CN111503892B - 一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱，本发明设有三层壳体结构，增强壳体的保温能力，减小蓄水箱内的热量散失，热能回收装置可热量运输过程中流失的热量进行收集，并将该热量导入内箱内，预热内箱壳体，减小内箱热水与壳体的温度差，进一步减小热能损耗，单向水流水轮内的棘轮机构，使得水轮叶只能进行单向转动，进而保证水体只能通过单向水流水轮单向流动，设有的隔热挡板以及单向水流水轮可有效将内箱内得热水进行隔离，减小内箱内部的水体因靠近输水管道而导致热量由输水管道散发出去的热量损失，设有的稳压装置可降低内箱内部水体在加热时产生的压力，从而避免内箱内部压强过大导致内箱爆裂。
Description
技术领域
本发明属于热水器蓄水设备技术领域；具体是一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱。
背景技术
热水器就是指通过各种物理原理，在一定时间内使冷水温度升高变成热水的一种装置，热水器用的蓄水箱则是对加热后的热水进行存放的或者用于对冷水加热的场所，传统的蓄水箱大多为单层结构并在外层包裹一层隔热材料，该结构隔热效率较低，当蓄水箱内的水一段时间不使用时便会冷却，不利于热水存储，同时现有的蓄水箱外层不带有预热设备，从而使得蓄水外侧壁温度较低，当蓄水箱内部的水温较高时，水箱壳体温度与水温相差较大，由于“姆佩巴效应”，导致蓄水箱冷却速度大大提高，同时现有的蓄水箱无压力缓冲能力，当蓄水箱内的水体加热到一定程度时，蓄水箱内的压强急速扩大，进而容易导致蓄水箱爆裂损坏，因此，一种具有低热能散、具有一定压强缓冲能力的蓄水箱的出现迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的在于提供一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱，包括外箱、热能回收装置、隔热挡板、单向水流水轮、输水管道、稳压装置、内箱、外箱上盖、隔热箱以及加热管道，所述隔热箱套于内箱外侧，且隔热箱上端与内箱上端边缘固定连接，所述外箱套于隔热箱外侧，且隔热箱外侧底面通过固定架与外箱内侧底面固定连接，所述外箱上端面固定有外箱上盖，且外箱上端面远高于隔热箱上端面，所述加热管道部分固定于内箱内侧，另一部分穿透隔热箱以及外箱伸于外箱外侧，所述热能回收装置套于加热管道位于外箱外侧的部分上，且热能回收装置穿透外箱以及隔热箱与内箱侧壁固定连接，所述隔热挡板设有多个，多个所述隔热挡板均匀竖直固定于内箱内侧，所述隔热挡板下端内嵌有单向水流水轮，所述稳压装置滑动设于内箱内部，且稳压装置位于隔热挡板上侧，所述输水管道贯通外箱以及隔热箱与内箱内侧贯通连接，所述输水管道分为进水管道以及出水管道，所述内箱侧壁内部为空心。
进一步地，所述外箱为无顶有底空心矩形体，所述外箱内侧底面固定有固定架，所述进水管道固定于外箱外侧壁上，且进水管道贯穿外箱内外侧壁，所述出水管道固定于外箱底面上，且出水管道贯穿外箱内外底面；
所述热能回收装置为一端密封一端开口的空心管状，所述热能回收装置套于加热管道上，且热能回收装置开口的一端穿透外箱以及隔热箱与内箱侧壁固定连接，且热能回收装置内侧与内箱侧壁内部空心贯通连接，所述热能回收装置内侧与内箱侧壁内部中填充有导热流体。
进一步地，所述隔热挡板包括绝热板以及安装槽，所述绝热板为竖直放置的扁平的矩形板，所述绝热板左右端面分别与内箱左右内侧壁固定连接，所述安装槽设于绝热板下侧，所述安装槽内固定安装有单向水流水轮。
进一步地，所述单向水流水轮包括棘轮机构、转轴、水轮叶以及水挡，所述转轴下端与水轮叶固定连接，所述转轴上端与棘轮机构固定连接，所述水轮叶设于水挡内侧，所述棘轮机构设于水挡上端，所述水挡固定于安装槽上，且棘轮机构内嵌于绝热板内侧。
进一步地，所述棘轮机构包括棘轮盖、棘轮轴、棘轮固定壳体、棘齿轮、棘爪轴、棘爪以及棘爪挤压弹簧，所述棘齿轮设于棘轮固定壳体内侧，所述棘轮轴末端与棘齿轮固定连接，且棘齿轮通过棘轮轴与棘轮固定壳体转动配合，所述棘爪通过棘爪轴均匀分布于棘齿轮外侧，且棘爪与棘齿轮相配合，所述棘爪挤压弹簧一端与棘爪固定连接，所述棘爪挤压弹簧另一端与棘轮固定壳体内侧壁固定连接，所述棘轮盖固定于棘轮固定壳体上侧，所述棘轮轴首端穿透棘轮盖与转轴固定连接，所述棘轮固定壳体内嵌于绝热板内侧。
进一步地，所述稳压装置包括活塞板以及稳压弹簧，所述活塞板为扁平的矩形板，所述活塞板下端面铺设有活塞，所述活塞板外侧面恰好与内箱内侧面配合，所述活塞板下端面与稳压弹簧下端固定连接，所述稳压弹簧上端与内箱上端面下侧固定连接。
