CN103162417A - 空气能热水器水箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气能热水器水箱，包括储热水箱和配置在该储热水箱上的热水管和冷水管，在所述储热水箱的上侧设有容纳部，在该容纳部内设有套管式换热器，所述热水管和冷水管其一装有循环水泵且接入所述套管式换热器一介质配对管口，该套管式换热器的另一介质配对管口连接冷媒进口和冷媒出口。依据本发明能够有效解决冬季循环管路防冻的问题，并提高换热质量。

Description

空气能热水器水箱

技术领域

本发明涉及一种空气能热水器水箱。 

背景技术

空气能热泵热水器也称“空气源热泵热水器”、“热泵热水器”、“空气能热水器” 等。空气能热泵热水器中的热泵能把空气中的低温热能吸收进来，经过压缩机压缩后转化为高温热能，加热水温。这种热水器具有高效节能的特点，其耗电量是同等容量电热水器的1/4，是燃气热水器的1/3。空气能热泵热水器（空气源热泵热水器）的初期投资是煤气、天然气、电热水器的三至五倍，但其日常运行成本较低。 

近几年随着市场的逐渐认可和政策的倾向，资本不断注入空气能行业，尤其是大量的家电企业和太阳能热水器企业的介入，使得空气能行业产能急剧扩张，产值迅速攀升。我国空气能热水器经过几年的推广，已经逐步扩展，在未来几年内，市场还将面临巨大的发展机遇，发展的空间很广阔。 

目前家用空气能热水器主要分为分体式和一体式，分体式较一体式结构简单，价格低廉，安装使用方便得到更多用户的青睐。 

分体式又分为循环加热式和静态加热式，静态加热式采用内盘或者外盘的方法给储热水箱加热。采用内盘的方法加热，时间过长的话，盘管容易腐蚀，严重时可能危及用户的健康。采用外盘的方法加热，换热效果较差，制造加工困难且成本增加，所以一般情况下不建议采用。 

分体循环加热式，一般情况下，循环水泵和套管换热器都集中在室外机上，天气寒冷时，需要防冻保护来防止管路冻结。 

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种空气能换热器水箱，以有效解决冬季循环管路防冻的问题，并提高换热质量。 

本发明采用以下技术方案： 

一种空气能热水器水箱，包括储热水箱和配置在该储热水箱上的热水管和冷水管，在所述储热水箱的上侧设有容纳部，在该容纳部内设有套管式换热器，所述热水管和冷水管其一装有循环水泵且接入所述套管式换热器一介质配对管口，该套管式换热器的另一介质配对管口连接冷媒进口和冷媒出口。

从上述结构可以看出，依据本发明，首先是不再使用盘管进行换热，而是采用套管式换热器，且置于储热水箱上侧容纳部内，不仅解决了盘管换热所带来的问题，同时，由于储热水箱位于室内，等于把套管式换热器等效的置入室内，解决了循环管路防冻的问题。另一方面，储热水箱循环管路大大缩短，循环流阻降低，可以更有效地降低储热水箱内水的分层，可以进一步的提高换热效果。 

上述空气能热水器水箱，所述套管式换热器的壳程连接所述热水管和冷水管，而相应地，管程连接所述冷媒进口和冷媒出口。 

上述空气能热水器水箱，壳程和管程与冷媒循环和水循环管路配接为对流连接。 

上述空气能热水器水箱，所述循环水泵设置在所述冷水管上，且所述冷水管的冷水进口下探入所述储热水箱底部，而所述热水管的热水出口设置在所述储热水箱的上部。 

上述空气能热水器水箱，所述容纳部为箱体结构。 

上述空气能热水器水箱，所述箱体结构的外廓与所述储热水箱保温层外廓向上延伸面同面。 

上述空气能热水器水箱，所述箱体结构配有保温层。 

附图说明

图1为依据本发明的一种空气能热水器水箱的结构原理图。 

图中：1、冷媒进口，2、冷媒出口，3、套管式换热器，4、循环水泵，5、冷水进口，6、热水出口，7、储热水箱。 

具体实施方式

参照说明书附图1所示的一种空气能热水器水箱，包括储热水箱7和配置在该储热水箱7上的热水管和冷水管，应当理解，如图1所示，这里的冷水管和热水管匹配图中的冷水出口5和热水出口6，应为参与换热循环的管路，显然，对于储热水箱7可以配有用水管路，同时配有上水管路，在此不在赘述。 

在一些应用中，所述储热水箱7还可以配有用于维护的检修窗、泄污口等结构。 

在所述储热水箱7的上侧设有容纳部，在该容纳部内设有套管式换热器3，所述热水管和冷水管其一装有循环水泵4且接入所述套管式换热器3一介质配对管口，该套管式换热器3的另一介质配对管口连接冷媒进口1和冷媒出口2。 

