CN103851786A - 多功能水箱及内箱与外箱的均温方法 - Google Patents

多功能水箱及内箱与外箱的均温方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了多功能水箱及内箱与外箱的均温方法：多功能水箱可以充当热水箱、冷水箱、蓄能水箱使用；充当蓄能水箱使用时，从水中采热的效率要高于从空气中采热，还可以加快采热的速度，使空调向大气采热采冷变为向蓄能水箱的水采热采冷，以提高能效比。利用共晶盐蓄能单元可以加大水箱的蓄冷蓄热能力。可以利用内箱外箱均温单元、热交换水管均温单元对内箱与外箱进行均温，对采完热的水源，其温度比室温高或低，通过均温的办法，使被采热的水源的温度回复到室温，以便反复多次采热，节约用水。

Description

多功能水箱及内箱与外箱的均温方法
【技术领域】
本发明涉及到多功能水箱及内箱与外箱的均温方法，具体涉及一种水源热泵设备或水冷热泵空调的冷热一体化的水箱。以及多功能水箱及内箱与外箱的内箱与外箱的均温方法。
【背景技术】
目前的热泵热水器均采用空气源方式，又称空气能。
理论及实践表明，从水中采热的效率要高于从空气中采热，还可以加快采热的速度。在一个一体化水箱里能够实现制热水、制冷水，或在一个一体化水箱里制热水过程中就可以从水中采热的产品，目前这种一体化水箱还没有被开发生产。
【发明内容】
理论及实践表明，从水中采热的效率要高于从空气中采热。从水中采热还可以加快采热的速度。此外，被采集热能的水通过对内、外箱均温的办法，用以完成对水多次采热。本申请的一体化水箱既可以达到节能、快速制热、节省用水的效果，还可以节省空间、节省材料、便于安装搬运。
一般保温水箱的内箱、外箱之间都有保温绝热材料；当内箱的水温与大气温度不一致时，可以采用如下办法对内箱与外箱进行均温，然后通过外箱与大气接触的特点，使内箱的水温与环境温度一致；本方法是把热泵的采热对象从空气改为水，对进行完热交换的水源，其温度比室温高或低，通过均温的办法，使被采热的水源的温度回复到大气温度，以便多次采热，节约用水；
一种多功能水箱，包括内箱(1)、外箱(2)；
还有上水口(9)、下水口(8)，上水口(9)连接上水口三通电磁水阀(6)、下水口(8)连接下水口三通电磁水阀(5)，两个三通电磁水阀的其中一端连通并与自来水管相连，为自来水进水端；上水口三通电磁水阀(6)的另一端为热水出口，下水口三通电磁水阀(5)的另一端为冷水出口；这样处理后，多功能水箱除用于蓄能外，还可以充当热水箱、冷水箱使用。
工作过程中，需要单独使用热水或者冷水时，可以由多功能水箱承担热水箱或者冷水箱的功能；不要热水或者冷水时，多功能水箱的水提供空调制冷过程所需的冷能或者空调制热过程所需的热能，从而使系统工作于水冷模式；需要使用冰火池或水疗机时，可以根据需要增加配置热水箱或者冷水箱；增加配置热水箱时，多功能水箱承担冷水箱的功能；增加配置冷水箱时，多功能水箱承担热水箱的功能。
进一步包括内箱外箱均温单元(10)；均温单元由：内箱导热块(11)、外箱导热块(12)、活动导热块(13)、活动导热块电磁铁(14)组成。
活动导热块(13)在活动导热块电磁铁(14)的控制下，把内箱导热块(11)及外箱导热块(12)进行热短路，让内箱和外箱均温，使多功能水箱的热量通过外箱向空间传导，改变多功能水箱的温度，从而可以多次向多功能水箱散热或采热，把多功能水箱的水变成冷热源，使设备工作在水冷模式，提高能效比。
内箱导热块(11)、外箱导热块(12)、活动导热块(13)使用一块或多块。
内箱导热块(11)、外箱导热块(12)、活动导热块(13)或用内箱导热圆环(11A)、外箱导热圆环(12A)、活动导热圆环(13A)代替，以增加内箱、外箱的接触面积。
还包括：热交换水管均温单元(20)；
所述热交换水管均温单元(20)包括：出水电磁阀(24)、进水电磁阀(26)、循环水泵(25)、热交换水管(21)、翅片(22)和保护罩(23)。
