CN219940326U - 一种具有换热功能的加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有换热功能的加热装置。其包括壶体和设于壶体中的热交换装置，壶体包括第一箱体、第二箱体以及出水口，第一箱体用于盛装第一流体，第二箱体用于盛装第二流体，第一流体的温度大于第二流体的温度；热交换装置包括环绕并绕设多圈的内、外管道，内管道与第二箱体连通，外管道与第一箱体连通，热交换装置用于抽取第一箱体的第一流体和第二箱体的第二流体以进行热交换，并使热交换后第一流体从所述出水口流出。本实用新型结构简单，通过设置内、外管道绕设的热交换装置，能够进行循环换水并提高降温效率。

Description

一种具有换热功能的加热装置

技术领域

本实用新型涉及加热器具领域，具体为一种具有换热功能的加热装置。

背景技术

热水壶基本上是家家必备的电器，由于简单的加热功能，使得人们能够使用加热后的水，其主要包括瓶体、加热盘两部分结构。

在人们着急喝凉白开水的时候，由于现有的热水壶的结构缺陷，在使用过程中存在以下问题：

1.要么没有设置换热降温模组，人们只能等热水开了之后自然降温，使得部分用户即时喝水的需求不能得到满足；

2.要么是设置了简单的降温模组，但是由于该模组无法自行进行水循环，导致降温水经过换热后温度升高需要手动进行更换，降温的效率过于低下。

实用新型内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型目的在于提供一种具有换热功能的加热装置。通过内外管嵌套的方式进行热量的交换，保证换热水能够自行循环，同时与饮用水之间不相接触，以达到快速降温的目的。

本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案为：一种具有换热功能的加热装置，包括壶体，壶体包括第一箱体、第二箱体以及出水口。第一箱体盛装第一流体，第二箱体用于盛装第二流体，第一流体的温度大于第二流体的温度；还包括设于壶体中的热交换装置，热交换装置用于抽取第一箱体的第一流体和第二箱体的第二流体以进行热交换，并使热交换后的第一箱体的第一流体从出水口流出。

根据本实用新型一些实施例，热交换装置包括第一泵体、第二泵体、内管道和外管道；第一泵体用于抽取第一箱体中的第一流体，并经外管道输送至出水口，第二泵体用于抽取第二箱体中的第二流体，并经内管道输送回第二箱体，外管道与内管道环绕在一块，外管道与内管道不相连通。通过外管道与第一泵体配合，内管道与第二泵体配合，利用泵体加速水流流转，并结合内管道与外管道环绕的方式来实现热交换。

根据本实用新型一些实施例，外管道和内管道绕设多圈，并环绕于第一泵体和第二泵体外。通过环绕多圈的方式增大了外管道和内管道之间的接触表面积，从而提高热交换的效率。

根据本实用新型一些实施例，内管道与外管道采用左右并联的方式环绕；或者内管道与外管道采用螺旋交错的方式环绕。通过以上两种具体的方式一方面可以增大外管道和内管道之间的接触表面积，从而提高热交换的效率，另一方面能够增强美观效果。

根据本实用新型一些实施例，内管道与外管道采用导热材料制成。采用导热材料制成使得内管道与外管道之间的换热效率更高。

根据本实用新型一些实施例，还包括开水泵送机构，开水泵送机构将第一流体经过开水管路直接送至出水口。开水泵送机构实现将第一流体在完成加热后便泵送出来，这期间不经过换热装置。

根据本实用新型一些实施例，还包括三通阀，第一箱体底部设有入水口，三通阀同时连通入水口、开水泵送机构、热交换装置的第一泵体；当启动热交换装置时，第一泵体将第一流体从入水口通过三通阀泵入外管道，当启动开水泵送机构时，开水泵送机构将第一流体通过三通阀泵送至出水口。三通阀可以控制第一流体的流通方向，以实现对第一流体选择性进行降温或直接加热泵送至出水口。

根据本实用新型一些实施例，第一泵体、第二泵体、开水泵送机构均设有逆止阀门。逆止阀门在断电状态下能够阻碍水流的通过，防止水流逆流。

根据本实用新型一些实施例，第二箱体设有安装台与安装槽，第二泵体安装在安装台上，第一泵体与开水泵送机构置于安装槽中，第一泵体与开水泵送机构沿第二箱体的高度方向排列。这样的空间设置使得开水泵送机构与热交换装置紧密配合，减少各泵线所占体积。