进一步地，所述内箱包括内箱上盖、内箱本体以及导热鳍片，所述内箱本体为无顶有底空心矩形体，所述内箱本体侧壁内部为空心状态，所述导热鳍片均匀布置于内箱本体的侧壁内部，所述内箱上盖固定于内箱本体上端面上。
进一步地，所述隔热箱为无顶有底空心矩形体，所述内箱设于隔热箱内侧，且隔热箱上端面边缘与内箱上端面边缘固定密封连接，所述隔热箱内侧壁与内箱外侧壁之间为真空状态。
进一步地，所述加热管道包括回流管道、进入管道以及热交换管道，所述热交换管道为多个首尾连接的蛇形管道，所述热交换管道设于内箱内，所述进入管道一端穿透外箱、隔热箱以及内箱与热交换管道首端连接，另一端与压缩机输出口固定连接，所述进入管道外侧套有热能回收装置，所述回流管道一端穿透外箱、隔热箱以及内箱与热交换管道末端连接，另一端与冷凝器固定连接。
进一步地，所述一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱的工作步骤具体如下：
1)将冷水由进水管道导入内箱内；冷水进入第一个隔热挡板隔离的空腔内，此时该空腔与其他的隔热挡板隔离的空腔形成连通器，进而第一个空腔内的冷水通过安装槽处的单向水流水轮向下一个空腔内流动；
2)之后第二个空腔与后面的其他的空腔形成连通器，进而第二个空腔内的冷水通过安装槽处的单向水流水轮向下一个空腔内流动，依次类推整个内箱内都灌满冷水；
3)热水器工作，将热空气进入进入管道，热空气在进入管道中输送过程中会通过进入管道外侧壁向外界散发热量，而散发热量进入热能回收装置内，加热了热能回收装置中的流体，此时具有一定温度的流体进入内箱内侧壁内，对内箱壳体进行一定预热；
4)热空气通过进入管道导入热交换管道内，通过热交换管道加热内箱内的冷水，使冷水被加热，当热交换管道内的气体温度下降后由回流管道导回至冷凝器中；
5)被加热的热水由出水管道导出，供人员使用。
本发明的有益效果：本发明设有三层壳体结构，同时第三层的壳体与第二层的壳体之间为真空状态，从而对第三层壳体内的热水具有极强的保温能力，减小蓄水箱内的热量散失，设有的热能回收装置可在加热管道将热量运输至内箱内之间流失的热量进行收集，并将该热量导入内箱内，从而预热内箱的壳体，从而使内箱内的热水温度与内箱壳体的温度差降低，从而降低水体的温度传递至壳体的温度值，进一步减小热能损耗，单向水流水轮内的棘轮机构为棘轮机构，使得水轮叶只能进行单向转动，进而保证水体只能通过单向水流水轮单向流动，设有的隔热挡板以及单向水流水轮可有效将内箱内得热水进行隔离，从而使内箱内部的水体与靠近输水管道处的水体进行分离，减小内箱内部的水体因靠近输水管道而导致热量由输水管道散发出去的热量损失，设有的稳压装置可降低内箱内部水体在加热时产生的压力，从而避免内箱内部压强过大导致内箱爆裂，对内箱进行一定的保护。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱的总体结构示意图；
图2是本发明一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱的外箱的结构示意图；
图3是本发明一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱的热能回收装置的结构示意图；
图4是本发明一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱的隔热挡板的结构示意图；
图5是本发明一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱的单向水流水轮的结构示意图；
图6是本发明一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱的棘轮机构的结构示意图；
图7是本发明一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱的稳压装置的结构示意图；
图8是本发明一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱的内箱的结构示意图；
