CN106052135B - 热水机组及其排水结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种排水结构，包括：排水管道，用于排水；及蓄热组件，围设于所述排水管道的周侧；其中，所述蓄热组件包括金属容器及置于所述金属容器中的蓄热材料；所述金属容器套设于所述排水管道上；所述蓄热材料能够储热及放热，所述蓄热材料放热能够加热所述排水管道，使所述排水管道中的水高于0℃。本发明的排水管道能够利用蓄热材料的发热对低于0℃的排水管道中的水进行加热，有效的防止排水管道中的水结冰，对排水管道起到较好的防冻作用。本发明还提供了一种热水机组。

Description

热水机组及其排水结构

技术领域

本发明涉及热水设备技术领域，特别是涉及一种热水机组及其排水结构。

背景技术

通常，热水器的排水管的原材料一般采用钢管、铝板、铜材及铝箔板等金属材料。对于金属材料的排水道而言，其抗变形能力差。当环境温度低于0℃时，排水管道中的水凝固成冰，体积发生膨胀，对排水管的内壁造成一定的压力。当压力达到排水管的金属材料的抗拉强度时，金属材料发生破坏，排水管产生冻裂，进而导致产品失效，产品售后故障率高，售后维修成本高。

目前，解决排水管冻裂主要采用两种方式，一种方式为热水器的排水管上加伴热带防冻技术，但因其耗电量高、生产装配操作困难，不能广泛使用；另一方式为排水管内壁增加高弹性材料，虽能改善排水管冻裂效果，但不能从根本上防止排水管中的水结冰，冬季冻裂问题仍然存在。上述两种方式均存在排水管中的水结冰的现象，影响排水性能，进而影响使用。

发明内容

基于此，有必要针对目前在低温工况下的排水管的水结冰的问题，提供一种能够保证在低温工况下的排水管道中的水不结冰、进而避免排水管道冻裂的排水结构，同时还提供了一种含有上述排水结构的热水机组。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种排水结构，包括：

