CN203274260U - 具有预热功能的水箱及热水器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于热水器领域,提供了具有预热功能的水箱及热水器。所述水箱包括具有进水口和出水口的内胆和缠绕于所述内胆的外壁的盘管,盘管内流动有换热介质,盘管两端分别为盘管进口和盘管出口,换热介质经外部热源加热后由盘管进口进入;还包括设有相互独立的供水通道和介质通道的换热器,供水通道的一端与内胆的进水口联通,另一端连接外部冷水源,介质通道两端分别连接盘管出口和外部热源,换热介质由盘管出口进入换热器换热后,再由外部热源加热。所述热水器包括上述水箱。通过在水箱中设置换热器对冷水进行预热,不仅有效利用了换热介质经过盘管时的余热,而且减小了内胆内的温度梯度,提高了水箱和热水器的能源利用率和一次供水量。

Description

具有预热功能的水箱及热水器
技术领域
[0001] 本实用新型属于热水器领域,尤其涉及具有预热功能的水箱及热水器。
背景技术
[0002]目前,市面上的水箱基本都属于静态加热型。静态加热型的特点是水箱内的水处于静止状态,热量传递基本以静态传热为主,换热系数低,同样温升条件下,需要更大的冷凝面积,这也直接影响了热泵系统的能源利用率,即系统能效较低。而对于单内胆的水箱来说,冷水直接进入水箱,容易使进水口处出现紊流,造成冷热水相混,使水箱的温度梯度拉大,导致整个水箱的一次供水量显著减少。
[0003] 业界,主要通过加大冷凝面积,即增加水箱盘管圈数,提高热泵系统的能源利用率。同时,通过设计各种进水管,以消除进水处紊流的产生,提高水箱的一次供水量。
[0004] 如此设计,一方面增加了换热材料的使用量,且加大了水箱的体积,使水箱成本显著提高;另一方面,采用各种新型的进水管并不能完全消除冷水直接进入对水箱一次供水
量的影响。
实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的在于提供具有预热功能的水箱及热水器,旨在解决现有技术中水箱中能源利用率低、一次供水量低的问题。
[0006] 本实用新型是这样实现的,具有预热功能的水箱,包括内胆和盘管,所述内胆具有进水口和出水口,所述内胆的外壁缠绕有所述盘管,所述盘管内流动有换热介质,所述盘管两端分别为盘管进口和盘管出口,还包括有换热器,所述换热器设有供水通道和供换热介质流通的介质通道,所述供水通道和介质通道相互独立,所述供水通道的一端与所述内胆的进水口联通,另一端连接外部冷水源,所述介质通道两端分别连接所述盘管出口和外部热源。
[0007] 具体地,所述内胆分为上、下层两层,所述进水口位于内胆下层的侧壁或底壁,所述出水口位于内胆上层的侧壁或顶壁,所述内胆内的水由下向上流动。
[0008] 具体地,所述盘管进口和盘管出口呈上下间隔布置,所述盘管内的换热介质由上向下流动。
[0009] 具体地,还包括有一保温层,所述保温层包裹所述内胆和盘管或所述保温层包裹所述内胆、盘管和换热器,所述换热器位于所述内胆的下方。
[0010] 具体地,还包括一过渡管,所述过渡管具有上、下端口,所述过渡管的下端口与所述供水通道联通,所述过渡管的上端口与所述内胆的进水口联通。
[0011 ] 进一步地,所述过渡管的管径沿下端口到上端口方向逐渐扩大。
[0012] 具体地,所述换热器具有一用于排除污垢的排污口。
[0013] 具体地,所述换热器的功率与所述内胆的存水体积相匹配。
[0014] 具体地,所述换热器为套管换热器或板式换热器或方壳换热器。[0015] 具体地,所述内胆的底部的内表面为弧面。与现有技术相比,本实用新型中的具有预热功能的水箱,通过增设一换热器对冷水进行预加热,冷水先进入换热器进行动态换热,提高了换热效率;经过预加热的水进入内胆,减少了内胆内的温度梯度,有效的改善了水箱一次供水量低的问题。同时,盘管内的流动的换热介质在内胆外壁经过一次静态换热后,流入所述换热器中进行二次动态换热,可以有效利用一次静态换热过程中残留的热量,从而提高整个热泵系统的能源利用率,特别是在换热介质与内胆水温温差较小的时候,其效果更明显。
[0016] 本实用新型实施例的另一目的在于提供热水器,所述热水器采用上述具有预热功能的水箱。由于所述水箱具有高效的能量利用率和充足的一次供水量,使得采用该水箱的热水器也具有相同的功效。
附图说明
[0017] 图1是具有预 热功能的水箱的剖面示意图。