当多功能水箱的水的温度与室外空气的温度存在温差时，循环水泵(25)把多功能水箱的水抽到热交换水管(21)，由热交换水管(21)及与其连接的翅片(22)与室外空气进行热交换，使多功能水箱的热量通过热交换水管(21)向空间传导，改变多功能水箱的温度，最终令多功能水箱的水与室外空气均温，从而可以多次向多功能水箱的水散热或采热，把多功能水箱的水变成冷热源，使设备工作在水冷模式，提高能效比。
还包括：共晶盐蓄能单元(30)；
所述共晶盐蓄能单元(30)包括：共晶盐水合物(31)、固定环(32)、密封外壳(33)、导热槽(34)。
在一个用导热材料制成的密封外壳(33)里，填充共晶盐水合物(31)；密封外壳(33)的轴向开有多条导热槽(34)，导热槽加大了共晶盐蓄能单元(30)与多功能水箱的水的接触面积，便于让多功能水箱的水与容器内的共晶盐水合物(31)进行热量交换；密封外壳(33)内的共晶盐水合物(31)吸收多功能水箱的水中的热，产生相变，共晶盐融化，吸收潜热；密封外壳(33)内的共晶盐水合物(31)向水箱的水放热，产生相变而冻结，放出潜热；实现潜热蓄能。
加入共晶盐水合物(31)比没有添加的水增加了潜热蓄能，即加入共晶盐水合物可以增大水箱的储能能力，节省体积、空间，降低成本。
还包括：水箱底座或吊装架(4)、水箱传感器(0)、冷凝器／蒸发器总成(7)。
冷凝器／蒸发器总成(7)具有如下三种结构：
A、冷凝器／蒸发器及两个接口；
B、冷凝器／蒸发器及两个接口，及电子膨胀阀；
C、冷凝器／蒸发器及两个接口，及电子膨胀阀和三通电磁阀。
或根据所配套的热泵空调设备的需求进行搭配。
外箱(2)与内箱(1)、之间有保温层(3)。
【附图说明】
图1、多功能水箱结构示意图
图2、卧式(吊装)多功能水箱结构示意图
图3A、冷凝器／蒸发器总成包括冷凝器／蒸发器及两个接口；
图3B、冷凝器／蒸发器总成包括冷凝器／蒸发器及两个接口及电子膨胀阀；
图3C、冷凝器／蒸发器总成包括冷凝器／蒸发器及两个接口及电子膨胀阀、三通电磁阀
图4、共晶盐单元结构示意图
图5、热交换水管均温单元结构示意图
图6、内箱与外箱的均温单元示意图
图7、内箱导热圆环结构示意图
图8、外箱导热圆环结构示意图
图9、活动导热圆环结构示意图
【具体实施方式】
一种内箱与外箱的均温方法：
①在内箱(1)的外壁采用焊接、粘结的办法，把一个或多个内箱导热块(11)与内箱(1)的外壁紧密接合；
②在外箱(2)的内壁采用焊接、粘结的办法，把一个或多个外箱导热块(12)与外箱(2)的内壁紧密接合；
③在内箱导热块(11)与外箱导热块(12)之间设置活动导热块(13)，活动导热块(13)可以移动与内箱导热块(11)及外箱导热块(12)紧密接触，在内箱导热块(11)及外箱导热块(12)之间形成热通道，便于通过热通道对内箱(1)与外箱(2)进行均温；活动导热块(13)与内箱导热块(11)及外箱导热块(12)接触则进行均温，分离则不进行均温；
④均温过程：活动导热块(13)是否与内箱导热块(11)及外箱导热块(12)接触，受活动导热块电磁铁(14)控制：活动导热块电磁铁(14)通电，活动导热块电磁铁(14)吸合，活动导热块(13)移动与内箱导热块(11)及外箱导热块(12)接触，均温过程开始；自锁装置动作，使活动导热块(13)保持与内箱导热块(11)及外箱导热块(12)接触，活动导热块电磁铁(14)断电；启动以后，整个均温过程中活动导热块电磁铁(14)不用一直通电；
⑤解除均温：活动导热块电磁铁(14)再次通电，自锁装置解除，活动导热块(13)在复位弹簧的作用下断开与内箱导热块(11)及外箱导热块(12)之间的接触，均温过程结束，活动导热块电磁铁(14)断电；
