一种采用复合石蜡的微型空气源热泵热水器一体机的制作方法

本发明涉及热水器领域，具体涉及一种采用复合石蜡的微型空气源热泵热水器一体机。

背景技术：

热泵被称为热量的搬运工，其每消耗一定能量的电力，可以从周边的环境中获得远远超过所消耗能量的热量，其能效比COP高达4.0以上。在欧洲热泵技术已被列为新能源技术推广目录。按热源的来源不同，可以把热泵分为空气源热泵、地源热泵、水源热泵三大类型，；其中，空气源热泵以其适用性广泛、结构简单、利于小型化等特有优点，获得了大规模的推广和应用。但是，对于家用型用户来说，即使是市场上最小的空气源热泵热水器也达到了150L，体积太大了，占用了家里有限的使用面积，而且还有室外机，安装、搬运都很复杂，造成了空气源热泵热水器成本高企，价格昂贵，不利于这一节能新产品的推广使用。

据计算，如果把中国现有的电热水器换成空气能热水器，年节约的电量将达到337.5亿千瓦时，相当于减排3000万吨二氧化碳，对于节能和环保具有十分重大的意义。因此开发一种具有体积较小、价格较低、安装简便的空气源热泵热水器具有巨大的市场前景。

为此，我们提出了一种采用石蜡复合材料作为蓄热介质的微型空气能热泵热水器一体机，可以有效克服现有热泵热水器的缺点，具有显著的竞争优势。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种采用复合石蜡的微型空气源热泵热水器一体机，本发明具有热量输出快、体积小、安装简单、不易故障、成本低廉等特点。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种采用复合石蜡的微型空气源热泵热水器一体机，包括机体外壳，所述机体外壳内设置有隔离层，所述隔离层将机体外壳内部分割为蓄热空间和安装空间，所述安装空间内设置有热泵压缩机，所述热泵压缩机与热泵换热盘管连接，所述热泵换热盘管穿过隔离层并设置在蓄热空间内，所述蓄热空间内还设置有用水换热盘管，所述用水换热盘管的出水端设置在隔离层一侧并穿过机体外壳设置，进水端设置在隔离层相对应的另一侧并穿过机体外壳设置，所述蓄热空间还设置有相变蓄热材料，所述相变蓄热材料包覆热泵换热盘管和用水换热盘管。

进一步的，所述热泵换热盘管和用水换热盘管均由金属管绕制而成，并且在蓄热空间内均匀分布，所述金属管为波纹管。

进一步的，所述相变蓄热材料与隔离层之间设置有预留空间。

进一步的，所述相变蓄热材料由若干按照相变温度依次排列设置的复合石蜡层组成，其中相变温度最高的复合石蜡层设置在隔离层一侧。

进一步的，若干所述复合石蜡层的数量为3并且相变温度范围分别为40-42度、45-48度和50-53度。

进一步的，所述安装空间内还设置有用于为热泵压缩机散热的风机和蒸发器。

进一步的，所述机体外壳表面设置有显示面板。

进一步的，所述蓄热空间的内部上设置有保温层，所述保温层的材质为聚氨酯发泡保温板。

进一步的，按重量份数计，所述相变蓄热材料包括如下组份：固体石蜡70-80份，碳纤维短丝20-30份，膨胀石墨5-8份，蒙脱土4-6份，高密度聚乙烯7-12份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物6-11份，吸水树脂3-4份，稳定剂1-2份。

进一步的，按重量份数计，所述稳定剂包括如下组份：20-30份油酸、8-20份聚乙二醇、1-15份十六烷基三甲基溴化铵、方镁石50-60、聚羧酸盐5-15、聚丙烯酸盐15-25。

本发明的有益效果是:

采用本技术所生产的微型空气源热泵热水器一体机，可以最大限度的减少安装空间，免去了原来室内水箱、室外机的复杂安装程序。实现了热水器微型化的基础上，热水的足量和有效输出。同时，用水换热盘管的引入，实现了空气源热水器洗浴用水的活水洗浴，不存在蓄水加热的情况，即放即热，减少了细菌的滋生，使得生活用水更加健康。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的外部结构示意图；