图9是本发明一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱的加热管道的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1-9所示，一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱，包括外箱1、热能回收装置2、隔热挡板3、单向水流水轮4、输水管道5、稳压装置6、内箱7、外箱上盖8、隔热箱9以及加热管道10，其特征在于，隔热箱9套于内箱7外侧，且隔热箱9上端与内箱7上端边缘固定连接，外箱1套于隔热箱9外侧，且隔热箱9外侧底面通过固定架11与外箱1内侧底面固定连接，外箱1上端面固定有外箱上盖8，且外箱1上端面远高于隔热箱9上端面，加热管道10部分固定于内箱7内侧，另一部分穿透隔热箱9以及外箱1伸于外箱外侧，热能回收装置2套于加热管道10位于外箱1外侧的部分上，且热能回收装置2穿透外箱1以及隔热箱9与内箱7侧壁固定连接，隔热挡板3设有多个，多个隔热挡板3均匀竖直固定于内箱7内侧，隔热挡板3下端内嵌有单向水流水轮4，稳压装置6滑动设于内箱7内部，且稳压装置6位于隔热挡板3上侧，输水管道5贯通外箱1以及隔热箱9与内箱7内侧贯通连接，输水管道5分为进水管道51以及出水管道52，内箱7侧壁内部为空心。
如图2所示，外箱1为无顶有底空心矩形体，外箱1内侧底面固定有固定架11，进水管道51固定于外箱1外侧壁上，且进水管道51贯穿外箱1内外侧壁，出水管道52固定于外箱1底面上，且出水管道52贯穿外箱1内外底面。
如图3所示，热能回收装置2为一端密封一端开口的空心管状，热能回收装置2套于加热管道10上，且热能回收装置2开口的一端穿透外箱1以及隔热箱9与内箱7侧壁固定连接，且热能回收装置2内侧与内箱7侧壁内部空心贯通连接，热能回收装置2内侧与内箱7侧壁内部中填充有导热流体。
如图4所示，隔热挡板3包括绝热板31以及安装槽32，绝热板31为竖直放置的扁平的矩形板，绝热板31左右端面分别与内箱7左右内侧壁固定连接，安装槽32设于绝热板31下侧，安装槽32内固定安装有单向水流水轮4。
如图5所示，单向水流水轮4包括棘轮机构41、转轴42、水轮叶43以及水挡44，转轴42下端与水轮叶43固定连接，转轴42上端与棘轮机构41固定连接，水轮叶43设于水挡44内侧，棘轮机构41设于水挡44上端，水挡44固定于安装槽32上，且棘轮机构41内嵌于绝热板31内侧。
如图6所示，棘轮机构41包括棘轮盖411、棘轮轴412、棘轮固定壳体413、棘齿轮414、棘爪轴415、棘爪416以及棘爪挤压弹簧417，棘齿轮414设于棘轮固定壳体413内侧，棘轮轴412末端与棘齿轮414固定连接，且棘齿轮414通过棘轮轴412与棘轮固定壳体413转动配合，棘爪416通过棘爪轴415均匀分布于棘齿轮414外侧，且棘爪416与棘齿轮414相配合，棘爪挤压弹簧417一端与棘爪416固定连接，棘爪挤压弹簧417另一端与棘轮固定壳体413内侧壁固定连接，棘轮盖411固定于棘轮固定壳体413上侧，棘轮轴412首端穿透棘轮盖411与转轴42固定连接，棘轮固定壳体413内嵌于绝热板31内侧。
如图7所示，稳压装置6包括活塞板61以及稳压弹簧62，活塞板61为扁平的矩形板，活塞板61下端面铺设有活塞，活塞板61外侧面恰好与内箱7内侧面配合，活塞板61下端面与稳压弹簧62下端固定连接，稳压弹簧62上端与内箱7上端面下侧固定连接。
如图8所示，内箱7包括内箱上盖71、内箱本体72以及导热鳍片73，内箱本体72为无顶有底空心矩形体，内箱本体72侧壁内部为空心状态，导热鳍片73均匀布置于内箱本体72的侧壁内部，内箱上盖71固定于内箱本体72上端面上。
隔热箱9为无顶有底空心矩形体，内箱7设于隔热箱9内侧，且隔热箱9上端面边缘与内箱7上端面边缘固定密封连接，隔热箱9内侧壁与内箱7外侧壁之间为真空状态。
如图9所示，加热管道10包括回流管道101、进入管道102以及热交换管道103，热交换管道103为多个首尾连接的蛇形管道，热交换管道103设于内箱7内，进入管道102一端穿透外箱1、隔热箱9以及内箱7与热交换管道103首端连接，另一端与压缩机输出口固定连接，进入管道102外侧套有热能回收装置2，回流管道101一端穿透外箱1、隔热箱9以及内箱7与热交换管道103末端连接，另一端与冷凝器固定连接。
一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱的工作步骤具体如下：
1)将冷水由进水管道51导入内箱7内；
2)冷水进入第一个隔热挡板3隔离的空腔内，此时该空腔与其他的隔热挡板3隔离的空腔形成连通器，进而第一个空腔内的冷水通过安装槽32处的单向水流水轮4向下一个空腔内流动；
3)之后第二个空腔与后面的其他的空腔形成连通器，进而第二个空腔内的冷水通过安装槽32处的单向水流水轮4向下一个空腔内流动，依次类推整个内箱7内都灌满冷水；
4)热水器工作，将热空气进入进入管道102，热空气在进入管道102中输送过程中会通过进入管道102外侧壁向外界散发热量，而散发热量进入热能回收装置2内，加热了热能回收装置2中的流体，此时具有一定温度的流体进入内箱7内侧壁内，对内箱7壳体进行一定预热；