⑥内箱导热块(11)、外箱导热块(12)、活动导热块(13)可以视均温的要求用一块或多块；可以用小块或大块；或用环绕内箱、环绕外箱的导热圆环代替内箱导热块(11)、外箱导热块(12)，成为内箱导热圆环(11A)、外箱导热圆环(12A)；相应的，活动导热块(13)也采用活动导热圆环(13A)。
⑦内箱导热块(11)、外箱导热块(12)、活动导热块(13)、内箱导热圆环(11A)、外箱导热圆环(12A)、活动导热圆环(13A)由导热良好的材料制作。
一种水箱与室外空气的均温方法：
使用本系统的热交换水管均温单元(20)，可以对多功能水箱的水与室外空气进行均温，步骤如下：
①启动出水电磁阀(24)、进水电磁阀(26)，通过循环水泵(25)把多功能水箱的水抽到热交换水管(21)；
②热交换水管(21)的水注满后，关闭出水电磁阀(24)、进水电磁阀(26)及循环水泵(25)；
③多功能水箱的水在热交换水管(21)内，通过热交换水管(21)及翅片(22)表面与室外空气接触，通过热的传递，与室外空气交换热量；直到热交换水管(21)内的水的温度等于室外空气的温度时为止；
④启动出水电磁阀(24)、进水电磁阀(26)，通过循环水泵(25)把热交换水管(21)的水抽回到水箱；
⑤重复①、②、③、④过程，通过多次循环以后，最终水箱的水的温度等于室外空气温度，均温过程结束；
⑥对于需要快速均温的场合，启动出水电磁阀(24)、进水电磁阀(26)，循环水泵(25)把多功能水箱的水不间断地抽到热交换水管(21)并立即回流到多功能水箱，加快热的传递以加快均温过程。

Claims (10)

1.一种多功能水箱，其特征在于：
包括内箱(1)、外箱(2)；
还有上水口(9)、下水口(8)，上水口(9)连接上水口三通电磁水阀(6)、下水口(8)连接下水口三通电磁水阀(5)，两个三通电磁水阀的其中一端连通并与自来水管相连，为自来水进水端；上水口三通电磁水阀(6)的另一端为热水出口，下水口三通电磁水阀(5)的另一端为冷水出口；这样处理后，多功能水箱除用于蓄能外，还可以充当热水箱、冷水箱使用。
2.根据权利要求1所述的多功能水箱，其特征在于：
进一步包括内箱外箱均温单元(10)；均温单元由：内箱导热块(11)、外箱导热块(12)、活动导热块(13)、活动导热块电磁铁(14)组成；
活动导热块(13)在活动导热块电磁铁(14)的控制下，把内箱导热块(11)及外箱导热块(12)进行热短路，让内箱和外箱均温，使多功能水箱的热量通过外箱向空间传导，改变多功能水箱的温度，从而可以多次向多功能水箱散热或采热，把多功能水箱的水变成冷热源，使设备工作在水冷模式，提高能效比。
3.根据权利要求1所述的多功能水箱，其特征在于：
内箱导热块(11)、外箱导热块(12)、活动导热块(13)使用一块或多块。
4.根据权利要求1所述的多功能水箱，其特征在于：
内箱导热块(11)、外箱导热块(12)、活动导热块(13)或用内箱导热圆环(11A)、外箱导热圆环(12A)、活动导热圆环(13A)代替，以增加内箱、外箱的接触面积。
5.根据权利要求1所述的多功能水箱，其特征在于：
还包括：热交换水管均温单元(20)；
所述热交换水管均温单元(20)包括：出水电磁阀(24)、进水电磁阀(26)、循环水泵(25)、热交换水管(21)、翅片(22)和保护罩(23)。
当多功能水箱的水的温度与室外空气的温度存在温差时，循环水泵(25)把多功能水箱的水抽到热交换水管(21)，由热交换水管(21)及与其连接的翅片(22)与室外空气进行热交换，使多功能水箱的热量通过热交换水管(21)向空间传导，改变多功能水箱的温度，最终令多功能水箱的水与室外空气均温，从而可以多次向多功能水箱的水散热或采热，把多功能水箱的水变成冷热源，使设备工作在水冷模式，提高能效比。
6.根据权利要求1所述的多功能水箱，其特征在于：
还包括：共晶盐蓄能单元(30)；
所述共晶盐蓄能单元(30)包括：共晶盐水合物(31)、固定环(32)、密封外壳(33)、导热槽(34)；
