熱水器和形成熱水器的方法
2023-05-12 06:07:46 1
熱水器和形成熱水器的方法
【專利摘要】本發明提供一種熱水器，包括：水箱的殼體，限定了容納水的腔室；換熱組件，所述換熱組件包括間隔地設置的多根換熱管；熱量傳遞部件，圍繞殼體的外表面布置且用於促進換熱管中的流體與腔室內的水的熱交換以改變水的溫度，所述熱量傳遞部件的朝向殼體的表面上設置有沿第一方向延伸的用於至少部分地容納換熱管的第一溝槽，所述熱量傳遞部件和/或換熱組件固定在殼體上。另外，本發明還提供了形成熱水器的方法。
【專利說明】熱水器和形成熱水器的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種熱水器和形成熱水器的方法。
【背景技術】
[0002]空氣源熱泵熱水器普遍由銅管繞在金屬水箱或繞制銅管內置於金屬水箱的結構形式，前者採用D型銅管增加換熱接觸面積，後者增加銅管厚度或銅管表面塗防腐層解決通過腐蝕洩露問題。
[0003]目前市場上空氣源熱泵熱水器由銅管繞在金屬筒或繞制銅管內置於金屬筒的結構形式，前者存在銅管換熱面積沒有全面利用，導致換熱不充分從而間接導致加熱熱水慢的問題；後者由於銅管直接與水接觸，會導致銅管直接腐蝕穿孔，直接導致系統進水，從而使整個系統損壞。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種熱水器和形成熱水器的方法，該熱水器提高了換熱管與容納水的殼體的換熱面積。
[0005]根據本發明的一方面，本發明提供了一種熱水器，包括:
[0006]水箱的殼體，限定了容納水的腔室；
[0007]換熱組件，所述換熱組件包括間隔地設置的多根換熱管；
[0008]熱量傳遞部件，圍繞殼體的外表面布置且用於促進換熱管中的流體與腔室內的水的熱交換以改變水的溫度，所述熱量傳遞部件的朝向殼體的表面上設置有沿第一方向延伸的用於至少部分地容納換熱管的第一溝槽，並且所述熱量傳遞部件和/或換熱組件固定在殼體上。
[0009]優選地，形成在熱量傳遞部件的表面上的沿著第二方向延伸的第二溝槽，以及
[0010]所述換熱組件還包括集流管，該集流管的至少一部分設置在所述第二溝槽中，並且換熱管的端部與集流管連接。
[0011]優選地，所述第一溝槽的截面形狀與所述換熱管的設置在第一溝槽中的部分的截面形狀相同。
[0012]優選地，所述熱量傳遞部件的兩個相鄰的第一溝槽之間的部分與水箱的殼體至少部分地接觸。
[0013]優選地，所述換熱管是扁管，該扁管具有四個側面，所述四個側面中的至少三個側面由所述第一溝槽的內表面包覆，優選地扁管的高度所對應的一側插入到第一溝槽內而該高度所對應的另一側與水箱的殼體接觸；或。
[0014]優選地，所述換熱管是圓管，所述圓管的至少與大致半圓的周長對應的外表面由第一溝槽的內表面包覆。
[0015]優選地，所述第二溝槽包覆集流管的至少90%以上的外表面。
[0016]優選地，所述熱量傳遞部件由一塊金屬板通過衝壓形成。[0017]優選地，所述熱量傳遞部件通過支撐件、焊接、粘貼或機械脹緊的方式固定在水箱的殼體上；和/或
[0018]熱量傳遞部件通過焊接、粘貼或機械脹緊的方式和換熱管連接。
[0019]優選地，所述熱量傳遞部件還包括凸出部，每個所述凸出部設置在第二溝槽的外側且從熱量傳遞部件徑向向外延伸。
[0020]優選地，所述凸出部上設置有用於將熱量傳遞部件固定在所述殼體上的多個安裝孔。
[0021]優選地，所述第二溝槽的截面形狀與所述集流管的設置在第二溝槽中的部分的截面形狀相同。
[0022]優選地，所述殼體是筒狀殼體，
[0023]所述換熱管和所述集流管中的一個在筒狀殼體的周向方向上圍繞筒狀殼體的至少一部分設置，以及
[0024]所述換熱管和所述集流管中的另一個在筒狀殼體的軸向方向上設置。
[0025]優選地，第一方向大致垂直於第二方向。
[0026]優選地，所述第一或第二溝槽的內表面上設置有焊接材料或導熱材料。
[0027]根據本發明的另一方面，提供了一種形成熱水器的方法，包括如下步驟:
[0028]提供包括換熱管的換熱組件；
[0029]提供水箱的殼體，所述殼體限定容納水的腔室；
[0030]提供熱量傳遞部件，其中在所述熱量傳遞部件的表面上形成有沿著第一方向延伸的第一溝槽；
[0031]將換熱組件組裝到熱量傳遞部件上；
[0032]將換熱組件和熱量傳遞部件一起裝配到殼體上。
[0033]優選地，將換熱組件和熱量傳遞部件一起裝配到殼體上的步驟包括:將換熱組件和熱量傳遞部件折彎並圍繞所述殼體的至少一部分將它們布置在水箱的殼體的外表面上。
