CN106196574A - 热水装置及具有该热水装置的热水器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热水装置及具有该热水装置的热水器。本发明提供了一种热水装置，其进水组件包括：进水管，竖直地设置于水箱的底端中央位置处；第一壳体，其内限定有第一缓冲腔，其上端面均布有与第一缓冲腔连通的多个出水孔，且进水管伸入第一缓冲腔；第二壳体，其内限定有第二缓冲腔，其下端面均布有与第二缓冲腔连通的多个出水孔，且第一壳体设置于第二缓冲腔内，第二壳体设置于水箱内；而且加热装置和进水组件相对于水箱被布置成使得：在水箱的进水流量小于或等于第一预设流量时，使80％以上的水在上浮的过程中流经加热装置的加热区域。此外，本发明还提供了一种具有该热水装置的热水器。本发明的热水装置及热水器显著提高了加热效率。

Description

热水装置及具有该热水装置的热水器

技术领域

本发明涉及热水器领域，特别是涉及一种热水装置及具有该热水装置的热水器。

背景技术

现有的热水装置可包括水箱、进水管和位于水箱内的加热装置，以使从进水管进入水箱内的水被加热装置加热到一定温度，从而被用户使用。在能源问题日益突出的今天，提高热水装置的使用效率已成为实现能源可持续发展的重点，而提高热水装置的关键是如何提高热水装置水箱的热水输出率。随着水箱内水的整体温度上升，水温自上而下呈现出由高到低的分层现象，这是因为水温越高其密度越小，热水在浮升力作用下往上流，冷水向下沉。目前热水装置的进水管大多为直插式进水管或者折弯式进水管，冷水经过进水管，集中在水箱内胆底部，以达到冷水挤出水箱内热水的目的。然而，由于水流速度过快、压力过大，导致冷水进入水箱后扰动上层热水，在冷热水交界面形成紊流状态，原有的热水因为与冷水混合而降温，导致热水没有排完就已经被冷水混合或直接出冷水，从而降低了热水产出率，并需要重新加热，造成了能源的浪费。

发明内容

本发明第一方面的一个目的旨在克服现有的热水装置的至少一个缺陷，提供一种新颖的热水装置，其可防止新进入水箱内的冷水对水箱内热水进行冲击。

本发明第一方面的一个进一步的目的是使进入水箱内的水在上浮的过程中尽可能地接近或接触加热装置。

本发明第二方面的一个目的是要提供一种具有上述热水装置的热水器。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种热水装置。该热水装置包括水箱、进水组件和设置于所述水箱内的加热装置。所述进水组件包括：

进水管，竖直地设置于所述水箱的底端中央位置处，其上端伸入所述水箱；

第一壳体，其内限定有第一缓冲腔，其上端面均布有与所述第一缓冲腔连通的多个出水孔，且所述进水管的上端伸入所述第一缓冲腔；

第二壳体，其内限定有第二缓冲腔，其下端面均布有与所述第二缓冲腔连通的多个出水孔，且所述第一壳体设置于所述第二缓冲腔内，所述第二壳体设置于所述水箱内。

特别地，所述加热装置和所述进水组件相对于所述水箱被布置成使得：在所述水箱的进水流量小于或等于第一预设流量时，使进入所述水箱的水产生涡流，且使80％以上的所述水在上浮的过程中流经所述加热装置的加热区域。

可选地，所述第二壳体的下端面与所述水箱的底端中央位置处的内壁之间的距离为13.5mm至16.5mm；所述第二壳体的上端面与所述加热装置之间的距离为18mm至22mm。

可选地，所述第二壳体的高度为103.5mm至126.5mm，以使所述加热装置与所述水箱的底端中央位置处的内壁之间的距离为135mm至165mm。

可选地，所述第一预设流量为5L/min至7L/min。

可选地，所述加热装置的加热区域包括所述加热装置的所有发热点的加热区域，其中，每个所述发热点的加热区域为以该发热点为球心、第一预设距离为半径形成球形区域，所述第一预设距离为10mm至50mm。

