專利名稱：小型制冷機余熱利用熱水器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種小型制冷機和一種熱水器，特別是涉及利用制冷機的制冷劑余熱為熱源的余熱利用熱水器。
現(xiàn)有制冷機的余熱利用只是在一些大型制冷機組中使用，但其結構復雜、造價高，不適合于小型制冷機使用。而小型制冷機的冷凝器至今都是采用空氣散熱(如家用電冰箱)，有的甚至需要風機散熱(如家用空調器)，這樣不僅冷凝器的余熱白白浪費，而且有的還需風機散熱，增加了電耗。
小型制冷機的余熱是有利用價值的。以KC-20型家用空調器為例(制冷量較小的一種)，其制冷量為2KW，那么同時它冷凝器也將散發(fā)2KW的熱量。而家用熱水器貯水箱較大的也只有30升，假設僅有50％余熱能被利用。那么空調器工作1小時，能被熱水器利用的熱量＝2KW×1h×864kcal×50％＝864kcal這些熱量可以使30kg水升高的溫度＝864kcal/(30kg×1kcal/g℃)＝28.8℃若冷水溫度為15℃，1小時后便升高至43.8℃。這么高的溫度足以供家庭洗澡或作其他用途。而現(xiàn)在沒有余熱利用裝量這些熱量只能白白浪費。事實上制冷機工作的時間比這可能要長得多，特別是冰箱、冰柜等幾乎是長年運行，浪費的熱量會更多。
小型制冷機的余熱利用是可行的，因為一般空調器室外機組適宜的環(huán)境溫度是21——3℃，即冷凝器即使達到43℃制冷機仍能照常工作，這說明被壓機壓縮后進入冷凝器時制冷劑的溫度一般在43℃以上，而家用熱水器淋浴時的溫度要求是42℃。所以，無論對制冷機或是對熱水器來說利用制冷機的余熱作為熱水器的熱源都是可行的。
現(xiàn)有熱水器，有燃氣熱水器、電熱水器、太陽能熱水器等。
燃氣熱水器和電熱水器都需要人工能源，且耗能大、有污染，運行費用很高。
太陽能熱水器雖有其使用太陽能的優(yōu)點，但受氣候和環(huán)境條件影響很大，特別是現(xiàn)在居住樓層越來越高，致使其使用范圍有很大的局限性。
鑒于現(xiàn)有技術存在上述不足，本實用新型的目的是提供一種結構簡單、使用方便、節(jié)能且改善環(huán)境、應用范圍廣泛的小型制冷機余熱利用熱水器。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術解決方案是一種小型制冷機余熱利用熱水器，包括以制冷機的制冷劑余熱為熱源的余熱利用熱水器，控制散熱風機工作的溫度控制器，自動取上層熱水的浮球，其特征是小型制冷機的冷凝管彎曲成金屬管加熱器安裝在貯水箱內構成余熱利用熱水器，余熱利用熱水器內的金屬管加熱器通過制冷劑流出管與制冷機冷凝器相連，制冷劑流出管外安裝有控制散熱風機工作的溫度控制器，余熱利用熱水器內安裝有與出水軟管相連的自動取上層熱水的浮球。
所述余熱利用熱水器，其特征是以制冷機余熱為熱源，以供制冷劑流動的金屬管彎曲成的金屬管加熱器為發(fā)熱元件，金屬管進入熱水器端外圍有隔熱材料，出熱水器端無隔熱材料。熱水器可以有密閉式余熱利用熱水器或敞口式余熱利用熱水器兩種形式。所述密閉式余熱利用熱水器主要是其貯水箱是密閉的，貯水箱內安裝有金屬管加熱器，貯水箱上部裝有放水閥，下部裝有進水閥，它適用于易接自來水的地方。
所述的敞口式余熱利用熱水器，主要是其貯水箱是敞口式的，箱體有活動箱蓋，內部安裝有金屬管加熱器，貯水箱下部裝有放水閥，箱體內與放水閥相連的是出水軟管，出水軟管通過活動小軸與自動取上層熱水的浮球相連。它適用于接自來水不方便的地方，所用水從敞口處注入，貯水箱外圍有隔熱材料，貯水箱內出水軟管進水端較高，出水端較低，以便可以隨時取用上層熱水。
所述的余熱利用熱水器其特征是熱水器的貯水箱內金屬管加熱器的上方可以安裝電加熱器，而構成余熱利用或電加熱兩用熱水器。
所述的溫度控制器，是在余熱利用熱水器和制冷機冷凝器之間的制冷劑流出管外安裝的溫度控制器，可以是雙金屬片溫度控制器或電子溫度控制器，它根據(jù)此處制冷劑的溫度高低控制散熱風機的工作，以節(jié)約電能。