[0018] 标记说明:
[0019] I 内胆 21 供水通道
[0020] 2 换热器 22 介质通道
[0021] 3 过渡管 23 排污口
[0022] 4 保温层 24 冷水入口
[0023] 5 盘管 51 盘管进口
[0024] 11 出水口 52 盘管出口
[0025] 12 进水口
具体实施方式
[0026] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
[0027] 以下结合具体附图对本实用新型的实现进行详细的描述。
[0028] 如图1所示,为本实用新型提供的一较佳实施例。
[0029] 本实施例提供的,具有预热功能的水箱,包括内胆1、盘管5和换热器2。通常,所述盘管5采用铜材质制作而成。所述内胆I具有进水口 12和出水口 11。所述盘管5缠绕于所述内胆I的外壁,所述盘管5内流动有换热介质,所述盘管5两端分别为盘管进口 51和盘管出口 52。所述换热器2设有供水通道21和供换热介质流通的介质通道22,所述供水通道21和介质通道22相互独立。所述供水通道21的一端与所述内胆I的进水口 12联通,另一端为冷水入口 24,连接外部冷水源,所述介质通道22两端分别连接所述盘管出口52和外部热源。实际使用中,通过设置一个外部主机提供热源,也就是将外部主机设置于所述盘管进口 51和介质通道22之间。外部冷水源的冷水由冷水入口 24流入供水通道21,于换热器2中发生动态热交换,实现预热后流入内胆I中,与盘管5内的换热介质发生静态热交换,静态换热后的换热介质流入换热器2中发生动态换热后流回至外部主机。S卩,盘管5内换热介质的流动方向与冷水流入内胆I并至内胆I的出水口 11的方向相反,也就是说,冷水经过换热器2动态换热后流出,换热介质与预热后的冷水静态换热后流入换热器2进行动态换热。
[0030] 如此,经过预加热的冷水进入内胆1,减少了内胆I内的温度梯度,有效的改善了水箱一次供水量低的问题。同时,盘管5内的流动的换热介质在内胆I外壁经过一次静态换热后,流入所述换热器2中进行二次动态换热,可以有效利用换热介质中一次静态换热过程后残留的热量,从而提高整个热泵系统的能源利用率,特别是在换热介质与内胆I水温温差较小的时候,其效果更明显。
[0031] 具体应用时,常选用R22或R410A或0)2作为换热介质。
[0032] 具体地,所述内胆I分为上、下两层,所述进水口 12位于内胆I下层的侧壁或底壁,所述出水口 11位于内胆I上层的侧壁或顶壁,所述内胆I内的水由下向上流动。如图1所示,本实施例中进水口 12位于所述内胆I下层的底壁上,所述出水口 11位于上层的侧壁上,进水口 12与出水口 11和之间具有一定的距离,这样,预热后的冷水于内胆I中具有更长的加热时间,从而确保内胆I下层的水到达上层时,达到预设的水温范围,提高了一次供水量,可靠性佳。
[0033] 具体地,所述盘管进口 51和盘管出口 52呈上下间隔布置,也就是说,所述盘管5的进口位于上方,所述盘管5的出口位于下方,如图1所示,盘管5的进口靠近所述内胆I的上层,所述盘管5的出口位于所述内胆I的下层,如此,所述盘管5内的换热介质由上向下流动。这样,在换热介质进入盘管5时,首先与内胆I中上层的存储的水发生热交换,再与位于所述内胆I中下层的水温较低的存水发生热交换,从而确保内胆I上层水温始终比下层温度高,同时换热介质向下流动的过程中,始终与内胆I的存水保持足够的温差,保证换热效率。如此,盘管5中的换热介质,一方面保证了内胆I上层存水的水温始终处于设定的温度范围内;另一方面,换热介质的温度沿其流动方向逐渐降低,当换热介质由盘管出口52进入换热器2时,具有残余热量,再与换热器2进行动态换热,减少了换热器的交换热量,如此,充分的利用了系统热量,有效的提高了能源的利用率,特别是在换热介质与内胆I水温温差较小的时候,其效果更明显。可以理解该处,换热介质的温度呈倒三角形分布,内胆I内的存水水温呈正三角形分布。内胆I上层温度最高,而换热介质由换热器2出来时,温度最低。当所述内胆I上层水温达到预设温度范围时,所述换热介质对内胆I上层的存水起到一个保温作用,使之保持于该温度范围内,换热介质的热量主要用于与内胆I下层的存水发生静态热交换,提升下层水温。进而降低了整个内胆I内的温度梯度,从而提高了水箱的一次供水量。