[0034]優選地,所述將換熱組件組裝到熱量傳遞部件上的步驟包括:將換熱組件的換熱管的至少一部分容納在所述第一溝槽中。
[0035]優選地，在熱量傳遞部件的表面上還形成有沿著第二方向延伸的第二溝槽；
[0036]提供換熱組件的步驟包括:將換熱管的端部與集流管連接形成換熱組件，
[0037]將換熱組件組裝到熱量傳遞部件上的步驟包括:將集流管的至少一部分容納在第二溝槽中；
[0038]將換熱組件和熱量傳遞部件一起裝配到殼體上的步驟還包括:將換熱組件中的集流管或換熱管與熱量傳遞部件一起折彎形成筒狀件。
[0039]優選地，提供熱量傳遞部件的步驟包括衝壓一金屬板，以在金屬板上形成沿著第一方向延伸的第一溝槽，
[0040]將換熱組件和熱量傳遞部件一起裝配到殼體上的步驟包括:將換熱組件中的換熱管與熱量傳遞部件一起折彎形成筒狀件。
[0041]優選地，第一方向大致垂直於第二方向。
[0042]優選地，將換熱組件和熱量傳遞部件裝配在殼體上的步驟包括將熱量傳遞部件通過支撐件、焊接、粘貼或機械脹緊的方式將熱量傳遞部件固定在殼體上；和/或[0043]將換熱組件組裝到熱量傳遞部件上的步驟包括將熱量傳遞部件通過焊接、粘貼或機械脹緊的方式和將換熱組件連接。
[0044]優選地，所述熱量傳遞部件的第二溝槽的外側還設置有突出部，該突出部從熱量傳遞部件徑向向外延伸，通過所述凸出部上的多個安裝孔將熱量傳遞部件固定在所述殼體上。
[0045]根據本發明的另一方面，提供了一種熱水器，包括:
[0046]水箱的殼體，限定了容納水的腔室；
[0047]換熱組件，所述換熱組件包括間隔地設置的多根換熱管；
[0048]熱量傳遞部件，圍繞殼體的外表面布置且用於促進換熱管中的流體與腔室內的水的熱交換以改變水的溫度，
[0049]其中所述熱量傳遞部件由多條金屬條構成，兩條相鄰的金屬條中間設置一根換熱管並且彼此焊接連接，並且它們一起包覆固定在殼體上。
[0050]優選地，金屬條的一邊框至少部分地與所述殼體接觸，所述金屬條的橫截面形狀為矩形框、門形框或與殼體接觸的一邊框所對的另一邊框帶有槽口的矩形框。
[0051]優選地，所述換熱組件還包括集流管，換熱管的端部與集流管連接。
[0052]優選地，所述熱量傳遞部件通過支撐件、焊接、粘貼或機械脹緊的方式固定在水箱的殼體上；或
[0053]所述熱量傳遞部件還包括凸出部，每個所述凸出部設置在熱量傳遞部件的端部且從熱量傳遞部件徑向向外延伸，所述凸出部上設置有用於將熱量傳遞部件固定在所述殼體上的多個安裝孔。
[0054]優選地，所述殼體是筒狀殼體，
[0055]所述換熱管和所述集流管中的一個在筒狀殼體的周向方向上圍繞筒狀殼體的至少一部分設置，以及
[0056]所述換熱管和所述集流管中的另一個在筒狀殼體的軸向方向上設置。
[0057]根據本發明的另一方面，提供了一種形成熱水器的方法，所述方法包括步驟:
[0058]提供換熱組件；
[0059]提供水箱的殼體，所述殼體限定容納水的腔室；
[0060]提供熱量傳遞部件，其中在所述熱量傳遞部件的表面上形成有沿著第一方向延伸的第一溝槽；
[0061]折彎換熱組件中的換熱管或集流管，並且將熱量傳遞部件貼合到換熱組件上；
[0062]將換熱組件和熱量傳遞部件一起裝配到殼體上。
[0063]根據本發明的另一方面，提供了一種形成熱水器的方法，所述方法包括步驟:
[0064]提供換熱組件；
[0065]提供水箱的殼體，所述殼體限定容納水的腔室；
[0066]提供熱量傳遞部件，其中在所述熱量傳遞部件的表面上形成有沿著第一方向延伸的第一溝槽；
[0067]折彎換熱組件中的換熱管或集流管，並且將換熱組件裝配到所述殼體上；
[0068]將熱量傳遞部件貼合到換熱組件上。
[0069]根據本發明的另一方面，提供了一種形成上述的熱水器的方法，所述方法包括步驟:
[0070]提供包括換熱管的換熱組件；
[0071]提供水箱的殼體，所述殼體限定容納水的腔室；
[0072]提供熱量傳遞部件，其中所述熱量傳遞部件由多條金屬條構成；
[0073]將每根換熱管設置在兩條金屬條之間並且彼此焊接；
[0074]折彎換熱管和金屬條，並且裝配固定在所述殼體上。
[0075]本發明的熱水器採用微通道換熱器技術，微通道換熱器可是一種全鋁換熱器，本發明的熱水器具有成本低、耐腐蝕能力強、冷媒充注量少、流路優化簡單、換熱面積利用充分、換熱管不與水直接接觸、焊接工藝簡單、結構新穎等優點。
