CN201237365Y - 一种换热器及采用该换热器的热水器水箱 - Google Patents

Abstract

一种换热器及采用该换热器的热水器水箱，换热器具有至少两个换热盘管单元，它们采用串联或并联或串并联结合的方式呈层状排列。换热器浮动设置在水箱内部的冷凝器上方，水箱由整体结构的箱体和箱盖所组成，一端贯穿箱盖的冷水进管和热水出管分别连通换热器的下部换热盘管单元和上部换热盘管单元的接口，水箱内还设置有测温盲管以及与外部主机相连的测温元件；另于箱体的下部侧壁或底壁上开有一排污口，上部侧壁上开有溢流孔。本实用新型具有传热充分、换热量大、换热效率高、水箱漏水几率少等的优点。

Description

一种换热器及采用该换热器的热水器水箱

技术领域

本实用新型涉及一种过水加热式介质-水换热器结构，以及采用该换热器制得的热水器水箱结构。

背景技术

非承压换热式电热水器将传统电热水器的储水式加热结构改为过流式加热结构，并在水箱容器内通过导热介质来进行热交换，由此提高了热水质量和水箱的安全性。

如中国专利2006200734858、2007201093009都公开了一种非承压换热式热水器结构，但该两专利所述的换热器均采用加工简单的螺旋盘管结构，使用时冷水从盘管底部进入、螺旋形上升到上部，经外部动力加压送出，此结构的螺旋盘管与箱体之间存在较大空间，不能够充分利用介质热量，存在热量交换不完整的缺点；同时水箱壁上开设的孔位较多，存在漏水的几率比较大。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种可以充分的利用介质的热量、提高换热效率、同时又可以减少水箱漏水几率的换热器结构。

本实用新型的又一目的是要提供一种采用上述换热器制得的热水器水箱结构。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：本换热器，包括由换热管绕成盘状构成的换热盘管单元，在绕成盘状的相邻换热管之间留有间隔，其特征是它具有至少两个换热盘管单元，它们采用串联或并联或串并联结合的方式呈层状排列。

上述结构的换热器，其还包括有一冷水进管和一热水出管，其中冷水进管采用隔热材料制成，它连通设置在下部换热盘管单元的冷水进口，热水出管连通设置在上部换热盘管单元的热水出口。且所述的冷水进管与热水出管呈与换热盘管单元所在平面相垂直设置。

所述的换热管可以呈圆形、方形或多边形盘绕，相应地盘绕成的换热盘管单元呈圆形、方形或多边形等。

所述的换热盘管单元的各圈换热管可以均处于同一水平面上；各换热管单元通过外接连接管串联或并联或串并联后呈层状排列。

亦可以，除了内圈和外圈以外的中间各圈换热管均处于同一水平面上；所述的内圈和外圈的端头成形为适于相邻换热盘管单元连接或外接连接管连接的呈向上或向下的凸伸状。

所述的换热管可以采用圆管或腰形管或椭圆形管或多头螺旋管等。

采用上述层状结构的换热器制得的热水器水箱，它包括水箱，并于水箱内部充填有适量的换热介质，在水箱内部的下方设置有通过冷媒进管和冷媒出管与外部主机相连的冷凝器，在冷凝器的上方浮动设置有换热器，与换热器下部换热盘管单元连接贯通的冷水进管和与换热器上部换热盘管单元连接贯通的热水出管，它们的一端均伸出于水箱外，水箱内还设置有侧温盲管以及装于测温盲管内的与外部主机相连的测温元件；另于所述的水箱的下部侧壁或底壁上开有一排污口，上部侧壁上开有溢流孔。

所述的水箱可以是由一箱体和箱盖所组成，其中箱体为整体结构，其顶部敞开，箱盖密封盖合在箱体的顶部敞开部位；所述的排污口、溢流口开设在箱体上，而于箱盖上至少开设有可供冷媒进管、冷媒出管、冷水进管、热水出管、测温盲管通过的孔以及与大气相通的排气孔，其中供冷水进管通过的孔位于箱盖的中心，所述的冷水进管垂直设置在水箱的中心。

