專利名稱：熱泵熱水器水箱及熱泵熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及熱泵熱水器領(lǐng)域，具體而言，涉及一種熱泵熱水器水箱及熱泵熱水器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，熱泵熱水器水箱包括水箱內(nèi)膽、盤繞在水箱內(nèi)膽外面的換熱管組件、 保溫層、水箱外殼，其中水箱內(nèi)膽外面的換熱管組件包括側(cè)面盤管和底面盤管，均用于水箱內(nèi)膽內(nèi)水的加熱。目前側(cè)面盤管的螺距有兩種，一種是等螺距的，即側(cè)面盤管在水箱內(nèi)膽外面從底端朝向頂端是按照同一螺距纏繞的；另一種是底部和上部螺距不等，以水箱內(nèi)膽上某一水平線為分界線，分界線以下按一種較小的螺距纏繞，分界線以上按較大的螺距纏繞。上述的兩種熱泵熱水器水箱中，第一種具有加熱時間長、上下水溫不均勻、能源效率低等缺陷，第二種雖然對以上缺陷有所改善，但仍存在加熱時間長、上下水溫不均勻、能源效率低的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型旨在提供一種加熱時間短且水溫均勻的熱泵熱水器水箱及熱泵熱水
ο為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種熱泵熱水器水箱，包括水箱內(nèi)膽；換熱管組件，包括側(cè)面盤管，沿螺旋線盤繞在水箱內(nèi)膽的側(cè)壁外側(cè)上，側(cè)面盤管具有第一端和第二端，側(cè)面盤管的第一端靠近水箱內(nèi)膽的底端，側(cè)面盤管的第一端具有冷媒出口，在沿水箱內(nèi)膽的底端朝向頂端的方向上，側(cè)面盤管的螺距逐漸增加。進(jìn)一步地，側(cè)面盤管的螺距逐漸增加呈線性變化。進(jìn)一步地，側(cè)面盤管在與水箱內(nèi)膽的底端高度差為氏處的螺距&通過以下公式獲
得忍=^^·〃ι+Ρ。，其中，Htl為側(cè)面盤管的盤繞高度，Ptl為靠近水箱內(nèi)膽的底端的側(cè)面 η 0
盤管的初始螺距，△ τ為以螺距Ptl進(jìn)行側(cè)面盤管的盤繞，盤繞高度為Htl時側(cè)面盤管兩端位置處水箱內(nèi)膽內(nèi)的水的溫差，α為修正系數(shù)，可通過實驗和/或計算得到，Px為距離水箱內(nèi)膽的底端高度差為Hx處的側(cè)面盤管的螺距。進(jìn)一步地，側(cè)面盤管的第二端靠近所述水箱內(nèi)膽的頂端，側(cè)面盤管的第一端和第二端均通過緊固夾與水箱內(nèi)膽的側(cè)壁外側(cè)連接。進(jìn)一步地，換熱管組件還包括底面盤管，以等螺距螺旋線方式盤繞在水箱內(nèi)膽的底壁上，底面盤管的第一端通過連接管與側(cè)面盤管的第二端連接，底面盤管的第二端具有冷媒進(jìn)口。進(jìn)一步地，底面盤管通過緊固支架與水箱內(nèi)膽的底壁接觸，緊固支架包括多個從水箱內(nèi)膽軸心線沿徑向延伸的分支架。[0012]進(jìn)一步地，底面盤管和緊固支架之間設(shè)有保溫緩沖件。進(jìn)一步地，側(cè)面盤管和/或底面盤管的橫截面呈圓形、D型、橢圓形或矩形。進(jìn)一步地，側(cè)面盤管為多根，每根側(cè)面盤管之間相互平行設(shè)置。進(jìn)一步地，側(cè)面盤管上與水箱內(nèi)膽的側(cè)壁外側(cè)接觸處設(shè)有導(dǎo)熱涂層。根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了一種熱泵熱水器，具有熱泵熱水器水箱，熱泵熱水器水箱為上述的熱泵熱水器水箱。應(yīng)用本實用新型的技術(shù)方案，充分利用冷媒在側(cè)面盤管中運行的規(guī)律，即冷媒先進(jìn)入側(cè)面盤管的第二端，再沿著側(cè)面盤管向下流動至側(cè)面盤管的第一端，因此冷媒在側(cè)面盤管的第二端溫度高，第一端溫度低，采用漸變式的螺距可以使水的加熱更加均勻。這樣， 有效改善了水箱內(nèi)膽內(nèi)冷熱水的對流，消除水溫不均勻的缺陷，從而縮短加熱時間、提高能源利用效率。

