一种太阳空气能真空热水器.pdf

本发明公开了一种温度可调且加热效率高的太阳空气能真空热水器。它包括太阳能平板集热器、热泵和真空换热器，热泵置于真空换热器的中间，真空换热器包括真空腔、换热器A、换热器B、换热器C、换热器D、第一电磁阀组、第二电磁阀组、控制器、入水口和出水口，入水口连接第一电磁阀组，第一电磁阀组分别连接换热器A和换热器C，换热器A和换热器C分别连接换热器B和换热器D，换热器B和换热器D均连接第二电磁阀组，第二电磁阀组连接出水口，太阳能平板集热器连接热泵。本发明的有益效果是：能够根据不同的需求选择不同出水温度的水，温度可调；通过换热管的机构设计，提高了加热效率；提高了水温可选择的范围，提高了使用范围。

权利要求书
1.  一种太阳空气能真空热水器，其特征是，包括太阳能平板集热器、热泵(5) 和真空换热器(4)，所述的热泵(5)和真空换热器(4)安装在太阳能平板 集热器的下方，所述的真空换热器(4)呈回字形，所述的热泵(5)置于真 空换热器(4)的中间，所述的真空换热器(4)包括真空腔(3)、换热器A、 换热器B、换热器C、换热器D、第一电磁阀组(6)、第二电磁阀组(10)、 控制器、入水口(1)和出水口(2)，所述的换热器A、换热器B、换热器C、 换热器D、第一电磁阀组(6)和第二电磁阀组(10)均置于真空腔(3)内， 所述的真空腔(3)上设有抽气孔(11)，所述的入水口(1)连接第一电磁阀 组(6)，所述的第一电磁阀组(6)分别连接换热器A和换热器C，所述的 换热器A连接换热器B，所述的换热器C连接换热器D，所述的换热器B和 换热器D均连接第二电磁阀组(10)，所述的第二电磁阀组(10)连接出水 口(2)，所述的换热器A、换热器B、换热器C和换热器D均与热泵(5) 连接且分布于真空换热器(4)的四条边上，所述的太阳能平板集热器连接热 泵(5)，所述的第一电磁阀组(6)和第二电磁阀组(10)均连接控制器。

2.  根据权利要求1所述的一种太阳空气能真空热水器，其特征是，所述的换热 器A、换热器B、换热器C和换热器D均包括若干个并联的单体换热器，所 述的单体换热器包括内管(7)和外管(8)，所述的外管(8)套接在内管(7) 上，所述的相邻两个外管(8)之间法兰连接，所述最靠近热泵(5)的外管 (8)与热泵(5)的出口端连接，所述最远离热泵(5)的外管(8)与热泵 (5)的进口端连接。

3.  根据权利要求2所述的一种太阳空气能真空热水器，其特征是，所述相邻两 个外管(8)的法兰连接接口置于外管(8)的一端，所述相邻的两个法兰连 接接口分别置于外管(8)的两端上。

4.  根据权利要求2或3所述的一种太阳空气能真空热水器，其特征是，所述换 热器A的内管(7)一端连接第一电磁阀组(6)，另一端通过弧形肘管(9) 与换热器B的内管(7)一端连接，所述的换热器B的内管(7)另一端连接 第二电磁阀组(10)；所述换热器C的内管(7)一端连接第一电磁阀组(6)， 另一端通过弧形肘管(9)与换热器D的内管(7)一端连接，所述的换热器 D的内管(7)另一端连接第二电磁阀组(10)。

5.  根据权利要求2或3所述的一种太阳空气能真空热水器，其特征是，所述的 第一电磁阀组(6)和第二电磁阀组(10)均包括两个多通电磁阀(12)和一 个三通电磁阀(13)，所述的多通电磁阀(12)包括若干与单体换热器的内管 (7)相对应的内接口和一个与三通电磁阀(13)连接的出接口，所述第一电 磁阀组(6)的三通电磁阀(13)连接入水口(1)，所述第二电磁阀组(10) 的三通电磁阀(13)连接出水口(2)。