可选地，所述加热装置为电加热管。

可选地，所述进水管的上端端面封闭，所述进水管的上端周壁上均布有多个出水孔；所述第一缓冲腔和所述第二缓冲腔均为圆柱形空腔，且与所述进水管同轴设置。

可选地，所述进水管的直径为10.4mm至25.4mm；所述第一壳体和所述第二壳体的每个出水孔的直径均为2mm至4mm。

可选地，所述水箱的顶端中央位置处开设有出水口。

根据本发明的第二方面，本发明提供了一种热水器，包括进水总管和出水总管。特别地，所述热水器还包括：

上述任一种热水装置；

热泵加热系统，其具有热交换器，所述热交换器配置成使进入其内的制冷剂加热进入其内的水流；

第一水流流向流量控制装置，其具有分别与所述进水总管的出口、所述热水装置的进水管的进口和所述热交换器的进水口连通的三个端口；和

第二水流流向流量控制装置，其具有分别与所述热水装置的出口、所述热交换器的出水口和所述出水总管的进口连通的三个端口。

本发明热水装置及具有该热水装置的热水器中因为进水组件的特殊结构，可防止进入水箱内的冷水对水箱内的热水进行冲击，使水箱中的水保持分层效果，并提高了热水产出率。

进一步地，由于本发明热水装置及具有该热水装置的热水器中由于加热装置和进水组件相对于水箱的位置关系，可使进入水箱内的水产生涡流，并使这些水在上浮的过程中尽可能地接近或接触加热装置，显著提高了该热水装置的加热效率，进一步提高了热水产出率。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的热水装置的示意性结构图；

图2是根据本发明一个实施例的热水装置中进水组件的示意性结构图；

图3是根据本发明一个实施例的热水器的示意性原理图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的热水装置100的示意性结构图。如图1所示，本发明实施例提供了一种热水装置100。该热水装置100可包括水箱20、进水组件30和设置于水箱20内的加热装置40。水箱20可为立体水箱，其具有中部筒状区段和两个分别设置于中部筒状区段的两端的封头。加热装置40可为电加热管。由本领域技术人员所习知的，距离加热装置40的距离越近的水的受热效果越好，因此可以把距离加热装置40一定距离内的区域称之为加热装置40的加热区域，水箱20内的水凡是进入加热装置40的加热区域，都具有良好的受热效果，温升速度比较快。具体地，加热装置40的加热区域包括加热装置40的所有发热点的加热区域，其中，每个发热点的加热区域为以该发热点为球心、第一预设距离为半径形成球形区域，第一预设距离为10mm至50mm。

在该实施例中，如图2所示，进水组件30可包括进水管31、第一壳体32和第二壳体33。具体地，进水管31竖直地设置于水箱20的底端中央位置处，其上端伸入水箱20。进水管31的上端端面封闭，进水管31的上端周壁上均布有多个出水孔，以降低流出进水管31的水流速度。第一壳体32内限定有第一缓冲腔，其上端面均布有与第一缓冲腔连通的多个出水孔。第二壳体33内限定有第二缓冲腔，其下端面均布有与第二缓冲腔连通的多个出水孔。而且进水管31的上端伸入第一缓冲腔且位于第一缓冲腔的下部，第一壳体32设置于第二缓冲腔内，第二壳体33设置于水箱20内。优选地，第一缓冲腔和第二缓冲腔均为圆柱形空腔，且与进水管31同轴设置。

在该实施例中，由于进水管31上端端面封闭，上端周壁上均布有多个出水孔，使得流出进水管31的冷水流速减小并进入第一缓冲腔内。当冷水进入第一缓冲腔内，由于进水管31的上端位于第一缓冲腔的下部，使得冷水在第一缓冲腔内初步形成分层。再加之第一壳体32上端面上的多个出水孔，使得进入到第二缓冲腔内的冷水速度再一次降低。当冷水进入到第二缓冲腔内时，使冷水因变向而降低流速，再加之第二壳体33下端面上的多个出水孔，使得进入到水箱20内的冷水保持低速状态。

特别地，在本发明实施例中，发明人发现：将加热装置40和进水组件30相对于水箱20布置成特殊的位置关系，可在水箱20的进水流量小于或等于第一预设流量时，使进入水箱20的水产生涡流，且使80％以上的水在上浮的过程中流经加热装置40的加热区域。也就是说，在该实施例中，加热装置40和进水组件30相对于水箱20被布置成使得：在水箱20的进水流量小于或等于第一预设流量时，使进入水箱20的水产生涡流，且使80％以上的水在上浮的过程中流经加热装置40的加热区域，以提高热水装置100的加热效率。

例如，发明经过大量的理论分析、模拟实验以及实际实验验证发现，当第二壳体33的下端面与水箱20的底端中央位置处的内壁之间的距离为13.5mm至16.5mm，第二壳体33的上端面与加热装置40之间的距离为18mm至22mm，以及水箱20的进水流量在7L/min以下时，使得进入水箱20的水产生涡流，且使80％以上的水在上浮的过程中流经加热装置40的加热区域，其中大部分水还与加热装置40直接接触。