排水管道，用于排水；及

蓄热组件，围设于所述排水管道的周侧；

其中，所述蓄热组件包括金属容器及置于所述金属容器中的蓄热材料；所述金属容器套设于所述排水管道上；

所述蓄热材料能够储热及放热，所述蓄热材料放热能够加热所述排水管道，使所述排水管道中的水高于0℃。

在其中一个实施例中，所述金属容器呈柱形结构设置；

所述金属容器包括外壁、内壁以及两个端盖，所述内壁位于所述外壁的内侧，所述外壁与所述内壁围设成环状结构；

两个所述端盖分别位于所述环状结构的两端，两个所述端盖、所述内壁及所述外壁共同围成密封腔室，所述蓄热材料位于所述密封腔室中；

所述排水管道穿设所述内壁围设成的通孔。

在其中一个实施例中，所述金属容器的内壁与所述排水管道的外表面相贴合；

且所述内壁的轴线与所述排水管道的轴线共线；

所述外壁与所述内壁的轴线共线。

在其中一个实施例中，所述金属容器沿轴线方向的长度为所述排水管道沿轴线方向的长度的0.7倍～1倍；

所述外壁的厚度的范围为0.5mm～5mm；

所述内壁的厚度的范围为0.5mm～5mm。

在其中一个实施例中，所述蓄热组件还包括加热管路，所述加热管路围设于所述金属容器的外侧；

所述加热管路能够对所述蓄热材料进行蓄热。

在其中一个实施例中，所述加热管路呈螺旋状围设于所述金属容器的外侧。

在其中一个实施例中，所述蓄热组件还包括两个毛细管，所述加热管路具有进液端及出液端；

两个所述毛细管分别设置于所述进液端及所述出液端上；

所述进液端的所述毛细管能够将热水机组的排气管中的冷媒引入所述加热管路中；

所述出液端的所述毛细管能够将加热完所述蓄热材料的所述冷媒引回所述排气管。

在其中一个实施例中，所述蓄热组件还包括传感器，所述传感器设置于所述金属容器中；

所述传感器能够检测所述蓄热材料的蓄热量。

在其中一个实施例中，所述蓄热组件还包括截止阀，所述截止阀设置于所述进液端的所述毛细管上；

所述截止阀与所述传感器电连接，所述传感器能够控制所述截止阀关闭所述毛细管。

在其中一个实施例中，所述蓄热材料为相变材料；

所述相变材料由固态变成液态，所述蓄热材料储热；

所述相变材料由液态变成固态，所述蓄热材料放热。

在其中一个实施例中，所述蓄热材料的比热容的范围为1.8J/g*k～2.5J/g*k；

所述蓄热材料的导热系数的范围为3W/m*℃～5W/m*℃。

还涉及一种热水机组，包括如上述任一技术特征所述的排水结构。

本发明的有益效果是：

本发明的排水结构，结构设计简单合理，在排水管道的外侧增加蓄热组件，蓄热组件中的蓄热材料能够储热及放热。当排水管道中的水高于0℃时，蓄热材料不放热；当排水管道中的水低于0℃时，蓄热材料放热，蓄热材料释放出来的热量通过金属容器传递给排水管道，继而加热排水管道中的水，保证排水管道中的水的温度高于0℃而不至于结冰，有效的预防了排水管道中的水在低温工况下结冰的现象，进而避免排水管道发生冻裂的现象。本发明的排水管道能够利用蓄热材料的发热对低于0℃的排水管道中的水进行加热，对排水管道起到较好的防冻作用。本发明的排水管道的结构简单，而且不会造成资源的浪费，有效的防止排水管道中的水结冰。

本发明还提供了包含上述排水结构的热水机组，热水机组通过排水结构避免排水管道中的水结冰，保证了管道系统的安全，提高了热水机组的使用寿命，减少售后问题，大大提升热水机组的可靠性，便于使用。

附图说明

图1为本发明一实施例的排水结构的主视图；

图2为图1所示的排水结构的俯视图；

图3为图1所示的排水结构的主视图；

图4为图1所示的排水结构与热泵机组的排气管连接的示意图；

图5为图1所示的排水结构中蓄热组件剖开的立体图；

图6为图1所示的排水结构中金属容器剖开的立体图；

其中：

100-排水结构；

110-排水管道；

111-排水阀；

120-蓄热组件；

121-金属容器；

1211-外壁；1212-内壁；1213-端盖；

122-加热管路；

1221-进液端；1222-出液端；

123-毛细管；

200-排气管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明的热水机组及其排水结构进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1至图6，本发明提供了一种排水结构100，该排水结构100用于热水机组中。当然，也可以用于其他需要排水的电器设备中。本发明的排水结构100能够解决目前排水管道110中的水结冰的问题，保证在低温工况下排水管道110中的水不结冰，有效的预防排水管道110在低温工况下发生冻裂的现象，保证热水机组的管路系统的安全，提高热水机组的使用寿命，提升热水机组的可靠性。

在本发明中，排水结构100包括排水管道110及蓄热组件120。蓄热组件120围设于排水管道110的周侧。排水管道110用于排水。蓄热组件120能够储热与放热。当本发明的排水结构100处于低温工况下，即排水管道110中的水的温度低于0℃时，蓄热组件120能够释放热量，该热量能够加热排水管道110进而加热排水管道110中的水，使得排水管道110中的水的温度高于0℃而不至于结冰，能够有效的防止排水管道110发生冻裂。排水管道110上设置有排水阀111，通过排水阀111控制排水管道110排水。

其中，蓄热组件120包括金属容器121及置于金属容器121中的蓄热材料；金属容器121套设于排水管道110上。并且，在本发明中，排水管道110的两端凸出于金属容器121的端部。蓄热材料能够储热及放热，蓄热材料放热能够加热排水管道110，使排水管道110中的水的温度高于0℃。

蓄热材料能够储热与放热。也就是说，蓄热材料既能够存储热量也能够释放热量。当蓄热材料中的热量释放完毕后，蓄热材料能够吸附热量为下一次放热做准备。由此可知，蓄热材料能够反复使用，降低排水结构100的成本，便于使用。

蓄热材料置于金属容器121中，蓄热材料放热时能够将热量两传递给金属容器121，金属容器121再将热量传递给排水管道110，使得排水管道110能够加热其内的水，使得排水管道110中的水的温度高于0℃，保证排水管道110中的水不结冰，有效的防止排水管道110在低温工况冻裂，提高热水机组的使用性能。

