CN207379100U - 换热储水箱及太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能热水器及其换热储水箱。从集热器的介质出口流出的高温介质进入换热器后，与储水腔内的水进行热交换变成低温介质，并再次经介质入口进入集热器中吸收热量。换热器通过多个并联的换热管与储水腔内的水进行热交换。与传统单管结构的换热器相比，在同等换热面积下，换热管长度减少，故阻力减少、利于热力循环。而且，由于温差减小，单管结构的换热器在靠近管路末端的换热效率降低。而上述换热器的多管路结构减少了每根换热管末端效率低下的部分。也就是说，介质可在更短的时间内高效且均匀的在集热器与换热器之间实现循环，也使得介质更加快速的通过集热器获取热量。因此，上述太阳能热水器能使换热效率得到有效地提升。

Description

换热储水箱及太阳能热水器

技术领域

本实用新型涉及热水器技术领域，特别涉及一种换热储水箱及太阳能热水器。

背景技术

随着化石能源的日渐紧张，加大新能源利用的愿望也愈显迫切。譬如，太阳能热水器作为一种常用的利用太阳能的家用设备，在生活中已越来越普及。太阳能热水器一般包括集热器、换热器、储水腔及其余附属组件。

根据换热类型，太阳能热水器分为直接换热及间接换热的热水器。在间接换热的热水器中，吸收了集热器中热量的导热介质经换热管流经储水腔，并与储水腔内部的水进行热交换，从而使水升温。目前，常见的太阳能热水器中换热器的结构主要以夹套和内盘管为主，以及少量的胆中胆和外盘管结构。

但是，盘管结构为单管结构，换热面积一定时换热器管路长度较长，导致导热介质在储水腔内的流动距离过长。因此，导热介质在储水腔内停留的时间过长，从而无法与集热器及时进行热交换，热水器的整体换热效率不高。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题是要提供一种换热储水箱及太阳能热水器，其能有效地提升换热效率。

上述技术问题通过以下技术方案进行解决：

一种换热储水箱，包括：

具有储水腔的箱体，所述箱体上设置有与所述储水腔连通的介质进管及介质出管；及

换热器，收容并固定于所述储水腔内，所述换热器包括多个相互并联的换热管，且所述多个换热管的一端与所述介质进管连通，另一端与所述介质出管连通。

本实用新型所述的换热储水箱，与背景技术相比所产生的有益效果：

换热器通过多个并联的换热管与储水腔内的水进行热交换。与传统单管结构的换热器相比，多个并联的换热管在单位时间内的热交换量增加，故交换相同的热量时介质在储水腔内的停留时间更短。在同等换热面积下，换热管长度减少，故阻力减少、利于热力循环。而且，由于温差减小，单管结构的换热器在靠近管路末端的换热效率降低。而上述换热器的多管路结构减少了每根换热管末端效率低下的部分。也就是说，介质可在更短的时间内高效且均匀的在集热器与换热器之间实现循环，也使得介质更加快速的通过集热器获取热量。因此，上述换热储水箱能使换热效率得到有效地提升。

在其中一个实施例中，所述箱体包括呈中空结构的内胆及套设于所述内胆外侧的外壳，所述内胆的中空部分形成所述储水腔。

一方面，采用内胆加外壳的双层结构有利于减少散热，从而提升热利用率。另一方面，外壳可采用机械强度高的材料(例如，金属)制成，从而对内胆起到保护作用，以防止机械损伤；而内胆则可采用抗腐蚀性强的材料(例如，树脂)成型，以避免使用过程中从内到外被腐蚀。这样，箱体可兼顾机械强度及抗腐蚀性能，从而有效地延长换热储水箱的使用寿命。

在其中一个实施例中，所述内胆与所述外壳之间设置有管套，所述介质进管及所述介质出管分别穿设于管套内并通过卡扣与所述管套相卡持。

因此，介质进管及介质出管可与箱体分开成型后再通过卡扣与管套配合进行组装，从而简化制备工艺。

在其中一个实施例中，所述箱体上还设置有排气管，所述排气管与所述换热器连通。

排气管可连接排气阀，使换热器的内部与大气连通而排出换热器内的空气，从而避免形成空气柱而造成换热器堵塞，保证介质在换热管中的流动顺畅。此外，通过排气管还可对在换热器与集热器之间循环的介质进行灌注，从而便于安装以及介质损耗后进行补液。

