CN112944675A - 水泵内置的换热器和热泵热水机 - Google Patents

水泵内置的换热器和热泵热水机 Download PDF

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CN112944675A CN202110353220.2A CN202110353220A CN112944675A CN 112944675 A CN112944675 A CN 112944675A CN 202110353220 A CN202110353220 A CN 202110353220A CN 112944675 A CN112944675 A CN 112944675A
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    • F24H9/1809—Arrangement or mounting of grates or heating means for water heaters

Abstract

本发明公开一种水泵内置的换热器和热泵热水机，其中，所述水泵内置的换热器包括：壳体，所述壳体内形成换热腔室，所述壳体具有连通所述换热腔室的进水口和出水口；盘管，用于连通冷媒，所述盘管设于所述换热腔室且与外部连通；和水泵，所述水泵设于所述壳体。本发明技术方案旨在提供一种节约使用空间、降低安装成本以及提高装配效率的水泵内置的换热器。

Description

水泵内置的换热器和热泵热水机
技术领域
本发明涉及热泵热水机技术领域，特别涉及一种水泵内置的换热器以及应用该水泵内置的换热器的热泵热水机。
背景技术
热泵热水机是一种基于逆卡诺循环而工作的高效热能提升和转移装置，它利用少量的电能作为动力，以制冷剂为载体，源源不断的吸收空气中的低品味热能，转化为可利用的高品位热能。
换热器和水泵均为热泵热水机的组成部分，换热器采用冷媒作为介质以及压缩机作为能量驱动，通过冷凝与蒸发的物理现象，将某种物质上的热量搬运到另一种物质上，水泵将待换热的水搬运至换热器内部实现热量交换。
但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：
换热器和水泵在结构和位置上为相互独立，各自占据着一定空间，在安装时存在体积大、安装成本高以及装配效率低的缺点。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种水泵内置的换热器，旨在提供一种节约使用空间、降低安装成本以及提高装配效率的水泵内置的换热器。
为实现上述目的，本发明提出的水泵内置的换热器，所述水泵内置的换热器包括：
壳体，所述壳体内形成换热腔室，所述壳体具有连通所述换热腔室的进水口和出水口；
盘管，用于连通冷媒，所述盘管设于所述换热腔室且与外部连通；和
水泵，所述水泵设于所述壳体。
在一实施例中，所述壳体包括：
桶身，所述桶身呈圆筒状；
第一盖体，所述第一盖体设于所述桶身的一开口处，所述盘管通过所述第一盖体与外部连通，所述出水口设于所述第一盖体；和
第二盖体，所述第二盖体设于所述桶身的另一开口处，所述水泵设于所述第二盖体，所述进水口设于所述第二盖体。
在一实施例中，所述第二盖体具有在轴线方向上分隔设置的第一安装室和第二安装室，所述第一安装室分别与所述换热腔室和所述进水口连通，所述第二安装室的开口朝向外部，所述水泵包括转子组件和电磁组件，所述转子组件设于所述第一安装室，所述电磁组件设于所述第二安装室。
在一实施例中，所述第二盖体设有进水流道，所述进水流道的一端与所述进水口连通，所述进水流道的另一端与所述第一安装室连通。
在一实施例中，所述第一安装室设有内螺纹，所述转子组件包括：
连接座，所述连接座设有外螺纹，所述连接座与所述第一安装室螺纹配合；和
转子，所述转子可转动地设于所述连接座。
在一实施例中，所述第一安装室设有导向孔，所述转子包括：
转轴，所述转轴的一端可转动地设于所述连接座，所述转轴的另一端延伸至所述导向孔内；
导向板，所述导向板设于所述转轴，所述导向板上开设有多个过水孔；和
叶片，所述叶片有多个且圆周均布于所述导向板，所述叶片与所述过水孔间隔设置。
在一实施例中，所述电磁组件采用灌胶工艺固定于所述第二安装室。
在一实施例中，所述桶身具有第一中心轴，定义所述第一中心轴所在的且平行于地面的平面为第一平面，所述第一平面与地面的距离为H1，所述进水口具有第二中心轴，定义所述第二中心轴所在的且平行于地面的平面为第二平面，所述出水口与所述进水口为同一平面设置，所述第二平面与地面的距离为H2，H2＞H1。
在一实施例中，所述水泵内置的换热器还包括内桶，所述内桶设于所述盘管中部且同轴设置，所述内桶临近所述出水口的一端为封口。