在一个用导热材料制成的密封外壳(33)里，填充共晶盐水合物(31)；密封外壳(33)的轴向开有多条导热槽(34)，导热槽加大了共晶盐蓄能单元(30)与多功能水箱的水的接触面积，便于让多功能水箱的水与容器内的共晶盐水合物(31)进行热量交换；密封外壳(33)内的共晶盐水合物(31)吸收多功能水箱的水中的热，产生相变，共晶盐融化，吸收潜热；密封外壳(33)内的共晶盐水合物(31)向水箱的水放热，产生相变而冻结，放出潜热；实现潜热蓄能。
7.根据权利要求1所述的多功能水箱，其特征在于：还包括：水箱底座或吊装架(4)、水箱传感器(0)、冷凝器／蒸发器总成(7)。
8.根据权利要求1所述的多功能水箱的内箱与外箱，其特征在于：外箱(2)与内箱(1)、之间有保温层(3)。
9.一种内箱与外箱的均温方法，其特征在于：
步骤如下：
①在内箱(1)的外壁采用焊接、粘结的办法，把一个或多个内箱导热块(11)与内箱(1)的外壁紧密接合；
②在外箱(2)的内壁采用焊接、粘结的办法，把一个或多个外箱导热块(12)与外箱(2)的内壁紧密接合；
③在内箱导热块(11)与外箱导热块(12)之间设置活动导热块(13)，活动导热块(13)可以移动与内箱导热块(11)及外箱导热块(12)紧密接触，在内箱导热块(11)及外箱导热块(12)之间形成热通道，便于通过热通道对内箱(1)与外箱(2)进行均温；活动导热块(13)与内箱导热块(11)及外箱导热块(12)接触则进行均温，分离则不进行均温；
④均温过程：活动导热块(13)是否与内箱导热块(11)及外箱导热块(12)接触，受活动导热块电磁铁(14)控制：活动导热块电磁铁(14)通电，活动导热块电磁铁(14)吸合，活动导热块(13)移动与内箱导热块(11)及外箱导热块(12)接触，均温过程开始；自锁装置动作，使活动导热块(13)保持与内箱导热块(11)及外箱导热块(12)接触，活动导热块电磁铁(14)断电；启动以后，整个均温过程中活动导热块电磁铁(14)不用一直通电；
⑤解除均温：活动导热块电磁铁(14)再次通电，自锁装置解除，活动导热块(13)在复位弹簧的作用下断开与内箱导热块(11)及外箱导热块(12)之间的接触，均温过程结束，活动导热块电磁铁(14)断电；
⑥内箱导热块(11)、外箱导热块(12)、活动导热块(13)可以视均温的要求用一块或多块；可以用小块或大块；或用环绕内箱、环绕外箱的导热圆环代替内箱导热块(11)、外箱导热块(12)，成为内箱导热圆环(11A)、外箱导热圆环(12A)；相应的，活动导热块(13)也采用活动导热圆环(13A)。
⑦内箱导热块(11)、外箱导热块(12)、活动导热块(13)、内箱导热圆环(11A)、外箱导热圆环(12A)、活动导热圆环(13A)由导热良好的材料制作。
10.一种水箱与室外空气的均温方法，其特征在于：
使用本系统的热交换水管均温单元(20)，可以对多功能水箱的水与室外空气进行均温，步骤如下：
①启动出水电磁阀(24)、进水电磁阀(26)，通过循环水泵(25)把多功能水箱的水抽到热交换水管(21)；
②热交换水管(21)的水注满后，关闭出水电磁阀(24)、进水电磁阀(26)及循环水泵(25)；
③多功能水箱的水在热交换水管(21)内，通过热交换水管(21)及翅片(22)表面与室外空气接触，通过热的传递，与室外空气交换热量；直到热交换水管(21)内的水的温度等于室外空气的温度时为止；
④启动出水电磁阀(24)、进水电磁阀(26)，通过循环水泵(25)把热交换水管(21)的水抽回到水箱；
⑤重复①、②、③、④过程，通过多次循环以后，最终水箱的水的温度等于室外空气温度，均温过程结束；
⑥对于需要快速均温的场合，启动出水电磁阀(24)、进水电磁阀(26)，循环水泵(25)把多功能水箱的水不间断地抽到热交换水管(21)并立即回流到多功能水箱，加快热的传递以加快均温过程。
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