CN211926194U - 一种集成式换热水箱装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了换热装置领域内的一种集成式换热水箱装置，其主箱体上设有热介质进口、热介质出口、冷水口和热水口；主箱体侧面设有缓冲水箱，所述缓冲水箱上部设有三通阀一和三通阀二，三通阀一的进口A和三通阀二的进口a直连，三通阀一的出口C与热泵机组的回水管路相连，三通阀一的换向口B与热泵机组的出口相连；三通阀二的换向口b连接所述热介质进口，三通阀二的出口c连接缓冲水箱顶部的进水口，缓冲水箱底部的出水口与所述热介质出口相连并经管路连接到热泵机组的进口。该装置可以优先保证热水供应，同时，可以避免热泵机组的频繁启停，该装置结构紧凑，简化管路，切换方便，能够更好地利用热泵机组的能量。

Description

一种集成式换热水箱装置

技术领域

本实用新型涉及一种换热装置，特别涉及一种用于空气源热泵冷热联供系统的换热水箱。

背景技术

空气源热泵冷热联供系统目前越来越广泛地被应用在采暖、制冷领域，可以为用户提供冬季采暖和夏季的制冷，该系统由空气源热泵冷暖机组、热泵循环泵、缓冲水箱、采暖及制冷末端和管路组成。如果用户同时有生活热水需求，则需要增加水箱，水箱为封闭式盘管结构，热泵介质流经盘管，间接加热水箱中的水。使用中，水箱水温不足时，在优先供应生活热水的情况下，则需要关停采暖管路，启动热泵制取热水，无法连续供暖，且存在因热泵制热功率高，压缩机排出的热量得不到及时的释放，盘管换热速度慢而导致的高压保护的问题。另外，因盘管内介质较少，储存能量少，热泵机组易频繁启动，导致寿命缩短。如果增设缓冲水箱用来降低主机的启停次数，则需在采暖回路、制冷回路和制热水回路全部设置，增加了系统的复杂程度和成本，同时也增大了系统的热损耗。

为此，中国专利数据库中公开了一种集成双胆储热水箱，其公开号为：CN207600006U，公开(公告)日：20180710，该装置包括集成双胆、保温层、外壳；集成双胆包括上内胆和下内胆，上内胆左侧设置有加热盘管循环进口和加热盘管循环出口，上内胆右侧设置有冷水进口和热水出口；下内胆左侧设置有热源循环进口和热源循环出口，下内胆右侧设置有采暖循环出口和采暖循环进口，上内胆内设置有加热盘管。可兼备生活热水供给、采暖缓冲、多能源换热的作用，而且由于中间封头结构使整个水箱具备综合热利用功能，不仅提高了生活热水量，而且能节省制造成本和安装空间。其不足之处在于：该装置的上胆和下胆是相互独立的结构，尽管两者直接有热交换，但是其换热效果仍有待进一步提高。此外，存在热泵机组结构复杂、启停频繁的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种集成式换热水箱装置，使其结构紧凑，简化管路，切换方便，能够更好地利用热泵机组的能量。

本实用新型的目的是这样实现的：一种集成式换热水箱装置，包括由外壳、内胆和保温层构成的主箱体，所述保温层设置在外壳与内胆之间，所述主箱体上设有热介质进口、热介质出口、冷水口和热水口；主箱体侧面设有缓冲水箱，所述缓冲水箱上部设有三通阀一和三通阀二，三通阀一的进口A和三通阀二的进口a直连，三通阀一的出口C与热泵机组的回水管路相连，三通阀一的换向口B与热泵机组的出口相连；三通阀二的换向口b连接所述热介质进口，三通阀二的出口c连接缓冲水箱顶部的进水口，缓冲水箱底部的出水口与所述热介质出口相连并经管路连接到热泵机组的进口。