[0076]此外，根據本發明的熱水器實現了換熱管的換熱面積最大限度的利用，換熱效果好；由於換熱效果好，可以有效減少換熱管的數量。基本工作原理為:與水箱表面不接觸的換熱管的其餘部分的至少一部分與熱量傳遞部件接觸，又因傳熱部件的一部分與水箱接觸，從而使得更多的熱量傳遞給水箱表面。此外，採用本發明的熱水器的系統運行更加平穩，延長了空氣源熱泵熱水器的使用年限。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0077]本發明的這些和/或其他方面和優點從下面結合附圖對優選實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0078]圖1為根據本發明的第一實施例的熱水器的熱量傳遞部件的示意圖；
[0079]圖2a和2b為根據本發明的第一實施例的熱水器的熱量傳遞部件和換熱組件的示意圖；
[0080]圖3為根據本發明的第一實施例的形成熱水器的裝配流程圖，其中換熱組件和熱量傳遞部件安裝在殼體上；
[0081]圖4為根據本發明的第一實施例的安裝孔對接連接的剖視圖；
[0082]圖5為根據本發明的第二實施例的熱水器的熱量傳遞部件的示意圖；
[0083]圖6a和6b為根據本發明的第二實施例的熱水器的熱量傳遞部件和換熱組件的示意圖；
[0084]圖7為根據本發明的第二實施例的形成熱水器的裝配流程圖，其中換熱組件和熱量傳遞部件安裝在殼體上；
[0085]圖8a和8b為根據本發明的第三實施例的熱水器的換熱組件和熱量傳遞部件的示意圖；
[0086]圖9為根據本發明的第三實施例的形成熱水器的裝配流程圖；
[0087]圖1Oa和IOb為根據本發明的第四實施例的熱水器的換熱組件和熱量傳遞部件的示意圖；
[0088]圖11為根據本發明的第四實施例的形成熱水器的裝配流程圖，其中換熱組件和熱量傳遞部件安裝在殼體上；
[0089]圖12為根據本發明的第五實施例的熱水器的換熱組件和熱量傳遞部件的金屬條的裝配流程圖，其中還示出了將換熱組件和熱量傳遞部件組裝在一起之後沿其A-A線的剖視圖；[0090]圖13a和13b為現有技術的熱水器與根據本發明的熱水器的傳熱原理示意圖。【具體實施方式】
[0091]下面通過實施例，並結合附圖1-13，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。在說明書中，相同或相似的附圖標號指示相同或相似的部件。下述參照附圖對本發明實施方式的說明旨在對本發明的總體發明構思進行解釋，而不應當理解為對本發明的一種限制。
[0092]下面通過附圖對根據本發明的實施例的熱水器和形成熱水器的方法進行說明。
[0093]圖1至13示出了根據本發明的第一實施例至第五實施例的熱水器的結構示意圖和形成熱水器的方法步驟的流程圖。根據本發明的熱水器100可以是空氣源熱泵熱水器，或利用其它熱源加熱熱水的熱水器。鑑於熱泵熱水器的工作原理和其它輔助部件(儘管未示出)可以參考現有技術。因此，關於熱泵熱水器的整體結構的描述在此不再進行詳細說明。
[0094]以下將結合示例性實施例介紹本發明的熱泵熱水器的基本或主要部件以及其形成流程步驟。
[0095]第一實施例
[0096]參見圖1-4，在本發明的第一實施例中，該熱水器100包括水箱的殼體10、換熱組件20和熱量傳遞部件30。具體地，水箱的殼體10用於限定容納水的腔室。換熱組件20至少包括間隔地設置的多根換熱管21。熱量傳遞部件30通常圍繞殼體10的外表面布置且用於促進換熱管中的流體與腔室內的水的熱交換，以改變水的溫度。在本示例中，熱量傳遞部件30朝向殼體10的表面上設置有沿第一方向(圖1所不的左右方向)延伸的用於至少部分地容納換熱管21的第一溝槽31。由此，換熱組件20圍繞在殼體10的外表面，熱量傳遞部件30圍繞在換熱組件20的外表面和殼體10上未被換熱組件10覆蓋部分的至少一部分。並且所述熱量傳遞部件和/或換熱組件固定在殼體上。
[0097]具體地，如圖1所示，熱量傳遞部件30通過折彎一大體平板狀的金屬或導熱構件構成。在未折彎前，除第一溝槽31之外，熱量傳遞部件30還包括第二溝槽32，該第二溝槽32沿著第二方向(大體圖1所示的上下方向)形成在熱量傳遞部件30的表面上。鑑於後續描述可知，第一溝槽31用於至少部分地容納換熱管21，而第二溝槽32用於至少部分地容納集流管22。顯然，為了實現此種目的，第一溝槽31和第二溝槽32的諸如相對位置、橫截面形狀等都依賴於換熱組件20中的換熱管21和集流管22進行相應設置。通常在本領域中，由於換熱管21都如圖2b所示的大體地間隔地布置在集流管22之間，因此第一方向大致垂直於第二方向。具體地，第一溝槽31的截面形狀與換熱管21的設置在第一溝槽31中的部分的截面形狀相同或相匹配。同理，第二溝槽32的截面形狀與集流管22的設置在第二溝槽32中的部分的截面形狀相同或相匹配。
