[实用新型]热交换水箱

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种热交换水箱，其主要用于产热设备与用热管道之间的热能交换。

背景技术

空气源热水机是利用热泵对水进行加热的装置，其输出的能量为压缩机做的功和热泵从环境中吸收的热量之和。因此，采用热泵技术生产热水可以节约大量的电能。空气源热水机必须通过热交换装置才能将热量传递至用热位置(如：室内的空气或管道中的水)。热交换水箱的其中一个用途就是将空气源热水机所产的热量储存在自身所容纳的介质中，或者传递到贯穿其内腔的盘绕的吸热管道上。

如图1所示，热交换水箱中通常会设有放热盘管3’和吸热盘管4’。其中，循环地流经放热盘管3’的是来自空气源热水机的工质；流经吸热盘管4’的是自来水。放热盘管3’与吸热盘管4’互相隔离，它们之间通过储存在水箱1’中的介质(一般为水)进行热传导。这样，流经吸热盘管而被加热的自来水能够被人们所利用，同时水箱中的介质也能采用管路循环的方式向外传导热能(如：与地板保暖管道连接)。

如图1所示，现有技术中放热盘管3’和吸热盘管4’一般都呈圆柱弹簧状，直立地并排在水箱1’中。但是这种布局并不能发挥最高的热能交换效率，究其原因，是因为此设计并没有考虑热能在水箱1’中的分布情况，于是其热交换效率通常较低，这意味着有较多的热能从传输工质的管道的其他位置流失了，导致空气源热水机工作时间延长、效率降低、电能耗损严重。于是需要对现有的热交换水箱的结构进行改进。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种改进型的热交换水箱，其热交换效率大幅领先于现有产品，能实现明显的节能降耗。

为达到上述目的，本实用新型采取了以下的技术方案：

热交换水箱，包括一个设有进水口和出水口的封闭容器以及设置在封闭容器内的放热盘管和吸热盘管，所述放热盘管呈圆柱弹簧状直立地设置在所述的封闭容器中，放热盘管的两端分别从封闭容器的上部和下部穿出于封闭容器的壁体，特别地，吸热盘管从上至下分为平卧段和直立段；所述平卧段和直立段均呈圆柱弹簧状；所述平卧段和直立段管路相通；所述吸热盘管的一端由平卧段穿出于封闭容器的壁体，所述吸热盘管的另一端由直立段穿出于封闭容器的壁体。为了获得较佳的热交换效果，吸热盘管的平卧段的位置应接近于放热盘管的最高温部位。

为了使得该热交换水箱能与其他产热管路和用热管路连接，该热交换水箱还可以进行以下改进：在封闭容器内的底部，设置蜗卷状的盘管，该盘管的两端从封闭容器的壁体上穿出，可用于产热管道或用热管道；另外，在封闭容器的顶部设置穿出于封闭容器壁体的一长一短的两根管道，可用于连接用热管道(如：底板保暖管道)。在封闭容器的壁体上，可设置一个发热棒插入口，使得该热交换水箱能采用电发热棒加热的方式对封闭容器中的介质进行加热。

虽然放热盘管、吸热盘管以及其他管道基本上都采用了绕卷的方式增加其与封闭容器中介质接触的表面积以获得较好的热交换效果，但仅采用这种手段还不能获得最佳的热交换效果。对于放热盘管、吸热盘管以及其他在封闭容器内的管道，可以采用管外壁具有鳍片，管内壁具有螺旋状凸缘的管道代替。鳍片和螺旋状凸缘都有利于增大管内液体与管外介质之间的接触面积，而管内螺旋状凸缘更可以引起管内液体的撞击而促进热交换的进行。

为使从吸热盘管中流出的水能有一个较高的温度，一般地，放热盘管的上部端口为高温工质的入口，而下部端口为低温工质的出口，这样，可使得热交换水箱中的水温分布始终保持着较大的温差：上部的水较热而下部的水较冷；相反地，吸热盘管的下部端口一般为冷水入口，而上部端口为热水出口，这样吸热盘管中的水先经一个预热的区域后再进入到高温区域，最后才流出，就能获得一个较高的出水温度。上述已经提及，热交换水箱中上部的水温与下部的水温有较大的温差，于是采用普通的直立放置的圆柱弹簧状吸热盘管并不能高效地吸收上部的水中的热能，而将吸热盘管制成具有平卧段和直立段的结构，则平卧段能高效地与较热的水进行热交换，同时直立段能使刚进入吸热盘管的较冷的水获得一个预热的效果。平卧的盘管比直立的盘管能更好地提升出水温度，这是因为与直立的盘管相比，平卧的盘管在某一水平高度的换热面积更集中，当该水平高度正是温度最高的位置，则平卧的盘管可争取到最高的热能。可以看出，改进后的吸热盘管的材料成本并不高于普通的直立的圆柱弹簧状吸热盘管，效果却明显得多。

本实用新型的技术效果是：该热交换水箱与普通的水箱相比，能更高效地进行热交换，在不增加材料成本的前提下，可明显地提高出水温度。

附图说明

图1是现有技术的热交换水箱的内部结构示意图；