5)热空气通过进入管道102导入热交换管道103内，通过热交换管道103加热内箱7内的冷水，使冷水被加热，当热交换管道103内的气体温度下降后由回流管道101导回至冷凝器中；
6)被加热的热水由出水管道52导出，供人员使用
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱，包括外箱(1)、热能回收装置(2)、隔热挡板(3)、单向水流水轮(4)、输水管道(5)、稳压装置(6)、内箱(7)、外箱上盖(8)、隔热箱(9)以及加热管道(10)，其特征在于，所述隔热箱(9)套于内箱(7)外侧，且隔热箱(9)上端与内箱(7)上端边缘固定连接，所述外箱(1)套于隔热箱(9)外侧，且隔热箱(9)外侧底面通过固定架(11)与外箱(1)内侧底面固定连接，所述外箱(1)上端面固定有外箱上盖(8)，且外箱(1)上端面高于隔热箱(9)上端面，所述加热管道(10)部分固定于内箱(7)内侧，另一部分穿透隔热箱(9)以及外箱(1)伸于外箱外侧，所述热能回收装置(2)套于加热管道(10)位于外箱(1)外侧的部分上，且热能回收装置(2)穿透外箱(1)以及隔热箱(9)与内箱(7)侧壁固定连接，所述隔热挡板(3)设有多个，多个所述隔热挡板(3)均匀竖直固定于内箱(7)内侧，所述隔热挡板(3)下端内嵌有单向水流水轮(4)，所述稳压装置(6)滑动设于内箱(7)内部，且稳压装置(6)位于隔热挡板(3)上侧，所述输水管道(5)贯通外箱(1)以及隔热箱(9)与内箱(7)内侧贯通连接，所述输水管道(5)分为进水管道(51)以及出水管道(52)，所述内箱(7)侧壁内部为空心。
2.根据权利要求1所述的一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱，其特征在于，所述外箱(1)为无顶有底空心矩形体，所述外箱(1)内侧底面固定有固定架(11)，所述进水管道(51)固定于外箱(1)外侧壁上，且进水管道(51)贯穿外箱(1)内外侧壁，所述出水管道(52)固定于外箱(1)底面上，且出水管道(52)贯穿外箱(1)内外底面；
所述热能回收装置(2)为一端密封一端开口的空心管状，所述热能回收装置(2)套于加热管道(10)上，且热能回收装置(2)开口的一端穿透外箱(1)以及隔热箱(9)与内箱(7)侧壁固定连接，且热能回收装置(2)内侧与内箱(7)侧壁内部空心贯通连接，所述热能回收装置(2)内侧与内箱(7)侧壁内部中填充有导热流体。
3.根据权利要求1所述的一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱，其特征在于，所述隔热挡板(3)包括绝热板(31)以及安装槽(32)，所述绝热板(31)为竖直放置的扁平的矩形板，所述绝热板(31)左右端面分别与内箱(7)左右内侧壁固定连接，所述安装槽(32)设于绝热板(31)下侧，所述安装槽(32)内固定安装有单向水流水轮(4)。
4.根据权利要求1所述的一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱，其特征在于，所述单向水流水轮(4)包括棘轮机构(41)、转轴(42)、水轮叶(43)以及水挡(44)，所述转轴(42)下端与水轮叶(43)固定连接，所述转轴(42)上端与棘轮机构(41)固定连接，所述水轮叶(43)设于水挡(44)内侧，所述棘轮机构(41)设于水挡(44)上端，所述水挡(44)固定于安装槽(32)上，且棘轮机构(41)内嵌于绝热板(31)内侧。
5.根据权利要求4所述的一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱，其特征在于，所述棘轮机构(41)包括棘轮盖(411)、棘轮轴(412)、棘轮固定壳体(413)、棘齿轮(414)、棘爪轴(415)、棘爪(416)以及棘爪挤压弹簧(417)，所述棘齿轮(414)设于棘轮固定壳体(413)内侧，所述棘轮轴(412)末端与棘齿轮(414)固定连接，且棘齿轮(414)通过棘轮轴(412)与棘轮固定壳体(413)转动配合，所述棘爪(416)通过棘爪轴(415)均匀分布于棘齿轮(414)外侧，且棘爪(416)与棘齿轮(414)相配合，所述棘爪挤压弹簧(417)一端与棘爪(416)固定连接，所述棘爪挤压弹簧(417)另一端与棘轮固定壳体(413)内侧壁固定连接，所述棘轮盖(411)固定于棘轮固定壳体(413)上侧，所述棘轮轴(412)首端穿透棘轮盖(411)与转轴(42)固定连接，所述棘轮固定壳体(413)内嵌于绝热板(31)内侧。
