水箱以及包括該水箱的熱泵熱水器和恒溫槽循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種水箱、熱泵熱水器和恒溫槽循環(huán)系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]水箱應用廣泛，例如應用在熱泵熱水器、恒溫槽循環(huán)系統(tǒng)等設備中。在熱泵熱水器中，壓縮機通過制冷劑使制熱盤管溫度升高；水箱作為儲水容器，水箱的水與制熱盤管進行熱傳遞以實現(xiàn)水加熱，加熱后的水輸出到用戶端供用戶使用。在恒溫槽循環(huán)系統(tǒng)中，水箱包括制冷水箱和恒溫水箱；壓縮機、制冷盤管和制熱盤管形成制冷劑循環(huán)通道使制冷盤管制冷，以及制熱盤管制熱；制冷盤管用于降低制冷水箱水溫；制冷水箱的水輸出到恒溫水箱中以保證恒溫水箱有足夠的水維持循環(huán)系統(tǒng)運作，同時制冷水箱輸出的水與恒溫水箱中原有的水混合、并可配合加熱器等加熱手段實現(xiàn)恒溫水箱的水溫調節(jié)。恒溫水箱將水充分混合使水溫均勻以實現(xiàn)供給用戶端穩(wěn)定溫度的目的。為實現(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)的冷凝熱回收，目前有循環(huán)系統(tǒng)還包括制熱水箱，制熱水箱的水與制熱盤管進行熱傳遞以實現(xiàn)制熱盤管降溫，以及制熱水箱的水升溫。制熱水箱的水輸出到恒溫水箱中，可補充恒溫水箱的儲水量，可與恒溫水箱中原有的水混合以實現(xiàn)恒溫水箱進一步的水溫調節(jié)。
[0003]水箱可減緩水的流速使水與制熱盤管或制冷盤管進行較充分的熱傳遞以更好地實現(xiàn)水溫調節(jié)；同時水箱還提供儲存空間使水混合均勻，從而減少水溫溫差，避免輸出的水時冷時熱，達到穩(wěn)定輸出水溫的目的。目前水箱的換熱效率低，制熱盤管與水之間或者制冷盤管與水之間熱量不能及時進行熱量傳遞，使熱量大量損耗在外部環(huán)境中，從而降低了設備的能效轉換效率。此外，水箱中水流動緩慢，不能充分混合，因此水箱各個區(qū)域水溫不均勻，輸出端也難以做到水溫均勻的效果。熱泵熱水器中，水箱水溫不均勻會導致熱泵熱水器輸出的水時冷時熱，嚴重影響用戶使用舒適感。在恒溫槽循環(huán)系統(tǒng)中，水箱水溫不均勻會影響傳感器獲取溫度信息的準確性，因此循環(huán)系統(tǒng)不能快速、精確地調節(jié)到設定溫度。
【實用新型內容】
[0004]為克服現(xiàn)有技術中的缺點與不足，本實用新型的第一個目的在于提供一種可提高換熱效率、加快水的溫度調節(jié)速度和混合速度、出水口水溫穩(wěn)定的水箱；本實用新型的第二個目的在于提供一種能效高、出水水溫均勻穩(wěn)定的熱泵熱水器；本實用新型的第三個目的在于提供一種能效轉換效率高、可提高控制精度和反應速度的恒溫槽循環(huán)系統(tǒng)。
[0005]為了達到上述目的，本實用新型通過下述技術方案予以實現(xiàn):一種水箱，包括內膽；內膽的內部形成內膽容納腔；內膽下部和上部分別設有與內膽容納腔連通的進水口和出水口 ；其特征在于:內膽容納腔中設有擋件，以及縱向設置的金屬管；所述擋件設置在金屬管與進水口之間；擋件和進水口之間留有空隙一以實現(xiàn)內膽進水；金屬管的下端管口和擋件之間以及金屬管的上端管口與內膽容納腔腔壁分別留有空隙二和空隙三以實現(xiàn)水流通過金屬管進行循環(huán)。
[0006]本實用新型水箱可作為制冷水箱或者制熱水箱以使水溫降低或水溫升高。水箱可實現(xiàn)加強換熱，其工作原理是:水從進水口進入到內膽容納腔中，由于擋件引導，水繞過擋件的下側面后在金屬管的外部空間向上流動；由于水的密度隨溫度上升而降低，因此在內膽容納腔的上部，溫度較低的水產生下沉趨勢；由于有擋件阻擋，金屬管內部空間水壓較低，因此溫度較低的水通過金屬管內部空間向下流動，之后在金屬管下端管口流出與內膽容納腔下部的水混合，水在金屬管外部空間和內部空間形成環(huán)流。
[0007]擋件和金屬管使內膽容納腔形成水壓不同的區(qū)域，以實現(xiàn)水循環(huán)流動，可提高換熱效率，加快水的溫度調節(jié)速度和混合速度，有利于穩(wěn)定出水口水溫。水箱在開始或停止送水時，擋件可減緩“水錘”對內膽容納腔腔壁的危害。此外，擋件可避免水在進入水箱時直接沖擊金屬管的下端管口而擾亂環(huán)流形成，穩(wěn)定出水口水溫。金屬管可傳導熱量，有利于均勻水箱內部溫度，提升換熱效果。