所述的换热器也可以采用多组，相互并联，并且并联后下部形成一冷水进管接口，上部形成一热水出管接口。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过将目前的螺旋式介质-水换热盘管结构改为层状结构，具有传热充分、换热量大、换热效率高等的优点；并且采用层状结构换热器做成的水箱，使箱体上的开口减少，将所有进出管道均布置于箱盖上，保证了箱体的密封性，减少箱体漏水的几率，可确保水箱长期安全可靠的工作；而冷水进管直接将冷水送入下部换热盘管，减少了中间热传递，可确保排出水温度不受进水管的影响；采用瞬间过水加热方式，可确保出水水质等同于进水水质。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为圆形换热盘管单元外形示意图。

图3为由图2所示多个圆形换热盘管单元串联成的层状结构换热器外形示意图。

图4为方形换热盘管单元外形示意图。

图5为由图4所示多个方形换热盘管单元串联成的层状结构换热器外形示意图。

图6为另一方形换热盘管单元外形示意图。

图7为由图6所示多个方形换热盘管单元串联成的层状结构换热器外形示意图。

图8为本实用新型与热泵主机相连的示意图

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

结合图1、图8所示，本热水器水箱主要包括有水箱4、介质-水换热器3以及冷凝器2(热泵冷媒-介质换热器)，其中：

水箱4是由箱体和箱盖所组成，其内部充填有适量的换热介质，换热介质可采用水或盐水或导热油等。而水箱的箱体采用塑料整体成型，其顶部敞开，下部侧壁或底壁开有一排污口1，排污口引出有排污管11，为减少箱体漏水几率，排污口与排污管采用热熔连接，排污管另一出口采用机械密封。箱体上部侧壁上开有溢流孔5。箱盖密封盖合在箱体顶部的敞开部位，其上至少开设有可供冷媒进管10、冷媒出管9、冷水进管7、热水出管6、测温盲管8通过的孔以及与大气相通的排气孔，其中供冷水进管7通过的孔位于箱盖的中心部位。测温盲管8封闭的一端穿过箱盖上的孔后伸入箱体内，而伸出端固定在箱盖上、其内部设置的测温元件与外部主机12相连。

介质-水换热器3以及冷凝器2(热泵冷媒-介质换热器)位于水箱4的内部，其中冷凝器2位于介质-水换热器3的下方，它采用螺旋结构的盘管换热器，通过其上的冷媒进管10与冷媒出管9分别穿过箱盖上的孔后与外部主机12相连。其中，冷媒进管10、冷媒出管9和冷凝器为一次成型的整体结构。

介质-水换热器3浮动设置在冷凝器2的上方，它是由多个换热盘管单元31串联而成，呈层状排列，并在换热器上连接有冷水进管7和热水出管6，其中热水出管6与位于最上层的换热盘管单元的出水接口相连，冷水进管7与位于最下层的换热盘管单元的进水接口相连，冷水进管7与热水出管6成竖立状态，垂直于换热盘管单元31的所在平面。冷水进管7和热水出管6的上端分别穿过箱盖上的相应孔后伸出于箱盖外，而冷水进管7要采用隔热、保温、耐温性能较好的工程塑料管，如PP-R管，而热水出管6则可采用工程塑料管或金属管。上述冷水进管7与热水出管6与换热器的金属管的连接均采用活结连接。

而构成层状换热器的换热盘管单元31是由换热管在同一水平面上或基本在同一水平面上绕成的盘状结构，并在相邻圈的换热管之间间隔均匀或基本均匀。所述换热管是采用换热性能良好的金属管，金属管的形状除了常用的圆形管外，也可以是腰形管、椭圆形管、多头螺旋管等。而金属管在绕成盘状时又可以采用不同方式，譬如按圆形、方形或多边形盘绕，则可以形成圆形、方形或多边形的换热盘管单元形状，其中图2、图4、图6就示出了本实用新型三种不同形状的换热盘管单元结构，其中图6所示的方形换热盘管单元各圈换热管均处于同一水平面上，这种换热盘管单元结构，在串联时可通过外接连接管32连接，外接连接管与换热管采用焊接的方式连接于一起；而图2、图4所示的圆形和方形换热盘管单元，除了内圈和外圈以外的中间各圈换热管均处于同一水平面上，而在内圈和外圈的端头成形为向上或向下的凸伸状，这种换热管盘单元结构在串联时可通过端头上凸伸管采用焊接的方式直接连接，当然根据具体情况亦可通过外接连接管连接。换热盘管单元除了上述三种外还可以做成其它形状。