[0098]另外，換熱組件20通常還包括集流管22 (圖2b示出兩根集流管)，在熱水器100的布置中，集流管22的至少一部分設置在第二溝槽32
[0099]中，並且換熱管21的端部連接在兩根集流管22之間。當然，第二溝槽32的截面形狀與集流管22的設置在第二溝槽32中的部分的截面形狀相同或相匹配。
[0100]由圖3可見，熱量傳遞部件30的兩個相鄰的第一溝槽31之間的部分與水箱的殼體10至少部分地接觸，優選地完全地緊密接觸。殼體10可由金屬板通過衝壓形成。殼體10可以是筒狀殼體，當然也可以是其他合適形狀的殼體。
[0101]在本示例中，換熱管21是扁管，即一種微通道型材管，或者說其中具有多個用於諸如冷媒的流體的微通道。優選地，扁管21的四個側面中的至少三個側面由第一溝槽31的內表面包覆。當然，為了在水箱的殼體10的外表面上設置更多的換熱管以增加換熱的面積或效率，還可以將扁管的高度所對應的一側插入到第一溝槽31內，而該高度所對應的另一側與水箱的殼體接觸。優選地，第一凹槽第二凹槽的寬度的範圍為0.l_50mm，其深度的範圍為 0.l-50mm。
[0102]在本實施例中，第二溝槽32至少包覆集流管22的至少90%以上的外表面。
[0103]在製造過程中，熱量傳遞部件30通過支撐件、焊接、粘貼或機械脹緊的方式固定在水箱的殼體10上。當然，換熱組件20也可以通過支撐件、焊接、粘貼或機械脹緊的方式固定在水箱的殼體10上。另外地，熱量傳遞部件30通過焊接、粘貼或機械脹緊的方式和換熱管22連接。
[0104]在圖1中示出，熱量傳遞部件30的兩端處設置有凸出部33。該凸出部33設置在第二溝槽32的外側且從熱量傳遞部件30徑向向外延伸。多個安裝孔331設置在凸出部33上，用於將熱量傳遞部件30固定在殼體10上。如圖4所示，通過安裝孔331的對接(例如，通過螺栓、焊接等方式)，實現熱量傳遞部件30的上述固定。
[0105]如上述，殼體10在第一實施例中是筒狀殼體，所述換熱管21和集流管22中的一個在筒狀殼體的周向方向上圍繞筒狀殼體的至少一部分地設置，而換熱管21和集流管22中的另一個在筒狀殼體的軸向方向上設置。
[0106]優選地，第一溝槽31或第二溝槽32的內表面上設置有焊接材料或導熱材料。
[0107]下面描述根據本發明的第一實施例的形成熱水器100的方法。
[0108]參見圖2a和2b，根據本發明的第一實施例的形成熱水器100的方法包括如下步驟:提供包括換熱管21的換熱組件20 ;提供水箱的殼體10，所述殼體10限定容納水的腔室；提供熱量傳遞部件30，其中在熱量傳遞部件30的表面上形成有沿第一方向延伸的第一溝槽31 ;將換熱組件20組裝到熱量傳遞部件30上；將換熱組件20和熱量傳遞部件30 —起裝配到殼體10上。
[0109]首先，將換熱管21和集流管22組裝在一起以形成圖2b所示的換熱組件20，之後將換熱管21和集流管22分別安裝在熱量傳遞部件30的第一溝槽31和第二溝槽32中。所述安裝可以是通過如上所述的焊接、粘貼或機械脹緊的方式來實現。之後沿著水箱的殼體10的外表面折彎換熱組件20中的換熱管21，使得換熱管21圍繞殼體10的周向方向布置，而集流管22圍繞殼體10的軸向布置。最後，通過對接連接凸出部33中的安裝孔331，從而將換熱組件20和熱量傳遞部件30固定在水箱的殼體10的外表面上。
[0110]當然，本發明的形成方法不限於上述。還可以先將換熱管21依次安裝在第一溝槽31內，並且將集流管22安裝在第二溝槽32內。在完成換熱管21和集流管22的上述安裝之後，彼此連通或連接換熱管21和集流管22以形成所述的換熱組件20。可以理解，可以首先安裝換熱管21和集流管22以形成換熱組件20，之後再將換熱管21和/或集流管22的至少一部分容納在熱量傳遞部件30的相應的溝槽31和/或32中。當然，也可以將換熱管21和/或集流管22分別安裝在所述溝槽31和/或32中以在熱量傳遞部件30上形成換熱組件20。[0111]當然，也可以將集流管22圍繞殼體10的周向方向折彎形成筒狀件，使得集流管22圍繞周向方向布置，相應地換熱管21圍繞軸向方向布置。另外，第一溝槽31和/或第二溝槽32都可以通過衝壓一金屬平板來形成，即製造出所述熱量傳遞部件30。
