CN201069284Y - 贮水式换热水箱 - Google Patents

Abstract

一种贮水式换热水箱，包括：外胆和内胆，所述内胆设置在外胆内，所述外胆的壳体具有一定厚度，所述内胆内填充有导热介质，一冷水管与一热水管分别由该外胆的壳体外部连通至外胆内部与内胆外部之间的贮水空间，所述内胆设有连通至外胆壳体外部的供导热介质循环流动的上循环管和下循环管。本实用新型可提高换热水箱的结构强度，使换热水箱可承受较大的压力而不变形，同时具有换热面积较大且换热水箱不易被腐蚀的优点。

Description

贮水式换热水箱

【技术领域】

本实用新型是关于一种换热器，特别是关于一种贮水式换热水箱。

【背景技术】

现有太阳能热水器是将太阳能集热器连接于换热水箱上，通过换热水箱对冷水进行加热，之后，将热水输送至室内的盥洗设备，以备使用。现有的换热水箱通常可分为两种，一种是夹套式换热水箱，另一种是内置盘管式换热水箱。

如图1所示，夹套式换热水箱100具有贮水用的内胆120，以及一外胆110，该外胆110的外胆皮111与内胆120的内胆皮121之间形成一包覆在内胆120外的夹层130，所述夹层130内填充有液态的导热介质(通常可为乙二醇)，所述夹层130的容积小于内胆120的容积。通过连接于夹层130与太阳能集热器之间的上、下循环管道112、113可实现导热介质的循环，而通过连接于内胆120的冷、热水管122、123可实现向换热水箱100注入冷水和从换热水箱100导出热水的功能。所述夹套式换热水箱100利用温差产生的重力差自然循环原理从而实现了导热介质的自然循环。其具有换热面积大，不需要外加压力(例如：泵加压)便可实现导热介质自然循环的优点。然而其缺点也较为明显，其缺点在于：外胆皮111和内胆皮121不能承受过高的压力，当压力过高时会将外胆皮111胀裂或是将内胆皮121压瘪。在常时间不释放热水时，换热水箱的导热介质将持续升温，夹层130内的内压随之持续升高，而可能导致换热水箱100损坏的问题。另外，由于外胆皮111和内胆皮121不能承受过高压力，所以，不能使用泵对导热介质进行辅助加压循环，因此，该夹套式换热水箱100的安装位置被限制于只能在距离集热器较近的位置，而不能满足特殊安装环境的需要。

如图2所示，内置盘管式换热水箱200具有一用于贮水并进行热交换的水箱壳体210，水箱壳体210内设置有供导热介质循环流动的换热盘管220，水箱壳体210内的水可以通过与换热盘管220直接接触而可以与换热盘管220内的导热介质进行热交换。该水箱壳体210连接有供冷水注入的冷水管212和供热水导出的热水管213，换热盘管220则具有与集热器连接的上、下循环管221、222以供导热介质进行循环。该内置盘管式换热水箱200需要在换热盘管220与集热器之间的上、下循环管221、222上设置泵从而对导热介质进行强制循环换热。该内置盘管式换热水箱200的优点是集热器与水箱之间的安装距离可以进行调整，以满足安装环境的需要，同时由于换热盘管220通常是由导热效果较佳的金属铜制成，因此其还具有可承受较大压力的优点。然而其缺点也较为明显，其缺点在于：为了克服换热盘管220内部的阻力，必须加装泵进行强制循环，并且需要金属铜制造换热盘管220，因此其制造成本高昂；同时，由于水箱壳体210与换热盘管220分别由不同的金属材料制成(例如：水箱壳体由不锈钢板制成，换热盘管由铜制成)，所以在热水同时浸泡的条件下，不同金属之间的电位差将导致金属被很快腐蚀，从而对换热水箱造成损坏；另外，由于采用盘管式换热方式，因此，其换热面积较小，影响换热效率。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是在于提供一种贮水式换热水箱，可提高换热水箱的结构强度，使换热水箱可承受较大的压力而不变形，同时具有换热面积较大且换热水箱不易被腐蚀的优点。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种贮水式换热水箱，包括：外胆和内胆，所述内胆设置在外胆内，其特征在于：