图3、图5、图7是分别采用图2、图4、图6所示的换热盘管单元做成的三组换热器，它们各由数个换热盘管单元串联成多层状结构，层与层之间通过竖立的管过渡。但根据换热面积及流量的不同需求，换热器还可以有不同变型，它可以采用是由多个换热盘管单元并联后构成的多层状结构，也可以采用是由多个换热盘管单元串并联相结合的方式所构成的多层状结构。

而设置在水箱内的换热器，根据不同需求可以一组或多组换热器并联使用，但多组换热器并联后下部最好形成有一冷水进管接口，上部形成有一热水出管接口，这样冷水进管与热水出管可直接与接口相接。本图1中所示的换热器就是由两组换热器并联构成。但亦可采用不先形成接口的方式，只要将各组换热器的热水出口和冷水进口各自分别连通热水出管和冷水进管即可。

本层状结构的换热器其过水加热方式为：冷水进入后，首先进入换热器下部的换热盘管单元，在此单元内、过水较长时间的在同一层面内、充分的与介质的热量进行交换，同时，由于换热管的均匀布局可以减少同一层面介质的温度梯度，增加同一层面的换热效率；然后通过立管上升到第二个换热盘管单元吸收此层面的介质的热量，如此不断工作，最终将介质的上部与下部的温度差值增至最大，可以将不同层面的介质的热量充分吸收。

Claims (12)

1、一种换热器，包括由换热管绕成盘状构成的换热盘管单元，在绕成盘状的相邻换热管之间留有间隔，其特征在于：具有至少两个换热盘管单元，它们采用串联或并联或串并联结合的方式呈层状排列。

2、如权利要求1所述的换热器，其特征在于：它还包括有一冷水进管和一热水出管，其中冷水进管采用隔热材料制成，它连通设置在下部换热盘管单元的冷水接口，热水出管连通设置在上部换热盘管单元的热水出口。

3、如权利要求2所述的换热器，其特征在于：所述的冷水进管与热水出管呈与换热盘管单元所在平面相垂直设置。

4、权利要求1或2所述的换热器，其特征在于：所述的换热管呈圆形、方形或多边形盘绕，相应地盘绕成的换热盘管单元呈圆形、方形或多边形。

5、如权利要求4所述的换热器，其特征在于：所述的换热盘管单元的各圈换热管均处于同一水平面上；各换热管单元通过外接连接管串联或并联或串并联后呈层状排列。

6、如权利要求4所述的换热器，其特征在于：所述的换热盘管单元除了内圈和外圈以外的中间各圈换热管均处于同一水平面上；所述的换热管的两头成形为适于相邻换热盘管单元连接或外接连接管连接的呈向上或向下的凸伸状。

7、如权利要求1或2所述的换热器，其特征在于：所述的换热管采用圆管或腰形管或椭圆形管或多头螺旋管。

8、一种采用权利要求1至7任一项所述的换热器制得的热水器水箱，包括水箱，并于水箱内部充填有适量的换热介质，其特征在于：在所述的水箱内部的下方设置有通过冷媒进管和冷媒出管与外部主机相连的冷凝器，在冷凝器的上方浮动设置有换热器，与换热器下部换热盘管单元连接贯通的冷水进管和与换热器上部换热盘管单元连接贯通的热水出管，它们的一端均伸出于水箱箱盖外，水箱内还设置有测温盲管以及装于测温盲管内的与外部主机相连的测温元件；另于所述的水箱的下部侧壁或底壁上开有一排污口，上部侧壁上开有溢流孔。

9、如权利要求8所述的热水器水箱，其特征在于：所述的水箱是由一箱体和箱盖所组成，其中箱体为整体结构，其顶部敞开，箱盖密封盖合在箱体的顶部敞开部位；所述的排污口、溢流口开设在箱体上，而于箱盖上开设有可供冷媒进管、冷媒出管、冷水进管、热水出管、测温盲管通过的孔以及与大气相通的排气孔，其中供冷水进管通过的孔位于箱盖的中心，垂直设置在水箱的中心。

10、如权利要求8所述的热水器水箱，其特征在于：所述的换热器为一组以上相互并联，并且并联后下部形成一冷水进管接口，上部形成一热水出管接口。

11、如权利要求8所述的热水器水箱，其特征在于：所述的冷凝器采用螺旋结构的盘管换热器。

12、如权利要求8所述的热水器水箱，其特征在于：所述的换热介质采用水或盐水或导热油。

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