本发明还提出一种热泵热水机，用于游泳池换热，所述热泵热水机包括如上述所述的水泵内置的换热器。
本发明技术方案包括壳体、盘管和水泵，壳体内形成换热腔室，壳体具有连通换热腔室的进水口和出水口，盘管用于连通冷媒，盘管设于换热腔室且与外部连通，水泵设于壳体，由于采用了将盘管和水泵安装于换热器的壳体以实现水泵与换热器一体化的技术手段，所以，有效解决了现有技术中换热器和水泵在结构和位置上为相互独立，各自占据着一定空间，在安装时存在体积大、安装成本高以及装配效率低的技术问题，进而实现了节约使用空间、降低安装成本以及提高装配效率的水泵内置的技术效果。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明水泵内置的换热器一实施例的结构示意图；
图2为本发明水泵内置的换热器的拆分结构示意图
图3为本发明水泵内置的换热器的剖视图示意图；
图4为本发明第二盖体的结构示意图；
图5为本发明第二盖体的结构示意图；
图6为本发明第二盖体的结构示意图；
图7为本发明第二盖体的剖视图示意图；
图8为本发明转子组件的结构示意图；
图9为本发明转子组件的结构示意图；
图10为本发明进水口与出水口的位置示意图；
附图标号说明：
水泵内置的换热器100；壳体10；桶身11；第一盖体12；出水口121；第二盖体13；进水口131；第一安装室132；导向孔1321；第二安装室133；进水流道134；盘管20；水泵30；转子组件31；连接座311；转子312；转轴3121；导向板3122；过水孔3122a；叶片3123；电磁组件32；内桶40。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
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的一部分实施例，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。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种水泵内置的换热器100，该水泵内置的换热器100将换热器和水泵30集合成一体结构，以减小装配体积，使结构更加紧凑。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
在本发明的实施例中，如图1、图2和图3所示，该水泵内置的换热器100包括壳体10、盘管20和水泵30，其中，壳体10内形成换热腔室，壳体10具有连通换热腔室的进水口131和出水口121；盘管20用于连通冷媒，盘管20设于换热腔室且与外部连通；水泵30设于壳体10。
可以理解地，盘管20位于壳体10内部用于连通冷媒，水泵30设于壳体10以实现水的输送，水泵30将外部的水从进水口131输送进入壳体10内部，通过与盘管20接触实现热量交换，并将换热之后的水从出水口121送出，壳体10采用PVC材料制成，具有不易燃、高强度以及高稳定性的优点，盘管20采用钛管，水泵30安装于壳体10以实现结构上的一体化。
本发明技术方案包括壳体10、盘管20和水泵30，壳体10内形成换热腔室，壳体10具有连通换热腔室的进水口131和出水口121，盘管20用于连通冷媒，盘管20设于换热腔室且与外部连通，水泵30设于壳体10，由于采用了将盘管20和水泵30安装于换热器的壳体10以实现水泵30与换热器一体化的技术手段，所以，有效解决了现有技术中换热器和水泵30在结构和位置上为相互独立，各自占据着一定空间，在安装时存在体积大、安装成本高以及装配效率低的技术问题，进而实现了节约使用空间、降低安装成本以及提高装配效率的水泵内置的技术效果。
在本发明的实施例中，如图1、图2和图3所示，壳体10包括桶身11、第一盖体12和第二盖体13，其中，桶身11呈圆筒状；第一盖体12设于桶身11的一开口处，盘管20通过第一盖体12与外部连通，出水口121设于第一盖体12；第二盖体13设于桶身11的另一开口处，水泵30设于第二盖体13，进水口131设于第二盖体13。
在本实施例中，第一盖体12以及第二盖体13通过螺纹连接或者粘接的方式设于桶身11的两端，第一盖体12和第二盖体13均设有安装底座，该安装底座上开设有安装槽，通过螺纹紧固件穿过该安装槽且固定于热泵热水机的外壳内，桶身11、第一盖体12和第二盖体13围合形成换热腔室，第一盖体12上开设有第一连接口和第二连接口，第一连接口用于连通第一冷媒管道，第二连接口用于连通第二冷媒管道，第一冷媒管道和第二冷媒管道分别用于冷媒的进出，盘管20具有冷媒进口和冷媒出口，冷媒进口通过第一连接口与第一冷媒管道连通，冷媒出口通过第二连接口与第二冷媒管道连通，第一冷媒管道和第二冷媒管道均通过螺纹连接的方式安装于第一盖体12处，且冷媒管道与第一盖体12的连接处设有密封胶塞，从而避免冷媒泄露。将出水口121设于第一盖体12以及将进水口131设于第二盖体13，可以增大进水口131与出水口121之间的距离，从而延长了待换热的水与盘管20的接触时间，提高换热效率。