[0112]在本發明的第一實施例中，所述熱水器的傳熱原理如下:諸如冷媒的製冷劑傳熱於扁管21,扁管21向水箱的殼體10的表面傳熱；同時扁管21還向諸如平板的熱量傳遞部件30傳熱，該熱量傳遞部件30也向水箱的殼體10的表面傳熱。
[0113]第二實施例
[0114]參見圖5-7，示出了根據本發明的第二實施例的熱水器以及形成該熱水器的方法。
[0115]從圖5-7可見，該第二實施例是第一實施例的變形例，其基本原理和基本結構布置大致與第一實施例相同。因此，在此僅描述其與第一實施例的熱水器的不同之處，相同之處不再累述。
[0116]如圖5所示，在第二實施例中，熱量傳遞部件30也由一塊金屬板形成。熱量傳遞部件30上僅設置有用於至少部分地容納換熱管21的第一溝槽31，和用於至少部分地容納集流管22的第二溝槽32。但是，熱量傳遞部件30的兩端處不再設置有如在第一實施例中所述的凸出部。
[0117]這樣，集流管22就直接布置在熱量傳遞部件30的兩端。通過其與熱量傳遞部件30或換熱管21之間的連接，固定在熱量傳遞部件30上。
[0118]如圖6a和6b所示，將組裝好的換熱組件20整體地貼合或裝配在熱量傳遞部件30上，即將其的換熱管21和集流管22分別插入到第一溝槽31和第二溝槽32中。如圖7所示，將換熱組件20與熱量傳遞部件30組裝並焊接在一起形成一個整體後，折彎集流管22以環繞在殼體10的表面上。
[0119]在本發明的第二實施例中，所述熱水器的傳熱原理如下:諸如冷媒的製冷劑傳熱於扁管21,扁管21向水箱的殼體10的表面傳熱；同時扁管21還向諸如平板的熱量傳遞部件30傳熱，該熱量傳遞部件30也向水箱的殼體10的表面傳熱。
[0120]第三實施例
[0121]參見圖8-9，示出了根據本發明的第三實施例的熱水器以及形成該熱水器的方法。
[0122]從圖8-9可見，該第三實施例是第一實施例的變形例，其基本原理和基本結構布置大致與第一實施例相同。因此，在此僅描述其與第一實施例的熱水器的不同之處，相同之處不再累述。
[0123]如圖8所示，在第三實施例中，熱量傳遞部件30也由一塊金屬板形成。熱量傳遞部件30上設置有如在第一實施例中所述的第一溝槽31』和帶有安裝孔331的凸出部33。但是，換熱組件20包括為圓管的換熱管21』和集流管22。
[0124]具體地，在圖8a中，換熱管21』是圓管。在圖8b中，優選地，所述圓管21』的至少與大致半圓的周長對應的外表面由第一溝槽31』的內表面包覆。鑑於圓管的使用，因此第一溝槽31』的截面形狀也發生變化，即為大致圓弧形。在一個實施例中，第一溝槽31』的半徑尺寸的範圍為0.1-25.4mm。
[0125]將換熱組件20的圓管21』放置到第一溝槽31』內，進行組裝並將它們焊接在一起。在將換熱組件20和熱量傳遞部件30形成一個整體後，圍繞水箱的殼體10的表面的周向方向折彎集流管22，以使得集流管22沿著所述周向方向布置，而圓管21』沿著所述軸向方向布置。通過熱量傳遞部件30的凸出部33上的安裝孔331的對接，例如類似鉚釘的結構將它們固定在殼體10的表面上。
[0126]在本發明的第三實施例中，所述熱水器的傳熱原理如下:諸如冷媒的製冷劑傳熱於圓管21』，圓管21'向水箱的殼體10的表面傳熱；同時圓管21』還向諸如平板的熱量傳遞部件30傳熱，該熱量傳遞部件30也向水箱的殼體10的表面傳熱。
[0127]第四實施例
[0128]參見圖10-11，示出了根據本發明的第四實施例的熱水器以及形成該熱水器的方法。
[0129]從圖10-11可見，該第四實施例是第三實施例的變形例，其基本原理和基本結構布置大致與第三實施例相同。因此，在此僅描述其與第三實施例的熱水器的不同之處，相同之處不再累述。
[0130]在第四實施例中，參見圖1Ob，熱量傳遞部件30上沒有設置帶有安裝孔的凸出部。此外，如圖1Oa和11所示，將換熱組件20中的圓管21』放置在熱量傳遞部件30上的第一溝槽31』之後，通過粘貼、焊接和/或機械脹緊的方式將圓管21』固定在第一溝槽31』中。在熱量傳遞部件30和換熱組件20形成一個整體後，圍繞水箱的殼體10的表面的周向方向折彎圓管21』，以使得圓管21』沿著所述周向方向布置，而集流管22沿著所述軸向方向布置。在此，可以通過支撐件、焊接、粘貼或機械脹緊的方式將所述換熱組件20和熱量傳遞部件30的整體固定在殼體10的外表面上。
