CN106949625A - 水箱组件和具有其的热泵热水机组 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水箱组件和具有其的热泵热水机组。其中，水箱组件包括：箱体，具有用于储存第一流体的腔体；直饮水管道，直饮水管道的至少一部分位于腔体内并与热源换热。本发明的技术方案可以同时加热生活用水和饮用水。
Description
技术领域
本发明涉及热泵系统技术领域，具体而言，涉及一种水箱组件和具有其的热泵热水机组。
背景技术
自来水中含有氧化性物质，因此，加热沐浴、采暖等生活用水的水箱在长期使用过程中容易腐蚀。现有技术中，为防止水箱腐蚀，最常用的方法是根据阴极保护原理在水箱内部安装镁棒。镁棒可以释放镁阳离子，镁阳离子与水中的杂质发生化学反应，从而保护水箱不被腐蚀。但是镁、铝等阳离子均被医学界认定为是对人体有害的物质，若长期饮用具有镁、铝等阳离子的水，会引起智力下降、甚至致癌。
由于镁棒会污染水箱中的水，因此，水箱只能加热生活用水。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种水箱组件和具有其的热泵热水机组，该水箱组件和具有其的热泵热水机组可以同时加热生活用水和饮用水。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种水箱组件，水箱组件包括：箱体，具有用于储存第一流体的腔体；直饮水管道，直饮水管道的至少一部分位于腔体内并与热源换热。
进一步地，水箱组件还包括第一换热器，第一换热器设置在箱体外和/或设置在腔体中。
进一步地，第一换热器设置在腔体中时，第一换热器绕直饮水管道设置。
进一步地，第一换热器为多个，多个第一换热器在腔体中间隔设置，直饮水管道依次穿过多个第一换热器。
进一步地，第一换热器为盘管换热器。
进一步地，直饮水管道包括至少一段弯折段。
进一步地，热源为设置在直饮水管道上的第二换热器和/或位于腔体内的第一流体。
进一步地，水箱组件包括设置在箱体上的第一进口和第一出口，腔体与第一进口和第一出口相连通，直饮水管道的两端分别与第一进口和第一出口连接。
进一步地，水箱组件还包括设置在腔体中的储水容器，储水容器与直饮水管道连通，且储水容器与腔体相隔离。
进一步地，直饮水管道包括：第一直饮水分支管路，第一直饮水分支管路的一端与水箱组件的第一进口连通，第一直饮水分支管路的另一端与储水容器连通；第二直饮水分支管路，第二直饮水分支管路的一端与水箱组件的第一出口连通，第二直饮水分支管路的另一端与储水容器连通。
进一步地，储水容器位于腔体的上部。
进一步地，水箱组件还包括第三换热器，第三换热器设置在储水容器外和/或设置在储水容器的内部。
进一步地，箱体上仅设置有一个用于使直饮水管道穿入并穿出的安装孔。
进一步地，水箱组件还包括第二进口和第二出口，腔体与第二进口和第二出口相连通，第二进口设置在箱体的底部，第二出口设置在箱体的上部。
根据本发明的另一个方面，提供了一种热泵热水机组，包括热泵热水系统和与热泵热水系统连接的水箱组件，水箱组件为前述的水箱组件。
进一步地，热泵热水机组还包括饮用水供应装置，水箱组件的第一进口与饮用水供应装置连接。
进一步地，热泵热水系统包括控制器、遥控器以及设置在水箱组件的箱体内的温度传感器，控制器分别与遥控器和温度传感器连接。
应用本发明的技术方案，将饮用水通入直饮水管道中，饮用水在直饮水管道内流动的过程中可以通过直饮水管道与热源进行热交换；进一步地，当上述水箱组件用于热水机组中时，腔体中的第一流体是经过加热的生活用水，利用热源可以对流经直饮水管道的饮用水传递热量，使饮用水升温，因此，水箱可以同时加热生活用水和饮用水，使热水机组实现一机多能，满足用户的多种使用需求。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，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示出了根据本发明的水箱组件的实施例的结构示意图；
图2示出了图1的水箱组件的直饮水管道与第二换热器的横截面示意图；以及