在其中一个实施例中，所述多个换热管的长度相同。

由于多个换热管的长度相同，故每个换热管中的介质在储水腔内的流动距离相同。也就是说，在进行热交换时各换热管的“沿程阻力”相同。因此，介质能实现与储水腔内的水进行高效、均匀的换热，并增加储水腔内的微循环，从而使得储水腔内的水温均匀。

在其中一个实施例中，所述换热管为柔性管路结构。

因此，换热管具有可挠性。在进行换热器的安装时，柔性管路结构的换热管方便装入储水腔内，从而使得操作简单。

在其中一个实施例中，所述换热管呈直线型和/或曲线形。

在其中一个实施例中，所述多个换热管在所述介质进管与介质出管之间按无反坡的方式延伸。

具体的，无反坡延伸指的是介质在换热管中自然循环时，由循环管路的低点到高点之间只能“向上”，不能“向下”，而由循环管路的高点到低点之间只能“向下”，不能“向上”。因此，介质流动更均匀顺畅，从而使得换热过程更加顺畅高效。

在其中一个实施例中，所述换热器还包括分离器，所述分离器包括输入端及多个输出端，所述输入端与所述介质进管连通，所述多个输出端分别与所述多个换热管连通。

通过分离器，可将经介质进管流入介质均匀分配，从而使多个换热管中的介质的流量相同，以进一步提升水温的均匀性。

一种太阳能热水器，包括：

集热器，包括介质入口及介质出口；及

如上述优选实施例中任一项所述的换热储水箱，所述介质出口与所述介质进管连通，所述介质入口与所述介质出管连通。

本实用新型所述的太阳能热水器，与背景技术相比所产生的有益效果：

上述太阳能热水器，从集热器的介质出口流出的高温介质进入换热器后，与储水腔内的水进行热交换变成低温介质，并再次经介质入口进入集热器中吸收热量。其中，换热器通过多个并联的换热管与储水腔内的水进行热交换。与传统单管结构的换热器相比，在同等换热面积下，换热管长度减少，故阻力减少、利于热力循环。而且，由于温差减小，单管结构的换热器在靠近管路末端的换热效率降低。而上述换热器的多管路结构减少了每根换热管末端效率低下的部分。也就是说，介质可在更短的时间内高效且均匀的在集热器与换热器之间实现循环，也使得介质更加快速的通过集热器获取热量。因此，上述太阳能热水器能使换热效率得到有效地提升。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例中换热储水箱的剖视图；

图2为图1所示换热储水箱另一使用状态的剖视图；

图3为图1所示换热储水箱局部A的放大示意图；

图4为本实用新型另一个实施例中换热储水箱的剖视图；

图5为图4所示换热储水箱另一使用状态的剖视图。

图中：

100换热储水箱；

110箱体、111储水腔、112内胆、113介质进管、114外壳、115介质出管、116排气管、117进水管、119出水管；

120换热器、121换热管、123分离器；

131管套、133卡扣。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型提供了一种太阳能热水器及换热储水箱。其中，该太阳能热水器包括集热器及该换热储水箱。集热器包括介质入口及介质出口。集热器用于吸收太阳能并转化成热量，导热的低温介质可经介质入口进入集热器内；低温介质吸收热量后变成高温介质，并从介质出口流入换热储水箱。高温介质在换热储水箱内放热，对水进行加热。完成热交换后的高温介质重新变为低温介质，并再次经介质入口进入集热器，从而在集热器与换热储水箱之间形成循环。

请参阅图1及图2，本实用新型较佳实施例中的换热储水箱100包括箱体110及换热器120。

箱体110可由塑料、金属或其他复合材料制成，具有一定的机械强度及抗腐蚀性能。箱体110具有储水腔111，待加热的水均储存于储水腔111内。其中，箱体110上设置有与储水腔111连通的介质进管113及介质出管115。在太阳能热水器中，介质出口与介质进管113连通，介质入口与介质出管115连通。