所述的自動取上層熱水的浮球，是敞口式余熱利用熱水器內與出水軟管通過活動小軸相連的空心浮球，它浮于水面上控制出水軟管進水端的高低。出水塑料軟管進水端應低于水面，浮球會隨水面的高低而升降，浮球的升降控制著出水軟管進水端始終低子水面，直至貯水箱內的水用完為止。重新注水后，出水軟管進水端會隨水面升高而升高，但仍會始終低于水面，這樣使出水軟管始終排出的是上層最熱的水。
由于本實用新型所述熱水器的熱源為小型制冷機的余熱，且利用余熱后冷凝管中的制冷劑溫度會降低，制冷劑溫度的降低又可通過溫度控制器控制散熱風機的開關，因此較現(xiàn)有技術具有下列優(yōu)點1、利用制冷機余熱為熱源，變廢為寶，節(jié)約能源、減少污染。
2、余熱被利用后，制冷機中的制冷劑溫度下降會通過溫度控制器關閉風機，使原制冷機電耗降低，節(jié)約能源。
3、由于余熱被利用，制冷機冷凝器的工作負荷會相應降低，因此可適當縮小原制冷機冷凝器的幾何尺寸，這樣可節(jié)約原制冷機的造價，降低成本。
4、余熱被利用后，可改善制冷機的工作環(huán)境和人的生活環(huán)境。
5、結構簡單、成本低廉，加工和使用都很方便。
6、適應性好，既可用于老制冷機的改造，也可用于新制冷機的改造設計。
7、使用范圍廣泛，它可適用于各種冰箱、冰柜、空調器等制冷設備。
以下結合附圖和一個優(yōu)選實例對本實用新型進行詳細描述。


圖1 為本實用新型與分體式空調器結合的一種具體實施方案的結構示意圖，它分為空調器的室內機14、室外機18和小型制冷機余熱利用熱水器3。
圖2為圖1中余熱利用熱水器3為密閉式貯水箱而構成密閉式余熱利用熱水器時的示意圖。
圖3為圖1中余熱利用熱水器3為敞口式貯水箱而構成敞口式余熱利用熱水器時的示意圖。該熱水器是由金屬管加熱器4、放水閥32、出水軟管34、浮球35、連接浮球35與出水軟管34之間的小軸36、貯水箱蓋37所構成的。出水軟管34的進水端38受浮球35控制始終處于水面39以下，打開閥32上層熱水會通過出水軟管34進水端38流出貯水箱，浮球35會隨水面下降而下降，直至浮球碰到貯水箱底部不能繼續(xù)下降為止，使取出的始終是貯水箱中最熱的水。
圖4為圖1中的余熱利用熱水器3與普通家用電熱水器結合使用而構成余熱利用或電加熱兩用熱水器時的示意圖。
實施例參見圖1，本實施例是利用本實用新型所述余熱利用熱水器與普通家用分體式空調器及家用電熱水器結合使用而形成的。
參照圖1和圖4，所述余熱利用熱水器是由被壓縮機1壓縮后的制冷劑進入金屬管2和金屬管加熱器4及貯水箱312，制冷劑流出管5和溫度控制器6所構成的。制冷劑進入管2外圍包裹有隔熱材料，以減少熱量損失。金屬管加熱器4的制冷劑流入端應處于貯水箱上部，流出端應處于下部，這樣可提高余熱利用率且可以使流出金屬管加熱器4的制冷劑溫度較低，這樣制冷劑的溫度可通過金屬管5外圍的溫度控制器6使散熱風機處于關閉狀態(tài)。
參見圖4，余熱利用熱水器中裝有電加熱器310，當制冷機停用時余熱利用熱水器3可作普通電熱水器使用。電加熱器310處于金屬管加熱器4的上方，以減少加熱時對金屬管加熱器4的影響。當電加熱器和制冷機同時工作時，流出金屬管加熱器4的制冷劑的溫度可能會較高，這時可通過金屬管5外的溫度控制器6使散熱風機7工作。
本實用新型上述以外的實施方法可利用公知技術并結合圖1和圖4進行。
