CN108332279B - 缓冲水箱和热泵热水地暖系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种缓冲水箱，解决目前二次循环式热泵地暖系统中的缓冲水箱安装难度较大，补入冷水容易对热水造成冲击等问题。本发明一种缓冲水箱的技术方案包括：内胆，所述内胆包括两组水箱出水管和水箱回水管，每组分别与末端换热器、热泵主机连接组成循环流路，其中一个循环流路中的水箱出水管与另一循环流路中的水箱回水管同轴设置。

Description

缓冲水箱和热泵热水地暖系统

技术领域

本发明属于热泵热水地暖领域，具体涉及一种缓冲水箱。本发明还涉及一种包括缓冲水箱的热泵热水地暖系统。

背景技术

现有空气能热泵热水地暖机为了避免主机频繁启动，一般会配备缓冲水箱。根据使用需要，采用二次循环式水系统的热泵地暖系统中的缓冲水箱要同时和热泵主机的水路和末端换热器的水路连接，并且要设置上冷水补入水管，与自来水管路连接。因此目前的缓冲水箱都在水箱内胆壁上设置与热泵主机连通的出、回水管，与末端换热器连通的出、回水管,冷水补入水管等五个水管。如果将五个水管都设置在水箱的同一侧，则需要在同一侧的水箱胆壁上开五个水管口，过多地占据胆壁空间，不便于水箱的加工及水箱的后续使用，因此目前的缓冲水箱设计方案是将五个水管分配在水箱的两侧，一般是与主机连接的出、回水管设置在同一侧，和末端换热器连接的出、回水管在另一侧，但是这种方案往往会导致水箱的安装难度增大，在某些场合(例如水箱需要靠墙安装，或者一些空间狭小的场合)，缓冲水箱的安装就会受到限制。另外，由于缓冲水箱在使用时需要不定期补入冷水，如果冷水直接通过普通水管灌注，容易对水箱上部存储的热水造成冲击，导致流入末端换热器的水流水温可能偏低，影响地暖机的采暖效果。综上所述，现有缓冲水箱存在以下缺陷：

1)水箱内胆壁上分别在两侧共设置了五个水管口，同时连接五根水管，增加了水箱的安装难度，限制了水箱在特定场合的安装使用。

2)冷水补水口的补入冷水容易对缓冲水箱上部的热水造成冲击，影响热泵地暖机组的使用。

发明内容

本发明提供一种缓冲水箱，解决目前二次循环式热泵地暖系统中的缓冲水箱安装难度较大，补入冷水容易对热水造成冲击等问题。

本发明一种缓冲水箱的技术方案包括：

内胆，所述内胆包括两组水箱出水管和水箱回水管，每组分别与末端换热器、热泵主机连接组成循环流路，其中一个循环流路中的水箱出水管与另一循环流路中的水箱回水管同轴设置。

优选的，每一同轴设置的所述水箱出水管和所述水箱回水管伸入所述内胆的端部处于不同位置。

优选的，与所述热泵主机连接的水箱出水管的直径小于与所述末端换热器连接的水箱回水管的直径。

优选的，与所述热泵主机连接的水箱回水管的直径小于与所述末端换热器连接的水箱出水管的直径。

优选的，还包括冷水补入管，所述冷水补入管与任一同轴设置的所述水箱出水管和所述水箱回水管同轴设置，并位于最外侧。

优选的，所述冷水补入管伸入所述内胆的底部管身壁面和端部设有开孔。

优选的，还包括保温层，所述保温层包裹所述内胆，两组所述水箱出水管和水箱回水管均伸出所述保温层。

优选的，还包括水箱感温探头与辅助电加热器，两组设置在所述内胆中部并伸入所述内胆。

本发明还提供一种热泵热水地暖系统，包括上述任一项所述的缓冲水箱。

为了避免常规缓冲水箱因分别在水箱两侧设置与热泵主机连接的出、回水管口，与末端换热器连接的出、回水管口及冷水补水管口等五个水管开口而导致的缓冲水箱在实际使用过程中安装难度增大等问题，所以将与热泵主机连接的水箱回水管、与末端换热器连接的水箱出水管设计成同轴套管式；将与热泵主机连接的水箱出水管、与末端换热器连接的水箱回水管和冷水补水管设计成同轴三套管式，使水箱内胆壁的水管开口只需要两个，但是能够同时连接五条管路，并且都设置水箱的同一侧，减少了实际使用的水箱安装难度，避免了在某些场合安装受限制的情况。

为了避免在使用过程中补入冷水对缓冲水箱中储存的热水造成冲击，所以在水箱的冷水补入管进行开孔散流处理，减缓补入冷水对热水的冲击。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供一种缓冲水箱的结构示意图

