CN104534666A - 加热水箱和热泵热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加热水箱和热泵热水器。加热水箱包括箱体、热水出水管和冷水进水管，热水出水管和冷水进水管分别连接于箱体上，加热水箱还包括设置于箱体内的冷水变流部，冷水变流部包括缓冲空腔和与缓冲空腔连通的排水口，冷水进水管的冷水进口与缓冲空腔连通，排水口朝向逐渐远离热水出水管的热水出口的方向排水。本发明的加热水箱可以使箱体中的热水能被用户尽可能多的使用，提高加热水箱中的热水利用率。

Description

加热水箱和热泵热水器

技术领域

本发明涉及换热设备领域，特别涉及一种加热水箱和热泵热水器。

背景技术

加热水箱是生产、生活中常用的换热设备。例如，热泵热水器中的加热水箱就是一种常用的加热水箱。采用热泵热水器制取热水的方式不仅经济环保，而且高效便捷。

热泵热水器利用压缩机在运行过程中产生高温高压工质，并通过将高温高压工质与加热水箱的箱体中的冷水进行热交换，来加热箱体中的冷水。

热泵热水器的加热水箱通常包括箱体、热水出水管、冷水进水管和加热循环水管。热水出水管和冷水进水管分别与箱体连接。热水出水管与用户使用端连接。冷水进水管与自来水系统连接。加热循环水管的流入端和流出端均与加热水箱的箱体连接，加热循环管与热泵热水器主机产生的高温高压工质换热，从而为加热水箱箱体中的冷水提供热源。

在实现本发明的过程中，本发明的发明人发现包括热泵热水器的加热水箱在内的现有技术的加热水箱具有如下不足之处：

当用户开始使用加热水箱的箱体中的热水时，箱体中的热水会在自来水系统压力的作用下从热水出水管流出，此时，自来水系统的冷水会从冷水进水管流入箱体，由于冷水进水管通流面积远小于箱体的横截面积，在一定的流量下，冷水进水管中的冷水流速较高并呈现喷射状进入箱体内部，冷水进入箱体后会与箱体中的热水剧烈混合，导致箱体中的热水迅速降温，热水使用率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加热水箱和热泵热水器，可以使加热水箱的箱体内的热水能被用户尽可能多的使用，提高加热水箱内的热水利用率。

本发明第一方面提供一种加热水箱，包括箱体、热水出水管和冷水进水管，所述热水出水管和冷水进水管分别连接于所述箱体上，所述加热水箱还包括设置于所述箱体内的冷水变流部，所述冷水变流部包括缓冲空腔和与所述缓冲空腔连通的排水口，所述冷水进水管的冷水进口与所述缓冲空腔连通，所述排水口朝向逐渐远离所述热水出水管的热水出口的方向排水。

进一步地，所述排水口的通流面积大于所述冷水进口的通流面积。

进一步地，所述排水口包括多个排水孔。

进一步地，所述热水出口位于所述冷水进口上方，所述排水口设置于所述缓冲空腔的下方。

进一步地，所述箱体和所述冷水变流部均具有竖直设置的中心线，所述冷水进口的中心线与所述箱体的中心线以及所述冷水变流部的中心线重合。

进一步地，所述排水口不高于所述冷水进口。

进一步地，所述冷水变流部为中心线与所述冷水进口的中心线重合的中空旋转体。

进一步地，所述冷水变流部为中空圆柱体，所述中空圆柱体的延伸方向与所述冷水进口的中心线方向相同，所述排水口的排水方向与所述冷水进口的排水方向相反。

进一步地，所述中空圆柱体包括多孔环板，所述多孔环板位于所述冷水进水管的外周，所述排水口包括均匀地设置于所述多孔环板上的多个排水孔。

本发明第二方面提供一种热泵热水器，包括加热水箱，其中，所述加热水箱为根据本发明第一方面中任一项所述的加热水箱。

基于本发明提供的加热水箱和热泵热水器，由于加热水箱包括设置于箱体内的冷水变流部，冷水变流部包括缓冲空腔和与缓冲空腔连通的排水口，冷水进水管的冷水进口与缓冲空腔连通，排水口朝向逐渐远离热水出水管的热水出口的方向排水，因此，冷水变流部可以减缓来自冷水进口的冷水与箱体内的热水混合的速度，从而，使箱体中的热水能被用户尽可能多的使用，提高加热水箱中的热水利用率。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明优选实施例的加热水箱的剖视结构示意图。