[0131]在本發明的第四實施例中，所述熱水器的傳熱原理如下:諸如冷媒的製冷劑傳熱於圓管21』，圓管21'向水箱的殼體10的表面傳熱；同時圓管21』還向諸如平板的熱量傳遞部件30傳熱，該熱量傳遞部件30也向水箱的殼體10的表面傳熱。
[0132]第五實施例
[0133]參見圖12，示出了根據本發明的第五實施例的熱水器以及形成該熱水器的方法。
[0134]從圖12可見，該第五實施例是第一實施例的變形例，其基本原理和基本結構布置大致與第一實施例相同。因此，在此僅描述其與第一實施例的熱水器的不同之處，相同之處不再累述。
[0135]在本實施例中，換熱組件20與第一實施例中的換熱組件相同，而熱量傳遞部件30』與第一實施例中的熱量傳遞部件不同。熱量傳遞部件30』由多條金屬條34構成，兩條相鄰的金屬條34中間設置一根換熱管21並且將它們彼此焊接在一起。此後，將焊接連接的換熱管21和金屬條34 —起折彎，從而將它們固定在殼體10的外表面上。
[0136]由於金屬條之間間隔地設置有換熱管21，因此金屬條的一邊框至少部分地與殼體10的外表面接觸。如圖所示，金屬條34的橫截面形狀為矩形框、門形框或與殼體接觸的一邊框所對的另一邊框帶有槽口的矩形框。
[0137]當然，換熱組件20還包括兩根集流管22，並且換熱管21的端部與集流管22連接。
[0138]所述由金屬條34構成的熱量傳遞部件30』通過支撐件、焊接、粘貼或機械脹緊的方式固定在水箱的殼體10上。
[0139]當然，也可以在該熱量傳遞部件30 』的兩端處設置有帶有安裝孔331的凸出部33，以將它們固定在殼體10上。或者將在換熱組件20上當其圍繞在殼體10上後相互靠近的兩端設置支撐件，通過連接兩端的支撐件，將熱交換組件20緊緊地包裹在殼體10外，以將換熱組件20和熱量傳遞部件30固定到殼體10上。或者將換熱組件20通過焊接、粘貼或機械脹緊的方式固定在水箱的殼體10上。
[0140]在本實施例中，殼體10可以是筒狀殼體，換熱管21和集流管22中的一個在筒狀殼體的周向方向圍繞筒狀殼體的至少一部分設置，而換熱管21和集流管22中的另一個在筒狀殼體的軸向上設置。
[0141]如圖12所示，將換熱管21在筒狀殼體的周向方向圍繞筒狀殼體的至少一部分設置，而集流管22在筒狀殼體的軸向上設置。
[0142]為了便於安裝，在本發明中優選地，在裝配時採用了不帶翅片的換熱管。當然，本領域技術人員也可以根據需要來選擇是否安裝翅片。
[0143]在本示例中，提供了一種形成根據第五實施例的熱水器的方法，所述方法包括步驟:提供包括換熱管21的換熱組件20 ;提供水箱的殼體10，所述殼體10限定容納水的腔室；提供熱量傳遞部件30，其中所述熱量傳遞部件30由多條金屬條34構成；將每根換熱管21設置在兩條金屬條34之間並且彼此焊接；折彎換熱管21和金屬條34，並且裝配固定在所述殼體10上。
[0144]在本發明的第五實施例中，所述熱水器的傳熱原理如下:諸如冷媒的製冷劑傳熱於扁管21,扁管21向水箱的殼體10的表面傳熱；同時扁管21還向由金屬條34構成的熱量傳遞部件30傳熱，該金屬條34也向水箱的殼體10的表面傳熱。
[0145]在圖13a中示出了現有技術中的諸如扁管的換熱管21和水箱的殼體10的表面的接觸，即換熱管21的一面和水箱的殼體10接觸，而三面和空氣接觸。
[0146]在圖13b中示出了本發明的諸如扁管的換熱管21和水箱的殼體10的表面的接觸:換熱管21的一面和水箱的殼體10接觸，其他三面和熱量傳遞部件30接觸，且熱量傳遞部件30的換熱管21之間的部分與殼體10的表面緊密接觸。或者說，在本發明中通過增設熱量傳遞部件30，換熱管21的其它三面將熱量傳遞給熱量傳遞部件30，而隨著熱量傳遞部件30的溫度升高，可以將熱量傳遞給水箱或水箱的殼體10。
[0147]本發明公開的空氣源熱泵熱水器採用微通道換熱器技術，微通道換熱器具有成本低、耐腐蝕能力強、冷媒充注量少、流路優化簡單、換熱面積利用充分、換熱管不與水直接接觸及其焊接工藝單接、結構新穎等優點。
[0148]本發明提供的熱泵熱水器最大限度使用了換熱管的換熱面積，而使得熱泵熱水器的換熱效果好；而基於換熱效果好，還可以有效減少換熱管的數量。
[0149]另外，可以理解，在本發明中各實施例所公開的內容，在結構和安裝原理方面不相違背的情況下，可以應用到其他實施例中，雖然在此沒有詳細地對它們的結合進行描述。
[0150]除上述描述的形成熱水器的方法之外，本發明還提供了以下形成熱水器的方法。