目前，解决排水管冻裂主要采用两种方式，一种方式为热水器的排水管上加伴热带防冻技术，但因其耗电量高、生产装配操作困难，不能广泛使用；另一方式为排水管内壁1212增加高弹性材料，虽能改善排水管冻裂效果，但不能从根本上防止排水管中的水结冰，冬季冻裂问题仍然存在。上述两种方式均存在排水管中的水结冰的现象，影响排水性能，进而影响使用。本发明的排水结构100在排水管道110的外侧增加蓄热组件120，蓄热组件120中的蓄热材料能够储热及放热。当排水管道110中的水高于0℃时，蓄热材料不放热；当排水管道110中的水低于0℃时，蓄热材料放热，蓄热材料释放出来的热量通过金属容器121传递给排水管道110，继而加热排水管道110中的水，保证排水管道110中的水的温度高于0℃而不至于结冰，有效的预防了排水管道110中的水在低温工况下结冰的现象，进而避免排水管道110发生冻裂的现象。本发明的排水管道110能够利用蓄热材料的发热对低于0℃的排水管道110中的水进行加热，对排水管道110起到较好的防冻作用。本发明的排水管道110的结构简单，而且不会造成资源的浪费，有效的防止排水管道110中的水结冰，保证了热水机组的管道系统的安全，提高了热水机组的使用寿命，减少售后问题，大大提升热水机组的可靠性，便于使用。

作为一种可实施方式，金属容器121呈柱形结构设置。原则上，金属容器121的形状不受限制，只要金属容器121能够套设于排水管道110的外侧即可。在本发明中，为了降低生成成本金属容器121呈柱形结构设置，并且还便于其他零部件的安装。在本实施例中，金属容器121的形状呈圆柱形设置。

金属容器121包括外壁1211、内壁1212以及两个端盖1213，内壁1212位于外壁1211的内侧，外壁1211与内壁1212围设成环状结构。两个端盖1213分别位于环状结构的两端，两个端盖1213、内壁1212及外壁1211共同围成密封腔室，蓄热材料位于密封腔室中。排水管道110穿设内壁1212围设成的通孔。

进一步地，金属容器121的内壁1212与排水管道110的外表面相贴合。这样能够便于蓄热材料释放热量的传递，减少传递过程中的热量损坏，避免因金属容器121的内壁1212与排水管道110的外壁1211之间存在的间隙导致热量流失，提高热量的利用率，保证蓄热材料释放的热量能够充分对排水管道110中的水进行加热，保证排水管道110中的水的温度高于0℃，进而避免排水管道110中的水结冰，避免排水管道110被冻裂。

内壁1212的轴线与排水管道110的轴线共线，外壁1211与内壁1212的轴线共线。这样能够便于金属容器121的生产加工，同时，还便于金属容器121与排水管道110的装配，保证金属容器121的内壁1212与排水管道110的外壁1211相贴合，保证热量能够充分利用，降低热量损耗。在本实施例中，金属容器121为截面形状为同心圆形状的管道，金属容器121的内壁1212与排水管道110的外表面相贴合。

再进一步地，金属容器121沿轴线方向的长度为排水管道110沿轴线方向的长度的0.7倍～1倍。也就是说，金属容器121可以是部分包裹排水管道110，也可以完全包裹排水管道110。上述两种方式都能够保证排水管道110中的水不结冰，进而避免排水管道110被冻裂。并且，外壁1211的厚度的范围为0.5mm～5mm，内壁1212的厚度的范围为0.5mm～5mm。这样能够便于热量的传递，减少热量损耗，同时还能够保证热量传递的效率。

作为一种可实施方式，蓄热组件120还包括加热管路122，加热管路122围设于金属容器121的外侧。加热管路122能够对蓄热材料进行蓄热。蓄热材料释放热量后，可以通过加热管路122对蓄热材料进行蓄热，方便快捷。加热管路122围设于金属容器121的外侧。也就是说，加热管路122的外表面与金属容器121的内表面相贴合，这样能够便于加热管路122中的热量被蓄热材料吸收，保证蓄热材料的蓄热效果。

较佳地，在本实施例中，加热管路122呈螺旋状围设于金属容器121的外侧。这样能够增加加热管路122与金属容器121的接触面积，进而增加加热管路122中的热量的传递路径，进而便于蓄热材料蓄热，提高蓄热材料的储热效率。

