一种太阳能空气热泵一体化热水器的制作方法

本发明涉及太阳能热水器，尤其涉及一种太阳能空气热泵一体化热水器。

背景技术：

1、太阳能热泵热水器是一种结合了太阳能和热泵技术的热水设备。有阳光时，通过太阳能集热器吸收太阳能辐射将水加热，具体为，当阳光照射到太阳能集热器上时，集热器内的吸热板将太阳能转化为热能，加热集热器内的水或传热介质。被加热的水或传热介质通过循环管道输送到储水箱中，当太阳能不足时，使用热泵制热，压缩机将低温低压的制冷剂气体压缩成高温高压的气体，然后将其输送到冷凝器中。在冷凝器中，高温高压的制冷剂气体与储水箱内的水进行热交换，将热量传递给水，使水的温度升高。以实现普通太阳能热水器不受天气条件的限制。

2、但是目前的太阳能热水器，使用集热器加热过程中，普遍通过自循环和强制循环两种模式，在自循环模式中，热水和冷水的密度差作为动力，以实现水的循环，直至将储水箱内的水全部完成加热，然而在此过程中，太阳能集热器加热后的热水加入储水箱后，会先与储水箱内未加热的水混合，进而使后续循环的水温逐步上升，导致自循环模式下循环动力逐步下降，进而影响到自循环模式下的整体加热效率。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术中的影响到自循环模式下的整体加热效率的问题，而提出的一种太阳能空气热泵一体化热水器。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种太阳能空气热泵一体化热水器，包括支撑安装架，所述支撑安装架上安装有：

4、板式集热器，所述板式集热器安装在支撑安装架的顶部；

5、储水箱，所述储水箱安装在支撑安装架的底部一侧，储水箱的内腔包括位于上端的热水腔和位于下端的冷水腔，在所述热水腔内平行设置有两个导通隔板，两个所述导通隔板将热水腔分为三个相通的储水室，且上下两个储水室体积相同，并大于中间的储水室体积，其中，两个所述导通隔板上分别设有用于格挡储水室之间连通的第一分隔件和第二分隔件，且所述第一分隔件和第二分隔件分别将所处储水室分隔成三个同轴设置的存放空间，储水箱的顶部安装有单独驱动第一分隔件与第二分隔件的驱动件；

6、冷水输送管，所述冷水输送管的一端安装在热水腔的底端、另一端连接至板式集热器的进水口；

7、热水输送件，所述热水输送件的一端安装在板式集热器的出水口、另一端安装在储水腔的热水腔顶部并分叉延伸至第二分隔件形成的三个存放空间内，热水输送件上安装有温度控制阀；

8、热泵主体，所述热泵主体安装在支撑安装架的底部另一侧，热泵主体的出水口与热水输送件之间单向连通；

9、第一水泵，所述第一水泵的出水端与热泵主体进水口连通、进水端与储水箱的热水腔连通；

10、第二水泵，所述第二水泵设在支撑安装架的顶部并与热水输送件连接。

11、优选的，所述储水箱的外侧对应热水腔和冷水腔的下端均安装有注水管，并且所述热水腔和冷水腔内还安装有液位传感器。

12、优选的，所述储水箱的外侧安装有热水输出管，所述热水输出管包括直管和l型管，其中直管与l型管之间连接有三通阀，直管端部安装在热水腔的底部，l型管的顶端分叉连接有三个支管并分布在第二分隔件构成的三个存放空间内。

13、优选的，所述驱动件包括安装在储水箱顶部的驱动电机和连接在驱动电机输出轴上的驱动轴，所述驱动轴在储水箱内分别连接第一分隔件和第二分隔件，驱动轴外侧与第一分隔件和第二分隔件之间均连接有单向轴承，且两个单向轴承方向相反，使驱动轴单独带动第一分隔件或第二分隔件在导通隔板上旋转。

14、优选的，所述热水输送件包括连接板式集热器热水出口的第一输送管、安装在第一输送管上的第一三通阀、连接第一输送管的第二输送管和连接第二输送管的输送主管，所述输送主管的远离第二输送管的一端分叉有三个支管并分别插入至第二分隔件构成的三个存放空间顶部，所述温度控制阀安装在输送主管靠近第二输送管的一端处。