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。 在附圖中圖1示出了根據(jù)本實用新型的熱泵熱水器水箱的實施例的主視示意圖；圖2示出了圖1的熱泵熱水器水箱的另一角度的剖視示意圖；圖3示出了根據(jù)本實用新型的熱泵熱水器水箱內(nèi)水溫溫差與側(cè)面盤管螺距關(guān)系示意圖；以及圖4示出了圖1的熱泵熱水器水箱的仰視示意圖。
具體實施方式
需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本實用新型。圖1示出了根據(jù)本實用新型的熱泵熱水器水箱的實施例的主視示意圖，圖2示出了圖1的熱泵熱水器水箱的另一角度的剖視示意圖。結(jié)合參見圖1至圖2所示，從圖中可以看出，本實施例的熱泵熱水器水箱，包括水箱內(nèi)膽1和換熱管組件。其中，換熱管組件包括側(cè)面盤管2，具有第一端和第二端，該側(cè)面盤管2沿螺旋線盤繞在水箱內(nèi)膽1的側(cè)壁外側(cè)上，側(cè)面盤管2的第一端靠近水箱內(nèi)膽1的底端，側(cè)面盤管2的第一端具有冷媒出口，在沿水箱內(nèi)膽1的底端朝向頂端盤繞過程中，側(cè)面盤管2的螺距逐漸增加。在本實施例中，充分利用冷媒在側(cè)面盤管2中運行的規(guī)律，冷媒先進(jìn)入側(cè)面盤管2 的第二端，再沿著側(cè)面盤管2向下流動至側(cè)面盤管2的第一端，因此冷媒在側(cè)面盤管2的第二端溫度高，第一端溫度低，采用漸變式的螺距可以使水的加熱更加均勻。這樣，有效改善了水箱內(nèi)膽1內(nèi)冷熱水的對流，消除水溫不均勻的缺陷，從而縮短加熱時間、提高能源利用效率。側(cè)面盤管2的螺距逐漸增加可以為非線性變化的，或者，如圖3所示，優(yōu)選地，側(cè)面盤管2的螺距逐漸增加呈線性變化。線性變化也比其它函數(shù)關(guān)系的變化方式生產(chǎn)操作起來更容易。[0027]側(cè)面盤管2的螺距的確定分為實驗和計算、或二者相結(jié)合的方法。換熱管螺距的確定原則是，在整個熱泵的工作周期(即熱泵熱水器水箱從開始啟動到停機的整個加熱周期)內(nèi)，使水箱內(nèi)膽內(nèi)的水上下各部分的水溫盡可能一致，并在相同的材料用量下，使系統(tǒng)性能最佳。優(yōu)選地，側(cè)面盤管在與水箱內(nèi)膽的底端高度差為Hx處的螺距通過以下公式獲得
忍=^^ei^+ii。，其中，Htl為側(cè)面盤管的盤繞高度，Ptl為靠近水箱內(nèi)膽的底端的側(cè)面盤管 η 0
的初始螺距，△ τ為以螺距Ptl進(jìn)行側(cè)面盤管的盤繞，盤繞高度為Htl時側(cè)面盤管兩端位置處水箱內(nèi)膽內(nèi)的水的溫差，α為修正系數(shù)，可通過實驗和/或計算得到，當(dāng)螺距不變時，α = 0，Px為距離水箱內(nèi)膽的底端Hx處的側(cè)面盤管的螺距。修正系數(shù)α的確定具體為，一般給定一個初始值，例如α =0.05，以此計算側(cè)面盤管的螺距，再測得側(cè)面盤管兩端位置處水箱內(nèi)膽內(nèi)的水的溫差，如果溫差不符合要求，那么調(diào)整α的取值，增大或者減小，再次計算然后進(jìn)行試驗，直至得到合理的修正系數(shù)α的值。采用上述方法設(shè)計的熱泵熱水器水箱，舉例如下如果側(cè)面盤管數(shù)量為2根，側(cè)面盤管的盤繞高度為lm，當(dāng)側(cè)面盤管圈數(shù)為10圈時， 當(dāng)螺距為定值時，水箱內(nèi)膽內(nèi)上下部分的水溫差ΔΤ為2度。