图2为插入水箱内胆部分的冷水补入管的三视图

图3为本发明热泵热水地暖系统工作原理图。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

如图1所示，本发明的缓冲水箱的技术方案包括：

内胆，所述内胆包括两组水箱出水管和水箱回水管，每组分别与末端换热器、热泵主机连接组成循环流路，其中一个循环流路中的水箱出水管与另一循环流路中的水箱回水管同轴设置。进一步的，任一同轴设置的水箱出水管和水箱回水管伸入所述内胆中的端部处于不同位置。

上述缓冲水箱还包括冷水补入管，所述冷水补入管与任一同轴设置的所述水箱出水管和所述水箱回水管同轴设置，并位于最外侧。

上述缓冲水箱还包括包裹内胆的保温层，两组水箱出水管和水箱回水管均伸出保温层。

此外，与热泵主机连接的水箱出水管7和与热泵主机连接的水箱回水管4的直径，小于与末端换热器连接的水箱出水管3和与末端换热器连接的水箱回水管8。

下面结合附图1对缓冲水箱展开说明。

一、内胆1

内胆1上分别设有两个水箱出水管，其中一个为与末端换热器连接的水箱出水管3，另一个为与热泵主机连接的水箱出水管7；内胆1上还分别设有两个水箱回水管，其中一个为与末端换热器连接的水箱回水管8，另一个为与热泵主机连接的水箱回水管4。

内胆1的外部包裹有保温层，两个水箱出水管和两个水箱回水管均伸出保温层，两个水箱出水管和两个水箱回水管不做展开说明。

二、冷水补入管9、与热泵主机连接的水箱出水管7、与末端换热器连接的水箱回水管8

本发明不局限于冷水补入管9、与热泵主机连接的水箱出水管7和与末端换热器连接的水箱回水管8三者同轴设置(或为冷水补入管9、与末端换热器连接的水箱出水管3、与热泵主机连接的水箱回水管4三者同轴设置)。

与热泵主机连接的水箱出水管7、与末端换热器连接的水箱回水管8、冷水补入管9伸入所述内胆中的端部处于不同位置，本发明不限定上述三者的插入深度依次减小。

与热泵主机连接的水箱出水管7、与末端换热器连接的水箱回水管8、冷水补入管9采用同轴三套管式设计，与热泵主机连接的水箱出水管7的直径小于与末端换热器连接的水箱回水管8的直径，三者分别为：

(1)与热泵主机连接的水箱出水管7为内管，该管的一端与缓冲水箱的内胆1连通，并且延伸至内胆腔体中靠近右侧胆壁处，而另一端则与热泵主机水路连接。

(2)与末端换热器连接的水箱回水管8为中间管，外套在与热泵主机连接的水箱出水管7上，两管之间形成环形空心通道，与末端换热器连接的水箱回水管8和与热泵主机连接的水箱出水管7的套接端口是封闭的，另一端插装在缓冲水箱的内胆1中并与内胆腔体连通，延伸至内胆中部，同时该管处在保温层2外的管身壁面有一开口与末端换热器水路连通。

(3)冷水补入管9为三套管的外管，外套在与末端换热器连接的水箱回水管8上，两管之间形成环形空心通道，所述冷水补入管9处在保温层2外的一端并和上述与末端换热器连接的水箱回水管8进行套接，该套接面是封闭的，另一端插装在缓冲水箱的内胆1并与上述与末端换热器连接的水箱回水管8套接，延伸至靠近内胆左侧胆壁处，处在保温层2外的管身壁面有一开口与自来水管路连通。

如图2所示，插装在内胆1内的冷水补入管9的端面(图2所示的右视图)及下部管身壁面(图2所示的正视及仰视图)设置有若干圆形小孔，管端面的中部为和与末端换热器连接的水箱回水管8的套接部分，端面上半部分封闭，小孔都设置在该端面的下半部分，管身壁面的小孔也均设置在管的下部管身上。

三、与末端换热器连接的水箱出水管3和与热泵主机连接的水箱回水管4

与末端换热器连接的水箱出水管3和与热泵主机连接的水箱回水管4同轴设置。与热泵主机连接的水箱回水管4的直径小于与末端换热器连接的水箱出水管3的直径。同轴设置的水箱出水管和水箱回水管伸入所述内胆中的端部处于不同位置。

根据上述说明并结合图1可以理解的是，与末端换热器连接的水箱出水管3、与热泵主机连接的水箱回水管4采用同轴双套管式设计，与末端换热器连接的水箱出水管3为外管，与热泵主机连接的水箱回水管4为内管，所述水箱出水管3外套在所述水箱回水管4上，两管之间形成环形空心通道。