根据本实用新型一些实施例，环状换热管道环绕形成的空间内还设有加热底座，加热底座与第一箱体卡接，其用于给第一箱体的第一流体加热。

本实用新型相较于现有的加热装置，具有以下几方面的优势：

1.采用换热水可进行循环的换热装置，能够实现第二箱体的水体循环使用。

2.换热装置中内管道与外管道之间的接触壁采用导热材料制成，同时接触面积较大，使得整体上提升了换热模组的换热的效率。

3.在泵体中采用了逆止阀的结构，使得在进行换热或者抽水过程中，水流具有较强的稳定性。

4.充分利用了第二箱体和换热装置的管路组件之间的空间，使得换热装置与开水泵送机构之间紧密配合，整体上缩小了加热装置的体积。

5.换热装置能够实现对第一流体的快速降温。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的热交换装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的热交换装置的另一结构示意图；

图4为本实用新型实施例中热交换装置工作下第二流体的水流流向图；

图5为本实用新型实施例中热交换装置工作下第一流体的水流流向图；

图6为本实用新型实施例中开水泵送机构工作下第一流体的水流流向图。

图注：1-加热装置，2-壶体，3-热交换装置，31-管路组件，32-内管道，33-外管道，331-入水口，4-第一箱体，5-第二箱体，6-出水口，7-第一泵体，8-第二泵体，9-开水泵送机构，91-开水管路，10-三通阀，11-接触壁，12-安装槽，13-加热底座，14-安装台。

具体实施方式

为了更好地理解和实施本实用新型，下面将结合附图对本实用新型的技术方案中的实施例进行详细、清楚、完整的描述。以下实施例仅用于更加清楚地、完整地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。术语“上”“下”“前”“后”“左”“右”“水平”“顶”“底”“内”“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只不过是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图1-图3描述本实用新型实施例的一种具有换热功能的加热装置。

参考附图1-附图3，加热装置1包括壶体2，壶体2包括第一箱体4、第二箱体5以及出水口6。第一箱体4盛装第一流体，第二箱体5用于盛装第二流体，其中，第一箱体为加热箱体，第二箱体为冷却箱体，第一流体的温度大于第二流体的温度；加热装置1还包括热交换装置3，热交换装置3用于抽取第一箱体4的第一流体和第二箱体5的第二流体以进行热交换，并使热交换后的第一箱体4的第一流体从出水口6流出。在上述结构的基础上，当用户需要使用该加热装置1进行热交换时，可以先对存储在第一箱体的第一流体进行加热或者直接将已经加热好的第一流体倒入第一箱体中，然后再将第二流体导入第二箱体内，进一步，启动热交换装置3，热交换装置3便从各自的箱体中抽取第一流体与第二流体进行热交换，使得第一流体得到快速降温冷却，且第二流体在热交换装置3与第二箱体之间保持循环。

需要说明的是，相较于现有的换热装置中只是抽取一个箱体的液体流动，而另一个箱体的液体保持静止，只是通过流水体与静水体的壁面/管道接触来进行热交换，本热交换装置将两个箱体的水体同时抽出作为流水体并通过管道进行热量交换，通过内、外管道环绕的方式增大了第一水体与第二水体的接触面积，同时也增加了二者的接触时长，使得本热交换装置的换热效率更高，同时第二流体通过内管道循环流入第二箱体的设置使得热交换装置能够循环使用。

需要说明的是，第二流体除了可以采用常温水、冰水外，还可以采用冷却液如酒精、甘油、乙二醇以及无机盐型和有机酸型冷却液，第一流体除了采用饮用水、含食用酒精的液体外，还可以根据实际使用需求选择工业用醇类、酯类物质等，当然具体采用哪种物质加热或者作为冷却液体可以根据实际使用需求来选择。在以上装置的结构基础上，除了能实现对第一流体降温以实现第一流体达到所需温度范围外，还能实现第二流体达到某一具体的温度以进行进一步的应用，当然，具体应用完全可以基于本实施例的结构基础进行进一步的开发。

进一步地，请参考图2、图3、图4、图5，热交换装置3包括第一泵体7、第二泵体8、内管道32和外管道33；如图5所示的第一流体在热交换装置中的流向示意图，该流向是通过第一泵体7抽取第一箱体4中的第一流体，并经外管道33输送至出水口6，如图4所示的第二流体在热交换装置中的流向，该流向是第二泵体8从A口抽取第二箱体5中的第二流体，在内管道32内循环后，从B口排回到第二箱体5中，形成对第二流体的循环利用。

外管道33与内管道32环绕相连，外管道33与内管道32不相连通。在上述结构的基础上，通过外管道33与第一泵体7配合将第一流体抽出，内管道32与第二泵体8配合将第二流体循环，实现了第二流体对第一流体的冷却，同时泵体可以加速第一流体和第二流体在管道内的流速，能够很好地促进第一流体和第二流体的热交换，提升热交换的效率。

