CN2879028Y - 一种热泵热水器 - Google Patents

Abstract

一种热泵热水器，包括热泵型空调热水器压缩机、水箱、冷凝盘管构成的换热器、连接外部的翅片管换热器或蒸发器；水箱上换热器的出口具有如下结构密封装置，用于从金属水箱壁和保温层的出口管道密封，换热器出管直接伸出水箱壁，其特征是水箱金属板(1)上在换热器出管处固接焊接螺柱(3)、绝缘密封套管(2)套在换热器出管上，此套管至少固接一法兰，此法兰盖在水箱金属板1换热器出管口，法兰外侧是所述垫一垫圈或直接与焊接螺柱接触，外侧再设有带止挡凸边的密封螺母(4)与焊接螺柱螺接。本实用新型保证换热器与水箱壁绝缘和出管处的密封。满足对水箱金属内壁的电化学保护。

Description

一种热泵热水器

                          技术领域

本发明涉及一种的热泵热水器，尤其是具有承压水箱的热泵热水器。

                          背景技术

热泵热水器由空调外机、水箱及置于水箱内的换热器构成。承压式的热泵热水器、工作的能效比年平均可以达到3.0以上，即使在零下8摄氏度的环境下，能效比仍在1.5左右，其温度容易升至生活用热水的温度(50℃以上)，其外机蒸发器的冷量在夏天还可以作为空调冷量使用，与普通电热水器相比，节能的效果极为显著，适宜制成比较大容量的热水器。

热泵热水器最重要的部件是内置有换热器的水箱。目前水箱常用的方案是：水箱内与机组连通工作的换热器螺旋盘管直接与水箱的水进行热交换。

热水器水箱在工作时温度高，除了对钢质或其它材料的内壁表面防护外，一般还需要对内壁进行阳极保护，但水箱结构要求较高，既要满足绝热保温还要满足承压高达1MPa和接管的要求，尤其是制冷剂循环的制冷工质管道与水箱的配合结构亦有较高要求。

同时满足对水箱金属内壁的电化学保护是极为重要的。由于水箱内承压高达1Mpa，换热器在水箱的进出口承受很大的压力，其密封要求也是很高的。

热泵式热水器的水箱换热器进出口管路必须设有过渡接头，才能与热泵连接。

现有技术中：换热器上设有连接使用的法兰片，进出口管路密封结构采用绝缘圈套的构件，但由于内侧绝缘圈套在法兰片内侧，法兰固定时一般要通过铜焊焊接，其温度达到700℃以上，会损坏贴近的高分子材料制成的内侧绝缘圈。而且绝缘圈的材质一般要求耐温达100℃以上，尤其是硅橡胶、聚四氟乙烯等能耐更高的温度，但将法兰固定好之后再将内径只包裹管道的内侧绝缘圈拉开后再套会损坏绝缘圈。此绝缘圈套同时也是密封圈，密封圈的损坏会影响密封。

                          发明内容

本发明的目的是：提供一种满足绝热还要满足密封和承压、尤其是与制冷剂循环的管道连接并与水箱配合的热泵热水器。同时还满足对水箱金属内壁的电化学保护。本发明的目的还在于提供一种换热器在水箱内、工艺条件好、制备方便的热泵热水器的水箱，换热器同时又是热泵系统循环的冷凝端即放热端，冷凝盘管可以直接接入热泵系统。保证换热器与水箱壁绝缘。

本发明目的是这样实现的：热泵热水器，包括热泵型空调热水器压缩机及蒸发器、水箱、冷凝盘管构成换热器；换热器置于水箱内，水箱内换热器的出口具有如下密封结构，用于金属水箱壁和保温层的换热器出口管道密封，换热器出管直接伸出水箱壁，水箱金属板在换热器出管处固接焊接螺柱，设有绝缘密封套管套在换热器出管上，此套管至少固接一法兰，此法兰盖在水箱金属板换热器出管口，法兰外侧设有垫圈或直接与焊接螺柱接触，垫圈或法兰外侧再设有带止挡凸边的密封螺母与焊接螺柱螺接，止档凸边收紧焊接螺柱时收紧法兰或垫圈。

为了保证换热器与水箱壁绝缘，本发明只要将所垫的垫圈设定为绝缘材料制成，或将密封螺母4的止挡凸边与焊接螺柱3或所垫垫圈的接触处设有绝缘层。

本发明的改进包括：套管法兰外侧固接一密封舌，另外，垫圈制成具有锥镀形结构，密封螺母止挡凸边的形状亦与锥度垫圈匹配制成反锥度形结构。

为了保证密封，本发明的改进包括如下：法兰外侧设亦作为垫圈过渡的锁紧螺柱，外侧是套在换热器出管上的紧圈、紧圈外侧是带止挡凸边的密封螺母与焊接螺柱螺接，止挡凸边收紧紧圈。同时也收紧锁紧螺母。