[0008]優(yōu)選的方案是:所述金屬管內徑D的取值范圍為:25mm <內徑D ( 50mm。內徑D在該取值范圍內，一方面可避免內徑D過小導致金屬管的上端管口處表面張力過大，保證水能流入到金屬管的內部空間中；另一方面可避免內徑D過大，保證水在金屬管的上端管口處可形成漩渦吸入到金屬管的內部空間中，使金屬管的外部空間和內部空間形成環(huán)流。水在金屬管上端管口處可形成漩渦，還可加速水的混合，達到均勻水溫的目的。
[0009]所述擋件為呈薄板狀、向上凸出的擋件。該擋件的設計，可有效引導水流方向，以實現(xiàn)水在金屬管外部空間向上流動；同時可有效減緩水流對擋件的沖擊，提高擋件承受能力，延長使用壽命。
[0010]所述的擋件設置在金屬管與進水口之間是指，進水口為開口向上的進水口 ；所述擋件同時與進水口和金屬管的下端管口位置相對。這樣的設計可更好地使金屬管內部形成低水壓區(qū)域；同時避免水進入內膽容納腔時直接沖擊金屬管的下端管口。
[0011]水箱還包括出水管，出水管輸入端設置在內膽容納腔中，出水管輸出端延伸至內膽外；所述出水口是指設置在出水管輸入端、開口向上的出水口。出水口開口向上，可在出水口處形成漩渦加強水的混合從而輸出溫度更均勻的水；同時可帶動內膽容納腔中水的流動，有利于水充分混合。
[0012]所述出水口位于金屬管的上方或側上方。由于熱水密度較低，因此金屬管的上方或側上方的水溫較高；出水口設置在該處可得到溫度較高、水溫均勻的熱水。
[0013]一種包括上述水箱的熱泵熱水器，其特征在于:還包括壓縮機、外蒸發(fā)器和制熱盤管；壓縮機、外蒸發(fā)器和制熱盤管閉環(huán)連接形成制熱回路，其中制熱盤管用于加熱水箱中的液體。水箱應用到熱泵熱水器中，由于水在水箱中循環(huán)流動加熱，熱損少，具有良好的換熱效果，可維持穩(wěn)定的出水口水溫；因此本實用新型熱水器的能效高，出水水溫均勻穩(wěn)定。
[0014]所述的制熱盤管用于加熱水箱中的液體是指，采用如下兩種方案之一:(一)制熱盤管設置在水箱的內膽容納腔中，且金屬管位于制熱盤管圍繞形成的盤管空間中；(二)制熱盤管纏繞內膽的外部。第(一)種方案中，制熱盤管與水直接進行熱傳遞，可減少熱量損耗，提高能效轉換效率。第(二)種方案可避免制熱盤管生銹腐蝕，延長使用壽命。
[0015]一種恒溫槽循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:包括至少一個上述水箱。在恒溫槽循環(huán)系統(tǒng)中，水箱一般包括制冷水箱和恒溫水箱；為實現(xiàn)冷凝熱回收，還可包括制熱水箱。至少一個水箱采用上述水箱是指，所述制冷水箱、制熱水箱和恒溫水箱中的任一項或兩項以上采用上述水箱。將上述水箱應用到恒溫槽循環(huán)系統(tǒng)中，由于水箱具有加強換熱的功能，因此可提高循環(huán)系統(tǒng)的能效轉換效率；同時由于水箱出水口水溫均勻、穩(wěn)定，因此可避免影響傳感器獲取溫度信息的準確性，可提高循環(huán)系統(tǒng)的控制精度和反應速度。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下優(yōu)點與有益效果:
[0017]1、本實用新型水箱的擋件和金屬管使內膽容納腔形成水壓不同的區(qū)域，以實現(xiàn)水在金屬管的外部空間和內部空間形成環(huán)流，提高換熱效率，加快水的溫度調節(jié)速度和混合速度，有利于穩(wěn)定出水口水溫；
[0018]2、本實用新型水箱可減緩“水錘”對內膽容納腔腔壁的危害；可避免水在進入水箱時直接沖擊金屬管的下端管口而擾亂環(huán)流形成，穩(wěn)定出水口水溫；金屬管可傳導熱量，有利于均勻水箱內部溫度，提升換熱效果；
[0019]3、本實用新型水箱可避免金屬管內徑D過小而導致金屬管的上端管口處表面張力過大，保證水能流入到金屬管的內部空間中；同時可避免金屬管內徑D過大，保證水在金屬管的上端管口處可形成漩渦吸入到金屬管的內部空間中，使金屬管的外部空間和內部空間形成環(huán)流；
[0020]4、本實用新型水箱的擋件可有效引導水流方向，以實現(xiàn)水在金屬管外部空間向上流動；同時可有效減緩水流對擋件的沖擊，提高擋件承受能力，延長使用壽命；
[0021]5、本實用新型熱泵熱水器將本實用新型水箱作為熱水箱，能效高，出水水溫均勻穩(wěn)定;
[0022]6、本實用新型恒溫槽循環(huán)系統(tǒng)應用了本實用新型水箱的結構，可提高能效轉換效率，提高控制精度和反應速度。
【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型水箱的結構示意圖；
[0024]圖2是本實用新型熱泵熱水器的結構示意圖；
[0025]圖3是本實用新型恒溫槽循環(huán)系統(tǒng)