图2是本发明的内部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参照图1与图2所示，一种采用复合石蜡的微型空气源热泵热水器一体机，包括机体外壳1，机体外壳内设置有隔离层2，隔离层将机体外壳内部分割为蓄热空间3和安装空间4，安装空间内设置有热泵压缩机5，热泵压缩机与热泵换热盘管6连接，热泵换热盘管穿过隔离层并设置在蓄热空间内，蓄热空间内还设置有用水换热盘管7，用水换热盘管的出水端设置在隔离层一侧并穿过机体外壳设置，进水端设置在隔离层相对应的另一侧并穿过机体外壳设置，蓄热空间还设置有相变蓄热材料8，相变蓄热材料包覆热泵换热盘管和用水换热盘管。使用时，开启热泵工作，可使得蓄热空间内的相变蓄热材料平均温度上升到50°左右，此时，打开热水出口，冷水流经用水换热盘管后，会被加热到40℃以上，即可得到热水，从而供用户使用。而本热水器可以改变安装位置，即以水平安装的形式安装固定于墙壁面，即将图1中所示的立式水平安装，实现同样的热水输出，进一步减少对安装空间的限制。

热泵换热盘管和用水换热盘管均由金属管绕制而成，并且在蓄热空间内均匀分布，金属管为波纹管，波纹管具有弯折随意性强，制备方便等优点，并且波纹结构能够加强散热和导热效果，提高换热效率。

相变蓄热材料与隔离层之间设置有预留空间9，相变蓄热材料被加热后，会产生一定的膨胀，因此预留空间能够保证相变蓄热材料膨胀后的体积容置，不会对蓄热空间造成挤压，也是一种安全设计。

相变蓄热材料由若干按照相变温度依次排列设置的复合石蜡层10组成，其中相变温度最高的复合石蜡层设置在隔离层一侧，通过不同相变温度依次排列设置后，即形成了温度梯度的结构，在该结构使用时，能够达到放热完全、速度快等优点，进一步提高使用感受和设备效率。并且在制备时，只需要将复合石蜡融化，然后一层一层的依次倒入蓄热空间内即可，倒入后即会快速凝固，因此能够保证梯度结构的成型。

若干复合石蜡层的数量为3并且相变温度范围分别为40-42度、45-48度和50-53度，经过申请人的无数次实验，采用三层结构，并且三个温度范围内的设计后，能够达到制备快速，运行速度快、效率高、成本低等综合性能高的热水器。

安装空间内还设置有用于为热泵压缩机散热的风机11和蒸发器12。机体外壳表面设置有显示面板13，便于直观的了解热水器使用情况。

蓄热空间的内部上设置有保温层14，保温层的材质为聚氨酯发泡保温板，起到保温效果，避免热量遗失。

按重量份数计，相变蓄热材料包括如下组份：固体石蜡75份，碳纤维短丝25份，膨胀石墨6份，蒙脱土5份，高密度聚乙烯9份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物8份，吸水树脂4份，稳定剂2份。

按重量份数计，稳定剂包括如下组份：15份油酸、15份聚乙二醇、10份十六烷基三甲基溴化铵、方镁石55、聚羧酸盐11、聚丙烯酸盐22。

实施例二

实施例二与实施例一的区别在于，按重量份数计，相变蓄热材料包括如下组份：固体石蜡80份，碳纤维短丝30份，膨胀石墨8份，蒙脱土6份，高密度聚乙烯12份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物11份，吸水树脂4份，稳定剂2份。

按重量份数计，稳定剂包括如下组份：30份油酸、20份聚乙二醇、15份十六烷基三甲基溴化铵、方镁石60、聚羧酸盐15、聚丙烯酸盐25。

实施例三

实施例三与实施例一的区别在于，按重量份数计，相变蓄热材料包括如下组份：固体石蜡70份，碳纤维短丝20份，膨胀石墨5份，蒙脱土4份，高密度聚乙烯7份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物6份，吸水树脂3份，稳定剂1份。

按重量份数计，稳定剂包括如下组份：20份油酸、8份聚乙二醇、1份十六烷基三甲基溴化铵、方镁石50、聚羧酸盐5、聚丙烯酸盐15。

上述三个实施例中的相变蓄热材料配方，在使用时，能够达到吸热焓122-140KJ/KG，导热系数0.6-0.8W/m.K；因此能够快速的将热量存储，然后冷水经过时，又能快速的将热量导出，从而缩短使用时间，提高工作效率，该配方制备的产品使用寿命长，可循环利用，吸热效果强，环保性好，在吸热过程中无有害气体挥发，对内外壁无腐蚀性，耐高温性好。并且该配方结构稳定，加热后膨胀幅度小，对机体外壳的强度要求降低，减少质量和安全的隐患。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。