CN102032675A - 内置换热器的热泵热水器水箱 - Google Patents

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本发明属于热水器产品技术领域。具体公开一种内置换热器的热泵热水器水箱，包括壳体和内胆，所述内胆空腔内设有换热器装置，所述换热器装置包括换热器本体及换热器盘管，所述换热器本体为双层壁的直通管，所述换热器盘管缠绕在换热器本体内层壁的外壁面上，且所述换热器盘管的表面与换热器本体的外层壁的内壁面接触，所述换热器本体的内层壁与外层壁之间的空腔密封。该热水器水箱换热效率高，使用寿命长，制作成本低廉，且所使用的换热器盘管便于维修及更换，实用性好。

Description

内置换热器的热泵热水器水箱
技术领域
本发明属于热水器技术领域，特别涉及一种内置换热器的热泵热水器水箱。
背景技术
目前市场上的热泵热水器水箱配套使用的换热器有以下几种形式：
第一种是，紫铜管内盘式，即将紫铜管盘在热水器水箱内。内盘式的优点紫铜管完全置于水中，其与水箱内的水是完全的接触，即该内盘式是360°换热，性能系数(COP)高达3.4以上；缺点是对紫铜管的质量要求高。因为，如果紫铜管纯度不够，带有杂质时，将会被腐蚀导致泄漏，铜管穿孔进水，压缩机烧坏，机组无法维修。
第二种是：不锈钢盘管内盘式，即将不锈钢盘管盘在热水器水箱内部，从目前实践看，由于使用了不锈钢盘管，其有效地提升盘管的耐腐蚀性问题，成本也有一定下降，但同时因为不锈钢盘管的导热系数是铜的二十分之一，性能系数(COP)降低到3.4以下，未满足国标要求。另外，由于盘管结垢问题没有解决，后期性能系数存在继续下降的趋势。同时，盘管一旦被腐蚀穿孔，压缩机烧坏，机组同样也无法维修。
第三种是D型管外盘式，是将铜管压成D字型后盘在水箱的外壁上。D型外盘管的优点是铜管盘在水箱内胆的外面，不接触水，不会腐蚀，缺点是由于热量要通过D型铜管的一个平面传给水箱内胆的胆壁，再由胆壁传给水，接触面小，传递速度慢，性能系数(COP)在2.5以下，经试验，同样的制热水量需要近3倍于内置盘管的长度，带来了成本的增加。还有就是随着不断地热胀冷缩变化，长时间使用后外盘管与水箱内胆的接触紧密度也随之产生变化，换热效果也会逐渐下降，机组工作压力也逐年升高，D型管的两个边角在因受力不均在长期的热胀冷缩作用下容易破裂。
此外，上述几种换热器形式的材料回收利用率较低，均在10％以下。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种内置换热器的热泵热水器水箱，该热水器水箱换热效率高，使用寿命长，制作成本低廉，且换热器盘管便于维修及更换。
为了实现上述技术目的，本发明是按以下技术方案实现的：
本发明所述的内置换热器的热泵热水器水箱，包括壳体和内胆，所述内胆空腔内设有换热器装置，所述换热器装置包括换热器本体及换热器盘管，所述换热器本体为有双层壁的直通管，所述换热器盘管缠绕在换热器本体内层壁的外壁面上，且所述换热器盘管的表面与换热器本体外层壁的内壁面接触，所述换热器本体的内层壁与外层壁之间的空腔密封。
作为上述技术的进一步改进，所述换热器本体的外层壁与内层壁的两端部设有换热器封头。
为了提高换热器装置的导热性，所述换热器本体的外层壁与内层壁之间形成的密封空腔内填充有导热液体。
在本发明中，为了提高导热性，所述换热器本体的内层壁、外层壁上对应设有与换热器盘管表面接触并配合的C型凹槽。
在本发明中，所述水箱壳体的上端部设有安装法兰，所述换热器本体及其盘管的上端位置通过若干支撑架与安装法兰连接。
此外，所述换热器盘管的上端部出口连接有上套管，该上套管与安装法兰固定连接将盘管引出至安装法兰外部。
在本发明中，所述换热器本体及换热器盘管的底部设有若干密封座，所述换热器盘管的下端出口处设有下套管，所述下套管与密封座固定连接将盘管的下端部引出至密封座的外部。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明中由于将换热器盘管放置到水箱内胆内部，提高了换热效率；
(2)由于换热效率提高，盘管长度可以缩短为目前外置盘管的1/3，有效地降低其制作成本；
(3)本发明由于换热器本体有内外腔并各自形成封闭，使换热器盘管与水不直接接触，避免了换热器盘管被腐蚀，大大延长换热器盘管的使用寿命；由于换热器盘管不直接与水接触，避免盘管结水垢的可能性，避免换热效率逐年下降的缺陷；
(4)本发明中，换热器本体的内层壁与外层壁之间的密封空腔内填充导热液体，保证换热器盘管360°充分换热，增加换热面积，换热效果好；
(5)本发明换热器的端部设有安装法兰，后期可单独对换热器盘管进行维修更换，避免整机报废，材料回收利用率达50％以上，降低和产品使用、维护成本；
(6)本发明中，由于换热器本体在水箱内胆内部形成相对独立空间，在底部增加电热管可实现“变容”效果，达到节能目的。