上述改进还包括：外侧设有亦作为垫圈的过渡锁紧螺柱，带止挡凸边的密封螺母4锁住过渡锁紧螺柱与焊接螺柱3螺接；在过渡锁紧螺柱外侧设有紧圈及锁紧螺母，过渡锁紧螺母与锁紧螺母螺接。从而亦使绝缘密封套管2在换热器出口处密封。

过渡锁紧螺柱与绝缘套管可以是分体的或一体的。

所述焊接螺柱与水箱钢板的腐蚀电位相同或相近。

所述锁紧螺母、紧圈、过渡锁紧螺母与换热器的腐蚀电位相同或相近，组成密封系统。

绝缘套管与焊接螺柱间、绝缘套管与过渡锁紧套管间可以通过螺纹连接、压接等方式同时起到既绝缘又密封的作用。

水箱内还可以设有多组并联的热泵型热水器机组，且多组冷凝盘管并联在水箱内。尤其是2-10组冷凝盘管并联在水箱内。每组热泵热水器压缩机的一般功率为1-3匹以内。这样的机组是大规模生产工艺的产物，成本低，性能有保证，性价比高。水箱中加有隔板。冷凝盘管换热器的形式可采用多种形式：如螺旋状、片状等。满足有足够地热交换面积即可。

水箱内还设有金属保护电极，一般用镁或铝或其合金棒插入内筒，以保护金属内筒不被化学腐蚀。

热泵热水器水箱，水箱的出管与热泵的连接可以采用常用的方式，如铜焊、金属管连接端扩成喇叭口加压力螺丝连接，也可以在接口处加聚四氟乙烯垫圈的连接密封等。

本发明的特点是：保证换热器与水箱壁绝缘和出管处的密封。满足绝热还要满足密封和承压的热泵热水器水箱，与制冷剂循环的管道连接并与此水箱配合。满足对水箱金属内壁的电化学保护。本发明使热泵热水器可靠工作。出水箱内管道无任何接头，以便水箱内换热器管道有足够强度承受热泵的工作压力。密封性能好，水箱不漏水，耐温性能好。水箱的出口连接方便，由于结构上特殊性。水箱内常用的换热器的伸出水箱的外部或接口周围有足够大的空间，便于连接。管道出口的外部连接可采用普通空调的管路连接方式，如焊接、压接等。

多组换热器结构时，每组热泵热水器压缩机的功率为2匹以内。性能价格比高，由于热泵热水器本身的能效比高，故本实用新型更适用于大水量的场所，拓展了用途。适应各种场所的用水量需要，在用水量较小时只需要开一二台机组，亦能保证较高的效率。

                          附图说明

图1是本发明结构示意图

图2是本发明密封结构示意图(外锁紧螺柱)

图3是本发明密封结构示意图(内锁紧螺柱)

图4是本发明密封结构示意图(过渡锁紧螺母与绝缘套管一体化，紧圈密封)

图5是本发明密封结构示意图(过渡锁紧螺母与绝缘套管一体化)

图6是本发明多组换热器的水箱

水箱钢板1、绝缘密封套管2、焊接螺柱3、密封螺母4、锁紧螺母5、紧圈6、换热器7、锁紧螺柱8、绝缘垫9，热泵机组10。

                          具体实施方式

图1中：外侧设有亦作为垫圈的过渡锁紧螺母，带止挡凸边的密封螺母4锁住过渡锁紧螺母与焊接螺柱3螺接；在过渡锁紧螺柱8外侧设紧圈及锁紧螺母，过渡锁紧螺柱与锁紧螺母螺接。密封螺母在最外侧通过与焊接螺柱螺接，从而亦使绝缘密封套管2在换热器出口处密封。

图2、3是对图1结构的改进：外侧设有亦作为垫圈的过渡锁紧螺母，带止挡凸边直径较大，密封螺母4锁住过渡锁紧螺母与焊接螺柱3螺接；在过渡锁紧螺母外侧设的紧圈及锁紧螺母，过渡锁紧螺母与锁紧螺母螺接。从而亦使绝缘密封套管2在换热器出口处密封。

图2与图3的区别是：锁紧螺柱在图2中是外锁紧螺柱，图3中是外锁紧螺柱内锁紧螺柱)

套管法兰外侧固接一密封舌可以更加保证密封。

过渡锁紧螺母与绝缘套管可以是分体的或一体的，如图4和图5。

所述焊接螺柱与水箱钢板的腐蚀电位相同或相近。

如图5所示，是一个基本结构。换热器出管直接伸出水箱壁，水箱钢板1换热器出管处(水箱外壁)焊接一只焊接螺柱3、绝缘密封套管2套在换热器出管上，此套管至少接一法兰，此法兰盖在水箱钢板1换热器出管口，法兰外侧套有焊接螺柱3或一只垫圈，其外侧再套有带的止挡凸边的密封螺母4与焊接螺柱3螺接，止卡台阶收紧焊接螺柱3或垫圈，从而使绝缘密封套管2在换热器出口处密封。焊接螺柱3或垫圈设定为绝缘材料制成，或将密封螺母4的止挡凸边与焊接螺柱3或垫圈的接触处设有绝缘层。