[0034] 具体地,所述水箱还包括有一保温层4,所述保温层4将所述内胆1、盘管5和换热器2包裹。从而避免热量的散失,更好的确保所述内胆I内存水的水温。其中,所述换热器2位于所述内胆I的下方,如此设计,结构紧凑,占用空间小,且热量散发较少,热量有效利
用率高。
[0035] 当然,在安装需要时,可以仅将所述内胆I和盘管5采用所述保温层4包裹,而将所述换热器2另外安置,安置于相对所述内胆I的其他方向,如,上方,侧旁,也是可行的。
[0036] 具体地,所述水箱还包括一过渡管3,所述过渡管3具有上、下端口,所述过渡管3的下端口与所述供水通道21联通,所述过渡管3的上端口与所述内胆I的进水口 12联通。优选地,所述过渡管3的管径沿下端口到上端口方向逐渐扩大。如此设置,由换热器2中预热出来的水,流入所述内胆I中时不会产生紊流,水流平缓,基本不影响内胆I上层的存水温度,如此,确保了一次供水量。
[0037] 通常,所述换热器2还具有一用于排除污垢的排污口 23。当有污垢沉积时,通过该排污口 23排出,可减少污垢对热量的损耗,一方面,便于清洁打理,另一方面降低污垢对整个系统换热效率的影响,提供了系统能源的利用率。
[0038] 实际生产制造中,所述换热器2的尺寸与所述内胆I的存水体积相匹配。这样,可充分利用换热器2的热量,减少能源消耗。所述换热器2通常选用套管换热器或板式换热器或方壳换热器等能够实现热交换的装置。由于套管换热器、板式换热器和方壳换热器为常用件,价格低廉,便于批量采购。
[0039] 进一步地,所述内胆I底部的内表面为弧面。如此,不易沉积污垢于所述内胆I中,确保所述内胆I处于一个干净卫生的状态,同时提高了所述内胆I内的存水与盘管5中的换热介质之间的热交换效率。
[0040] 本实用新型实施例的另一目的在于提供热水器,所述热水器采用上述具有预热功能的水箱。由于所述水箱具有高效的能量利用率和充足的一次供水量,使得采用该水箱的热水器也具有相同的功效。
[0041] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.具有预热功能的水箱,包括内胆和盘管,所述内胆具有进水口和出水口,所述内胆的外壁缠绕有所述盘管,所述盘管内流动有换热介质,所述盘管两端分别为盘管进口和盘管出口,其特征在于,还包括有换热器,所述换热器设有供水通道和供换热介质流通的介质通道,所述供水通道和介质通道相互独立,所述供水通道的一端与所述内胆的进水口联通,另一端连接外部冷水源,所述介质通道两端分别连接所述盘管出口和外部热源。
2.根据权利要求1所述的具有预热功能的水箱,其特征在于:所述内胆分为上、下两层,所述进水口位于内胆下层的侧壁或底壁,所述出水口位于内胆上层的侧壁或顶壁,所述内胆内的水由下向上流动。
3.根据权利要求1所述的具有预热功能的水箱,其特征在于:所述盘管进口和盘管出口呈上下间隔布置,所述盘管内的换热介质由上向下流动。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的具有预热功能的水箱,其特征在于:还包括有一保温层,所述保温层包裹所述内胆和盘管或所述保温层包裹所述内胆、盘管和换热器,所述换热器位于所述内胆的下方。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的具有预热功能的水箱,其特征在于:还包括一过渡管,所述过渡管具有上、下端口,所述过渡管的下端口与所述供水通道联通,所述过渡管的上端口与所述内胆的进水口联通。
6.根据权利要求5中所述的具有预热功能的水箱,其特征在于:所述过渡管的管径沿下端口到上端口方向逐渐扩大。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的具有预热功能的水箱,其特征在于:所述换热器具有一用于排除污垢的排污口。
8.根据权利要求7所述的具有预热功能的水箱,其特征在于:所述换热器的功率与所述内胆的存水体积相匹配。
9.根据权利要求8所述的具有预热功能的水箱,其特征在于:所述换热器为套管换热器或板式换热器或方壳换热器。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的具有预热功能的水箱,其特征在于:所述内胆的底部的内表面为弧面。
11.热水器,其特征在于,所述热水器采用如权利要求1-10中任一项所述的具有预热功能的水箱。
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