内管道32与外管道33绕设的连接方式使得二者之间具有较大的接触表面积，由于热量从高处流向低处的热力学第二定律，增大表面积能够更好地实现第二流体对第一流体的降温。又由于内管道32与外管道33环绕相连且不相连通，第一流体和第二流体之间仅产生换热而不发生接触，这样的设置能够很好地利用液体的特性以适用具体的使用场景。优选地，外管道33还可套设在内管道32外且二者不相连通，通过采用管道套设的方式，一方面能够增加外管道33与内管道32的接触面积，另一方面，套设的方式能够极大地减少管道对空间的占用面积，使得整体上加热装置更为紧凑，体积较小。

当然，需要说明的是，第一泵体7与第二泵体8除了用于加速热交换外，还可以根据实际使用需求降低第一流体和第二流体的流速，以实现控制降温程度的目的。

进一步地，外管道33和内管道32绕设有多圈，并环绕于第一泵体7和第二泵体8外。通过环绕多圈的方式增大外管道33和内管道32之间的接触表面积，进而有效增大了散热面积，从而提高热交换的效率。进一步地，内管道32与外管道33采用左右并联的方式环绕；或者内管道32与外管道33采用螺旋交错的方式环绕。通过以上两种具体的方式增大外管道33和内管道32之间的接触表面积，从而提高热交换的效率，同时这样的结构设计还兼具美观的效果。

优选地，内管道32与外管道33还可以根据实际使用的需要在管路沿线上加设温度传感器，以实现对第一流体降温或者第二流体升温幅度的量化控制。

进一步地，内管道32与外管道33采用导热材料制成。第一流体与第二流体通过管道的接触壁进行热量交换。导热材料使得内管道32与外管道33之间的换热效率更高，导热材料可以根据具体的使用场景以及第一流体及第二流体的化学、物理性质来进行选择采用具体的金属材料或者是导热性强的非金属材料，以实现最佳的换热效果。举例性质的，在本实施例中，由于设定的使用场景为家庭电热水器及热水壶，相应的内管道32与外管道33可以采用金属铜材质制成，当然具有较强导热功能的无机材料也是可以采用的，具体如金刚石、石墨管道、导热硅脂、PPR材料、铝塑材料等。

进一步地，所述加热装置还包括开水泵送机构9，开水泵送机构9将第一流体经过开水管路91送至出水口6，该送水路径不经过热交换装置3，具体参见图6所示的开水泵送机构的送水路径。当启动开水泵送机构9，其将入水口331的第一流体抽送经过开水管路送至出水口6。开水泵送机构9将第一流体在完成加热状态后直接泵送出来，以便使用者结合具体的使用需要选择。

进一步地，加热装置还包括三通阀10，第一箱体4底部设有入水口331，三通阀10可以同时连通入水口331、开水泵送机构9、热交换装置3的第一泵体；当启动热交换装置3时，第一泵体将第一流体从入水口331通过三通阀10泵入外管道33，如图5所示的第一流体的流向图，当启动开水泵送机构9时，开水泵送机构9将第一流体通过三通阀10泵送至出水口6，如图6所示。具体以热水壶加热饮用水为例，当用户需要饮用凉白开的时候，打开热交换装置3，通往开水泵送机构9的通道关闭，第一泵体7将热水泵入外管道33进行降温，之后从出水口6排出，用户能从出水口6接凉白开；当用户需要饮用热水时，启动开水泵送机构9，通向热交换装置3的通道关闭，开水泵送机构9直接将热水泵送至出水口6排出，用户便能直接从出水口6接热水。以上，三通阀10可以控制第一流体的流通方向，给予用户是否需要进行换热的选择，以实现出水口6出水温度不同的效果。

优选地，所述三通阀10还可以根据使用需求另行通过中枢电路系统控制闭合以达到精准控制水路的效果，此外，三通阀10的附近管路可以添加温感装置，通过设置温度参数以控制相应阀门的开闭，以实现热交换装置3的精确控温。

进一步地，第一泵体7、第二泵体8、开水泵送机构9均设有逆止阀门。逆止阀门用于保证流体方向的稳定性，在断电后能够起到即时阻止流体逆流的作用，配合三通阀10能够很好地止流以控制水流方向。

进一步地，第二箱体5的箱体上设有安装台14与安装槽12，第二泵体8安装在安装台14上，第一泵体7与开水泵送机构9置于安装槽12中，第一泵体7与开水泵送机构9沿第二箱体5的高度方向排列。通过安装槽和安装台的空间设置使得开水泵送机构9与热交换装置3紧密配合，能够减少各泵线所占体积，使得整个装置更为紧凑，从而整体上减少加热装置1的占用体积，以达到缩减整个装置体积的效果。