工作时，可以选择主水箱是否参与换热，用户通过热水口用水，通过冷水口向主水箱内补水，当主水箱水温较低时，热泵机组通过三通阀一和三通阀二向主水箱供热，当主水箱水温达到设定温度时，通过三通阀切换，使得热泵和机组的回水经过缓冲水箱进行循环，断开主水箱换热。其有益效果在于，可以优先保证热水供应，同时，可以避免热泵机组的频繁启停，该装置结构紧凑，简化管路，切换方便，能够更好地利用热泵机组的能量。

为保证美观，且能起到保护作用，所述缓冲水箱外设有围挡，围挡遮挡住三通阀一、三通阀二、热介质进口、热介质出口、冷水口和热水口。

为更好地在主水箱换热和缓冲水箱工作之间进行切换，所述三通阀一和三通阀二为三通电动阀。

本实用新型进一步改进在于，所述内胆内设有隔板将内胆分隔成第一换热腔和第二换热腔；所述第一换热腔中设有第一换热器件，第二换热腔中设有第二换热器件；所述第一换热器件的一端与热介质进口相连，第一换热器件的另一端穿过所述隔板伸入第二换热腔中；所述第二换热器件的一端与冷水口相连，第二换热器件的另一端穿过所述隔板伸入第一换热腔中；所述热介质出口接通第二换热腔，热水口接通第一换热腔。使用时，热水口外接用户的用水管，用户可通过用水管取用热水，冷水口可以连接市政管网的自来水，可通过冷水口不断补水，使第一换热腔保持满水，第二换热腔中充有热介质，热介质可以是水，也可以是防冻液或其他传热介质，在热泵机组工作时，通过泵驱动热泵机组的热介质从热介质进口进入，经第一换热器件与第一换热腔中的水进行热交换，加热第一换热腔中的水，供用户使用，此时，热介质温度较高，可以优先对第一换热腔中的水进行换热，保持其具备相对较高的温度；热介质随后进入第二换热腔中，用户用水时，通过第二换热器对进入的冷水进行换热，将冷水加温后再供入第一换热腔，可以避免外界低温冷水大量进入而导致第一换热腔中的水温骤降。隔板本身也是一个换热器件，可以通过热交换加热第一换热腔中的水。其优先保证用户热水的使用，其换热效果更好，能够更好地利用热泵机组的热量优先供应热水使用，热水使用的体验更好。由于热泵机组可以采用闭式循环，其介质的处理也会比较方便，例如在热泵机组的介质中可以加入防垢、缓蚀剂。

进一步的改进在于，所述主箱体立式设置，隔板横向分隔内胆内腔，第一换热腔位于第二换热腔上部。立式布置，能更好地利用冷热温差产生的动力，达到更好的对流换热效果。

进一步地，第一换热器件和/或第二换热器件为螺旋盘管或带有翅片的换热管。该几种技术方案可相互组合，均能达到优先加热第一换热腔中的水，同时能对进入的冷水进行预热，减少冷水的低温冲击。

本实用新型还有一种改进在于，所述内胆内设有换热盘管，换热盘管上端与热介质进口相连，换热盘管下端与热介质出口相连。其结构更加简单，制造方便。

本实用新型更进一步的改进在于，所述主箱体上还设有太阳能介质进口和太阳能介质出口，太阳能介质进口和太阳能介质出口分别接通第二换热腔。通过太阳能介质进口和太阳能介质出口与太阳能的热源之间进行热交换，可以更加有效地利用太阳能热源，与热泵机组联合供热，可以达到进一步利用清洁能源的目的。

此外，所述主箱体顶部三通阀一的出口C连接有排气阀。可排出系统内的气体。为能配合实现自动控制，所述主箱体上设有温度探测器。温度探测器可以设置一个或多个，可以设置在需要进行温度探测的任意位置。