在本发明的实施例中，如图4、图5、图6和图7所示，第二盖体13具有在轴线方向上分隔设置的第一安装室132和第二安装室133，第一安装室132分别与换热腔室和进水口131连通，第二安装室133的开口朝向外部，水泵30包括转子组件31和电磁组件32，转子组件31设于第一安装室132，电磁组件32设于第二安装室133。水泵30主要由转子组件31和电磁组件32组成，通过电磁组件32驱动转子组件31转动即可实现水的输送，其中转子组件31不带电，电磁组件32需连通外部电源以实现电磁驱动，因此通过设有分隔设置的两个安装室，将转子组件31和电磁组件32分隔开，电磁组件32位于换热腔室外部，在工作时不会与水接触，转子组件31位于换热腔室内部，在工作时浸泡于水中，通过电磁组件32的驱动使转子组件31转动以对待换热的水进行输送，通过分隔设置的方式可以实现水电隔离，用户使用时跟换热后的水直接接触，若转子组件31和电磁组件32没有完全隔离，在电磁组件32的电线受损坏时可能有漏电风险，给使用者带来安全隐患，本发明将转子组件31和电磁组件32分隔开，从而延长水泵30的使用寿命以及提高安全性能，简化了水泵30的结构，省去了外置水泵30需要使用的水泵外壳、连接管和连接接头等部件，并且也减少电缆线的使用，从原材料、水泵30组装以及人工装配等多个方面降低了成本。
在本发明的实施例中，如图4、图5、图6和图7所示，第二盖体13设有进水流道134，进水流道134的一端与进水口131连通，进水流道134的另一端与第一安装室132连通。进水流道134对水的流向进行导向，使待换热的水顺利通过第二盖体13且进入换热腔室内。
在本发明的实施例中，如图4所示，第二盖体13上设有感温线连接口，感温套管通过螺纹连接或者粘接的方式安装于该感温线连接口，用于检测进水温度。
在本发明的实施例中，如图5、图6和图7所示，第一安装室132设有内螺纹，如图8和图9所示，转子组件31包括连接座311和转子312，其中，连接座311设有外螺纹，连接座311与第一安装室132螺纹配合；转子312可转动地设于连接座311。连接座311通过螺纹连接的方式设于第一安装室132，且连接座311与第一安装室132之间设有密封垫，连接座311与换热腔室连通，待换热的水通过进水流道134进入第一安装室132内部，电磁组件32驱动转子312转动，将待换热的水从连接座311输出并与盘管20进行接触换热。
在本发明的实施例中，如图5、图6和图7所示，第一安装室132设有导向孔1321，如图8和图9所示，转子312包括转轴3121、导向板3122和叶片3123，其中，转轴3121的一端可转动地设于连接座311，转轴3121的另一端延伸至导向孔1321内；导向板3122设于转轴3121，导向板3122上开设有多个过水孔3122a；叶片3123有多个且圆周均布于导向板3122，叶片3123与过水孔3122a间隔设置。导向板3122可以起到平衡和导向的作用，电磁组件32通电驱动转轴3121转动，位于转轴3121上的导向板3122和叶片3123同步转动，对进入第一安装室132的水进行导向和输送。
在本发明的实施例中，如图5、图6和图7所示，第一安装室132呈阶梯孔状，自第一安装室132的端面沿轴线方向依次形成第一台阶孔、第二台阶孔和第三台阶孔，其中第三台阶孔为盲孔，且形成第三台阶孔的柱体向第二安装室133方向延伸，内螺纹开设于第一台阶孔的内壁，第二台阶孔连通进水流道134，第三台阶孔为导向孔1321，安装装配的转子312，其连接座311与第一台阶孔螺纹配合，且通过密封垫与第一安装室132的端面紧密贴合，转轴3121的一端可转动地设于连接座311，转轴3121的另一端延伸至第三台阶孔内以靠近设于第二安装室133的电磁组件32，位于第三台阶孔的转轴3121上设有磁性件，该磁性件可以为磁铁，电磁组件32驱动该磁性件转动以实现转轴3121转动，导向板3122以及设于导向板3122上的叶片3123均位于第二台阶孔内以靠近进水流道134。
更进一步地，如图7、图8和图9所示，转轴3121的末端设有橡胶件，第三台阶孔的底部设有限位槽，橡胶件伸入限位槽内，转轴3121转动时，橡胶件相对于限位槽发生同步转动，由此使得转轴3121的一端相对于连接座311转动，转轴3121的另一端相对于限位槽转动，可以减少转轴3121的轴向窜动。