6.  根据权利要求1或2或3所述的一种太阳空气能真空热水器，其特征是，所 述的太阳能平板集热器包括主体框架(14)、集热板(15)和冷媒流通管(16)， 所述集热板(15)的一端安装在主体框架(14)的活动轴(17)上，所述集 热板(15)的另一端通过电动升降机构(18)与主体框架(14)连接，所述 的电动升降机构(18)连接控制器。

7.  根据权利要求6所述的一种太阳空气能真空热水器，其特征是，所述的冷媒 流通管(16)外侧壁上设有电伴热带，所述的电伴热带连接控制器。

8.  根据权利要求6所述的一种太阳空气能真空热水器，其特征是，所述电动升 降机构(18)包括电动机和升降架，所述的电动机安装在主体框架(14)上， 所述升降架的一端连接电动机，另一端固定安装在集热板(15)上。

说明书一种太阳空气能真空热水器
技术领域
本发明涉及太阳能热水器相关技术领域，尤其是指一种太阳空气能真空 热水器。
背景技术
热水器就是指通过各种物理原理，在一定时间内使冷水温度升高变成热 水的一种装置。按照原理不同可分为电热水器、燃气热水器、太阳能热水器、 空气能热水器(空气能热水器也称“空气源热泵热水器”、“冷气热水器”、“空 气能热泵热水器”等)。太阳能热水器和空气能热水器作为低能耗的产品发 展势头较好。然而，由于产品自身的一些限制，产品在满足消费者需求上有 一定的局限，于是综合能源利用成为了热水器发展的另一个方向。现有的热 水器都是直接将水加热之后，然后在和冷水混合进行使用，而直接加热之后 的水只具有单一的温度，故而在调节水温的时候，时刻需要根据自己不同的 需求手动调节出水温度，以满足不同温度的需求。
中国专利授权公告号：CN 202813805U，授权公告日2013年3月20日， 公开了一种太阳空气能热水器，包括太阳能集热器、热水桶和热泵，热水桶 内置有换热器，所述太阳能集热器的出口端同热泵的进口端对接在一起，热 泵的出口端同换热器的进口端对接在一起，换热器的出口端同太阳能集热器 的进口端对接在一起。该实用新型的不足之处在于，通过储水箱先将水存储 起来，待到需要用的时候再从储水箱中获取水，而采用此种方法获得的水， 在使用时和冷水混合充分，而从储水箱中获取的水只具有单一的温度，故而 在调节水温的时候，时刻需要根据自己不同的需求手动调节出水温度，以满 足不同温度的需求。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种温度可调且加 热效率高的太阳空气能真空热水器。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种太阳空气能真空热水器，包括太阳能平板集热器、热泵和真空换热 器，所述的热泵和真空换热器安装在太阳能平板集热器的下方，所述的真空 换热器呈回字形，所述的热泵置于真空换热器的中间，所述的真空换热器包 括真空腔、换热器A、换热器B、换热器C、换热器D、第一电磁阀组、第 二电磁阀组、控制器、入水口和出水口，所述的换热器A、换热器B、换热 器C、换热器D、第一电磁阀组和第二电磁阀组均置于真空腔内，所述的真 空腔上设有抽气孔，所述的入水口连接第一电磁阀组，所述的第一电磁阀组 分别连接换热器A和换热器C，所述的换热器A连接换热器B，所述的换热 器C连接换热器D，所述的换热器B和换热器D均连接第二电磁阀组，所述 的第二电磁阀组连接出水口，所述的换热器A、换热器B、换热器C和换热 器D均与热泵连接且分布于真空换热器的四条边上，所述的太阳能平板集热 器连接热泵，所述的第一电磁阀组和第二电磁阀组均连接控制器。
本发明中，热泵分别给与换热器A、换热器B、换热器C和换热器D提 供热能，使得入水口的水通过第一电磁阀组进入到换热器A、换热器B、换 热器C和换热器D时，分别对水进行加热处理，能够进一步的提高对水的加 热效率，而通过控制器对第二电磁阀组的控制，使得对于出水口处的水能够 根据不同的需求选择不同出水温度的水，达到了温度可调且加热效率高的目 的。