所述内胆内填充有导热介质，

一冷水管与一热水管分别由该外胆的壳体外部连通至外胆内部与内胆外部之间的贮水空间，所述内胆设有连通至外胆壳体外部的供导热介质循环流动的上循环管和下循环管。

所述的贮水式换热水箱，其特征在于：还包括用于向内胆内灌注导热介质的导热介质灌装管，所述导热介质灌装管由外胆壳体外部穿伸入内胆的内部。

所述的贮水式换热水箱，其特征在于：该外胆和该内胆是由相同的材料制成。

所述的贮水式换热水箱，其特征在于：该外胆和该内胆是由不锈钢板制成，该外胆和该内胆的胆壁厚度为1毫米至1.5毫米。

所述的贮水式换热水箱，其特征在于：该外胆和该内胆是由搪瓷钢板制成，在外胆内壁表面和内胆外壁表面形成有搪瓷层，该外胆和该内胆的胆壁厚度为1.5毫米至2.5毫米。

所述的贮水式换热水箱，其特征在于：所述冷水管、热水管、上循环管、下循环管和导热介质灌装管的位于外胆与内胆之间部分的表面形成有搪瓷层。

所述的贮水式换热水箱，其特征在于：所述内胆容积小于内胆与外胆之间的贮水空间容积。

所述的贮水式换热水箱，其特征在于：所述外胆内壁表面与内胆外壁表面设有防腐层。

所述的贮水式换热水箱，其特征在于：所述外胆位于壳体底部的位置还设有一连接辅助加热设备的连接部。

所述的贮水式换热水箱，其特征在于：所述上循环管和下循环管与集热器连通形成循环管路。

综合上述说明可知，本实用新型的贮水式换热水箱采用了“胆中胆”式的换热水箱结构，从而提高了换热水箱的结构强度，使换热水箱可承受较大的压力(至少可承受20kgf/cm²的压力)而不变形。本实用新型的贮水式换热水箱可进行自然循环(不需要泵进行加压)，也可进行强制循环(利用泵进行加压)，从而可根据安装环境的需要来设置换热水箱与集热器之间的距离。

【附图说明】

图1是现有夹套式换热水箱的构造示意图。

图2是现有内置盘管式换热水箱的构造示意图。

图3是本实用新型贮水式换热水箱的构造示意图。

图4是本实用新型贮水式换热水箱的正面局部剖视图。

图5是本实用新型贮水式换热水箱的俯视图。

图6是图5的A-A剖视图。

图7是图3中的B部分剖视放大图。

【具体实施方式】

为了能够使本实用新型的技术特征和功能、优点更容易被理解，现通过较佳实施例配合附图加以说明。

本实用新型的一种贮水式换热水箱实施例，如图3至图6所示所述贮水式换热水箱300，包括：一外胆310与一设置在该外胆内的内胆320，所述外胆310具有一壳体311，该壳体311具有一定厚度，所述壳体311的厚度足以在对导热介质强制泵压循环状态下保证外胆310不会变形。所述外胆310位于壳体311底部的位置还可设置一连接部340，用以连接一辅助加热设备(例如：电加热器)。该壳体311内部中空，一冷水管312与一热水管313分别由该壳体311外部连通至壳体311内部，利用该冷水管312可向外胆310内注入冷水以供加热，而利用热水管313可将加热后的热水导出，以供使用。所述冷水管312和热水管313是由该壳体311底部连通至该外胆310与内胆320之间的贮水空间，并且该热水管313穿伸入该外胆310的开口端位于该外胆310的上部，该冷水管312连通至该外胆310的开口端位于该外胆310的下部。由于温度高的水总是位于整个水体的上层，而温度低的水总是位于整个水体的下层，因此，位于该外胆310上部的热水管313开口端可导引外胆310内的热水流出外胆310，同时避免未被加热的冷水自热水管313导出。

如图4、5所示，所述外胆310内设置可供导热介质(通常可为乙二醇)存储以及流动的圆筒状的内胆320，从而形成一“胆中胆”式的换热水箱结构。所述内胆320是与壳体311轴向平行的设置于靠近壳体311内壁的位置，该内胆320设有连通至该壳体311外部的上循环管321和下循环管322，该上循环管321是用于将经过集热器加热后的导热介质导入内胆320内部，以提供高温热源，而下循环管322是用于将已完成换热过程的低温导热介质导出内胆320，并输送回集热器再次加热。所述上循环管321和下循环管322是由该内胆320底部连通至该内胆320内，并且该上循环管321穿伸入该内胆320的开口端位于该内胆320的上部，该下循环管322连通至该内胆320的开口端位于该内胆320的下部，与上述同理，下循环管322可收集已完成换热过程的低温导热介质并将其导出内胆320，同时避免高温导热介质被导入下循环管320。由于存储有导热介质的内胆320设置在存储有大量水的外胆310内部，也就是说内胆320周围被水包围，可通过高效的热交换而缓解内胆内部的压力升高，同时，外胆310内的水对内胆320外壁具有一定强度的水压，可辅助内胆320承受换热介质对内胆320内壁的压力，从而提高了换热水箱的结构强度，使换热水箱可承受较大的压力而不变形。

如图4、5、6所示，一用于将导热介质灌注于该内胆320内部的导热介质灌装管330，其是由该壳体311外部穿伸入内胆320内部，在进行日常维护过程中，可通过导热介质灌装管330开设在壳体311外侧的导热介质灌装口331，将导热介质灌注入该内胆320中，以弥补日常操作中损失的导热介质，从而保持良好的换热效果。需要说明的是在内胆320中灌注的导热介质的量应适当，过多或过少的灌注导热介质都会影响换热器的换热效率。通常换热设备是利用少量的换热介质与大量的水进行热交换，以提高换热效率，减少能量损失，如图4所示，本实用新型也可利用这一原理，使内胆容积小于内胆与外胆之间的贮水空间容积。

