一種空氣能主機與太陽能水箱之間的換熱水箱的製作方法

2023-11-04 22:42:37

專利名稱：一種空氣能主機與太陽能水箱之間的換熱水箱的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於家用空氣能熱水器主機與太陽能熱水器水 箱之間的圓柱型立式換熱水箱，特別是把該換熱水箱垂直地安裝在太陽能熱水器水箱的下 面，並用水管把該換熱水箱與太陽能水箱連通，在不用循環水泵的情況下，通過自然循環， 把空氣能熱水器釋放到換熱器水箱中的熱量有效地傳遞到太陽能熱水器的水箱中對水進 行加熱。
背景技術：
目前，家用空氣能熱水器主機與太陽能熱水器水箱之間交換熱量的方 式有三種一是直接加熱，即把空氣能熱水器的換熱盤管直接放置在太陽能熱水器的儲水 箱內對水直接加熱；二是強制循環加熱，即用水循環空氣能熱水器主機通過水泵運行對太 陽能熱水器儲水箱中的水強制循環加熱；三是在家用空氣能熱水器主機與太陽能熱水器水 箱之間安裝臥式盤管換熱水箱，即在太陽能熱水器水箱下面安裝平行於太陽能水箱並與太 陽能水箱內膽連通的臥式罐形盤管換熱水箱，通過水的溫差自然循環對太陽能熱水器儲水 箱中的水加熱，這三種加熱方式存在下列不足一是若採用直接加熱的方式，因太陽能熱 水器產生的高溫熱水加快了換熱盤管被腐蝕、結垢的速度，降低了空器能熱水器的換熱效 率，縮短了整機壽命；二是若採用強制循環加熱，因增加了水泵使整機成本上升及故障增 多；三是若採用罐型臥式盤管換熱水箱自然循環加熱，因水在內膽軸向水平方向移動很慢， 被加熱的水沒有得到不同水平位置的螺旋換熱盤管持續加熱，故單位體積的水溫度上升較 慢，最高水位和最低水位的溫差並不大，所以加熱的效率不高。發明內容為克服現有技術的不足，本實用新型提供一種用於家用空氣能熱水器 主機與太陽能熱水器水箱之間交換熱量的圓柱型立式換熱水箱。所述的圓柱型立式換熱水 箱被鉛直地放置在太陽能熱水器水箱的中心處之下，它具有內膽、外膽和內、外膽之間的保 溫層，在內膽中有換熱盤管，在換熱水箱內膽的頂端開孔設置有水管接頭，該接頭通過水管 和太陽能熱水器儲水箱連通，在換熱水箱內膽底端附近的側面上開孔設置有水管接頭，該 接頭通過水管和太陽能熱水器儲水箱連通，在換熱水箱內膽的圓柱面上開孔設置兩個連接 換熱盤管的冷媒接頭，該接頭通過冷媒管和家用空氣能熱水器主機連通，當家用空氣能熱 水器主機運行時，換熱水箱內膽中的水被換熱盤管加熱後迅速向上運動，被加熱的水從下 至上依次被鉛直安裝在換熱水箱內膽中的換熱盤管逐漸加熱，從而加快了換熱水箱內膽中 水的運動速度，加大了水的溫差，提高了水在換熱水箱與太陽能水箱之間循環的速度，不僅 提高了換熱效率，而且降低了盤管結垢的程度。本實用新型的構成由立式空氣能換熱水箱的內膽、外膽、換熱盤管、聚氨酯隔熱 層、進水口、出水口、冷媒接頭、連接水管和冷媒連接管等組成，在立式空氣能換熱水箱21 的內膽15內是換熱盤管19，換熱盤管19的進氣口 24通過冷媒管27連接在主機1的出氣 口，換熱盤管19的出口 23通過冷媒管26連接在主機1的進口，內膽15與外膽16之間的 夾層是聚氨酯隔熱層17，立式換熱水箱21的進水口 18和22分別通過水管14和25與太陽 能熱水器的水箱底部出水口 9和11連接，立式換熱水箱21的頂端出水口 13通過水管12 與太陽能熱水器的水箱底部中心進水口 10連接，在太陽能熱水器的內膽4內裝有水7，在立 式換熱水箱21的內膽15內裝有水20，通過水管12、14和25使太陽能熱水器水箱中的水7和立式換熱水箱21中的水20連通。與現有技術比較，本實用新型的有益效果一是降低了換熱盤管被腐蝕、結垢的程 度，提高了效率、延長了壽命。因為立式空氣能換熱水箱中水的高度低於太陽能儲水箱中 水的高度，所以太陽能儲水箱中的高溫熱水不會進入空氣能盤管換熱器中，從而降低了空 氣能換熱盤管被腐蝕、結垢的程度，提高了效率、延長了壽命；二是簡化了太陽能儲水箱的 製造工藝，降低了生產成本。與目前在太陽能儲水箱裡內置換熱盤管的生產工藝相比，本 實用新型在太陽能水箱中因不設置換熱盤管和冷媒接口使得太陽能水箱的製造工藝和生 產普通太陽能水箱一樣，不僅簡單，而且減少了成本；三是加快了水的自然循環速度，提高 了換熱效率。與水平安裝的臥式罐形盤管換熱水箱相比，本實用新型的換熱水箱因垂直地 安裝在太陽能水箱下面，一方面它的頂端與底端水位差遠比水平臥式換熱水箱的水位差大 得多，則頂端與底端的溫差大，另一方面當立式換熱水箱中的水被盤管加熱時，從下至上水 將流過鉛直分布在內膽中的整個螺旋換熱盤管，水被逐漸加熱，水溫向上逐漸遞增，溫差增 加，流速增大，加快了循環，從而提高了換熱效率。


