[发明专利]热泵与电热器双级加热回热温开热水调节机

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种热泵与电热器双级加热回热温开热水调节机。

(二)背景技术

现有产品存在下列不足：

1、水平布置的储热式电热水器加热罐，由于其加热效率较低，一方面导致静态预热缓慢，热水需要长时间等待；另一方面动态加热量不足。而预热、即热双模式电热水器则采用双加热罐，大储热罐承担静态预热、储热模式，出口小加热罐承担动态即时加热模式；从而既成倍增加产品成本，又未显著提高电热水器的加热和储热效率，导致其用电量过大，不适合中国家庭的配电要求，限制其家庭普及率。

2、现有直饮机产品通过15℃大温差回热器形成开水的回热循环，其效率较低，仅回收开水中约79％的显热，因此所需耗电量较大，需配置大功率电热器，既增加投资也增加产品漏电危险；同时导致加热温度达不到国家标准所规定的92℃以上的杀菌温度，以满足饮用水的卫生要求；产品抽样检测结果显示：即使在上水温度高达30℃的夏季，其杀菌温度也只达85℃左右，从而严重影响饮水安全。

3、由于每个人对饮水最适合温度的要求差别很大，因此市场期待可随意在更大范围调节混合温水温度的健康产品，以方便各年龄段的用户使用。

4、现有热水器产品通过自动调温阀控制加热罐中热水与上水之间的混合比例，以恒定热水器出口水温，然而由于热水储热量较小，导致其供水量难以和燃气热水器竞争。

5、各家庭所广泛需求的开水、冰开水、温开水、热水、洗菜水等五种常用功能，需要由多款产品分别实现，导致各种用水器具的重复投资与摆放。

6、电热水器仅由电热管和热水箱组成，因此其制造简单、成本低廉、可靠性高，但热电转换受能量守恒定律和热水箱保温影响，使其加热效率远低于1，这就导致耗电量过大、加热量不足、对配电要求偏高；其中即热式电热水器的加热效率约为0.85-0.95，耗电功率为5-9kW；而储热式电热水器则由于保温时间较长、散热表面积较大，导致其热损较大，因此虽然其耗电功率只有2-3kW，但其累计加热效率只有0.50-0.60。

7、空气源热泵热水机充分利用热泵循环的科学原理，1份电能驱动压缩机，形成热泵循环，通过蒸发器从环境吸取4份低品位热量，并由热泵循环提升为5份高品位热量，再通过冷凝器加热热水，使其制热效率高达5；因此虽然制热量高达5-14kW，但其耗电量只有1-4.5kW，因此节电效果十分明显，且大幅降低家庭配电要求；然而热泵回路需由压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器等冷媒部件组成，而储热、供热回路又由循环泵、热水箱、阀门等水部件组成，因此其制造与安装均十分复杂，且维护成本高昂、可靠性较差。

(三)发明内容

本发明目的是提供一种热泵与电热器双级加热回热温开热水调节机：通过虹吸循环电加热以及单罐双加热模式，高效加热开水并储热；通过高效回热循环制取凉开水；再通过半导体热电芯片吸收洗菜水热量，以及二次回收制取冰开水热量，实现半导体热电芯片与电热器的梯级加热上水；通过饮水温度调节阀在更宽温区调节开水与冰开水混合量制取温开水；通过自动调节阀调节开水与上水混合量制取热水。从而一体化实现(92-100℃)开水、(5-15℃)冰开水、(5-100℃)温开水、(43-75℃)热水、(15-25℃)洗菜水等五种家庭用水功能。其中的半导体热泵由1份电能驱动，可通过其冷端设置的虹吸循环高效吸取2份洗菜水中低品位热量，并由热电芯片提升为3份高品位热量，再通过其热端设置的虹吸循环高效加热中温热水，使其制热能效比高达3.0；从而可以最简单结构实现高效半导体热泵预热功能，以制取(43-48℃)中温热水，倡导“绿色健康”生活方式。