作为优选，所述的换热器A、换热器B、换热器C和换热器D均包括若 干个并联的单体换热器，所述的单体换热器包括内管和外管，所述的外管套 接在内管上，所述的相邻两个外管之间法兰连接，所述最靠近热泵的外管与 热泵的出口端连接，所述最远离热泵的外管与热泵的进口端连接。根据单体 换热器的结构特性，可得出，随着热泵中的热流体从靠近热泵处的外管往远 离热泵处的外管流动时，由于每个外管均是套接在一个内管上，故而每次热 流体经过一个外管均会有部分热量传导给内管中的水，使得内管中的水温由 靠近热泵到远离热泵温度逐渐变低，故而在出水口处可以选着不同的内管， 来选择不同温度的水温需求，不需要再手动调节不同的水温来满足不同的使 用需求。
作为优选，所述相邻两个外管的法兰连接接口置于外管的一端，所述相 邻的两个法兰连接接口分别置于外管的两端上。这样设计使得从外管一端流 入的热流体必须经过整个外管，才能从外管的另一端流出，故而外管所套接 的内管能够充分接受外管中热流体的热量传导，以提高对内管中水的加热效 果。
作为优选，所述换热器A的内管一端连接第一电磁阀组，另一端通过弧 形肘管与换热器B的内管一端连接，所述的换热器B的内管另一端连接第二 电磁阀组；所述换热器C的内管一端连接第一电磁阀组，另一端通过弧形肘 管与换热器D的内管一端连接，所述的换热器D的内管另一端连接第二电磁 阀组。这样设计便于换热器A、换热器B、换热器C和换热器D的拆卸与安 装，也便于对换热器A、换热器B、换热器C和换热器D的清洗和增减，结 构简单，操作方便。
作为优选，所述的第一电磁阀组和第二电磁阀组均包括两个多通电磁阀 和一个三通电磁阀，所述的多通电磁阀包括若干与单体换热器的内管相对应 的内接口和一个与三通电磁阀连接的出接口，所述第一电磁阀组的三通电磁 阀连接入水口，所述第二电磁阀组的三通电磁阀连接出水口。多通阀可以选 择所需要内管中的水，与出接口连通，而三通阀即可以选择两个出接口同时 连通，也可以选择一处的出接口连通，而两个多通阀可以选择不同水温的内 管连通，而通过三通阀进一步进行混合，以提供新的水温，这样设计大大提 高了水温可选择的范围，能够满足不同水温的需求，大大提高了使用范围。
作为优选，所述的太阳能平板集热器包括主体框架、集热板和冷媒流通 管，所述集热板的一端安装在主体框架的活动轴上，所述集热板的另一端通 过电动升降机构与主体框架连接，所述的电动升降机构连接控制器。通过电 动升降机构来调节集热板的位置，改变集热板与主体框架之间的空气流动量， 从而能够根据不同的外部环境来达到利用不同空气能产热的目的。
作为优选，所述的冷媒流通管外侧壁上设有电伴热带，所述的电伴热带 连接控制器。伴随着电伴热带的使用，能够有效的自动限制加热的温度，良 好的对冷媒流通管进行防冻保温。
作为优选，所述电动升降机构包括电动机和升降架，所述的电动机安装 在主体框架上，所述升降架的一端连接电动机，另一端固定安装在集热板上。 控制器控制电机，电机通过升降架调节集热板与主体框架的位置关系，以便 调节集热板与主体框架之间的空气流动量，从而能够根据不同的外部环境来 达到利用不同空气能产热的目的。
本发明的有益效果是：能够根据不同的需求选择不同出水温度的水，温 度可调；通过换热管的机构设计，提高了加热效率；提高了水温可选择的范 围，提高了使用范围。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是第二电磁阀组的结构示意图；
图3是太阳能平板集热器的结构示意图。