该外胆310和该内胆320可以由相同的材料制成，通过采用相同的材料制作外胆310和内胆320可避免因材料之间电位差而产生的材料腐蚀现象。在本实施例中，该外胆310和该内胆320是由搪瓷钢板制成，在外胆310的壳体311内壁表面和内胆320的外壁表面形成有搪瓷层。所述搪瓷钢板是一种公知材料，其是在钢板表面上高温烧结搪瓷，使钢材板面形成致密釉层，与钢板界面离子之间互相渗透，混合形成一定厚度的扩散层，加大了搪瓷面的附着强度。所述搪瓷钢板具有瓷面光滑、容易清洗，且耐腐蚀的优点，同时，钢板组装结构不易变形、抗震性强、抗冲击力大。当然，本实用新型其他实施例中的外胆310和该内胆320也可由不锈钢板制成。结合上述，由于只要在外胆310内壁和内胆320外壁之间注入液体时避免产生电位差就可防止内胆310外壁和外胆320内壁的腐蚀，故而，本实用新型的内胆320和外胆310也可由不同的材料制成，而此时，只要在外胆310内壁和内胆320外壁上设置电位相同(或材料相同)的防腐层，也可达到防腐的效果。设置防腐层的方法可采用电镀、喷涂等多种方式。

另外，如图7所示，由于在对本实用新型内胆320内的导热介质进行强制加压循环时，该外胆310和该内胆320都将承受强制加压所产生的压力，故而，该外胆310和该内胆320都需要具有一定的胆壁厚度(即以下所述采用材料的厚度)，以承受该压力。若采用不锈钢板制造该外胆310和该内胆320，则需要根据换热水箱容积规格的大小采用1毫米至1.5毫米厚的不锈钢板，例如，在制造80升至160升容积规格的换热水箱时可以采用厚度为1.2毫米的不锈钢板；若采用搪瓷钢板制造该外胆310和该内胆320，则需要根据换热水箱容积规格的大小采用1.5毫米至2.5毫米厚的搪瓷钢板，例如，在制造80升至160升容积规格的换热水箱时可以采用厚度为2.0毫米的搪瓷钢板。

综合上述说明可知，本实用新型的贮水式换热水箱300由于其采用了上述“胆中胆”式的换热水箱结构，从而提高了换热水箱的结构强度，使换热水箱可承受较大的压力(至少可承受20kgf/cm²的压力)而不变形。由于整体结构强度的提高，本实用新型的贮水式换热水箱300的导热介质可进行自然循环(不需要泵进行加压)，也可进行强制循环(利用泵进行加压)，从而可根据安装环境的需要来设置换热水箱与集热器之间的距离。同时，通过采用相同的材料制作外胆310和该内胆320可避免因材料之间电位差而产生的材料腐蚀现象，可延长产品的使用寿命。

Claims (14)

1.一种贮水式换热水箱，包括：外胆和内胆，所述内胆设置在外胆内，其特征在于：

所述内胆内填充有导热介质，

一冷水管与一热水管分别由该外胆的壳体外部连通至外胆内部与内胆外部之间的贮水空间，所述内胆设有连通至外胆壳体外部的供导热介质循环流动的上循环管和下循环管。

2.如权利要求1所述的贮水式换热水箱，其特征在于：还包括用于向内胆内灌注导热介质的导热介质灌装管，所述导热介质灌装管由外胆壳体外部穿伸入内胆的内部。

3.如权利要求1所述的贮水式换热水箱，其特征在于：该外胆和该内胆是由相同的材料制成。

4.如权利要求3所述的贮水式换热水箱，其特征在于：该外胆和该内胆是由不锈钢板制成。

5.如权利要求4所述的贮水式换热水箱，其特征在于：该外胆和该内胆的胆壁厚度为1毫米至1.5毫米。

6.如权利要求5所述的贮水式换热水箱，其特征在于：该外胆和该内胆的胆壁厚度为1.2毫米。

7.如权利要求3所述的贮水式换热水箱，其特征在于：该外胆和该内胆是由搪瓷钢板制成，在外胆内壁表面和内胆外壁表面形成有搪瓷层。

8.如权利要求7所述的贮水式换热水箱，其特征在于：该外胆和该内胆的胆壁厚度为1.5毫米至2.5毫米。

9.如权利要求8所述的贮水式换热水箱，其特征在于：该外胆和该内胆的胆壁厚度为2毫米。

10.如权利要求7所述的贮水式换热水箱，其特征在于：所述冷水管、热水管、上循环管、下循环管和导热介质灌装管的位于外胆与内胆之间部分的表面形成有搪瓷层。

11.如权利要求1所述的贮水式换热水箱，其特征在于：所述内胆容积小于内胆与外胆之间的贮水空间容积。

12.如权利要求1所述的贮水式换热水箱，其特征在于：所述外胆内壁表面与内胆外壁表面设有防腐层。

13.如权利要求1所述的贮水式换热水箱，其特征在于：所述外胆位于壳体底部的位置还设有一连接辅助加热设备的连接部。

14.如权利要求1所述的贮水式换热水箱，其特征在于：所述上循环管和下循环管与集热器连通形成循环管路。

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