(7)本发明，换热器本体的内外层壁各通过机械加工有与换热器盘管配合的C型凹槽，其能紧包换热器盘管，使其导热效果更为明显，并加强了换热器的刚性。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明做详细的说明：
图1是本发明所述的内置换热器的热泵热水器水箱结构示意图；
图2是本发明中换热器装置结构示意图；
图3是上述图2中A处放大示意图；
图4是上述图2中A处放大示意图(另外一种形式)；
图5本发明所述的内置换热器的热泵热水器水箱实现变容的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明所述的内置换热器的热泵热水器水箱，包括壳体1和内胆2，所述内胆2的空腔内设有换热器装置3，所述换热器装置3包括换热器本体31及换热器盘管32，所述换热器本体31为有双层壁的直通管，所述换热器盘管32缠绕在换热器本体31内层壁312的外壁面上，且所述换热器盘管32的表面与换热器本体31的外层壁311的内壁面接触，所述换热器本体31的内层壁312与外层壁311之间形成的空腔为密封空腔。
如图3所示，所述换热器本体31的外层壁311与内层壁312的两端部对应设有换热器封头33，该换热器封头33对应的焊接于外层壁311与内层壁312端部位置，从而将内层壁312与外层壁311之间空腔形成完全密封的密封空腔I，在该密封空腔I内填充有导热性能较好的导热液体，其能较好地提高换热器装置的导热性。
在本发明中，为了提高导热性，如图4所示，所述换热器本体31的内层壁312、外层壁311上还可以对应设有与换热器盘管32表面完全接触并配合的C型凹槽3111、3121。
在本发明中，如图1所示，所述水箱壳体1的上端部设有安装法兰4，所述换热器本体31及其盘管32的上端位置通过三个支撑架5与安装法兰4对应连接。因此，在后期维护时，可单独对盘管进行维修更换，避免整机报废，材料回收利用率达50％以上，降低和产品使用、维护成本。
此外，所述换热器盘管32的上端部出口处连接有上套管6，该上套管6与安装法兰4固定连接将换热器盘管32引出至安装法兰4的外部，即水箱顶部的工质入口处。
在本发明中，所述换热器本体31及换热器盘管32的底部共设有四个密封座7，所述换热器盘管32的下端出口处设有下套管8，所述下套管8与密封座7固定连接将换热器盘管32的下端部引出至密封座7的外部，即水箱底部的工质下出口处，工质从水箱顶部的工质入口处进入，流经换热器套管32后依次经过下套管8、然后通过工质出口导管30从上端工质出口处导出。
以下详细说明本发明中换热器装置的安装过程：
(1)安装时，如图1所示，将换热器盘管32紧紧地缠绕在换热器本体31的内层壁312的外壁面上，然后套上外层壁311，在换热器本体31的外层壁311和内层壁312空腔内部填充导热液体并将两个换热器封头33焊接好，从而可将换热器盘管32完整地密封在该密封空腔内；
(2)将三个支撑架5将换热器装置3与安装法兰4固定在位，上套管6与安装法兰4焊接以将换热器盘管32引出到安装法兰外部，下套管8与密封座7焊接以将换热器盘管32引出密封座7的外部。
(3)然后将换热器装置3整体从内胆2上端盖11放入，密封座7对准内胆1的下端盖12上的孔位，上部用螺栓及密封圈将安装法兰4固定密封，下部用螺母及密封圈将其密封座7固定密封，将工质下出口折弯并与维修接头20相连接。
至此，内胆2部分安装完毕，内胆2注水运行后，换热器盘管32与水是不直接接触的，换热器盘管32的使用寿命得到极大提高；而且，换热器盘管32的热量一部分通过紧贴着换热器盘管32的换热器本体31的内层壁312与外层壁311传递到水中，另一部分是通过导热液体传递给内层壁312与外层壁311再传递到水中，实现换热器盘管32的360°充分换热，换热器盘管32的长度仅需外置型盘管长度的1/3即可，经试验，性能系数(COP)高达3.4以上，即提高了效率，又降低了成本。同时由于换热器导热面积大，不会因局部的高温产生结垢现象，避免了换热效率逐年下降的缺陷。
此外，由于在内胆2外部有保温层10及壳体1，如果换热器盘管32有损坏的情况出现，将水箱上部和下部的维修盖拆开，挖掉部分保温层10，松开维修接头20，按安装时的相反顺序即可将换热器盘管32拆下更换，避免整机报废。
如图5所示，由于换热器本体3在其内部中形成了相对独立的空间，相当于一个小内胆，当在该内胆底部空间增加电热管9时，通过电热管9加热后的水直接上升并积聚在换热器本体3内部的小空间内，顶部的出水管直接可将这一部分热水引出来使用。而当用户需要用水量较少时，也可以使用此种方式进行有选择性的可变容量加热，节能效果显著。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也包含这些改动和变型。

