CN201302292Y - 多功能组合式热水箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型的多功能组合式热水箱，包括水箱外壳、热水罐、热泵热水器换热盘管、太阳能换热器换热盘管、预热盘管、加热盘管、电加热器接口以及各种进出口管和接口。热水罐内一侧设有热泵热水器换热盘管，另一侧设有日常用水换热盘管，该盘管由预热盘管和加热盘管两部分组成，热水罐的下部设有太阳能换热器换热盘管，罐体上预留电加热器接口以及各种进出口管和热水箱进出水预留接口，罐顶部预留膨胀装置接口，罐底部预留卸压阀接口，在水箱外壳与热水罐之间采用整体发泡工艺填充一定厚度的聚氨酯用来保温。本实用新型采用日常用水换热盘管隔离了空调用水和日常生活用水，因此可以在同一水箱中获取空调用水和洁净的高温生活用水，不会像传统储水箱那样容易滋生细菌，从而达到洁净用水的目的；水箱中集成了热泵热水器换热盘管和太阳能换热器换热盘管，这样可以根据不同的环境使用热泵热水器或太阳能热水器，从而达到节能的目的。热水罐上预留有电加热接口，因此即使在极度严寒的地方也能通过电加热的方式来获得空调用水和日常生活用水。

Description

多功能组合式热水箱

所属技术领域

本实用新型涉及一种用于热水系统的热水箱，尤其是集多种不同类型热水箱的功能于一体，同时能够提供生活用途热水和空调采暖用途热水的多功能组合式热水箱。

背景技术

现有的热水箱功能单一，往往只能用于某一类型的热水器。例如空气源热泵热水器的水箱一般有箱内无换热管的水箱和箱内有换热管的水箱等两种结构，该类型的水箱的共同特点是水箱中的水通过箱体自带的换热管或空气源热泵热水器主机上的换热管与制冷剂进行热交换，不断地将水加热，直到水温达到预设的温度后主机停止运行。太阳能热水器的水箱通常也有两种结构，一种是水箱中不带换热管的结构，该类型的水箱仅起蓄水作用，只是将太阳能热水器真空管中生成的热水蓄存在水箱中以便供需要时应用；另一种结构是带换热管的结构，太阳能热水器真空管中生成的热水通过换热管将水箱中的水加热。电加热热水器是通过放置在水箱中的电加热棒将水加热到预定的温度，这类型的水箱也仅仅起蓄水作用。现有的水箱的结构特点决定了它存在如下缺陷：一是水箱中产生的热水只能实现单一的用途，或者用于日常生活方面，例如洗刷、淋浴等；或者用于空调采暖方面，例如地板辐射采暖系统、风机盘管采暖系统。而不能同时实现两种或者两种以上的用途，与此相反，现代生活常要求热水系统既能提供日常生活所用的热水，同时也能提供采暖所需要的热水，而现有的热水箱满足不了这些需求。二是由于现有热水箱功能单一也就决定了各种热水器在使用过程中会带来一些局限，例如太阳能热水器在光照充分的时候可以获得所需要的热水，同时不必消耗高品位的电能。但在阴雨天气就很难在短时间内产生需要的热水，只能借助其他的方式如电加热来满足需求。空气源热泵热水器虽然能效比高，但在环境温度过高(大于45℃)或者过低(小于-15℃)的条件下限制了它的使用。因为在这些条件下，压缩机将处于过负荷状态，会缩短机组的使用寿命，严重的时候可能导致压缩机烧毁。电加热热水器尽管使用比较方便，但该热水器能效低，对高品位的电能消耗大，一般主张在低温(小于-15℃)环境下其他方式的热水器不能很好的工作的条件下应用。如果能将各中热水器的功能集于一体，这样不仅可以及时获得所需要的热水，同时也利用各类型的热水器的优点达到高效节能的目的。