15、优选的，所述第二水泵的进水口连接第一三通阀的一个阀口，第二水泵的出水口连接第二输送管。

16、优选的，所述热泵主体的一端底部进水口与第一水泵的出水口之间连接有热泵连接管，热泵主体的另一端顶部出水口连接有热泵出水管，所述热泵出水管的顶端与输送主管的端部连通，且热泵出水管的顶端安装有单向阀，所述第一水泵的进水口连接有热泵第一进水管，所述热泵第一进水管的顶端延伸至储水箱上方分叉有三个支管并分别插入至第二分隔件构成的三个存放空间底部，且热泵第一进水管的中部通过第二三用阀连接有热泵第二进水管，所述热泵第二进水管的顶端安装在热水腔的底部一侧。

17、优选的，所述导通隔板的两端对称设有连通上下储水室的扇形切口，所述第一分隔件与第二分隔件结构相同，第一分隔件包括同轴设置的分隔外环、分隔内环和分隔底板，其中，所述分隔底板的半径与导通隔板相同，所述分隔内环和分隔外环固定在分隔底板上，分隔底板的两端对称设有与扇形切口吻合的输送通道。

18、优选的，所述热水腔内壁、分隔内环内壁和分隔外环内壁均设有导流板，当第一分隔件与第二分隔件的输送通道竖向对应时，导流板由竖直旋转至倾斜。

19、优选的，所述热水腔内壁、分隔内环内壁和分隔外环内壁均设有供导流板安装的安装孔，所述导流板包括内嵌在安装孔中的旋转马达和连接旋转马达的弧形板，所述弧形板的一侧面贴合在热水腔内壁、分隔内环内壁和分隔外环内壁，且弧形板的两端贴合处呈弹性设置。

20、本发明与现有技术相比具有以下优点：

21、本发明通过在热水腔内设置导通隔板、第一分隔件和第二分隔件，在太阳能热水器使用自循环模式对热水腔内的水加热时，能够在一次循环过程中，使加热后的水与未加热的水暂不混合，从而使板式集热器两端冷水热水密度差始终保持最大状态，进而在自循环模式中，能够保持自循环动力，进而提高自循环模式下板式集热器的整体加热效率；

22、与此同时，通过设置导流板，并且导流板根据热水器中对水的循环模式进行旋转调整，使自循环状态下导流板保持竖直，强制循环模式下，导流板旋转至倾斜，引导强制循环状态下水的流动，既加速了强制循环模式下热水与冷水的混合，同时还能够在模式切换的过程中，由导流板对内壁上的水垢进行清理，尽可能的降低水垢对热水器长期工作的影响；

23、最后通过将热泵与太阳能相结合，并且配合第一分隔件和第二分隔件对热水腔的上下分隔，能够在热泵工作时，选用被太阳能初步加热后未与冷水混合的升温水进入热泵内被加热，从而使热泵内换热时初始温差更大，同功率下加热效率更高。

技术特征：

1.一种太阳能空气热泵一体化热水器，包括支撑安装架(1)，其特征在于，所述支撑安装架(1)上安装有：

2.根据权利要求1所述的一种太阳能空气热泵一体化热水器，其特征在于，所述储水箱(2)的外侧对应热水腔(202)和冷水腔(201)的下端均安装有注水管(204)，并且所述热水腔(202)和冷水腔(201)内还安装有液位传感器。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能空气热泵一体化热水器，其特征在于，所述储水箱(2)的外侧安装有热水输出管(11)，所述热水输出管(11)包括直管和l型管，其中直管与l型管之间连接有三通阀，直管端部安装在热水腔(202)的底部，l型管的顶端分叉连接有三个支管并分布在第二分隔件(15)构成的三个存放空间内。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能空气热泵一体化热水器，其特征在于，所述驱动件(8)包括安装在储水箱(2)顶部的驱动电机(81)和连接在驱动电机(81)输出轴上的驱动轴(82)，所述驱动轴(82)在储水箱(2)内分别连接第一分隔件(14)和第二分隔件(15)，驱动轴(82)外侧与第一分隔件(14)和第二分隔件(15)之间均连接有单向轴承，且两个单向轴承方向相反，使驱动轴(82)单独带动第一分隔件(14)或第二分隔件(15)在导通隔板(203)上旋转。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能空气热泵一体化热水器，其特征在于，所述热水输送件(9)包括连接板式集热器(3)热水出口的第一输送管(93)、安装在第一输送管(93)上的第一三通阀(92)、连接第一输送管(93)的第二输送管(94)和连接第二输送管(94)的输送主管(91)，所述输送主管(91)的远离第二输送管(94)的一端分叉有三个支管并分别插入至第二分隔件(15)构成的三个存放空间顶部，所述温度控制阀(10)安装在输送主管(91)靠近第二输送管(94)的一端处。