具体在本实施例中，箱体110上还设置有与储水腔111连通的进水管117及出水管119。冷水经进水管117进入储水腔111内，而被加热后得到的热水则可经出水管119流出以被使用。

此外，为了便于安装，箱体110的两端还分别设置有安装法兰。安装法兰可便于将换热储水箱100固定于墙体、支架等外部结构上。

如图1及图4所示，箱体110在应用于太阳能热水器时可以呈卧式设置。此外，如图2及图5所示，箱体110也可以呈立式设置。

在本实施例中，箱体110包括呈中空结构的内胆112及套设于内胆112外侧的外壳114，内胆112的中空部分形成储水腔111。

具体的，内胆112的外表面与外壳114的内壁之间存在间隙。一方面，采用内胆112加外壳114的双层结构有利于减少散热，从而提升热利用率。另一方面，外壳114可采用机械强度高的材料(例如，金属)制成，从而对内胆112起到保护作用，以防止机械损伤；而内胆114则可采用抗腐蚀性强的材料(例如，树脂)成型，以避免使用过程中从内到外被腐蚀。这样，箱体110可兼顾机械强度及抗腐蚀性能，从而有效地延长换热储水箱100的使用寿命。

进一步的，请一并参阅图3，在本实施例中，内胆112与外壳114之间设置有管套131，介质进管113及介质出管115分别穿设于管套131内并通过卡扣133与管套131相卡持。

因此，介质进管113及介质出管115可与箱体110分开成型后再通过卡扣133与管套131配合进行组装，从而简化制备工艺。此外，介质进管113及介质出管115也可通过焊接的方式固定于箱体110上。

换热器120收容并固定于储水腔111内。具体的，换热器120可通过法兰固定、卡接、焊接等方式进行固定。从介质进管113进入的高温介质进入换热器120内，从而与储水腔111内的水实现热交换。其中，换热器120包括多个相互并联的换热管121。多个换热管121可以呈单排、双排、多排、散点排列及其他规则或者不规则的排列。换热管121可由金属等其他热的良导体成型，其形状可以呈直线型，也可呈螺旋状曲线、螺状曲线、费马曲线等规则曲线及各种不规则曲线形。如图1及图2所示，本实施例中的换热管121呈直线型。如图4及图5所示，另一个实施例中的换热管121呈曲线形。

进一步的，多个换热管121的一端与介质进管113连通，另一端与介质出管115连通。因此，高温介质会进入多个换热管121中并沿其延伸方向流动，在流动过程中高温介质便可与储水腔111内的水进行热交换。与传统盘式结构的换热器120相比，多个并联的换热管121在单位时间内的热交换量增加，故交换相同的热量时介质在储水腔111内的停留时间更短。也就是说，介质可在更短的时间内在集热器与换热器120之间实现循环，从而及时吸收集热器内的热量，进而使得上述太阳能热水器的换热效率得到有效地提升。

具体在本实施例中，箱体110上还设置有排气管116，排气管116与换热器120连通。

具体的，排气管116可连接排气阀，使换热器120的内部与大气连通而排出换热器内的空气，从而避免形成空气柱而造成换热器120堵塞，保证介质在换热管121中的流动顺畅。此外，通过排气管116还可对在换热器120与集热器之间循环的介质进行灌注，从而便于安装以及介质损耗后进行补液。

进一步的，在其他实施例中，为了简化换热储水箱100的结构，排气管116可与介质进管113合二为一。并且，可通过在介质进管113的侧壁外接管路以实现大气连通及介质补充的功能。

在本实施例中，多个换热管121的长度相同。

具体的，由于多个换热管121的长度相同，故每个换热管121中的介质在储水腔111内的流动距离相同。也就是说，在进行热交换时各换热管121的“沿程阻力”相同。因此，介质能实现与储水腔111内的水进行高效、均匀的换热，并增加储水腔111内的微循环，从而使得储水腔111内的水温均匀。