6.根据权利要求1所述的一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱，其特征在于，所述稳压装置(6)包括活塞板(61)以及稳压弹簧(62)，所述活塞板(61)为扁平的矩形板，所述活塞板(61)下端面铺设有活塞，所述活塞板(61)外侧面恰好与内箱(7)内侧面配合，所述活塞板(61)上端面与稳压弹簧(62)下端固定连接，所述稳压弹簧(62)上端与内箱(7)上端面下侧固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱，其特征在于，所述内箱(7)包括内箱上盖(71)、内箱本体(72)以及导热鳍片(73)，所述内箱本体(72)为无顶有底空心矩形体，所述内箱本体(72)侧壁内部为空心状态，所述导热鳍片(73)均匀布置于内箱本体(72)的侧壁内部，所述内箱上盖(71)固定于内箱本体(72)上端面上。
8.根据权利要求1所述的一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱，其特征在于，所述隔热箱(9)为无顶有底空心矩形体，所述内箱(7)设于隔热箱(9)内侧，且隔热箱(9)上端面边缘与内箱(7)上端面边缘固定密封连接，所述隔热箱(9)内侧壁与内箱(7)外侧壁之间为真空状态。
9.根据权利要求1所述的一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱，其特征在于，所述加热管道(10)包括回流管道(101)、进入管道(102)以及热交换管道(103)，所述热交换管道(103)为多个首尾连接的蛇形管道，所述热交换管道(103)设于内箱(7)内，所述进入管道(102)一端穿透外箱(1)、隔热箱(9)以及内箱(7)与热交换管道(103)首端连接，另一端与压缩机输出口固定连接，所述进入管道(102)外侧套有热能回收装置(2)，所述回流管道(101)一端穿透外箱(1)、隔热箱(9)以及内箱(7)与热交换管道(103)末端连接，另一端与冷凝器固定连接。
10.根据权利要求1所述的一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱，其特征在于，所述一种空气源热泵热水器低热能散失专用蓄水箱的工作步骤具体如下：
①将冷水由进水管道(51)导入内箱(7)内；
②冷水进入第一个隔热挡板(3)隔离的空腔内，此时该空腔与其他的隔热挡板(3)隔离的空腔形成连通器，进而第一个空腔内的冷水通过安装槽(32)处的单向水流水轮(4)向下一个空腔内流动；
③之后第二个空腔与后面的其他的空腔形成连通器，进而第二个空腔内的冷水通过安装槽(32)处的单向水流水轮(4)向下一个空腔内流动，依次类推整个内箱(7)内都灌满冷水；
④热水器工作，将热空气进入进入管道(102)，热空气在进入管道(102)中输送过程中会通过进入管道(102)外侧壁向外界散发热量，而散发热量进入热能回收装置(2)内，加热了热能回收装置(2)中的流体，此时具有一定温度的流体进入内箱(7)内侧壁内，对内箱(7)壳体进行一定预热；
⑤热空气通过进入管道(102)导入热交换管道(103)内，通过热交换管道(103)加热内箱(7)内的冷水，使冷水被加热，当热交换管道(103)内的气体温度下降后由回流管道(101)导回至冷凝器中；
⑥被加热的热水由出水管道(52)导出，供人员使用。
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Denomination of invention: A special water storage tank for low heat energy dissipation of air source heat pump water heater Effective date of registration: 20220531 Granted publication date: 20210518 Pledgee: Shandong Linzi Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: Shandong Qihao New Energy Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2022980006629 |
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