在本发明的一些实施例中，第二壳体33的高度为103.5mm至126.5mm，以使加热装置40与水箱20的底端中央位置处的内壁之间的距离为135mm至165mm，可进一步地提高进入加热装置40的加热区域的水的比率，如使85％以上的水在上浮的过程中流经加热装置40的加热区域。

在本发明的一些实施例中，进水管31的直径为10.4mm至25.4mm。第一壳体32和第二壳体33的每个出水孔的直径均为2mm至4mm。该发明实施例的热水装置100也可进一步地提高进入加热装置40的加热区域的水的比率，如使87％以上的水在上浮的过程中流经加热装置40的加热区域。在该实施例中，发明人提供了一种较优选的水箱20、加热装置40和进水组件30的布置关系，例如，进水管31的直径为,12.7mm，第一壳体32和第二壳体33的每个出水孔的直径均为3mm，第二壳体33的高度为115mm，第二壳体33的下端面与水箱20的底端中央位置处的内壁之间的距离为15mm，第二壳体33的上端面与加热装置40之间的距离为20mm，以及水箱20的进水流量在6L/min以下时。具有上述布置关系的热水装置100的加热效果好，且热水产出率高。

在本发明的一些优选地实施例中，水箱20的顶端中央位置处开设有出水口21，相对于在其它位置设置出水口来说，出水口21设置于水箱20的顶端中央位置处时，热水装置100的热水产出率较高。

图3是根据本发明一个实施例的热水器的示意性原理图。如图3所示，本发明实施例还提供了一种热水器。该热水器可包括进水总管300、出水总管400、热泵加热系统200、上述任一项实施例中的热水装置100、第一水流流向流量控制装置500以及第二水流流向流量控制装置600。热泵加热系统200具有热交换器210，热交换器210配置成使进入其内的制冷剂加热进入其内的水流。第一水流流向流量控制装置500具有分别与进水总管300的出口、热水装置100的进水管31的进口和热交换器210的进水口连通的三个端口。第二水流流向流量控制装置600具有分别与热水装置100的出口、热交换器210的出水口和出水总管400的进口连通的三个端口。

第一水流流向流量控制装置500和第二水流流向流量控制装置600通过改变水流方向和/或水流流量大小，使该热水器具有多种工作过程，以实现多种功能。

在本发明的一些实施例中，热水装置100的水箱20在正常工作过程处于满水状态。热泵加热系统200被配置为将经其加热的水供入水箱20；热水装置100配置为利用加热装置40对水箱20的水进一步加热至第一预设温度，以便在热水器向外供水时提供给热水器的出水总管400。由于加热装置40将水箱20中的出水加热到一个高于热泵加热系统200出水温度的温度，延长了热水的供应时间，从而减小了水箱20的设置体积。

在水箱20处于缺水状态下时，例如安装后的首次运行时或者开启后，热水器可以开启热泵加热系统200，对流经热交换器210的水进行加热，然后从水箱20的出口供入水箱20中，在完成水箱20补水后，热泵加热系统200关闭，由加热装置40将水箱20中的水提高到第一预设温度。在向水箱20内补充的过程中，第一水流流向流量控制装置500可使进水总管300与热交换器210的进水口导通，第二水流流向流量控制装置600可使热交换器210的出水口21与热水装置100的出口导通。

进一步地，在水箱20内满水，且水箱20内的水温较低的情况下，可开启热泵加热系统200，使水箱20内的水经由进入热交换器210中，被加热后再循环流回水箱20内。此时，第一水流流向流量控制装置500可使热水装置100的进管的进口与热交换器210的进水口导通，第二水流流向流量控制装置600可使热交换器210的出水口与热水装置100的出口导通。在水箱20内满水，且水箱20内的水温较低的情况下，也可开启热水装置100的加热装置40直接对水箱20内的水进行加热。