[0151]在一個示例中，一種形成熱水器的方法，所述方法包括步驟:提供換熱組件；提供水箱的殼體，所述殼體限定容納水的腔室；提供熱量傳遞部件，其中在所述熱量傳遞部件的表面上形成有沿著第一方向延伸的第一溝槽；折彎換熱組件中的換熱管或集流管，並且將熱量傳遞部件貼合到換熱組件上；將換熱組件和熱量傳遞部件一起裝配到殼體上。
[0152]在另一示例中，一種形成熱水器的方法，所述方法包括步驟:提供換熱組件；提供水箱的殼體，所述殼體限定容納水的腔室；提供熱量傳遞部件，其中在所述熱量傳遞部件的表面上形成有沿著第一方向延伸的第一溝槽；折彎換熱組件中的換熱管或集流管，並且將換熱組件裝配到所述殼體上；將熱量傳遞部件貼合到換熱組件上。
[0153]需要說明的是，在本發明中將換熱組件和熱量傳遞部件中的一個或兩者固定在殼體的方式可以是:僅將換熱組件固定在殼體上而熱量傳遞部件通過與換熱組件之間的連接被固定；換熱組件與殼體之間不進行固定而是熱量傳遞部件固定在殼體上，此時換熱組件與熱量傳遞部件固定連接；殼體、換熱組件和熱量傳遞部件兩兩之間彼此固定連接。
[0154]以上僅為本發明的一些實施例，本領域普通技術人員將理解，在不背離本總體發明構思的原則和精神的情況下，可對這些實施例做出改變，本發明的範圍以權利要求和它們的等同物限定。
【權利要求】
1.一種熱水器，包括: 水箱的殼體，限定了容納水的腔室； 換熱組件，所述換熱組件包括間隔地設置的多根換熱管； 熱量傳遞部件，圍繞殼體的外表面布置且用於促進換熱管中的流體與腔室內的水的熱交換以改變水的溫度，所述熱量傳遞部件的朝向殼體的表面上設置有沿第一方向延伸的用於至少部分地容納換熱管的第一溝槽，並且所述熱量傳遞部件和/或換熱組件固定在殼體上。
2.根據權利要求1所述的熱水器，其中 形成在熱量傳遞部件的表面上的沿著第二方向延伸的第二溝槽，以及所述換熱組件還包括集流管，該集流管的至少一部分設置在所述第二溝槽中，並且換熱管的端部與集流管連接。
3.根據權利要求1所述的熱水器，其中 所述第一溝槽的截面形狀與所述換熱管的設置在第一溝槽中的部分的截面形狀相同。
4.根據權利要求1所述的熱水器，其中 所述熱量傳遞部件的兩個相鄰的第一溝槽之間的部分與水箱的殼體至少部分地接觸。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的熱水器，其中 所述換熱管是扁管，該扁管具有四個側面，所述四個側面中的至少三個側面由所述第一溝槽的內表面包覆，優選地扁管的高度所對應的一側插入到第一溝槽內而該高度所對應的另一側與水箱的殼體接觸；或 所述換熱管是圓管，所述圓管的至少與大致半圓的周長對應的外表面由第一溝槽的內表面包覆。
6.根據權利要求2所述的換熱器，其中 所述第二溝槽包覆集流管的至少90%以上的外表面。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的熱水器，其中 所述熱量傳遞部件由一塊金屬板通過衝壓形成。
8.根據權利要求1-7中任一項所述的熱水器，其中 所述熱量傳遞部件通過支撐件、焊接、粘貼或機械脹緊的方式固定在水箱的殼體上；和/或 熱量傳遞部件通過焊接、粘貼或機械脹緊的方式和換熱管連接。
9.根據權利要求1-7中任一項所述的熱水器，其中 所述熱量傳遞部件還包括凸出部，每個所述凸出部設置在第二溝槽的外側且從熱量傳遞部件徑向向外延伸。
10.根據權利要求9所述的熱水器，其中 所述凸出部上設置有用於將熱量傳遞部件固定在所述殼體上的多個安裝孔。
11.根據權利要求2所述的熱水器，其中 所述第二溝槽的截面形狀與所述集流管的設置在第二溝槽中的部分的截面形狀相同。
12.根據權利要求2所述的熱水器，其中 所述殼體是筒狀殼體， 所述換熱管和所述集流管中的一個在筒狀殼體的周向方向上圍繞筒狀殼體的至少一部分設置，以及 所述換熱管和所述集流管中的另一個在筒狀殼體的軸向方向上設置。
13.根據權利要求2所述的熱水器，其中 第一方向大致垂直於第二方向。
14.根據權利要求1-13中任一項所述的熱水器，其中 所述第一或第二溝槽的內表面上設置有焊接材料或導熱材料。
15.一種形成熱水器的方法，包括如下步驟: 提供包括換熱管的換熱組件； 提供水箱的殼體，所述殼體限定容納水的腔室； 提供熱量傳遞部件，其中在所述熱量傳遞部件的表面上形成有沿著第一方向延伸的第一溝槽； 將換熱組件組裝到熱量傳遞部件上； 將換熱組件和熱量傳遞部件一起裝配到殼體上。