6.根据权利要求5所述的一种太阳能空气热泵一体化热水器，其特征在于，所述第二水泵(6)的进水口连接第一三通阀(92)的一个阀口，第二水泵(6)的出水口连接第二输送管(94)。

7.根据权利要求6所述的一种太阳能空气热泵一体化热水器，其特征在于，所述热泵主体(4)的一端底部进水口与第一水泵(5)的出水口之间连接有热泵连接管(401)，热泵主体(4)的另一端顶部出水口连接有热泵出水管(402)，所述热泵出水管(402)的顶端与输送主管(91)的端部连通，且热泵出水管(402)的顶端安装有单向阀，所述第一水泵(5)的进水口连接有热泵第一进水管(403)，所述热泵第一进水管(403)的顶端延伸至储水箱(2)上方分叉有三个支管并分别插入至第二分隔件(15)构成的三个存放空间底部，且热泵第一进水管(403)的中部通过第二三用阀连接有热泵第二进水管(404)，所述热泵第二进水管(404)的顶端安装在热水腔(202)的底部一侧。

8.根据权利要求1所述的一种太阳能空气热泵一体化热水器，其特征在于，所述导通隔板(203)的两端对称设有连通上下储水室的扇形切口，所述第一分隔件(14)与第二分隔件(15)结构相同，第一分隔件(14)包括同轴设置的分隔外环(141)、分隔内环(142)和分隔底板(144)，其中，所述分隔底板(144)的半径与导通隔板(203)相同，所述分隔内环(142)和分隔外环(141)固定在分隔底板(144)上，分隔底板(144)的两端对称设有与扇形切口吻合的输送通道(145)。

9.根据权利要求8所述的一种太阳能空气热泵一体化热水器，其特征在于，所述热水腔(202)内壁、分隔内环(142)内壁和分隔外环(141)内壁均设有导流板(13)，当第一分隔件(14)与第二分隔件(15)的输送通道(145)竖向对应时，导流板(13)由竖直旋转至倾斜。

10.根据权利要求9所述的一种太阳能空气热泵一体化热水器，其特征在于，所述热水腔(202)内壁、分隔内环(142)内壁和分隔外环(141)内壁均设有供导流板(13)安装的安装孔(143)，所述导流板(13)包括内嵌在安装孔(143)中的旋转马达(132)和连接旋转马达(132)的弧形板(131)，所述弧形板(131)的一侧面贴合在热水腔(202)内壁、分隔内环(142)内壁和分隔外环(141)内壁，且弧形板(131)的两端贴合处呈弹性设置。

技术总结
本发明公开了一种太阳能空气热泵一体化热水器，包括支撑安装架，所述支撑安装架上安装有：板式集热器，所述板式集热器安装在支撑安装架的顶部；储水箱，所述储水箱安装在支撑安装架的底部一侧，储水箱的内腔包括位于上端的热水腔和位于下端的冷水腔，在所述热水腔内平行设置有两个导通隔板，两个所述导通隔板将热水腔分为三个相通的储水室，且上下两个储水室体积相同，并大于中间的储水室体积。本发明能够使板式集热器两端冷水热水密度差始终保持最大状态，进而在自循环模式中，能够保持自循环动力，进而提高自循环模式下板式集热器的整体加热效率。

技术研发人员：余叶淳
受保护的技术使用者：广州日诚机电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/23