图3示出了根据本发明的水箱组件的另一种实施例的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、箱体；11、腔体；12、第一进口；13、第一出口；14、第二进口；15、第二出口；20、直饮水管道；21、第一直饮水分支管路；22、第二直饮水分支管路；30、第一换热器；40、储水容器；50、遥控器。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
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。
本发明提供了一种水箱组件和热泵热水机组。
在本发明及本发明的实施例中，热泵热水机组包括热泵热水系统和与热泵热水系统连接的水箱组件。
在本发明及本发明的实施例中，热泵热水机组还包括饮用水供应装置，水箱组件的第一进口12与饮用水供应装置连接。
本发明的实施例中，水箱的腔体11的底部装有镁棒。上述设置虽然能够起到保护水箱内胆不被腐蚀的作用，但却会污染水箱中的水质。
可选地，镁棒为符合AZ-31标准或AZ-63标准的镁棒。
如图1所示，本发明的实施例中，水箱组件包括箱体10和直饮水管道20。箱体10具有用于储存第一流体的腔体11。直饮水管道20的至少一部分位于腔体11内以与热源换热。其中，热源为设置在直饮水管道20上的第二换热器和/或位于腔体11内的第一流体。
通过上述设置，将饮用水通入直饮水管道20中，饮用水在直饮水管道20内流动的过程中可以通过直饮水管道20与热源进行热交换。
具体地，饮用水在直饮水管道20中流动的过程中可以通过直饮水管道20与第二换热器和/或腔体11内的第一流体进行热交换，利用第二换热器和/或腔体11内的第一流体加热饮用水。而且，直饮水管道20的内部与腔体11不连通，位于腔体11中的第一流体与位于直饮水管道20中的饮用水不会发生物质交换，可以避免污染饮用水。
进一步地，将上述水箱组件用于热水机组中时，腔体11中的第一流体是经过加热的生活用水，直饮水管道20中是饮用水。第二换热器和/或高温的生活用水都可以对流经直饮水管道20的饮用水传递热量，使饮用水升温，且生活用水不会进入直饮水管道20中，生活用水与饮用水不会相互交融，可以在不污染饮用水的情况下加热饮用水。因此，水箱可以同时加热生活用水和饮用水，使热水机组实现一机多能，满足用户的多种使用需求。
可选地，当热源包括第二换热器时，第二换热器位于腔体11内。
这样，第二换热器可以同时加热直饮水管道20中的饮用水和腔体11内的第一流体。
具体地，如图1所示，直饮水管道20的两端均穿出箱体10。
可选地，当热源包括第二换热器时，第二换热器位于直饮水管道20伸出箱体10外的管段上。
这样，第二换热器可以单独加热直饮水管道20中的饮用水，提高饮用水的加热效率，而且可以提高饮用水的温度，满足用户对饮用水的温度要求比对生活用水的温度要求更高的情况。
优选地，直饮水管道20由导热系数较高的材料制成，以使换热具有高效性。
如图1所示，本发明的实施例中，水箱组件还包括第一换热器30，第一换热器30设置在腔体11中。
这样，第一换热器30可以直接加热腔体11中的生活用水，通过生活用水将第一换热器30的热量快速传递给饮用水，从而提高饮用水的加热速度。
当然，在附图未示出的替代实施例中，第一换热器30也可以设置在箱体10外。
可选地，第一换热器30是套设在箱体10外的盘管换热器或微通道换热器。
如图1和图2所示，本发明的实施例中，第一换热器30设置在腔体11中时，第一换热器30绕直饮水管道20设置。
通过上述设置，在第一换热器30周围的生活用水温度较高，可以更快地将第一换热器30的热量传递给直饮水管道20中的饮用水，提高饮用水的加热速度。
可选地，第一换热器30可以与直饮水管道20间隔设置，也可以缠绕在直饮水管道20的外周并与直饮水管道20接触。
优选地，如图1和图2所示，第一换热器30为盘管换热器。第一换热器30的入口端与出口端均固定在箱体10上。第一换热器30中流通冷媒。
当第一换热器30与直饮水管道20间隔设置时，高温冷媒与腔体11中的生活用水进行热交换，并通过被加热的生活用水将热量传递给直饮水管道20中的饮用水。当第一换热器30与直饮水管道20接触时，高温冷媒同时与位于第一换热器30的盘管外侧的生活用水以及位于盘管内侧的饮用水进行热交换，可以提高饮用水的加热效率。