进一步地，在热水器在向外供水时，水箱20的出水与经过热交换器210的出水混合后向外供出，在供水过程中，热泵加热系统200可以被配置为启动或不启动，从而经过热交换器210的水可被选择配置为可被加热或不被加热。例如热泵加热系统200可以在水箱20的出水温度低于第二预设温度时，启动热泵加热系统200，以对经由热交换器210的水进行加热后与水箱20的出水混合。也就是热泵加热系统200可被配置为：在热水器向外供水时对经由热交换器210的水加热，以与水箱20的出水混合后向出水总管400提供。水箱20的出水温度高于第二预设温度时，经过热交换器210的水不被加热，作用仅为调整热水器出水温度。在此过程中，第一水流流向流量控制装置500可使进水总管300同时与热交换器210的进水口和热水装置100的进水管31的进口导通，并可调整进入热泵加热系统200和热水装置100的水的流量比；也就是说，第一水流流向流量控制装置500可为水分配装置。第二水流流向流量控制装置600可使热交换器210的出水口和热水装置100的出口均与出水总管400导通，也就是说，第二水流流向流量控制装置600可为混水阀。

在本发明的一些实施例中，热水装置100的水箱20在正常工作过程处于满水状态。在热水器未向外供水时，热泵加热系统200被配置为将经其加热的水供入水箱20；热水装置100配置为存储热泵加热系统200加热的热水。在热水器向外供水时，热水装置100配置为接收来自进水总管300的一部分水，并使其加热装置40加热其水箱20内的水，且使水箱20内的水进入出水管路；热泵加热系统200配置成接收来自进水总管300的其余部分水，并将其余部分水加热或者不经加热后提供给出水管路。在供水过程中，可利用加热装置40对水箱20的水进行高效地加热，防止水箱20内的温度下降过快，可保证热水器的连续出水，方便用户使用。此外，该热水器也可显著减小水箱20的设置体积，可防止热水器机组及水箱20体积巨大、并且重量较重，以及防止现在楼层中没有足够的空间同时安装热水器机组和水箱20。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种热水装置，包括水箱、进水组件和设置于所述水箱内的加热装置，其特征在于，所述进水组件包括：

进水管，竖直地设置于所述水箱的底端中央位置处，其上端伸入所述水箱；

第一壳体，其内限定有第一缓冲腔，其上端面均布有与所述第一缓冲腔连通的多个出水孔，且所述进水管的上端伸入所述第一缓冲腔；

第二壳体，其内限定有第二缓冲腔，其下端面均布有与所述第二缓冲腔连通的多个出水孔，且所述第一壳体设置于所述第二缓冲腔内，所述第二壳体设置于所述水箱内；而且

所述加热装置和所述进水组件相对于所述水箱被布置成使得：在所述水箱的进水流量小于或等于第一预设流量时，使进入所述水箱的水产生涡流，且使80％以上的所述水在上浮的过程中流经所述加热装置的加热区域。

2.根据权利要求1所述的热水装置，其特征在于

所述第二壳体的下端面与所述水箱的底端中央位置处的内壁之间的距离为13.5mm至16.5mm；

所述第二壳体的上端面与所述加热装置之间的距离为18mm至22mm。

3.根据权利要求2所述的热水装置，其特征在于

所述第二壳体的高度为103.5mm至126.5mm，以使所述加热装置与所述水箱的底端中央位置处的内壁之间的距离为135mm至165mm。

4.根据权利要求1所述的热水装置，其特征在于

所述第一预设流量为5L/min至7L/min。

5.根据权利要求1所述的热水装置，其特征在于

所述加热装置的加热区域包括所述加热装置的所有发热点的加热区域，其中，每个所述发热点的加热区域为以该发热点为球心、第一预设距离为半径形成球形区域，所述第一预设距离为10mm至50mm。

6.根据权利要求5所述的热水装置，其特征在于

所述加热装置为电加热管。

7.根据权利要求1所述的热水装置，其特征在于

所述进水管的上端端面封闭，所述进水管的上端周壁上均布有多个出水孔；

所述第一缓冲腔和所述第二缓冲腔均为圆柱形空腔，且与所述进水管同轴设置。

8.根据权利要求7所述的热水装置，其特征在于

所述进水管的直径为10.4mm至25.4mm；

所述第一壳体和所述第二壳体的每个出水孔的直径均为2mm至4mm。

9.根据权利要求1所述的热水装置，其特征在于

所述水箱的顶端中央位置处开设有出水口。

10.一种热水器，包括进水总管和出水总管，其特征在于，还包括：

权利要求1至9中任一项所述的热水装置；

热泵加热系统，其具有热交换器，所述热交换器配置成使进入其内的制冷剂加热进入其内的水流；

第一水流流向流量控制装置，其具有分别与所述进水总管的出口、所述热水装置的进水管的进口和所述热交换器的进水口连通的三个端口；和

第二水流流向流量控制装置，其具有分别与所述热水装置的出口、所述热交换器的出水口和所述出水总管的进口连通的三个端口。