若盤繞高度和圈數(shù)不變，當(dāng)采用漸變螺距時，按上述的技術(shù)方案，水箱下部的起始螺距Ptl為25mm，經(jīng)過反復(fù)實驗獲得最優(yōu)性能推導(dǎo)出α = 0. 01，在水箱內(nèi)膽上某一高度處的螺距&為0. 02Hx+25mm，此時，水箱內(nèi)膽內(nèi)上下部分的水溫差趨近于預(yù)定值，該預(yù)定值可以為0. 1°C或0.05°C。由于各種復(fù)雜因素的影響，水溫差的預(yù)定值無法接近零，水溫差的預(yù)定值可以根據(jù)需要進(jìn)行選取。優(yōu)選地，側(cè)面盤管2的第一端和第二端均通過緊固夾8與水箱內(nèi)膽1的側(cè)壁外側(cè)連接，緊固夾8使得側(cè)面盤管2緊貼在水箱內(nèi)膽的側(cè)壁外表面上。優(yōu)選地，如圖4所示，換熱管組件還包括底面盤管6，以等螺距螺旋線方式盤繞在水箱內(nèi)膽1的底壁上，底面盤管6的第一端通過連接管4與側(cè)面盤管2的第二端連接，底面盤管6的第二端具有冷媒進(jìn)口。在位于側(cè)面盤管2的第一端的冷媒出口和位于底面盤管6 的第二端的冷媒進(jìn)口處均設(shè)有閥門5和閥門7，用于控制冷媒的進(jìn)出。圖中示出的實施例中，底面盤管6的第一端位于水箱內(nèi)膽1的周向邊緣處，通過一小段支管延伸至水箱內(nèi)膽1 的底面中心處，再以等螺距螺旋線方式盤繞在水箱內(nèi)膽1的底壁上。這樣，便于底面盤管6 與連接管4的焊接。優(yōu)選地，底面盤管6通過緊固支架10與水箱內(nèi)膽1的底壁連接，緊固支架10包括多個從水箱內(nèi)膽1軸心線沿徑向延伸的分支架。為了減少對底面盤管6的磨損和熱量的耗散，底面盤管6和緊固支架10之間設(shè)有保溫緩沖件。優(yōu)選地，側(cè)面盤管2和/或底面盤管6的橫截面呈圓形、D型、橢圓形或矩形。優(yōu)選地，側(cè)面盤管2和/或底面盤管6的材質(zhì)為銅或者鋁合金，上述材質(zhì)的導(dǎo)熱性能更好。側(cè)面盤管2可以根據(jù)需要設(shè)置一根或者多根，當(dāng)設(shè)置多根時，每根側(cè)面盤管2之間相互平行設(shè)置，如圖1所示，本圖所示出的實施例中，側(cè)面盤管包括側(cè)面盤管2和側(cè)面盤管 3。另外，需要注意的是，如圖2所示，水箱內(nèi)膽1的側(cè)壁上安裝有多個接頭9，在進(jìn)行側(cè)面盤管2的盤繞時，需要避開接頭9，也就是說，避讓處的螺距可以適當(dāng)變大。[0037]優(yōu)選地，為了加強導(dǎo)熱效果，側(cè)面盤管2上與水箱內(nèi)膽1的側(cè)壁外側(cè)接觸處設(shè)有導(dǎo)
熱涂層。上述實施例的側(cè)面盤管在加工裝配時，可以分為以下幾個步驟第一步將平行的側(cè)面盤管2和側(cè)面盤管3的第一端用緊固夾8固定在水箱內(nèi)膽 1上；第二步按照設(shè)定好的速度等參數(shù)將側(cè)面盤管2和側(cè)面盤管3圍著水箱內(nèi)膽1側(cè)壁面纏繞，并以逐漸增大的螺距上升到水箱內(nèi)膽1上部另一緊固夾8的位置并固定，纏繞過程中，在側(cè)面盤管2和3與內(nèi)膽1壁面接觸的部位涂覆導(dǎo)熱物。第三步將底面盤管6用緊固支架10固定在內(nèi)膽1上，第一端通過連接管4與側(cè)面盤管2和3的上端連接，側(cè)面盤管2和側(cè)面盤管3的第一端與閥門5連接，底面盤管6的第二端與閥門7連接。本實用新型還提供了一種熱泵熱水器，具有上述的熱泵熱水器水箱。該熱泵熱水器加熱時間短、上下水溫均勻、能源效率高。關(guān)于熱泵熱水器的其他部分請參見現(xiàn)有技術(shù)， 在此不再贅述。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種熱泵熱水器水箱，包括水箱內(nèi)膽⑴；換熱管組件，包括側(cè)面盤管O)，沿螺旋線盤繞在所述水箱內(nèi)膽(1)的側(cè)壁外側(cè)上，所述側(cè)面盤管(2)具有第一端和第二端，所述側(cè)面盤管( 的第一端靠近所述水箱內(nèi)膽(1)的底端，所述側(cè)面盤管O)的第一端具有冷媒出口，其特征在于，在沿所述水箱內(nèi)膽(1)的底端朝向頂端的方向上，所述側(cè)面盤管( 的螺距逐漸增加。