与热泵主机连接的水箱回水管4的一端与缓冲水箱内胆1连通，并且延伸至内胆腔中靠近右侧胆壁处，而另一端则与主机水路连接；所述水箱出水管3中与所述回水管4套接的端口是封闭的，另一端插装在内胆1并与内胆腔连通，插入深度靠近水箱内胆壁左侧处，同时所述出水管3处在保温层2外的管身壁面有一开口与末端换热器水路连通。

本发明不限定与热泵主机连接的水箱回水管4插入内胆1的深度深于与末端换热器连接的水箱出水管3插入内胆1的深度。

通过上述的详细说明可知，本发明中的缓冲水箱包括内胆1、保温层2、与末端换热器连接的水箱出水管3、与热泵主机连接的水箱回水管4、水箱感温探头5、辅助电加热器6、与热泵主机连接的水箱出水管7、与末端换热器连接的水箱回水管8、冷水补入管9。水箱感温探头5与辅助电加热器6设置在水箱中部位置，插入水箱内胆1内部，保温层2包裹着整个水箱内胆1。

本发明的缓冲水箱可应用于热泵热水地暖系统，如图3所示，使用该缓冲水箱的热泵热水地暖系统主要由图1所示的缓冲水箱a、热泵主机b、水泵一c、水泵二d、末端换热器e组成。缓冲水箱a通过水泵一c、与热泵主机连接的水箱出水管7、与热泵主机连接的水箱回水管4和热泵主机b进行连接，从而构成主机循环流路；缓冲水箱通过水泵二d、与末端换热器连接的水箱出水管3、与末端换热器连接的水箱回水管8和末端换热器e进行连接，从而构成换热末端循环流路。缓冲水箱a通过冷水补入管9与自来水管连接。

当主机循环流路运作时，水泵一c启动，缓冲水箱a里的水通过与热泵主机连接的水箱出水管7流出到热泵主机b换热器中进行换热，当水在热泵主机b被加热后通过与热泵主机连接的水箱回水管4回流到缓冲水箱a中，水流循环方向如图3所示；当末端循环流路运作时，水泵二d启动，缓冲水箱a里的热水通过与末端换热器连接的水箱出水管3流出缓冲水箱，流进末端换热器e中进行换热，经过换热后的回流水通过与末端换热器e连接的水箱回水管8回流到缓冲水箱a中，水流循环方向如图3所示。由于与热泵主机连接的水箱回水管4和与末端换热器连接的水箱出水管3是同轴套接，而且两根管在水箱内胆中的管口位置有一定的距离，同样，与末端换热器连接的水箱回水管8和与热泵主机连接的水箱出水管7也是同轴套接，而且两根管在水箱内胆中的管口位置有一定的距离，所以热泵主机循环水路和末端循环水路运行时各自在水箱内胆形成的水流波动对另一个循环水路水流的影响是十分微小的，因此热泵主机循环流路和末端循环流路能同时正常运作流动，互不受干扰。

当缓冲水箱里的水量减少到一定程度时，冷水通过冷水补入管9流进水箱内胆1中，冷水流进冷水补入管9后是从管口端面以及管身壁面下部设置的开口小孔分散流出的，如此设置开孔能够引导冷水向下方流出，并且分散流出能防止冷水从单一水口流出时形成的一大股冲击流，减缓了冷水对储存热水的冲击。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种缓冲水箱，其特征在于，包括：

内胆，所述内胆包括两组水箱出水管和水箱回水管，每组分别与末端换热器、热泵主机连接组成循环流路，其中一个循环流路中的水箱出水管与另一循环流路中的水箱回水管同轴设置；

还包括冷水补入管，所述冷水补入管与任一同轴设置的所述水箱出水管和所述水箱回水管同轴设置；

所述冷水补入管伸入所述内胆的底部管身壁面和端部设有开孔。

2.根据权利要求1所述的缓冲水箱，其特征在于，每一同轴设置的所述水箱出水管和所述水箱回水管伸入所述内胆的端部处于不同位置。

3.根据权利要求1所述的缓冲水箱，其特征在于，与所述热泵主机连接的水箱出水管的直径小于与所述末端换热器连接的水箱回水管的直径。

4.根据权利要求1所述的缓冲水箱，其特征在于，与所述热泵主机连接的水箱回水管的直径小于与所述末端换热器连接的水箱出水管的直径。

5.根据权利要求1所述的缓冲水箱，其特征在于，所述冷水补入管位于所述同轴设置的最外侧。

6.根据权利要求1所述的缓冲水箱，其特征在于，还包括保温层，所述保温层包裹所述内胆，两组所述水箱出水管和水箱回水管均伸出所述保温层。

7.根据权利要求1所述的缓冲水箱，其特征在于，还包括水箱感温探头与辅助电加热器，所述水箱感温探头与辅助电加热器设置在所述内胆中部并伸入所述内胆。

8.一种热泵热水地暖系统，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的缓冲水箱。

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