图5中垫圈的与密封螺母接触的面制成具有锥度形结构，密封螺母止挡凸边的形状亦与垫圈锥度制成反锥度形结构。得到一收缩且收紧的密封，保证密封力，用于保证水箱一定压力下的承压。

图4是图5的结构再加一紧圈结构。

绝缘垫9、绝缘密封套管2组合与换热器与水箱钢板之间绝缘。绝缘密封套管2一般采用耐温达100℃以上的绝缘材料制成，典型的氟塑料或橡胶、硅橡胶等。绝缘密封套管2需要材料有一定的变形用于密封，绝缘垫9选择的面更宽，还可以采用聚砜、聚苯硫醚PPS等材料。锁紧螺母5、紧圈6、锁紧螺柱8与换热器7的腐蚀电位相同或相近，组成密封系统，水箱钢板1焊接螺柱3的腐蚀电位相同或相近。

另一种实施例是：为了保证换热器的出管轴上密封，法兰外侧设有亦作为垫圈的过渡锁紧螺母，外侧是套在换热器出管上的紧圈、紧圈外侧是带止挡凸边的密封螺母4与焊接螺柱3螺接，止卡台阶收紧紧圈。同时也收紧锁紧螺母。

冷凝盘管换热器的材料可为铜、不锈钢及铁合金等。不同材料之间要考虑到腐蚀等问题。

图6中实施例为8组冷凝盘管置于水箱内，每个机组1200W，则总装机功率为10000W。价格不足大机组的一半。多组换热器7以上述方式内置于水箱内，保证出水管，当热泵机组10工作时，功率负荷低，并能保证工作机组侧的热水先输出。

绝缘密封套管2亦可以采用双层或多层密封圈，可以活塞环的结构覆盖，保证更好的密封效果。采用聚四氟乙烯或硅橡胶等耐温绝缘材料。PP等高分子绝缘材料也可以使用。

换热器出管与管道连接采用多种方式：焊接式，典型的如铜焊、铜连接管的压力接触式，可以密封且耐热泵工质，水箱为承压式，盘管式换热器在水压下工作，由于内部需要有水压力，盘管换热器不能被压出。

Claims (8)

1、一种热泵热水器，包括热泵型空调热水器压缩机及蒸发器、水箱、冷凝盘管构成换热器；换热器置于水箱内，水箱内换热器的出口具有如下密封结构，换热器出管直接伸出水箱壁，其特征是水箱金属板(1)在换热器出管处固接焊接螺柱(3)，设有绝缘密封套管(2)套在换热器出管上，此套管至少固接一法兰，此法兰盖在水箱金属板(1)换热器出管口，法兰外侧设有垫圈或直接与焊接螺柱(3)接触，垫圈或法兰外侧再设有带止挡凸边的密封螺母(4)与焊接螺柱(3)螺接，止档凸边收紧焊接螺柱(3)时收紧法兰或垫圈。

2、根据权利要求1所述的热泵热水器，其特征是垫圈设定为绝缘材料，或将密封螺母(4)的止挡凸边与垫圈的接触处设有绝缘层。

3、根据权利要求1或2所述的热泵热水器，其特征是垫圈制成具有锥度形结构，密封螺母止挡凸边的形状与锥度垫圈匹配成反锥度形结构。

4、根据权利要求1或2所述的热泵热水器，其特征是法兰外侧设亦作为垫圈过渡的锁紧螺柱(8)，外侧是套在换热器出管上的紧圈、紧圈外侧是带止挡凸边的密封螺母(4)与焊接螺柱(3)螺接，止挡凸边收紧紧圈。

5、根据权利要求1或2所述的热泵热水器，其特征是法兰外侧设有亦作为垫圈的过渡锁紧螺柱，带止挡凸边的密封螺母(4)锁住过渡锁紧螺柱与焊接螺柱(3)螺接；在过渡锁紧螺柱(8)外侧设有紧圈及锁紧螺母，过渡锁紧螺母与锁紧螺母螺接。

6、根据权利要求4所述的热泵热水器，其特征是过渡锁紧螺柱(8)与绝缘密封套管是一体的。

7、根据权利要求1或2所述的热泵热水器，其特征是绝缘密封套管法兰外侧接一密封舌。

8、根据权利要求1或2所述的热泵热水器，其特征是水箱内设有2-10组组冷凝盘管。

Images