进一步地，蓄热组件120还包括两个毛细管123，加热管路122具有进液端1221及出液端1222。两个毛细管123分别设置于进液端1221及出液端1222上。进液端1221的毛细管123能够将热水机组的排气管200中的冷媒引入加热管路122中。出液端1222的毛细管123能够将加热完蓄热材料的冷媒引回排气管200。

也就是说，加热管路122用于加热蓄热材料的是排气管200中的冷媒。热水机组在运行时，热水机组的排气管200中的冷媒的温度极高。冷媒通过毛细管123经进液端1221进入到加热管路122中，冷媒沿着加热管路122流动，同时，冷媒的热量能够被蓄热材料吸收，蓄热材料实现储热。被蓄热材料吸收后的冷媒再由出液端1222经毛细管123回到排气管200中。

本发明的排气结构的操作运行简单，并通过加热管路122利用高温冷媒对蓄热材料进行蓄热，不会造成资源浪费，有效的预防排水管道110中的水结冰，进而避免排水管道110冻裂。热水机组运行时，排气管200中的高温冷媒进入到加热管路122中后，蓄热材料开始蓄热，当蓄热材料储热到一定程度后停止蓄热动作。当排水管道110中的温度第一0℃时，蓄热材料开始放热，释放的热量能够加热排水管道110中的水，使得排水管道110中的水的温度高于0℃而不至于结冰。

当热水机组运行时，排气管200中的冷媒的温度较高，冷媒经过蓄热组件120的毛细管123经进液端1221引入加热管路122。加热管路122中的冷媒通过金属容器121的外部传递热量给蓄热材料，蓄热材料将热能转化为潜热存储于金属容器121内。除热过程结束后，冷媒再由加热管路122的出液端1222经毛细管123引回排气管200。这样能够将储热惠普的冷媒的热量回收利用。

再进一步地，蓄热组件120还包括传感器，传感器设置于金属容器121中。传感器能够检测蓄热材料的蓄热量。也就是说，蓄热材料储热到一定程度后停止蓄热动作，该动作是由传感器实现的。传感器能够检测蓄热材料的蓄热量，避免造成热能浪费。

更进一步地，蓄热组件120还包括截止阀，截止阀设置于进液端1221的毛细管123上。截止阀与传感器电连接，传感器能够控制截止阀关闭毛细管123。传感器检测到蓄热材料储热到一定程度后，传感器控制截止阀关闭进液端1221的毛细管123。截止阀关闭毛细管123后，排气管200中的冷媒不能通过毛细管123经进液端1221进入到加热管路122中，进而避免过多的热量浪费。

并且，还可以在加热管路122的出液端1222的毛细管123上设置单向阀。单向阀能够保证加热管路122中的冷媒通过毛细管123经单向阀引回排气管200中，避免排气管200中的冷媒通过出液端1222的毛细管123进入加热管路122，避免加热管路122中的冷媒流动混乱。

作为一种可实施方式，蓄热材料为相变材料。相变材料由固态变成液态，蓄热材料储热；相变材料由液态变成固态，蓄热材料放热。相变材料由固态变成液态，蓄热材料能够将加热管路122中的冷媒的热量转化成潜热并存储于金属容器121中的蓄热材料中，直至蓄热材料全部变成液态，蓄热材料的储热过程结束。相变材料由液态变成固态时，蓄热材料放热以加热排水管道110中的水，直至蓄热材料全部变成固态，蓄热材料的放热过程结束。

进一步地，蓄热材料的比热容的范围为1.8J/g*k～2.5J/g*k；蓄热材料的导热系数的范围为3W/m*℃～5W/m*℃，优选4W/m*℃。来考虑热水机组断电的不确定性，在比热容及导热系数范围内的蓄热材料能够保证持续放热时间，避免排水管道110中的水结冰。在本发明中，要求蓄热材料对排水管道110中的水持续加热时间为至少六小时，并通过蓄热材料的比热容的范围为1.8J/g*k～2.5J/g*k以及蓄热材料的导热系数4W/m*℃来保证。当热水机组电源断开，排水管道110中的水的温度低于0℃时，蓄热材料缓慢放出热量，对排水管道110中的水进行加热，确保水一直为液态。这样能够避免排水管被冻裂，保证了热水机组的管路安全，提高了热水机组的使用寿命，降低了热水机组的售后问题，使得产品的可靠性大大提升。

