一种可变用水量的加热水箱及热水器的制作方法

1.本实用新型涉及热泵热水器技术领域，具体涉及一种可变用水量的加热水箱及热水器。


背景技术：

2.家用空气能热泵热水器容量多在100-300升，但用户一次用水量通常只有几十升。为了确保在用户需要使用热水的时候有热水用，需要维持水温在设定值上下，一般在水温低于设定温度约3-6℃时，会开启热泵进行加热。用户一次用水量较少时可能会造成：1）水温降低至热泵开启温度以下，但此时水温仍较高，热泵在高水温运行时，热泵制热能效较差；2）水箱中热水在放置24小时后通常会降温4-12℃，大量热水会由于水箱保温性能有限，散热而造成能源浪费。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的之一在于提供一种可变用水量的加热水箱。
4.本实用新型的目的之二在于提供一种具有上述加热水箱的热水器，可提升机组能效，降低机组能耗。
5.为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：
6.一种可变用水量的加热水箱，包括底侧设有的冷水进水口及顶侧设有的热水出水口，所述加热水箱内设分隔层，所述分隔层划分加热水箱为多个储水腔室，相邻储水腔室之间通过装设于分隔层上的单向阀连通，所述单向阀的水流方向自相对下部的储水腔室至相对上部的储水腔室。
7.进一步地，所述单向阀具有垂直于分隔层表面并连通相邻储水腔室的第一流道与延伸自第一流道末端平行于分隔层表面设置的第二流道，所述第二流道底侧设有多个缓流孔。该技术方案中的单向阀具体为直角式单向阀，且末端设有多个缓流孔，相对下部储水腔室的水流经缓流孔流出至相对上部的储水腔室时水系统压力降低以减弱对于原先储水的冲击及对于水温的扰动。
8.进一步地，所述冷水进水口处设有连通储水腔室与外部水源的进管，所述进管底侧设有多个注水孔。该技术方案中的进管用于外部冷水补充，并且设有注水孔，冷水经所述注水孔注入加热水箱以减弱水压及对原先储水的扰动。
9.进一步地，所述分隔层水平布设且沿加热水箱高度方向均匀分布。该技术方案中的分隔层为单组或者多组，且将加热水箱分隔为均等体积的多个储水腔室，便于用户使用水量的控制，同时，可减小加热水箱顶底侧的水温温差，保持水温在设定的水温范围内，从而向用户提供舒适热水。
10.进一步地，所述分隔层由保温隔热材料组成。该技术方案中的保温隔热材料减弱相邻储水腔室热传导的同时维持相应储水腔室内部的储水温度，减少散热。
11.进一步地，所述加热水箱具有内胆与外壳，所述内胆与外壳之间填充有保温隔热
材料。
12.本技术还提出一种热水器，包括前述的加热水箱，与所述加热水箱相连的换热部件以及为所述换热部件提供热源的热泵机组。
13.进一步地，所述换热部件对应各储水腔室分别布设，且多个换热部件的冷媒入口侧均装设有电磁阀，各储水腔室内均装设用于检测温度的传感元件。
14.进一步地，所述换热部件为微通道换热铜管或者微通道换热铝管。
15.进一步地，所述热泵机组包含冷媒管路连通的压缩机、储液器、节流装置及蒸发器，所述换热部件均串接至压缩机与储液器之间的冷媒管路上。
16.本实用新型采用分层式加热水箱、并联布设的多组换热部件以及为换热部件提供热源的热泵机组，实现热泵热水器对不同用水量的加热，提供变容量热水需求，避免热泵热水器提前完成大量水的加热而由于散热导致浪费较多能源以及热泵热水器长期处于高水温运行时制热能效低耗电大的弊端，使热水器使用过程中兼具节能性、舒适性及可靠性。
附图说明
17.为了更清楚的说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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它的附图。
18.图1为本实用新型实施例所述的热水器的结构示意图。
具体实施方式
19.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
20.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”“横向”“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
21.需要说明的是，本文中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
22.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