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵熱水器水箱，其特征在于，所述側(cè)面盤管( 的螺距逐漸增加呈線性變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱泵熱水器水箱，其特征在于，所述側(cè)面盤管( 在與所述水箱內(nèi)膽(1)的底端高度差為Hx處的螺距Px通過以下公式獲得
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵熱水器水箱，其特征在于，所述側(cè)面盤管( 的第二端靠近所述水箱內(nèi)膽(1)的頂端，所述側(cè)面盤管O)的第一端和第二端均通過緊固夾(8)與所述水箱內(nèi)膽(1)的側(cè)壁外側(cè)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵熱水器水箱，其特征在于，所述換熱管組件還包括底面盤管(6)，以等螺距螺旋線方式盤繞在所述水箱內(nèi)膽(1)的底壁上，所述底面盤管 (6)的第一端通過連接管(4)與所述側(cè)面盤管( 的第二端連接，所述底面盤管(6)的第二端具有冷媒進(jìn)口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱泵熱水器水箱，其特征在于，所述底面盤管(6)通過緊固支架(10)與所述水箱內(nèi)膽(1)的底壁接觸，所述緊固支架(10)包括多個從所述水箱內(nèi)膽 (1)軸心線沿徑向延伸的分支架。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱泵熱水器水箱，其特征在于，所述底面盤管(6)和緊固支架 (10)之間設(shè)有保溫緩沖件。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱泵熱水器水箱，其特征在于，所述側(cè)面盤管( 和/或所述底面盤管(6)的橫截面呈圓形、D型、橢圓形或矩形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵熱水器水箱，其特征在于，所述側(cè)面盤管( 為多根，每根所述側(cè)面盤管( 之間相互平行設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵熱水器水箱，其特征在于，所述側(cè)面盤管( 上與所述水箱內(nèi)膽(1)的側(cè)壁外側(cè)接觸處設(shè)有導(dǎo)熱涂層。
11.一種熱泵熱水器，具有熱泵熱水器水箱，其特征在于，所述熱泵熱水器水箱為權(quán)利要求1至10中任一項所述的熱泵熱水器水箱。
專利摘要本實用新型提供了一種熱泵熱水器水箱和熱泵熱水器，其中，熱泵熱水器水箱包括水箱內(nèi)膽(1)；換熱管組件，包括側(cè)面盤管(2)，沿螺旋線盤繞在水箱內(nèi)膽(1)的側(cè)壁外側(cè)上，側(cè)面盤管(2)具有第一端和第二端，側(cè)面盤管(2)的第一端靠近水箱內(nèi)膽(1)的底端，側(cè)面盤管(2)的第一端具有冷媒出口，在沿水箱內(nèi)膽(1)的底端朝向頂端的方向上，側(cè)面盤管(2)的螺距逐漸增加。本實用新型的熱泵熱水器水箱有效解決了加熱時間長、上下水溫不均勻、能源效率低的問題。
文檔編號F24H9/00GK202229408SQ20112031347
公開日2012年5月23日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者尹桂勤, 田云 申請人:珠海格力電器股份有限公司