上述设置中，直饮水管道20穿过第一换热器30盘管中心的通孔，从而使直饮水管道20沿轴向穿过第一换热器30的盘管内部。由于第一换热器30的盘管内部区域较小，盘管内部区域的升温速度比盘管外部区域的升温速度快，因此可以快速加热直饮水管道20中的饮用水，满足用户快速加热饮用水的需求。
如图1所示，本发明的实施例中，第一换热器30为多个，多个第一换热器30在腔体11中间隔设置，直饮水管道20依次穿过多个第一换热器30。
通过上述设置，一方面可以使腔体11中的生活用水得到均匀加热；另一方面可以增大饮用水的流动路径，使饮用水得到充分加热。
具体地，如图1所示，第一换热器30在腔体11中沿水平方向间隔设置。
如图1所示，本发明的实施例中，直饮水管道20包括至少一段弯折段。
这样，弯折段可以进一步增大饮用水的流动路径，确保从第一出口13流出的饮用水温度达到预设温度值。
如图1所示，本发明的实施例中，水箱组件包括设置在箱体10上的第一进口12和第一出口13，腔体11与第一进口12和第一出口13相连通，直饮水管道20的两端分别与第一进口12和第一出口13连接。
当然，在附图未示出的替代实施例中，为了便于加工和装配，也可以在箱体10上仅设置一个用于使直饮水管道20穿入并穿出的安装孔。
如图3所示，本发明的优选的实施例中，水箱组件还包括设置在腔体11中的储水容器40。储水容器40与直饮水管道20连通，且储水容器40与腔体11相隔离。
通过上述设置，储水容器40可以储存经过加热的饮用水，满足用户饮用水用量较大的情况。将储水容器40设置在腔体11中，而且储水容器40与腔体11不连通，这样，饮用水在储水容器40中可以与生活用水继续发生热交换，维持饮用水温度恒定。
如图3所示，在本实施例中，直饮水管道20包括第一直饮水分支管路21和第二直饮水分支管路22。第一直饮水分支管路21的一端与第一进口12连接，第一直饮水分支管路21的另一端与储水容器40连通。第二直饮水分支管路22的一端与第一出口13连接，第二直饮水分支管路22的另一端与储水容器40连通。
这样，可以便于将储水容器40与直饮水管道20连通而与腔体11相隔离。
具体地，如图3所示，第一直饮水分支管路21包括多个弯折段，使得第一直饮水分支管路21的长度大于第二直饮水分支管路22的长度。
这样，可以使进入储水容器40的饮用水得到充分加热，避免用户用水量较大时饮用水出现温度波动。
优选地，如图3所示，在本实施例中，储水容器40位于腔体11的上部。
由于热水的密度较大，会上浮到腔体11的上部，因此，腔体11上部的水温较高。将储水容器40设置在腔体11的上部有利于使储水容器40中的饮用水水保持较高的温度。
可选地，在本实施例中，水箱组件还包括第三换热器，第三换热器设置在储水容器40外。
上述设置中，第三换热器可以进一步加热储水容器40中的饮用水，满足用户对饮用水的温度要求比对生活用水的温度要求更高的情况。而且，第三换热器设置在储水容器40外降低了储水容器40的密封难度，有利于将储水容器40与腔体11可靠隔离，便于制造水箱组件。
可选地，为了提高饮用水的加热速度，第三换热器也可以设置在储水容器40的内部。
可选地，也可以通过在直饮水管道20周围增加电加热带或电加热棒的方式提高饮用水温度。
如图1和图3所示，本发明的实施例中，水箱组件还包括第二进口14和第二出口15，腔体11与第二进口14和第二出口15相连通，第二进口14设置在箱体10的底部，第二出口15设置在箱体10的上部。
通过上述设置，由于热水密度较大会自动上浮到腔体11的上部，因此使生活用水的出水温度较高。进一步地，当供水管路缺水，腔体11中的水位低于第二出口15时，不会继续出水，从而避免水箱组件空烧。
本发明的实施例中，水箱为承压水箱，第二进口14与自来水供水管路连通，第二出口15与用户生活用水的用水端连通，腔体11中的水位下降时会自动进水，从而保持腔体11中的水位不变。
可选地，也可以设置水泵等增压装置，将腔体11中的水输送至第二出口15。
本发明的实施例中，热泵热水系统包括控制器、遥控器50以及设置在水箱组件的箱体10内的温度传感器。控制器分别与遥控器50和温度传感器连接。其中，控制器用于控制整个热泵热水机组的运行。