进一步地，安装台14和安装槽12上可以设置有对应的卡槽，通过卡槽设置将热交换装置3及开水泵送机构9以可拆卸的方式安装在第二箱体上，这样，能够进一步地减少加热装置体积的占用，同时，使得安装/拆卸更为简便。

举例性质的，可拆卸连接的方式可以选用螺纹连接、旋钮式连接、铆钉连接、卯榫连接、拼合等方式中的任意一种，当然，选择具体哪种连接方式可以根据实际的使用场景及使用需要来选择。

进一步地，第一箱体4与热交换装置3也可以通过卡槽卡接的方式连接。本实施例中具体采用旋扣式卡接的方式使得第一箱体4与热交换装置3之间安装更为简便。

进一步地，安装座上还可以设置加热底座13，第一箱体4恰好能抵在其上面进行加热，优选地，第一箱体4底部还可以设置有防干烧开关，当第一箱体4的水位达到预设警戒水位时方能进行加热，以保证加热底座13对第一箱体4加热的安全性。优选地，加热底座13可以采用如微波盘、导热片、导热管等方式来进行加热，本实施例采用导热管的方式进行加热。

优选地，第一箱体4内部还可以对应设置温感装置，当第一流体达到一定的温度后，温感装置便让加热底座13断电，以保证使用的安全，温感装置可以为蒸汽开关。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种具有换热功能的加热装置，其特征在于，包括：

壶体(2)，包括第一箱体(4)、第二箱体(5)以及出水口(6)，所述第一箱体(4)用于盛装第一流体，所述第二箱体(5)用于盛装第二流体，所述第一流体的温度大于第二流体的温度；

热交换装置(3)，所述热交换装置(3)用于将抽取的所述第一箱体(4)的第一流体与抽取的所述第二箱体(5)的第二流体进行热交换，并使热交换后的所述第一箱体(4)的第一流体从所述出水口(6)流出；

所述热交换装置(3)包括第一泵体(7)、第二泵体(8)、管路组件(31)；所述管路组件(31)包括内管道(32)和外管道(33)；

所述外管道(33)和所述内管道(32)绕设多圈，所述外管道(33)与所述内管道(32)不相连通，并环绕于所述第一泵体(7)和所述第二泵体(8)外。

2.根据权利要求1中所述的具有换热功能的加热装置，其特征在于，

所述第一泵体(7)用于抽取所述第一箱体(4)中的第一流体，并经所述外管道(33)输送至所述出水口(6)，所述第二泵体(8)用于抽取所述第二箱体(5)中的第二流体，并经所述内管道(32)输送回所述第二箱体(5)，

所述外管道(33)与所述内管道(32)环绕。

3.根据权利要求2中所述的具有换热功能的加热装置，其特征在于，所述内管道(32)与外管道(33)采用左右并联的方式环绕；

或者所述内管道(32)与外管道(33)采用螺旋交错的方式环绕。

4.根据权利要求1-3中任一所述的具有换热功能的加热装置，其特征在于，所述内管道(32)与外管道(33)采用导热材料制成。

5.根据权利要求2中所述的具有换热功能的加热装置，其特征在于，还包括开水泵送机构(9)，所述开水泵送机构(9)用于将第一流体经由开水管路(91)泵送至出水口(6)处。

6.根据权利要求5中所述的具有换热功能的加热装置，其特征在于，还包括三通阀(10)，所述第一箱体(4)底部设有入水口(331)，所述三通阀(10)同时连通所述入水口(331)、开水泵送机构(9)、热交换装置(3)；

当启动热交换装置(3)时，第一泵体(7)将第一流体从入水口(331)通过所述三通阀(10)泵入外管道(33)，

当启动开水泵送机构(9)时，所述开水泵送机构(9)将第一流体通过所述三通阀(10)泵送至出水口(6)。

7.根据权利要求6中所述的具有换热功能的加热装置，其特征在于，所述第一泵体(7)、第二泵体(8)、开水泵送机构(9)均设有逆止阀门。

8.根据权利要求7中所述的具有换热功能的加热装置，其特征在于，所述第二箱体(5)设有安装台(14)与安装槽(12)，所述第二泵体(8)安装在安装台(14)上，所述第一泵体(7)与所述开水泵送机构(9)置于安装槽(12)中，所述第一泵体(7)与所述开水泵送机构(9)沿第二箱体(5)的高度方向排列。

9.根据权利要求8中所述的具有换热功能的加热装置，其特征在于，所述安装台(14)还设有加热底座(13)，所述加热底座(13)与所述第一箱体(4)底部卡接，所述加热底座(13)用于第一流体加热。