还可以为热力膨胀阀或毛细管。

干燥过滤器35位于冷凝盘管31与电子膨胀阀34之间，用来对冷凝后的气体进行干燥并对气体中的杂质进行过滤。

控制单元40设置在热水箱11上，它包括无线传感器(未标出)、无线控制器、无线功率采集器以及保护器。控制单元40通过云端服务器与用户移动终端网络连接，并可以通过用户移动终端随时开关太阳能即热式热泵热水器100，实现实时对太阳能即热式热泵热水器100的远程控制。控制单元40能够用来控制热水箱11内水的温度、热水箱11的水位、活塞式压缩机32的吸排气压力以及温度。保护器能够提供过载保护，当热水箱11中热水已满或达到设定温度或压缩机进气排气量超负荷时，控制单元40会自动对它们进行控制并保护。

本实施例的太阳能即热式热泵热水器100的工作原理如下：

当用户不使用热水时，真空管集热器20吸收太阳能使得热水箱11中待加热的水被加热升温，此时温度传感器14会实时监测水箱内的水温，当被测水温低于设定值时，电热水器10启动，直至热水箱11内的水温达到设定值。

当用户使用热水时，热水箱11内的热水首先被使用，使用过程中，热水箱11内水位下降到预定值时，此时热泵加热单元30启动，蒸发器33从空气中吸收热量，制冷剂经过活塞式压缩机32压缩，进入冷凝盘管31放热，从而对热水箱11中的水进行加热，制冷剂进入干燥过滤器35，再进入电子膨胀阀34节流降温降压，进一步到达蒸发器33蒸发制冷，最后进入活塞式压缩机32升温升压，完成整个循环。最终不断地对热水箱11中的水进行加热，使水温达到设定值。被加热的水从热水箱11的顶部的管路流出供用户使用。

实施例一的作用与效果

根据本实施例所涉及的太阳能即热式热泵热水器，因为真空集热管能够吸收太阳能来加热热水箱中的待加热的水，同时电热水器中的加热器也能够加热热水箱中的待加热的水，另外，热泵加热单元能够吸收外界热量使得冷凝盘管冷凝时放热对热水箱的待加热的水进行加热，所以，本发明的太阳能即热式热泵热水器不仅结构简单、安全高效，而且充分结合了三种不同的加热方式，并可根据环境自由调节，提高了整体的利用率，节能环保，热水也能即开即用，方便快捷，非常适用于我国的国情，具有广阔的应用前景。

此外，在本实施例中，由于在热水箱的底部中央设置有均流器，这样，使得热水箱中形成冷热水分层，最大限度的提高水箱的综合利用率，提高了太阳能即热式热泵热水器的经济性。

<实施例二>

在本实施例二中，对于上述实施例一相同的结构，本实施例给与相同的编号，并省去相应的说明。

图2是本发明的实施例二中太阳能即热式热泵热水器的结构示意图。

如图2所示，太阳能即热式热泵热水器100'与实施例一相比，本实施例的不同之处在于，冷凝盘管31与热水箱11并联设置，热水箱11具有外循环管路15，外循环管路15通过水泵17实现水的循环，外循环管路15一部分设置在冷凝盘管31内，它用来吸收冷凝盘管31冷凝时放出的热量对外循环管路15中的水进行加热。

循环管路15与热水器11之间设置有三通阀16，通过控制三通阀16可以控制给水方式。

本实施例的太阳能即热式热泵热水器100'的工作原理如下：

当用户不使用热水时，真空管集热器20吸收太阳能使得热水箱11中待加热的水被加热升温，此时温度传感器14会实时监测水箱内的水温，当被测水温低于设定值时，电热水器10启动，直至热水箱11内的水温达到设定值。

当用户使用热水时，热水箱11内的热水首先被使用，使用过程中，热水箱11内水位下降到预定值时，此时热泵加热单元30启动，蒸发器33从空气中吸收热量，制冷剂经过活塞式压缩机32压缩，进入冷凝盘管31放热，从而对外循环管路15中的水进行加热，外循环管路15中的热水一部分直接通过三通阀16供给用户，同时，制冷剂进入干燥过滤器35，再进入电子膨胀阀34节流降温降压，进一步到达蒸发器33蒸发制冷，最后进入活塞式压缩机32升温升压，完成整个循环。最终外循环管路15中的水不断地被加热，另一部分通过三通阀16流入热水箱11中使水温达到设定值。

实施例二的作用与效果

根据本实施例二所涉及的太阳能即热式热泵热水器，具有与实施例一相同的作用与效果。

此外，在本实施例二中，由于在热水箱的底部中央设置有均流器，这样，使得热水箱中形成冷热水分层，最大限度的提高水箱的综合利用率，提高了太阳能即热式热泵热水器的经济性。

另外，在本实施例二中，在循环管路与热水器之间设置有三通阀，这样也可以提供热水，提高了水箱的利用率，同时灵活方便。