三是现有的热水箱一般为蓄热式的水箱，水箱中的温度长期处于50-60℃左右，容易滋生细菌，并且长期使用水箱的内胆表面容易结垢和腐蚀。如果采用在水中添加防腐剂等化学处理方法则所生产的热水不能应用于日常生活方面，如果采用在水箱中安装电子除垢仪等物理方法，则增加了使用成本并且不一定能达到预期的效果。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述不足，提供一种将空气源热泵热水器水箱、太阳能热泵热水器水箱、电加热热水器水箱等多种各类型热水箱的功能于一体并且可以同时提供日常生活用途热水和空调采暖用途热水的多功能组合式热水箱，外形为方形或圆形。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：在封闭的热水罐内设有与空气源热泵热水器主机的制冷剂进行热交换的带外翅片的螺旋盘管，螺旋盘管的螺旋半径在工艺条件容许情况下尽量小，同时螺旋盘管的高度尽量接近水箱中热水罐的高度，高温的气态制冷剂从螺旋盘管的上方进入，与热水罐中的水进行热交换后冷凝成液态制冷剂从螺旋盘管的下方流出。由于螺旋盘管中的制冷剂的温度是逐渐降低，加上温度越高的水密度越小，热水罐中的水温会出现上部温度高，下部温度低的现象。获得相同温度的热水采用该类型热水箱的空气源热泵热水器要比普通的空气源热泵热水器的冷凝温度要低，这样就可以获得更高的能效比和更长的使用寿命。同时在热水罐中设有日常用水换热管，该换热管为螺旋状，螺旋半径尽量小，螺距也应该尽量的小，相邻换热管最好能紧靠在一起。日常用水换热盘管分为两部分：一部分为预热盘管，另一部分为加热盘管。加热盘管的加热盘管出口与热泵热水器换热盘管的热泵气管应该在同一高度，预热盘管位于热水罐中部以下，其作用是将换热管中的水预热到一定的温度。预热盘管和加热盘管可以根据用户的具体需要分开使用，也可以将两者串联起来应用，这样可以获得更高的水温度。在热水罐的下部再设置一个螺旋状的换热盘管，用于太阳能热水器换热。太阳能热水器真空管中生成的热水可以通过此换热盘管与热水罐中的水进行热而将其加热。在热水罐上设置一个或几个电加热接口，电加热器与水箱通过螺纹连接。为了让水箱与其他类型的热水器如燃气热水器、燃油热水器等相兼容，分别在水箱的上下部适当的位置设置热水箱进水预留接口、热水箱出水预留接口。为了便于显示温度，可以在水箱上设置一个或者几个温度测量仪表接口。由于水箱热水罐是在密闭的条件下运行，而水温度升高后体积会增加，因此需要在水箱的顶部设置一个膨胀装置接口，而在水箱的底部设置一个当水罐中的水压超过容许压力后能将水罐中的水排泄出去的卸压装置的接口，同时此接口可以在热水罐清洗的时候将罐内的水排尽。热水罐内的水可以通过采暖用水进管和采暖用水出管来提取和补给。采暖用水进管的进水口应该低于热泵热水器温度传感器接口的距离应该大于100mm，而采暖用水出管的出水口位置应该尽量靠近热水罐的顶部，采暖用水出管与采暖用水进管从水箱的顶部引出，或从水箱的前部引出。此外也可以根据具体需要在水箱的底部设置一个阳极镁棒接口，可以插入镁棒防止水箱腐蚀。为了增强换热效果，所有换热盘管的材料为铜。

本实用新型的有益效果是，将各种不同类型热水器的功能集于一体，能综合运用各种不同类型的热水器的优势来达到高效节能目的，并且能同时提供日常生活热水和空调采暖热水。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图