圖中1.家用空氣能熱水器主機，2.太陽能水箱進水口，3.排氣孔， 4.太陽能水箱內膽，5.太陽能水箱外膽，6.聚氨酯隔熱層，7.水，8.太陽能水箱出水口， 9.太陽能水箱底部出水口，10.太陽能水箱底部中心進水口，11.太陽能水箱底部出水口， 12.水管，13.立式換熱水箱頂端出水口，14.水管，15.立式換熱水箱換內膽，16.立式換熱 水箱換外膽，17.聚氨酯隔熱層，18.立式換熱水箱底部進水口，19.換熱盤管，20水，21.立 式換熱水箱，22.立式換熱水箱底部進水口，23.冷媒出口，24.冷媒進口，25.水管，26.冷媒 連接管，27.冷媒連接管。
具體實施方式
如圖所示，在太陽能熱水器水箱中心下面的安裝平面上鉛直放置 立式換熱水箱21，使立式換熱水箱頂端出水口 13對準太陽能水箱底部中心進水口 10，在立 式換熱水箱21附近安裝空氣能主機1，在立式換熱水箱21的內膽15內是換熱盤管19，內 膽15與外膽16之間的夾層是聚氨酯隔熱層17，在內膽15的上底安裝伸出外膽16外的頂 端出水口 13，在內膽15的靠下底的側面上安裝伸出外膽16外的進水口 18和22，在內膽15 的側面上、下分別安裝伸出外膽16外的冷媒進口 24和冷媒出口 23，由內膽15、外膽16、聚 氨酯隔熱層17、換熱盤管19、進水口 18和22、出水口 13及冷媒進口 24和冷媒出口 23，組 成立式盤管換熱水箱21，換熱盤管19的兩端分別與冷媒進口 24和冷媒出口 23相連，冷媒 連接管26的兩端分別與冷媒出口 23和空氣能主機1的進口相連，冷媒連接管27的兩端分 別與冷媒進口 24和空氣能主機1的出口相連，水管12 —端與立式換熱水箱21的頂端出水 口 13相連，另一端與太陽能水箱底部中心進水口 10相連，水管14 一端與立式換熱水箱21 的進水口 18相連，另一端與太陽能水箱底部出水口 9相連，水管25 —端與立式換熱水箱21 的進水口 22相連，另一端與太陽能水箱底部出水口 11相連。工作原理當太陽能水箱中的水溫低於設定值時(如35°C)，則空氣能主機1得電 啟動開始制熱，主機1的高壓出口輸出高溫高壓工質氣體經冷媒管27和冷媒進口 24後進 入換熱盤管19，換熱盤管19將熱量傳遞給立式換熱水箱21中的水20，使水20的溫度逐漸 上升並由內膽15的底端向頂端迅速移動，當內膽15的頂端處水溫大於太陽能水箱中水7 的溫度時，其密度小於太陽能水箱中水7的密度，內膽15的頂端熱水經水管12將上升至太 陽能水箱中，而太陽能水箱中較低溫度的水經水管14和25將下降到立式換熱水箱21的內膽15的底部又被加熱，使水20中的熱量逐漸傳遞到水7之中，這樣的過程循環往復，不斷 將太陽能水箱中的水7加熱至需要的溫度。 經換熱盤管19換熱後，由盤管19的出口 23輸出低溫高壓工質，該工質經冷媒連 接管26進入主機1內，經膨脹閥膨脹降壓後進入蒸發器，吸收空氣中熱量迅速蒸發成低溫 低壓工質氣體，該低溫低壓工質氣體通過壓縮機回氣管回到壓縮機，再次被壓縮成高溫高 壓氣體輸出，這樣的過程循環往復，從而不斷產生熱量製取熱水。
權利要求一種用於家用空氣能熱水器主機與家用太陽能熱水器水箱之間交換熱量的立式盤管換熱水箱，其特徵是該立式盤管換熱水箱被鉛直地安裝在太陽能熱水器水箱中心下面，在立式換熱器水箱頂端開孔設置有水接頭，該水接頭通過鉛垂的水管接在家用太陽能熱水器水箱底部中心水接頭上，在立式換熱水箱靠底端的側面上開孔設置有一個或一個以上的水接頭，所有水接頭通過水管與太陽能熱水器的儲水箱連通，該換熱水箱是一個具有內膽、外膽及內、外膽之間夾層充注聚氨酯隔熱層且在內膽內安裝換熱盤管和冷媒接頭的圓柱型立式盤管換熱器。
專利摘要一種用於空氣能熱水器主機與太陽能熱水器儲水箱之間的立式盤管換熱水箱，特別是將該換熱水箱鉛直地安裝在家用型太陽能熱水器的水箱中心下面，使換熱水箱頂端出水口對準太陽能水箱圓柱側面底部中心出水口，用鉛垂的水管把它們連通，在立式盤管換熱水箱的側面下端設置一個或一個以上的進水口，該進水口接上水管，分一路或多路與太陽能水箱底部的出水口相連，利用立式換熱水箱中的水與太陽能儲水箱中的水存在溫度、壓力、比重的差異進行自然循環交換熱量，有效地把空氣能熱水器產生的熱量傳遞到太陽能熱水器儲水箱中對水進行加熱，不僅安裝簡單、成本較低，而且提高了換熱效率。
文檔編號F24J2/46GK201706711SQ20102010444
公開日2011年1月12日 申請日期2010年2月1日 優先權日2010年2月1日
發明者張建忠, 張競文, 王紅 申請人:張建忠;王紅;張競文