23.请参阅图1，为本技术提出的一种热水器，包括加热水箱、与所述加热水箱相连的换热部件30以及为所述换热部件提供热源的热泵机组。
24.所述加热水箱整体呈柱状，包括内胆与外壳，所述内胆具有底侧的冷水进水口81
与顶侧的热水出水口82，所述冷水进水口81处设有连通内胆与外部水源的进管，所述进管底侧设有多个注水孔。该实施方式中的进管水平布设，冷水经注水孔注入内胆，可降低系统水压，减弱对于内胆原先储水的冲击。在一优选实施方式中，所述内胆与外壳之间填充有保温隔热材料，用以减少内胆储水与外部环境的热交换，从而减少相应能耗。
25.所述加热水箱内设分隔层83，所述分隔层划分加热水箱为多个储水腔室，相邻储水腔室之间通过装设于分隔层上的单向阀84连通，所述单向阀84的水流方向自相对下部的储水腔室至相对上部的储水腔室。具体的，所述分隔层83由保温隔热材料组成，减弱相邻储水腔室热传导的同时维持相应储水腔室内部的储水温度，减少散热。在一较佳实施方式中，所述分隔层84为水平布设且沿加热水箱高度方向均匀分布的两组。该实施方式中的分隔层将加热水箱分隔为均等体积的三个储水腔室，便于用户使用水量的控制，同时，可减小加热水箱顶底侧的水温温差，保持水温在设定的水温范围内，从而向用户提供舒适热水。
26.具体的，所述单向阀84具有垂直于分隔层表面并连通相邻储水腔室的第一流道与延伸自第一流道末端平行于分隔层表面设置的第二流道，所述第二流道底侧设有多个缓流孔85。该实施方式中的单向阀具体为直角式单向阀，且末端设有多个缓流孔，相对下部储水腔室的水流经缓流孔流出至相对上部的储水腔室时水系统压力降低以减弱对于原先储水的冲击及对于水温的扰动。
27.所述换热部件30对应各储水腔室分别布设，包括上部换热器、中部换热器及下部换热器，所述上部换热器的冷媒入口侧装设有第一电磁阀91，且上部储水腔室内装设有第一温度传感器86；所述中部换热器的冷媒入口侧装设有第二电磁阀92，且中部储水腔室内装设有第二温度传感器87；所述下部换热器的冷媒入口侧装设有第三电磁阀93，且下部储水腔室内装设有第三温度传感器88。在一较佳实施例中，所述换热部件30为微通道换热或者铝管或者铜管，用以提高换热效率。
28.具体的，所述热泵机组包含冷媒管路连通的压缩机10、四通阀、气管截止阀20、液管截止阀40、储液器50、节流装置60及蒸发器70，所述换热部件30均串接至气管截止阀20与液管截止阀40之间的冷媒管路上。该实施方式中的储液器用于避免并联换热部件电磁阀关闭时，系统中的冷媒过多回液，造成压缩机损坏的情况发生，使得热泵机组运行更为可靠安全。
29.采用上述结构的热水器进行用水量调整以避免热泵热水器提前完成大量水的加热而由于散热导致浪费较多能源以及热泵热水器长期处于高水温运行时制热能效低耗电大的弊端的原理说明如下：
30.假设内胆储水容量为3v，依据用户需求选择相应规格的用水量，当用户用水量选择1v水量时，控制第一电磁阀开启，同时第二、第三电磁阀关闭，冷媒仅流过上部换热器，热泵机组运行对于上部储水腔室进行加热，直至第一温度传感器检测水温达到用户目标水温时控制机组停机保温；当用户用水量选择2v时，控制第一、第二电磁阀开启，同时第三电磁阀关闭，热泵机组运行对于上部与中部储水腔室进行加热，第一、第二温度传感器中，检测水温先达到目标水温的相应电磁阀先关闭，至后一个温度传感器检测水温也达到用户目标水温时控制机组停机保温；当用户用水量选择3v时，控制第一、第二、第三电磁阀开启，热泵机组运行对于整个水箱内胆进行加热，第一、第二、第三温度传感器中，检测水温先达到目标水温的相应电磁阀先关闭，直至最后一个温度传感器检测水温达到用户目标水温时控制
机组停机保温。
31.本技术采用以上热水器及相应的可变用水量的加热水箱，至少应当具有如下的益处：
32.其一、分层式的加热水箱设计，实现热水器对不同用水量的加热，提供变容量热水需求，同时减少加热水箱顶底两侧的储水温差，保持水温处于设定水温范围内，即时提供用户舒适热水。
33.其二、单向阀结构及进管结构分别设有缓流孔与注水孔以减小系统水压，减弱对于原先储水的冲击以及对于相应储水腔室内水温的扰动。
34.其三、对应各储水腔室分别装设换热部件，可依据用户用水需求调控接入热泵机组冷媒循环中的储水腔室，可避免热泵热水器提前完成大量水的加热而由于散热导致浪费较多能源以及热泵热水器长期处于高水温运行时制热能效低耗电大的弊端。
35.其四、热泵机组设有储液器，用以避免并联换热部件电磁阀关闭时，系统中的冷媒过多回液，造成压缩机损坏的情况发生，使得热泵机组运行更为可靠安全。
36.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。