具体实施方式

热水罐12中充满水，用于空调采暖，因此可在水中加入防腐剂以及防冻剂(如乙二醇等)，以防止罐体腐蚀，并且在温度很低的情况下热水罐12中的水也不会结冰从而导致水箱开裂。在阳光充足的时候后，热水系统自动开启太阳能热水器，太阳能热水器生成的热水通过太阳能进水管21流入太阳能热水器换热盘管24并与热水罐中的水进行热交换后经太阳能出水管26流出。太阳能热水器的运行是通过放置在太阳能热水器温度传感器接口23中的感温装置来控制。当太阳能热水器不能稳定有效的工作的时候，热水系统则自动切换成空气源热泵热水器的运行模式，此时高温气态制冷剂从热泵气管16进入热泵热水器换热盘管17与热水罐中的水进行热交换后冷凝成液体从热泵液管25流出。空气源热泵热水器是通过放置在热泵热水器温度传感器接口5中的感温装置来控制。由于热水罐中的水温出现分层，热水罐中的水是逐渐被加热的，热水罐最上层的水可以通过高温气态制冷剂的显热来加热，因此为了获得相同的水温，采用该类型水箱的热泵热水器的冷凝温度会比采用其他同类水箱的要低，因此机组的能效比也要比其他的要高，同时也可以更稳定的运行。如果用户所在地冬季的气温非常寒冷(低于-15℃)，这样也可以在水箱的电加热器接口19、22上安装电加热器，注意由于水箱上没有电加热器控制装置，因此需要安装带控制开关功能的电加热装置。日常生活热水可以根据需要由预热盘管4与加热盘管8通过与热水罐中的热水进行热交换而获得。若需要温度比较低的热水，则可让水从预热盘管进口3进入预热盘管4并与热水罐中的水进行热交换后再由预热盘管出口6流出；若需要温度较高的热水，则可让水从加热盘管进口7进入加热盘管8并与热水罐中的水进行热交换后再由加热盘管出口9流出；若需要更高的温度的热水可以将预热盘管4与加热盘管8串联起来应用。考虑到为了与其他类型的热水器例如燃气热水器、燃油热水器等兼容，因此在水箱上预留了热水箱进水预留接口10以及热水箱出水预留接口2。热水罐中的热水是用作空调采暖，采暖用水出管14的取水口尽量靠近热泵热水器换热盘管的顶部，这样可以获得温度较高的热水。采暖用水进管15的进水口应该低于热泵热水器温度传感器接口适当的距离，否则会影响热泵热水器的正常运行。热水罐中热水通过采暖用水出管14和采暖用水进管15与采暖系统相连接并不断循环。由于热水罐处于密闭的环境，因此水箱上设有膨胀装置接口13和和卸压阀接口28。为了消耗热水罐中水含的游离态氧因此水箱上设有阳极镁棒接口1。在水箱外壳11与热水罐12之间采用整体发泡工艺填充一定厚度的聚氨酯27用来给热水罐12保温。为了测量热水罐中的水温，水箱上下部适当的位置设置温度测量仪表接口18、20。

Claims (6)

1、多功能组合式热水箱，包括水箱外壳(11)、热水罐(12)、热泵热水器换热盘管(17)、太阳能换热器换热盘管(24)、预热盘管(4)、加热盘管(8)、电加热器接口(19)、电加热器接口(22)以及各种进出口管和接口组成，其特征在于：热水罐(12)内一侧设有热泵热水器换热盘管(17)，另一侧设有日常用水换热盘管，该盘管由预热盘管(4)和加热盘管(8)两部分组成，热水罐(12)的下部设有太阳能换热器换热盘管(24)，罐体上预留电加热器接口(19)、电加热器接口(22)、热水箱出水预留接口(2)、阳极镁棒接口(1)、太阳能热水器温度传感器接口(23)、热泵热水器温度传感器接口(5)、预热盘管进口(3)、预热盘管出口(6)、加热盘管进口(7)、加热盘管出口(9)、热水箱进水预留接口(10)、温度测量仪表接口(18)、(20)，罐体上配置有太阳能进水管(21)、太阳能出水管(26)、热泵气管(16)、热泵液管(25)、采暖用水出管(14)、采暖用水进管(15)，罐顶部预留膨胀装置接口(13)，罐底部预留卸压阀接口(28)，在水箱外壳(11)与热水罐(12)之间采用整体发泡工艺填充一定厚度的聚氨酯(27)用来保温。

2、据权利要求1所述的多功能组合式热水箱，其特征是：热泵热水器换热盘管(17)为带外翅片的螺旋管，组成材料为铜；而太阳能换热器换热盘管(24)、预热盘管(4)、加热盘管(8)其形状为螺旋状，组成材料为铜。

3、根据权利要求1所述的多功能组合式热水箱，其特征是：加热盘管(8)的加热盘管出口(9)与热泵热水器换热盘管(17)的热泵气管(16)应该在同一高度，预热盘管(4)位于热水罐(12)中部以下。

4、根据权利要求1所述的多功能组合式热水箱，其特征是：太阳能换热器换热盘管(24)位于热水罐(12)的下部。

5、根据权利要求1所述的多功能组合式热水箱，其特征是：采暖用水出管(14)的取水口靠近热泵热水器换热盘管(17)的顶部，采暖用水进管(15)的进水口应该低于热泵热水器温度传感器接口的距离应该大于100mm，采暖用水出管(14)与采暖用水进管(15)从水箱的顶部引出，或从水箱的前部引出。

6、根据权利要求1所述的多功能组合式热水箱，其特征是：水箱外壳(11)的形状为方形或者圆形。

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