图中：1.入水口，2.出水口，3.真空腔，4.真空换热器，5.热泵，6.第 一电磁阀组，7.内管，8.外管，9.肘管，10.第二电磁阀组，11.抽气孔， 12.多通电磁阀，13.三通电磁阀，14.主体框架，15.集热板，16.冷媒流 通管，17.活动轴，18.电动升降机构。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1所述的实施例中，一种太阳空气能真空热水器，包括太阳能平板 集热器、热泵5和真空换热器4，热泵5和真空换热器4安装在太阳能平板 集热器的下方，真空换热器4呈回字形，热泵5置于真空换热器4的中间， 真空换热器4包括真空腔3、换热器A、换热器B、换热器C、换热器D、第 一电磁阀组6、第二电磁阀组10、控制器、入水口1和出水口2，换热器A、 换热器B、换热器C、换热器D、第一电磁阀组6和第二电磁阀组10均置于 真空腔3内，真空腔3上设有抽气孔11，入水口1连接第一电磁阀组6，第 一电磁阀组6分别连接换热器A和换热器C，换热器A连接换热器B，换热 器C连接换热器D，换热器B和换热器D均连接第二电磁阀组10，第二电 磁阀组10连接出水口2，换热器A、换热器B、换热器C和换热器D均与热 泵5连接且分布于真空换热器4的四条边上，太阳能平板集热器连接热泵5， 第一电磁阀组6和第二电磁阀组10均连接控制器。真空腔3内的分布以第一 电磁阀组6和第二电磁阀组10连接所在的直线左右对称，能够提高整个真空 腔3的稳定性。
其中：本实施例中，换热器A、换热器B、换热器C和换热器D均包括 三个并联的单体换热器，单体换热器包括内管7和外管8，外管8套接在内 管7上，相邻两个外管8之间法兰连接，最靠近热泵5的外管8与热泵5的 出口端连接，最远离热泵5的外管8与热泵5的进口端连接。相邻两个外管 8的法兰连接接口置于外管8的一端，相邻的两个法兰连接接口分别置于外 管8的两端上。而这样设计使得从外管8的一端流入的热流体必须经过整个 外管8，才能从外管8的另一端流出，故而外管8所套接的内管7能够充分 接受外管8中热流体的热量传导，以提高对内管7中水的加热效果。换热器 A的内管7一端连接第一电磁阀组6，另一端通过弧形肘管9与换热器B的 内管7一端连接，换热器B的内管7另一端连接第二电磁阀组10；换热器C 的内管7一端连接第一电磁阀组6，另一端通过弧形肘管9与换热器D的内 管7一端连接，换热器D的内管7另一端连接第二电磁阀组10。
如图2所示，第一电磁阀组6和第二电磁阀组10均包括两个四通电磁阀 和一个三通电磁阀13，四通电磁阀包括三个与单体换热器的内管7相对应的 内接口和一个与三通电磁阀13连接的出接口，其中：第一电磁阀组6的三通 电磁阀13连接入水口1，第二电磁阀组10的三通电磁阀13连接出水口2。 在第一电磁阀组6中，四通电磁阀与三通电磁阀13中，所有接口均是相互连 通的；而在第二电磁阀组10中，四通电磁阀分别可选择三个内接口中的其中 一个与出接口连通，而三通阀则可以选择两个出接口同时连通，也可以选择 其中一个出接口来连通，以满足对不同温度的选择。
如图3所示，太阳能平板集热器包括主体框架14、集热板15和冷媒流 通管16，集热板15的一端安装在主体框架14的活动轴17上，集热板15的 另一端通过电动升降机构18与主体框架14连接，电动升降机构18连接控制 器，冷媒流通管16外侧壁上设有电伴热带，电伴热带连接控制器。其中：电 动升降机构18包括电动机和升降架，电动机安装在主体框架14上，升降架 的一端连接电动机，另一端固定安装在集热板15上。
本发明中，热泵5分别给与换热器A、换热器B、换热器C和换热器D 提供热能，使得入水口1的水通过第一电磁阀组6进入到换热器A、换热器 B、换热器C和换热器D时，能够分别对进入到该换热器的水进行加热处理， 有效提高对水的加热效率，而通过控制器第二电磁阀组10的控制，使得对于 出水口2处的水能够根据不同的需求选择不同出水温度的水。而在四个换热 器中，根据单体换热器的结构特性，可得出，随着热泵5中的热流体从靠近 热泵5处的外管8往远离热泵5处的外管8流动时，由于每个外管8均是套 接在一个内管7上，故而每次热流体经过一个外管8均会有部分热量传导给 内管7中的水，使得内管7中的水温由靠近热泵5到远离热泵5温度逐渐变 低，故而在出水口2处可以选着不同的内管7，来选择不同温度的水温需求， 不需要再手动调节不同的水温来满足不同的使用需求。