图2为图1所示的加热水箱的局部剖视示意图。

图3为图2局部放大示意图。

图1至图3中，各附图标记分别代表：

1、水箱外壳；

2、保温层；

3、箱体；

4、加热循环水管；

41、流入端；

42、流出端；

5、冷水进水管；

6、冷水变流部；

61、排水孔；

7、热水出水管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1至图3示出了本发明优选实施例的加热水箱的结构。该优选实施例以热泵热水器及热泵热水器的加热水箱为例对本发明进行说明。其中，图1为本发明优选实施例的加热水箱的剖视结构示意图。图2为图1所示的加热水箱的局部剖视示意图。图3为图2局部放大示意图。

如图1至图3所示，该实施例的加热水箱包括水箱外壳1、保温层2、箱体3、加热循环水管4、冷水进水管5、冷水变流部6和热水出水管7。

保温层2设置于箱体3的外部，用于对箱体33内的水进行保温，水箱外壳1将保温层2固定于箱体3上，对保温层2形成保护。

热水出水管7和冷水进水管5分别连接于箱体3上。如图1所示，热水出水管7位于加热水箱顶部，并且贯穿加热水箱的水箱外壳1、保温层2及箱体3，其一端连接到箱体3上与箱体3内部连通，一端与用户使用端连接，以向用户供应热水。冷水进水管5位于加热水箱底部，并且贯穿加热水箱的水箱外壳1、保温层2及箱体3，其一端延伸至箱体3的内部，一端与自来水系统连接，以向箱体3内补充冷水。

加热循环水管4位于加热水箱中部位置，加热循环水管4用于连接加热水箱和热泵热水器的主机，为加热水箱中的冷水提供热源。加热循环水管4是用于对加热水箱的箱体3内的水进行加热的加热装置。本实施例中，加热循环水管4的流入端41和流出端42分别与箱体3连接。加热时，箱体3内的水从流出端42流出箱体3，在加热循环水管4内的水被热泵热水器主机产生的高温高压工质加热后再从流入端41流回箱体3内。

本实施例中，热水出水管7的热水进口、加热循环水管4的流入端41、加热循环水管4的流出端42和冷水进水管5的冷水进口从上置下依次设置。

冷水变流部6设置在冷水进水管5的位于箱体3内的端部上。冷水变流部6的出水口设置成不高于冷水进水管5的冷水进口。这样使得冷水变流部6用于改变从冷水进水管5的冷水进口进入箱体3内的冷水的流向和流速。

本发明对冷水变流部的要求是：冷水变流部包括缓冲空腔和与缓冲空腔连通的排水口，冷水进水管的冷水进口与缓冲空腔连通，排水口朝向逐渐远离热水出水管的热水出口的方向排水。

冷水变流部的作用是防止从冷水进口进入箱体内的冷水直接快速流向热水出口，减缓来自冷水进口的冷水与箱体内的热水混合的速度，从而，使加热水箱的箱体中的热水能被用户尽可能多的使用，提高加热水箱中的热水利用率。

本实施例中，冷水变流部6是中空圆柱体，中空圆柱体的内腔即为冷水变流部的缓冲空腔。冷水进水管5的端部伸入中空圆柱体的内腔使冷水进口与缓冲空腔连通。

箱体3竖直设置并具有竖直设置的中心线，且箱体3的中心线、冷水变流部6的中心线和冷水进口的中心线重叠。该设置可以使经过冷水变流部6流出的冷水较为均匀地分布于箱体3底部。进一步地，热水出口的中心线也和箱体3的中心线重合，以使进入箱体3的冷水相对于热水出口的距离尽量一致，从而保证从热水出口流出箱体3的热水温度更加均匀。

中空圆柱体的底部可以是敞口的，也可以设有多孔环板或其他导流部件。本实施例中中空圆柱体的底部设有多孔环板，多孔环板位于冷水进水管5的外周，多孔环板上均匀设置有多个排水孔61。排水孔61的形状可为圆形、椭圆形或多边形等形状。冷水出口流出的水冲击冷水变流部6的顶板后向下运行，会在缓冲空腔内形成较强的涡流，设置多孔环板相对于不设置多孔环板而言，可以对流出冷水变流部的冷水进行整流，使流出的冷水分散并具有确定的流向，从而较均匀的进入箱体3底部。本实施例中各个排水孔61的排水方向均竖直向下。该设置可以使进入箱体3内的水尽量远离位于箱体3上部的热水出口，从而利于减缓冷水和热水的混合速度。