附图说明

图1为本实用新型的主视图。

图2为图1的俯视图。

图3为主箱体的一种内部结构示意图。

图4为主箱体的另一种内部结构示意图。

图5为主箱体的第三种内部结构示意图。

其中，1主箱体，2排气阀，3热水口，4三通阀一，5三通阀二，6进水口， 7缓冲水箱，8出水口，9热介质出口，10围挡，11冷水口，12第二换热腔，13太阳能介质出口，14温度探测器，15第二换热器件，16太阳能介质进口，17隔板，18内胆，19第一换热器件，20保温层，21热介质进口，22外壳，23第一换热腔，24换热盘管。

具体实施方式

实施例1

如图1-3所示，为一种集成式换热水箱装置，包括主箱体1和缓冲水箱7，主箱体1由外壳22、内胆18和保温层20构成，保温层20设置在外壳22与内胆18之间，缓冲水箱7设置在主箱体1侧面，缓冲水箱7采用相同结构进行保温，主箱体1上设有热介质进口21、热介质出口9、冷水口11和热水口3；所述缓冲水箱7上部设有三通阀一4和三通阀二5，三通阀一4和三通阀二5为三通电磁阀，三通阀分别包括进口、出口和换向口，通过阀的转换使得进口与出口相通，或者进口与换向口相通，这种相通是双向的，可保证液体在其中双向流动。三通阀一4的进口A和三通阀二5的进口a直连，三通阀一4的出口C与热泵机组的回水管路相连，三通阀一4的换向口B与热泵机组的出口相连；三通阀二5的换向口b连接所述热介质进口21，三通阀二5的出口c连接缓冲水箱7顶部的进水口6，缓冲水箱7底部的出水口8与所述热介质出口9相连并经管路连接到热泵机组的进口。

缓冲水箱7外设有围挡10，围挡10遮挡住三通阀一4、三通阀二5、热介质进口21、热介质出口9、冷水口11和热水口3。起到美观和保护的作用。

内胆18内设有隔板17将内胆18分隔成第一换热腔23和第二换热腔12，隔板17由热的良导体制成；第一换热腔23中设有第一换热器件19，第二换热腔12中设有第二换热器件15；所述第一换热器件19的一端与热介质进口21相连，第一换热器件19的另一端穿过所述隔板17伸入第二换热腔12中；所述第二换热器件15的一端与冷水口11相连，第二换热器件15的另一端穿过所述隔板17伸入第一换热腔23中；所述热介质出口9接通第二换热腔12，热水口3接通第一换热腔23。主箱体1立式设置，隔板17横向分隔内胆18内腔，第一换热腔23位于第二换热腔12上部。

第一换热器件19和第二换热器件15均为螺旋盘管。

主箱体1上还设有太阳能介质进口16和太阳能介质出口13，太阳能介质进口16和太阳能介质出口13分别接通第二换热腔12。

主箱体1顶部三通阀一4的出口连接有排气阀2。主箱体1上设有温度探测器14。

工作时，通过三通阀一4和三通阀二5的切换，选择主箱体11是否参与换热，用户通过热水口3用水，通过冷水口11向主箱体11内补水，当主箱体11水温较低时，热泵机组通过三通阀一4和三通阀二5向主箱体11供热，当主箱体11水温达到设定温度时，通过三通阀切换，使得热泵和机组的回水经过缓冲水箱7进行循环，断开主箱体11换热，可以优先保证热水供应，同时，可以避免热泵机组的频繁启停，该装置结构紧凑，切换方便，能够更好地利用热泵机组的热量。通过冷水口11不断补水，使第一换热腔23保持满水，第二换热腔12中充有热介质，热介质可以是水，也可以是导热油或其他传热介质，在热泵机组工作时，通过泵驱动热泵机组的热介质从热介质进口21进入，经第一换热器件19与第一换热腔23中的水进行热交换，加热第一换热腔23中的水，供用户使用，此时，热介质温度较高，可以优先对第一换热腔23中的水进行换热，保持其具备相对较高的温度；热介质随后进入第二换热腔12中，用户用水时，通过第二换热器对进入的冷水进行换热，将冷水加温后再供入第一换热腔23，可以避免外界低温冷水大量进入而导致第一换热腔23中的水温骤降。隔板17本身也是一个换热器件，可以通过热交换加热第一换热腔23中的水。其优先保证用户热水的使用，其换热效果更好，能够更好地利用热泵机组的热量优先供应热水使用，热水使用的体验更好。