通过上述设置，温度传感器可以测量腔体11中的温度并将测量结果发送给控制器。控制器与遥控器50连接可以将温度信息显示在遥控器50上，用户可以通过遥控器50向控制器发送调整温度的控制指令。
具体地，温度传感器包括设置在第二进口14的第一温度传感器和设置在第二出口15的第二温度传感器。
这样，利用第一温度传感器可以检测生活用水入水口的温度，利用第二温度传感器可以检测生活用水出水口的温度。当第二出口15处的温度较低时，控制器控制热泵热水机组对水箱进行加热。水箱中的生活用水加热后，饮用水出水口的温度也就会升高。
当然，也可以是第一温度传感器设置在第一进口12处，第二温度传感器设置在第一出口13处，直接检测饮用水入水口和出水口的温度。
可选地，控制器与遥控器50之间以及控制器与温度传感器之间的连接可以是电连接，也可以是无线连接。
现有技术中空气能热水器、电热水器、太阳能热水器等各种热水器都会采取一些措施防止热水器的水箱长期使用被腐蚀。最常用的方法是根据阴极保护原理在水箱内部安装镁棒。镁棒与水中的杂质发生化学反应，以保护水箱的内胆。但是镁棒释放的Mg+离子将污染水箱中的水质，水箱中的水不能作为饮用水。因此，现有技术中的热水器产品使用范围较为局限，大多在沐浴场所使用，经热水器加热的水并不能直接作为饮用水，性价比不高。
而本发明的水箱组件打破了现有的水箱单进水、单出水和单盘管换热器的构造，在原有水箱构造的基础上增加了一个高效导热，能过流饮用水的直饮水管道，通过合理、科学的安装方式，采用双进水、双出水构造，将直饮水管道的内部通孔与腔体相隔离，并使直饮水管道的多个弯折段依次穿过多个间隔设置的第二换热器，从而对直饮水管道进行高效加热，进而同时加热腔体中的生活用水和直饮水管道中的饮用水。
未加热的饮用水从第一进口流入水箱，在经过冷媒盘管后，直饮水管道中的饮用水可以充分得到热量，饮用水被加热并从第一出口流出。本发明的水箱组件利用单独的直饮水管道把饮用水与水箱中混有Mg+的生活用水隔绝开，同时起到高效的换热效果，对饮用水进行加热。另外，可以利用遥控器调节水温。水箱里的生活用水与饮用水的水温存在一定的线性关系，生活用水的温度升高，从直饮水管道流出的饮用水温度也会升高。
将本发明的水箱组件应用于热泵热水机组时，可以直接加热饮用水，打破传统的空气能热水器只能加热生活用水的局限性和镁棒结构的水箱不能制饮用水的观念，贴切智联时代。同时本发明的热泵热水机组符合国家保温标准，能够合理的利用能效守恒定理，高效利用能源，实现热回收。进一步地，本发明的热泵热水机组可以加热用户需求温度的饮用水，满足用户的个性化需求。
在可选的替代实施例中，上述水箱组件也可以用于其他需要在热交换的同时避免物质交换的领域。例如，通入腔体11中的第一流体为高温的工业废水，直饮水管道20中通入待加热的流体。这样，可以实现能量的回收利用。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：将饮用水通入直饮水管道中，饮用水在直饮水管道内流动的过程中可以通过直饮水管道与第二换热器和/或腔体内的第一流体进行热交换，利用第二换热器和/或腔体内的第一流体加热饮用水；进一步地，当上述水箱组件用于热水机组中时，腔体中的第一流体是经过加热的生活用水，第二换热器和/或高温的生活用水都可以对流经直饮水管道的饮用水传递热量，使饮用水升温，因此，水箱可以同时加热生活用水和饮用水，使热水机组实现一机多能，满足用户的多种使用需求。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种水箱组件，其特征在于，所述水箱组件包括：
箱体(10)，具有用于储存第一流体的腔体(11)；
直饮水管道(20)，所述直饮水管道(20)的至少一部分位于所述腔体(11)内并与热源换热。
2.根据权利要求1所述的水箱组件，其特征在于，所述水箱组件还包括第一换热器(30)，所述第一换热器(30)设置在所述箱体(10)外和/或设置在所述腔体(11)中。
3.根据权利要求2所述的水箱组件，其特征在于，所述第一换热器(30)设置在所述腔体(11)中时，所述第一换热器(30)绕所述直饮水管道(20)设置。