本实施例的多孔环板上的多个排水孔61形成冷水变流部的排水口。各个排水孔61的总面积即为排水口的通流面积。优选地，排水口的通流面积大于冷水进口的通流面积。使排水口的通流面积大于冷水进口的通流面积，可以减缓冷水水流对箱体3内的水的冲击，从而利于减缓冷水和热水的混合速度。

本实施例中，冷水变流部6改变了冷水进入箱体3内时及在箱体3内流动时的流路，使冷水向下流动后再流向箱体3的顶部，经过冷水变流部6后，水流速度较均匀的分布在箱体3的整个横截面上，箱体3中冷水与热水混合缓慢，可有效避免流入箱体内的冷水对箱体3内原来的热水的影响，提高加热水箱中的热水利用率。

除以上实施例外，本发明还可以有多种实现方式。例如：

以上实施例中，是以中空圆柱体形状的冷水变流部6作为冷水变流部，在其它未示出的实施例中，冷水变流部可以是任意形状的中空结构。优选地，为了使冷水较均匀地进入箱体3内，冷水变流部优选地是中空旋转体。例如，冷水变流部的形状还可以为球形、球缺形、圆锥形、圆台形、鼓形，或者冷水变流部的形状还可以为球缺形、圆柱形、圆锥形、圆台形和鼓形中两种以上形状的组合等等。

再例如，以上实施例中，排水口的排水方向与冷水进水的排水方向相反，也与热水出口的出水方向相反，但是，只要是使排水口排出的冷水朝着逐渐远离热水出口的方向都是允许的排水方向，在以上优选实施例的一个变形例中，位于多孔环板上的排水孔可以不是竖直向下排水，而是倾斜向下排水等等。

又例如，排水口不一定设置为多个排水孔的方式，而是可以为一个较大的开口，在以上优选实施例的又一个变形例中，可以不设置多孔环板，而将冷水变流部的侧壁底端和冷水进水管之间的环形开口作为排水口。

另外，尽管以上实施例的加热水箱具有加热装置，且加热装置为循环加热水管，但是本发明的加热水箱的加热装置也可以是设置在箱体的容纳空间内部或外部的电加热装置或流体加热管等其它形式的加热装置。加热装置甚至并不是构成加热水箱的必不可少的部分，而只要加热水箱的使用过程中可以另行配置适当的加热器实现对加热水箱内的水进行加热即可。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种加热水箱，包括箱体(3)、热水出水管(7)和冷水进水管(5)，所述热水出水管(7)和冷水进水管(5)分别连接于所述箱体(3)上，其特征在于，所述加热水箱还包括设置于所述箱体(3)内的冷水变流部(6)，所述冷水变流部(6)包括缓冲空腔和与所述缓冲空腔连通的排水口，所述冷水进水管(5)的冷水进口与所述缓冲空腔连通，所述排水口朝向逐渐远离所述热水出水管(7)的热水出口的方向排水。

2.根据权利要求1所述的加热水箱，其特征在于，所述排水口的通流面积大于所述冷水进口的通流面积。

3.根据权利要求1所述的加热水箱，其特征在于，所述排水口包括多个排水孔(61)。

4.根据权利要求1所述的加热水箱，其特征在于，所述热水出口位于所述冷水进口上方，所述排水口设置于所述缓冲空腔的下方。

5.根据权利要求1所述的加热水箱，其特征在于，所述箱体(3)和所述冷水变流部均具有竖直设置的中心线，所述冷水进口的中心线与所述箱体(3)的中心线以及所述冷水变流部的中心线重合。

6.根据权利要求1所述的加热水箱，其特征在于，所述排水口不高于所述冷水进口。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的加热水箱，其特征在于，所述冷水变流部(6)为中心线与所述冷水进口的中心线重合的中空旋转体。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的加热水箱，其特征在于，所述冷水变流部(6)为中空圆柱体，所述中空圆柱体(6)的延伸方向与所述冷水进口的中心线方向相同，所述排水口的排水方向与所述冷水进口的排水方向相反。

9.根据权利要求8所述的加热水箱，其特征在于，所述中空圆柱体(6)包括多孔环板，所述多孔环板位于所述冷水进水管(5)的外周，所述排水口包括均匀地设置于所述多孔环板上的多个排水孔(61)。

10.一种热泵热水器，包括加热水箱，其特征在于，所述加热水箱为根据权利要求1至9中任一项所述的加热水箱。