实施例2

如图4所示，为另一种集成式换热水箱装置，其与实施例1的区别在于第二换热器件15为带有翅片的换热管。同时取消了太阳能介质进口16和太阳能介质出口13。

实施例3

如图5所示，为第三种集成式换热水箱装置，其与实施例1的不同之处在于内胆18内仅设有换热盘管24，换热盘管24上端与热介质进口21相连，换热盘管24下端与热介质出口11相连。其结构更加简单，制造方便。

本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。例如第一换热器件和第二换热器件还可以是光管或换热筒，换热筒为筒形结构，两端封闭并带有进出口，通过筒体壁进行换热。

Claims (10)

1.一种集成式换热水箱装置，包括由外壳、内胆和保温层构成的主箱体，所述保温层设置在外壳与内胆之间，所述主箱体上设有热介质进口、热介质出口、冷水口和热水口；其特征在于：主箱体侧面设有缓冲水箱，所述缓冲水箱上部设有三通阀一和三通阀二，三通阀一的进口A和三通阀二的进口a直连，三通阀一的出口C与热泵机组的回水管路相连，三通阀一的换向口B与热泵机组的出口相连；三通阀二的换向口b连接所述热介质进口，三通阀二的出口c连接缓冲水箱顶部的进水口，缓冲水箱底部的出水口与所述热介质出口相连并经管路连接到热泵机组的进口。

2.根据权利要求1所述的一种集成式换热水箱装置，其特征在于：所述缓冲水箱外设有围挡，围挡遮挡住三通阀一、三通阀二、热介质进口、热介质出口、冷水口和热水口。

3.根据权利要求1所述的一种集成式换热水箱装置，其特征在于：所述三通阀一和三通阀二为三通电动阀。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种集成式换热水箱装置，其特征在于：所述内胆内设有隔板将内胆分隔成第一换热腔和第二换热腔；所述第一换热腔中设有第一换热器件，第二换热腔中设有第二换热器件；所述第一换热器件的一端与热介质进口相连，第一换热器件的另一端穿过所述隔板伸入第二换热腔中；所述第二换热器件的一端与冷水口相连，第二换热器件的另一端穿过所述隔板伸入第一换热腔中；所述热介质出口接通第二换热腔，热水口接通第一换热腔。

5.根据权利要求4所述的一种集成式换热水箱装置，其特征在于：所述主箱体立式设置，隔板横向分隔内胆内腔，第一换热腔位于第二换热腔上部。

6.根据权利要求4所述的一种集成式换热水箱装置，其特征在于：所述第一换热器件和/或第二换热器件为螺旋盘管或带有翅片的换热管。

7.根据权利要求1所述的一种集成式换热水箱装置，其特征在于：所述内胆内设有换热盘管，换热盘管上端与热介质进口相连，换热盘管下端与热介质出口相连。

8.根据权利要求1、2、3、5、6、7任一项所述的一种集成式换热水箱装置，其特征在于：所述主箱体上还设有太阳能介质进口和太阳能介质出口，太阳能介质进口和太阳能介质出口分别接通第二换热腔。

9.根据权利要求1、2、3、5、6、7任一项所述的一种集成式换热水箱装置，其特征在于：所述主箱体顶部三通阀一的出口连接有排气阀。

10.根据权利要求1、2、3、5、6、7任一项所述的一种集成式换热水箱装置，其特征在于：所述主箱体上设有温度探测器。

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