对于换热器，一般都是双介质隔离循环的结构，套管式换热器3也不例外，因此，上述结构描述中的一种介质与另一种介质应是清楚地。 

上述结构把循环水泵4和套管式换热器3纳入到储热水箱系统，等于把循环水泵4和套管式换热器3内置，避免了冬季温度较低时的防冻保护问题。 

储热水箱7内无盘管，减少了制造和维护的难度。 

储热水箱7外无盘管，采用了相对高效的套管式换热器3，提高了换热效果。 

储热水电分离，无安全隐患。 

储热水箱7内的水循环流动，相当于一个混水过程，在水循环管路相对较小，从而，降低水循环的流阻，储热水箱7内的水温会更加均匀，减少了水因为温度而产生的分层现象，可以进一步的提高换热效率。 

套管式换热器是用两种尺寸不同的标准管连接而成同心圆套管，外面的叫壳程，内部的叫管程。两种不同介质可在壳程和管程内逆向流动(或同向)以达到换热的效果。 

套管式换热器是以同心套管中的内管作为传热元件的换热器。两种不同直径的管子套在一起组成同心套管，每一段套管称为“一程”，程的内管（传热管）借U形肘管，而外管用短管依次连接成排，固定于支架上。热量通过内管管壁由一种流体传递给另一种流体。通常，热流体（A流体）由上部引入，而冷流体（B流体）则由下部引入。套管中外管的两端与内管用焊接或法兰连接。内管与U形肘管多用法兰连接，便于传热管的清洗和增减。每程传热管的有效长度取4～7米。 

这种换热器传热面积最高达18平方米，故适用于小容量换热。当内外管壁温差较大时，可在外管设置U形膨胀节或内外管间采用填料函滑动密封，以减小温差应力，灵活性比较好。 

管子可用钢、铸铁、铜、钛、陶瓷、玻璃等制成，若选材得当，它可用于腐蚀性介质的换热。 

为了提高换热效果，所述套管式换热器3的壳程连接所述热水管和冷水管，而相应地，管程连接所述冷媒进口1和冷媒出口2，从而，温度较低的水包容温度较高的热媒，可以有效的提高换热效果，且能够减少与空气直接接触部分的温阶，而减少热损。 

壳程和管程与冷媒循环和水循环管路配接为对流连接，也就是所述的逆流连接，这种结构可以有效的提高换热效果，换热过程，两种流体出一种相对较高的温阶状态下进行换热。 

优选地，如图1所示，所述循环水泵4设置在所述冷水管上，且所述冷水管的冷水进口5下探入所述储热水箱底部，而所述热水管的热水出口6设置在所述储热水箱4的上部。这种结构能够有效提高水在储热水箱7内的翻腾，减少基于水温分层现象。 

关于所述容纳部，可以是开放的结构，也可以是密封结构，对于前者，维护性比较好，对于后者，可以采用所述容纳部为箱体结构的特点，箱体可以采用带盖结构，方便维护时拆卸。 

为了提高整体的美观性，所述箱体结构的外廓与所述储热水箱7保温层外廓向上延伸面同面，其效果如图1所示，整体匀称性比较好，室内安装时，对室内环境破坏比较小。 

优选地，所述箱体结构配有保温层，用于减少热损。 

Claims (7)

1.一种空气能热水器水箱，包括储热水箱（7）和配置在该储热水箱（7）上的热水管和冷水管，其特征在于，在所述储热水箱（7）的上侧设有容纳部，在该容纳部内设有套管式换热器（3），所述热水管和冷水管其一装有循环水泵（4）且接入所述套管式换热器（3）一介质配对管口，该套管式换热器（3）的另一介质配对管口连接冷媒进口（1）和冷媒出口（2）。

2.根据权利要求1所述的空气能热水器水箱，其特征在于，所述套管式换热器（3）的壳程连接所述热水管和冷水管，而相应地，管程连接所述冷媒进口（1）和冷媒出口（2）。

3.根据权利要求2所述的空气能热水器水箱，其特征在于，壳程和管程与冷媒循环和水循环管路配接为对流连接。

4.根据权利要求1至3任一所述的空气能热水器水箱，其特征在于，所述循环水泵（4）设置在所述冷水管上，且所述冷水管的冷水进口（5）下探入所述储热水箱底部，而所述热水管的热水出口（6）设置在所述储热水箱（4）的上部。

5.根据权利要求1所述的空气能热水器水箱，其特征在于，所述容纳部为箱体结构。

6.根据权利要求5所述的空气能热水器水箱，其特征在于，所述箱体结构的外廓与所述储热水箱（7）保温层外廓向上延伸面同面。

7.根据权利要求5或6所述的空气能热水器水箱，其特征在于，所述箱体结构配有保温层。

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