16.根據權利要求15所述的形成熱水器的方法，其中 將換熱組件和熱 量傳遞部件一起裝配到殼體上的步驟包括:將換熱組件和熱量傳遞部件折彎並圍繞所述殼體的至少一部分將它們布置在水箱的殼體的外表面上。
17.根據權利要求16所述的形成熱水器的方法，其中 所述將換熱組件組裝到熱量傳遞部件上的步驟包括:將換熱組件的換熱管的至少一部分容納在所述第一溝槽中。
18.根據權利要求15-17中任一項所述的形成熱水器的方法，其中 在熱量傳遞部件的表面上還形成有沿著第二方向延伸的第二溝槽； 提供換熱組件的步驟包括:將換熱管的端部與集流管連接形成換熱組件， 將換熱組件組裝到熱量傳遞部件上的步驟包括:將集流管的至少一部分容納在第二溝槽中； 將換熱組件和熱量傳遞部件一起裝配到殼體上的步驟還包括:將換熱組件中的集流管或換熱管與熱量傳遞部件一起折彎形成筒狀件。
19.根據權利要求15所述的形成熱水器的方法，其中 提供熱量傳遞部件的步驟包括衝壓一金屬板，以在金屬板上形成沿著第一方向延伸的第一溝槽， 將換熱組件和熱量傳遞部件一起裝配到殼體上的步驟包括:將換熱組件中的換熱管與熱量傳遞部件一起折彎形成筒狀件。
20.根據權利要求18或19所述的形成熱水器的方法，其中 第一方向大致垂直於第二方向。
21.根據權利要求15所述的形成熱水器的方法，其中 將換熱組件和熱量傳遞部件裝配在殼體上的步驟包括將熱量傳遞部件通過支撐件、焊接、粘貼或機械脹緊的方式將熱量傳遞部件固定在殼體上；和/或 將換熱組件組裝到熱量傳遞部件上的步驟包括將熱量傳遞部件通過焊接、粘貼或機械脹緊的方式和將換熱組件連接。
22.根據權利要求15所述的形成熱水器的方法，其中所述熱量傳遞部件的第二溝槽的外側還設置有突出部，該突出部從熱量傳遞部件徑向向外延伸，通過所述凸出部上的多個安裝孔將熱量傳遞部件固定在所述殼體上。
23.一種熱水器，包括: 水箱的殼體，限定了容納水的腔室； 換熱組件，所述換熱組件包括間隔地設置的多根換熱管； 熱量傳遞部件，圍繞殼體的外表面布置且用於促進換熱管中的流體與腔室內的水的熱交換以改變水的溫度， 其中所述熱量傳遞部件由多條金屬條構成，兩條相鄰的金屬條中間設置一根換熱管並且彼此焊接連接，並且它們一起包覆固定在殼體上。
24.根據權利要求23所述的熱水器，其中 金屬條的一邊框至少部分地與所述殼體接觸，所述金屬條的橫截面形狀為矩形框、門形框或與殼體接觸的一邊框所對的另一邊框帶有槽口的矩形框。
25.根據權利要求23或24所述的熱水器，其中 所述換熱組件還包括集流管，換熱管的端部與集流管連接。
26.根據權利要求23-25中任一項所述的熱水器，其中 所述熱量傳遞部件通過支撐件、焊接、粘貼或機械脹緊的方式固定在水箱的殼體上；或所述熱量傳遞部件還包括在其兩端處的凸出部，每個所述凸出部從熱量傳遞部件徑向向外延伸，所述凸出部上設置有用於將熱量傳遞部件固定在所述殼體上的多個安裝孔。
27.根據權利要求25所述的熱水器，其中 所述殼體是筒狀殼體， 所述換熱管和所述集流管中的一個在筒狀殼體的周向方向上圍繞筒狀殼體的至少一部分設置，以及 所述換熱管和所述集流管中的另一個在筒狀殼體的軸向方向上設置。
28.一種形成熱水器的方法，所述方法包括步驟: 提供換熱組件； 提供水箱的殼體，所述殼體限定容納水的腔室； 提供熱量傳遞部件，其中在所述熱量傳遞部件的表面上形成有沿著第一方向延伸的第一溝槽； 折彎換熱組件中的換熱管或集流管，並且將熱量傳遞部件貼合到換熱組件上； 將換熱組件和熱量傳遞部件一起裝配到殼體上。
29.一種形成熱水器的方法，所述方法包括步驟: 提供換熱組件； 提供水箱的殼體，所述殼體限定容納水的腔室； 提供熱量傳遞部件，其中在所述熱量傳遞部件的表面上形成有沿著第一方向延伸的第一溝槽； 折彎換熱組件中的換熱管或集流管，並且將換熱組件裝配到所述殼體上； 將熱量傳遞部件貼合到換熱組件上。
30.一種形成根據權利要求23-27中任一項所述的熱水器的方法，所述方法包括步驟: 提供包括換熱管的換熱組件；提供水箱的殼體，所述殼體限定容納水的腔室；提供熱量傳遞部件，其中所述熱量傳遞部件由多條金屬條構成；將每根換熱管設置在兩條金屬條之間並且彼此焊接；折彎換熱管和金屬條 ，並且裝配固定在所述殼體上。
【文檔編號】F24H9/00GK104019544SQ201410239551
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】金俊峰, 傑弗裡·L·塔克, 蔣建龍, 楊靜 申請人:丹佛斯微通道換熱器（嘉興）有限公司