以下結合圖1和圖4將本實用新型的工作過程敘述如下參見圖1，當從空調器蒸發(fā)器11流回的氣態(tài)制冷劑被壓縮機1壓縮后溫度升高，經保溫金屬管2流入熱水器3的金屬管加熱器4中，在這里高溫制冷劑與貯水箱中的水發(fā)生熱交換，使貯水箱中的水溫度升高。制冷劑將熱量傳導給水后溫度會下降，然后流出熱水器3進入金屬管5，溫度較低的制冷劑不能使金屬管5外的常開溫度控制器6閉合，這時散熱風機7受溫度控制器6控制處于關閉狀態(tài)。低溫液態(tài)制冷劑通過冷凝器8后經毛細管9、蒸發(fā)器11、干燥過濾器17而進入壓縮機1。就這樣循環(huán)往復。當熱水器中的水溫升高到一定程度后，熱交換后的制冷劑溫度也將較高，這時制冷劑會通過金屬管5外的溫度控制器6使散熱風機7工作，這樣制冷劑會在冷凝器8處得到冷卻。當制冷機不使用時，熱水器3可作普通電熱水器使用，工作過程與普通電熱水器相同。當電熱水器和制冷機同時使用時，由于電加熱器310在金屬管加熱器4的上方，所以電加熱器310對余熱利用熱水器3的工作過程影響不大。
權利要求1.一種小型制冷機余熱利用熱水器，包括以制冷機的制冷劑余熱為熱源的余熱利用熱水器(3)，控制散熱風機(7)工作的溫度控制器(6)，自動取上層熱水的浮球(35)，其特征是小型制冷機的冷凝管彎曲成金屬管加熱器(4)安裝在貯水箱(312)內構成余熱利用熱水器(3)，余熱利用熱水器(3)內的金屬管加熱器(4)通過制冷劑流出管(5)與制冷機冷凝器(8)相連，制冷劑流出管(5)外安裝有控制散熱風機(7)工作的溫度控制器(6)，余熱利用熱水器(3)內安裝有與出水軟管(34)相連的自動取上層熱水的浮球(35)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種小型制冷機余熱利用熱水器，其特征是所述的余熱利用熱水器(3)，有密閉式余熱利用熱水器或敞口式余熱利用熱水器兩種形式，所述的密閉式余熱利用熱水器主要是其貯水箱(312)是密閉的，貯水箱(312)內安裝有金屬管加熱器(4)，貯水箱(312)上部安裝有放水閥(32)，下部裝有進水閥(31)。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種小型制冷機余熱利用熱水器，其特征是所述的敞口式余熱利用熱水器，主要是其貯水箱(312)是敞口式的，箱體有活動箱蓋(37)，內部安裝有金屬管加熱器(4)，貯水箱(312)下部裝有放水閥(32)，箱體內與放水閥(32)相連的是出水軟管(34)，出水軟管(34)通過活動小軸(36)與自動取上層熱水的浮球(35)相連。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種小型制冷機余熱利用熱水器，其特征是所述的余熱利用熱水器(3)內金屬管加熱器(4)的上方可以安裝電加熱器(310)，而構成余熱利用或電加熱兩用熱水器。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種小型制冷機余熱利用熱水器，其特征是所述的溫度控制器(6)，是在余熱利用熱水器(3)和冷凝器(8)之間的制冷劑流出管(5)外安裝的溫度控制器，可以是雙金屬片溫度控制器或電子溫度控制器，它根據(jù)此處制冷劑的溫度高低控制散熱風機(7)的工作。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種小型制冷機余熱利用熱水器，其特征是所述的自動取上層熱水的浮球(35)是敞口式余熱利用熱水器內與出水軟管(34)通過活動小軸(36)相連的空心浮球，它浮于水面上控制出水軟管(34)進水端的高低，使放水閥流出的始終是上層熱水。
專利摘要一種小型制冷機余熱利用熱水器，它包括以制冷劑余熱為熱源的熱水器(3)，控制散熱風機工作的溫度控制器(6)，自動取上層熱水的浮球(35)。所述熱水器特征是以供制冷機制冷劑流動的金屬管(4)為發(fā)熱元件，貯水箱可以是敞口式也可以是密閉式的。所述溫度控制器(6)，特征是常開溫度控制器，可以控制散熱風機(7)的工作。所述浮球特征是與出水軟管(34)相連的空心塑料浮球，可以使出水閥(32)排出的是上層熱水。
文檔編號F28D1/04GK2255601SQ9521255
公開日1997年6月4日 申請日期1995年7月16日 優(yōu)先權日1995年7月16日
發(fā)明者尹磊 申請人:尹磊