需要指出的是，在其他实施例中，多个换热管121之间即使存在一定的长度差，也不会对换热储水箱100的主要功能造成太大影响。

在本实施例中，换热管121为柔性管路结构。因此，换热管121具有可挠性。在进行换热器120的安装时，柔性管路结构的换热管121方便装入储水腔111内，从而使得操作简单。具体的，换热管121可通过波纹管的方式实现可挠。

进一步的，在本实施例中，多个换热管121在介质进管113与介质出管115之间按无反坡的方式延伸。

具体的，无反坡延伸指的是介质在换热管121中自然循环时，由循环管路的低点到高点之间只能“向上”，不能“向下”，而由循环管路的高点到低点之间只能“向下”，不能“向上”。因此，介质流动更均匀顺畅，从而使得换热过程更加顺畅高效。

在本实施例中，换热器120还包括分离器123。分离器123包括输入端及多个输出端，输入端与介质进管113连通，多个输出端分别与多个换热管121连通。

通过分离器123，可将经介质进管113流入介质均匀分配，从而使多个换热管121中的介质的流量相同，以进一步提升水温的均匀性。具体的，分离器123可呈锥状、球状、柱状及其它连续形状的空腔结构。

上述太阳能热水器及其换热储水箱100，从集热器的介质出口流出的高温介质进入换热器120后，与储水腔111内的水进行热交换变成低温介质，并再次经介质入口进入集热器中吸收热量。其中，换热器120通过多个并联的换热管121与储水腔111内的水进行热交换。与传统单管结构的换热器相比，在同等换热面积下，换热管121长度减少，故阻力减少、利于热力循环。而且，由于温差减小，单管结构的换热器在靠近管路末端的换热效率降低。而上述换热器120的多管路结构减少了每根换热管121末端效率低下的部分。也就是说，介质可在更短的时间内高效且均匀的在集热器与换热器120之间实现循环，也使得介质更加快速的通过集热器获取热量。因此，上述太阳能热水器及换热储水箱100能使换热效率得到有效地提升。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种换热储水箱(100)，其特征在于，包括：

具有储水腔(111)的箱体(110)，所述箱体(110)上设置有与所述储水腔(111)连通的介质进管(113)及介质出管(115)；及

换热器(120)，收容并固定于所述储水腔(111)内，所述换热器(120)包括多个相互并联的换热管(121)，且所述多个换热管(121)的一端与所述介质进管(113)连通，另一端与所述介质出管(115)连通。

2.根据权利要求1所述的换热储水箱(100)，其特征在于，所述箱体(110)包括呈中空结构的内胆(112)及套设于所述内胆(112)外侧的外壳(114)，所述内胆(112)的中空部分形成所述储水腔(111)。

3.根据权利要求2所述的换热储水箱(100)，其特征在于，所述内胆(112)与所述外壳(114)之间设置有管套(131)，所述介质进管(113)及所述介质出管(115)分别穿设于管套(131)内并通过卡扣(133)与所述管套(131)相卡持。

4.根据权利要求1所述的换热储水箱(100)，其特征在于，所述箱体(110)上还设置有排气管(116)，所述排气管(116)与所述换热器(120)连通。

5.根据权利要求1所述的换热储水箱(100)，其特征在于，所述多个换热管(121)的长度相同。

6.根据权利要求1所述的换热储水箱(100)，其特征在于，所述换热管(121)为柔性管路结构。

7.根据权利要求1所述的换热储水箱(100)，其特征在于，所述换热管(121)呈直线型和/或曲线形。

8.根据权利要求7所述的换热储水箱(100)，其特征在于，所述多个换热管(121)在所述介质进管(113)与介质出管(115)之间按无反坡的方式延伸。

9.根据权利要求1所述的换热储水箱(100)，其特征在于，所述换热器(120)还包括分离器(123)，所述分离器(123)包括输入端及多个输出端，所述输入端与所述介质进管(113)连通，所述多个输出端分别与所述多个换热管(121)连通。

10.一种太阳能热水器，其特征在于，包括：

集热器，包括介质入口及介质出口；及

如上述权利要求1至9任一项所述的换热储水箱(100)，所述介质出口与所述介质进管(113)连通，所述介质入口与所述介质出管(115)连通。