在本发明的实施例中，由于形成第三台阶孔的柱体向第二安装室133方向延伸，因此从第二安装室133方向看，如图2、图3和图4所示，即第二安装室133的中部凸设有一个圆柱体，电磁组件32设有与该圆柱体形状以及位置均对应的圆形安装孔，电磁组件32套设于该圆柱体的外侧，该安装方式节省空间，且减少距离转子组件31与电磁组件32之间的距离以保证电磁感应的灵敏度。
在本发明的实施例中，电磁组件32采用灌胶工艺固定于第二安装室133。通过灌胶工艺实现电磁组件32的固定可以节约安装成本。
在本发明的实施例中，如图10所示，桶身11具有第一中心轴，定义第一中心轴所在的且平行于地面的平面为第一平面，第一平面与地面的距离为H1，进水口131具有第二中心轴，定义第二中心轴所在的且平行于地面的平面为第二平面，出水口121与进水口131为同一平面设置，第二平面与地面的距离为H2，H2＞H1。
传统的换热器将进水口131和出水口121均设于桶身11的轴线上，换热器使用时为水平放置，该结构会导致换热器工作时换热腔室内的水不够满，即换热腔室内底部为水、顶部为空气，位于顶部的盘管20未与水进行接触换热，该情况会影响盘管20与水的接触面积，从而影响换热效果。因此本发明将进水口131和出水口121设于桶身11的轴线之上，加大盘管20与水的接触面积，从而提高换热效率。
在本发明的实施例中，如图2和图3所示，水泵内置的换热器100还包括内桶40，内桶40设于盘管20中部且同轴设置，内桶40临近出水口121的一端为封口。通过增加内桶40可以对水进行阻挡和导向，临近出水口121的一端为封口可以避免水直接从盘管20中部穿过，安装内桶40之后，可以强制让待换热的水流经盘管20的外表面之后再从出水口121排出，由此增大了换热面积。
本发明还提出一种热泵热水机(图中未示出)，该热泵热水机包括水泵内置的换热器100，该水泵内置的换热器100的具体结构参照上述实施例，由于本热泵热水机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种水泵内置的换热器，其特征在于，所述水泵内置的换热器包括：
壳体，所述壳体内形成换热腔室，所述壳体具有连通所述换热腔室的进水口和出水口；
盘管，用于连通冷媒，所述盘管设于所述换热腔室且与外部连通；和
水泵，所述水泵设于所述壳体。
2.如权利要求1所述的水泵内置的换热器，其特征在于，所述壳体包括：
桶身，所述桶身呈圆筒状；
第一盖体，所述第一盖体设于所述桶身的一开口处，所述盘管通过所述第一盖体与外部连通，所述出水口设于所述第一盖体；和
第二盖体，所述第二盖体设于所述桶身的另一开口处，所述水泵设于所述第二盖体，所述进水口设于所述第二盖体。
3.如权利要求2所述的水泵内置的换热器，其特征在于，所述第二盖体具有在轴线方向上分隔设置的第一安装室和第二安装室，所述第一安装室分别与所述换热腔室和所述进水口连通，所述第二安装室的开口朝向外部，所述水泵包括转子组件和电磁组件，所述转子组件设于所述第一安装室，所述电磁组件设于所述第二安装室。
4.如权利要求3所述的水泵内置的换热器，其特征在于，所述第二盖体设有进水流道，所述进水流道的一端与所述进水口连通，所述进水流道的另一端与所述第一安装室连通。
5.如权利要求3所述的水泵内置的换热器，其特征在于，所述第一安装室设有内螺纹，所述转子组件包括：
连接座，所述连接座设有外螺纹，所述连接座与所述第一安装室螺纹配合；和
转子，所述转子可转动地设于所述连接座。
6.如权利要求5所述的水泵内置的换热器，其特征在于，所述第一安装室设有导向孔，所述转子包括：
转轴，所述转轴的一端可转动地设于所述连接座，所述转轴的另一端延伸至所述导向孔内；
导向板，所述导向板设于所述转轴，所述导向板上开设有多个过水孔；和
叶片，所述叶片有多个且圆周均布于所述导向板，所述叶片与所述过水孔间隔设置。
7.如权利要求3所述的水泵内置的换热器，其特征在于，所述电磁组件采用灌胶工艺固定于所述第二安装室。
8.如权利要求2所述的水泵内置的换热器，其特征在于，所述桶身具有第一中心轴，定义所述第一中心轴所在的且平行于地面的平面为第一平面，所述第一平面与地面的距离为H1，所述进水口具有第二中心轴，定义所述第二中心轴所在的且平行于地面的平面为第二平面，所述出水口与所述进水口为同一平面设置，所述第二平面与地面的距离为H2，H2＞H1。
9.如权利要求1至8任一项所述的水泵内置的换热器，其特征在于，所述水泵内置的换热器还包括内桶，所述内桶设于所述盘管中部且同轴设置，所述内桶临近所述出水口的一端为封口。
10.一种热泵热水机，用于游泳池换热，其特征在于，所述热泵热水机包括如权利要求1至9任一项所述的水泵内置的换热器。
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