Claims (8)

1.内置换热器的热泵热水器水箱，包括壳体和内胆，其特征在于：所述内胆空腔内设有换热器装置，所述换热器装置包括换热器本体及换热器盘管，所述换热器本体为有双层壁的直通管，所述换热器盘管缠绕在换热器本体内层壁的外壁面上，且所述换热器盘管的表面与换热器本体外层壁的内壁面接触，所述换热器本体的内层壁与外层壁之间的空腔密封。
2.根据权利要求1所述内置换热器的热泵热水器水箱，其特征在于：所述换热器本体的外层壁与内层壁的两端部设有换热器封头。
3.根据权利要求2所述内置换热器的热泵热水器水箱，其特征在于：所述换热器本体的外层壁与内层壁之间形成的密封空腔内填充有导热液体。
4.根据权利要求1至3任一项所述内置换热器的热泵热水器水箱，其特征在于：所述换热器本体的内层壁、外层壁上对应设有与换热器盘管表面接触并配合的C型凹槽。
5.根据权利要求1所述内置换热器的热泵热水器水箱，其特征在于：所述水箱壳体的上端部设有安装法兰，所述换热器本体及其盘管的上端位置通过若干支撑架与安装法兰连接。
6.根据权利要求5所述内置换热器的热泵热水器水箱，其特征在于：所述换热器盘管的上端部出口连接有上套管，该上套管与安装法兰固定连接将盘管引出至安装法兰外部。
7.根据权利要求1所述内置换热器的热泵热水器水箱，其特征在于：所述换热器本体及换热器盘管的底部设有若干密封座。
8.根据权利要求7所述内置换热器的热泵热水器水箱，其特征在于：所述换热器盘管的下端出口处设有下套管，所述下套管与密封座固定连接将盘管的下端部引出至密封座的外部。
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Assignee: Foshan city Shunde District aorong Electric Appliance Co. Ltd.

Assignor: Liang Rongshun

Contract record no.: 2015440000407

Denomination of invention: Water tank of heat pump water heater, internally provided with heat exchanger

Granted publication date: 20120808

License type: Exclusive License

Record date: 20150701

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TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20151229

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Patentee before: Liang Rongshun

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Address after: 528329 Nansha junnan Road, Nansha, Shunde District, Foshan, Guangdong

Patentee after: Guangdong Ao Rong Electric Co., Ltd.

Address before: 528329 No. 52, Lane three, Lane 52, Yongling Road, Lingling Town, Shunde District, Foshan, Guangdong

Patentee before: Foshan city Shunde District aorong Electric Appliance Co. Ltd.

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