4.根据权利要求2所述的水箱组件，其特征在于，所述第一换热器(30)为多个，多个所述第一换热器(30)在所述腔体(11)中间隔设置，所述直饮水管道(20)依次穿过多个所述第一换热器(30)。
5.根据权利要求2所述的水箱组件，其特征在于，所述第一换热器(30)为盘管换热器。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的水箱组件，其特征在于，所述直饮水管道(20)包括至少一段弯折段。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的水箱组件，其特征在于，所述热源为设置在所述直饮水管道(20)上的第二换热器和/或位于所述腔体(11)内的所述第一流体。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的水箱组件，其特征在于，所述水箱组件包括设置在所述箱体(10)上的第一进口(12)和第一出口(13)，所述腔体(11)与所述第一进口(12)和所述第一出口(13)相连通，所述直饮水管道(20)的两端分别与所述第一进口(12)和所述第一出口(13)连接。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的水箱组件，其特征在于，所述水箱组件还包括设置在所述腔体(11)中的储水容器(40)，所述储水容器(40)与所述直饮水管道(20)连通，且所述储水容器(40)与所述腔体(11)相隔离。
10.根据权利要求9所述的水箱组件，其特征在于，所述直饮水管道(20)包括：
第一直饮水分支管路(21)，所述第一直饮水分支管路(21)的一端与所述水箱组件的第一进口(12)连通，所述第一直饮水分支管路(21)的另一端与所述储水容器(40)连通；
第二直饮水分支管路(22)，所述第二直饮水分支管路(22)的一端与所述水箱组件的第一出口(13)连通，第二直饮水分支管路(22)的另一端与所述储水容器(40)连通。
11.根据权利要求9所述的水箱组件，其特征在于，所述储水容器(40)位于所述腔体(11)的上部。
12.根据权利要求9所述的水箱组件，其特征在于，所述水箱组件还包括第三换热器，所述第三换热器设置在所述储水容器(40)外和/或设置在所述储水容器(40)的内部。
13.根据权利要求1至5中任一项所述的水箱组件，其特征在于，所述箱体(10)上仅设置有一个用于使所述直饮水管道(20)穿入并穿出的安装孔。
14.根据权利要求1至5中任一项所述的水箱组件，其特征在于，所述水箱组件还包括第二进口(14)和第二出口(15)，所述腔体(11)与所述第二进口(14)和所述第二出口(15)相连通，所述第二进口(14)设置在所述箱体(10)的底部，所述第二出口(15)设置在所述箱体(10)的上部。
15.一种热泵热水机组，包括热泵热水系统和与所述热泵热水系统连接的水箱组件，其特征在于，所述水箱组件为权利要求1至14中任一项所述的水箱组件。
16.根据权利要求15所述的热泵热水机组，其特征在于，所述热泵热水机组还包括饮用水供应装置，所述水箱组件的第一进口(12)与所述饮用水供应装置连接。
17.根据权利要求16所述的热泵热水机组，其特征在于，所述热泵热水系统包括控制器、遥控器(50)以及设置在所述水箱组件的箱体(10)内的温度传感器，所述控制器分别与所述遥控器(50)和所述温度传感器连接。
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Citations (5)
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| US20020139420A1 (en) * | 1999-07-12 | 2002-10-03 | Wilfried Ebster | Warm drinking water conduit system |
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2017
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