本发明还提供了一种热水机组，包括排气管200及上述实施例中的排水结构100。排气管200通过毛细管123与排水结构100的加热管路122连通，实现排水结构100的蓄热组件120的蓄热。本发明的热水机组通过排水结构100保证排水管道110中的水不结冰，继而避免排水管道110冻结，保证了热水机组的管路系统的安全，提高了热水机组的使用寿命，降低了热水机组的售后问题，使得产品的可靠性大大提升。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种排水结构，其特征在于，包括：

排水管道(110)，用于排水；及

蓄热组件(120)，围设于所述排水管道(110)的周侧；

其中，所述蓄热组件(120)包括金属容器(121)、置于所述金属容器(121)中的蓄热材料以及加热管路(122)；所述金属容器(121)套设于所述排水管道(110)上；所述加热管路(122)呈螺旋状围设于所述金属容器(121)的外侧，所述加热管路(122)能够对所述蓄热材料进行蓄热；

所述蓄热材料能够储热及放热，所述蓄热材料放热能够加热所述排水管道(110)，使所述排水管道(110)中的水高于0℃；

当所述排水管道(110)中的水高于0℃时，所述蓄热材料不放热；当所述排水管道(110)中的水低于0℃时，所述蓄热材料放热，所述蓄热材料释放出来的热量通过所述金属容器(121)传递给所述排水管道(110)，以加热所述排水管道(110)中的水。

2.根据权利要求1所述的排水结构，其特征在于，所述金属容器(121)呈柱形结构设置；

所述金属容器(121)包括外壁(1211)、内壁(1212)以及两个端盖(1213)，所述内壁(1212)位于所述外壁(1211)的内侧，所述外壁(1211)与所述内壁(1212)围设成环状结构；

两个所述端盖(1213)分别位于所述环状结构的两端，两个所述端盖(1213)、所述内壁(1212)及所述外壁(1211)共同围成密封腔室，所述蓄热材料位于所述密封腔室中；

所述排水管道(110)穿设所述内壁(1212)围设成的通孔。

3.根据权利要求2所述的排水结构，其特征在于，所述金属容器(121)的内壁(1212)与所述排水管道(110)的外表面相贴合；

且所述内壁(1212)的轴线与所述排水管道(110)的轴线共线；

所述外壁(1211)与所述内壁(1212)的轴线共线。

4.根据权利要求3所述的排水结构，其特征在于，所述金属容器(121)沿轴线方向的长度为所述排水管道(110)沿轴线方向的长度的0.7倍～1倍；

所述外壁(1211)的厚度的范围为0.5mm～5mm；

所述内壁(1212)的厚度的范围为0.5mm～5mm。

5.根据权利要求1所述的排水结构，其特征在于，所述蓄热组件(120)还包括两个毛细管(123)，所述加热管路(122)具有进液端(1221)及出液端(1222)；

两个所述毛细管(123)分别设置于所述进液端(1221)及所述出液端(1222)上；

所述进液端(1221)的所述毛细管(123)能够将热水机组的排气管(200)中的冷媒引入所述加热管路(122)中；

所述出液端(1222)的所述毛细管(123)能够将加热完所述蓄热材料的所述冷媒引回所述排气管(200)。

6.根据权利要求5所述的排水结构，其特征在于，所述蓄热组件(120)还包括传感器，所述传感器设置于所述金属容器(121)中；

所述传感器能够检测所述蓄热材料的蓄热量。

7.根据权利要求6所述的排水结构，其特征在于，所述蓄热组件(120)还包括截止阀，所述截止阀设置于所述进液端(1221)的所述毛细管(123)上；

所述截止阀与所述传感器电连接，所述传感器能够控制所述截止阀关闭所述毛细管(123)。

8.根据权利要求1所述的排水结构，其特征在于，所述蓄热材料为相变材料；

所述相变材料由固态变成液态，所述蓄热材料储热；

所述相变材料由液态变成固态，所述蓄热材料放热。

9.根据权利要求8所述的排水结构，其特征在于，所述蓄热材料的比热容的范围为1.8J/g*k～2.5J/g*k；

所述蓄热材料的导热系数的范围为3W/m*℃～5W/m*℃。

10.一种热水机组，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的排水结构(100)。

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