[发明专利]带电辅加热的容积式换热内胆

说明书

技术领域

 本发明属于热水器领域，尤其涉及一种带电辅加热的容积式换热内胆，它适用于太阳能热水器、热泵热水器等储水式热水器。

背景技术

在现有技术中，容积式换热内胆的综合换热效益不高，与辅助能源之间的配合不理想，存在加热速度慢或耗电量高等问题。为克服这些缺陷，特对带电辅加热的容积式换热内胆进行了改良研制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是要提供一种带电辅加热的容积式换热内胆，它不仅能利用太阳能、热泵等一次热源，还能有效减少二次补热的电能浪费。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：它包括壳体和设于壳体内的电热芯组件、换热芯组件，壳体设有进水管、出水管和分别安装电热芯组件、换热芯组件的安装口，换热芯组件设有容腔、介质进入管和介质外出管，电热芯组件主要由集热罩和电加热管组成，集热罩与壳体连通并包围电加热管，出水管的进水口位于集热罩顶面、侧面或集热罩所围区域内。由于电热芯组件与换热芯组件配合加热，换热芯组件利用太阳能、热泵等廉价一次热源，电热芯组件仅在换热芯组件加热的水温无法满足用户需求的情形下，对内胆中的水进行按需二次补热，有效减少电能浪费，而且电加热管和出水管的进水口均设置在集热罩所围成的狭小空间内里，使电能主要用于加热即将流出内胆的水，避免了电热能散失于整个内胆之中，这种仅对流出内胆的水进行动态的按需补热，进一步减少了电能浪费。

所述换热芯组件、电热芯组件同轴设置，换热芯组件设于壳体的下端，电热芯组件设于壳体的上端。下置的换热芯组件占据内胆下部的核心位置，它按照整体换热规律对内胆中的水进行整体换热；由于内胆中的水冷热分层，上置的电热芯组件能按照局部或即时的加热规律，并根据实际需要，对即将流出内胆的水进行按需补热，同时电热芯组件还能更宽泛地适应使用气候环境和用电环境，在水箱控制器的预约设置控制下，对内胆里的自来水，进行由上至下、分时分段的按需预热，以改善不良气候时的热水保障率和即时加热时的用电负荷。此外，换热芯组件、电热芯组件处在同一轴心的安装线上，有助于生产中实现采用一个装配动作完成两者的锁紧密封作业，这种简化的高效装配结构，有利于工厂流水线的快速高效的生产安装，便于售后服务的现场专业维修。

所述集热罩的上部设有连通集热罩内外的平衡口。平衡口有助于及时排出内胆中积聚在集热罩外部的气体，避免因内胆的气体积聚过多，而降低内胆的储水量。

所述集热罩设有固定换热芯组件的换热芯稳定器。换热芯稳定器能提高换热芯组件的稳定性，有助于避免内胆的换热芯组件在输运过程中发生剧烈振动与损坏。

所述换热芯稳定器为集热罩下部间隔设置的延伸条，换热芯组件被夹套于延伸条之中；或换热芯稳定器为设置于集热罩下部的网状环，换热芯组件被夹套于网状环之中。

所述换热芯组件还由芯冠、芯壳壁、恒压溢流管和结构加强环组成，容腔由芯冠、芯壳壁和底盘围成，结构加强环设于底盘与芯壳壁的结合部位，具体是结构加强环内置或外置于芯壳壁与底盘的结合部位，结构加强环显著增强了底盘与芯壳壁结合部位的结构强度，使底盘与芯壳壁更能满足来自密封垫、壳体、螺纹锁紧环与螺纹锁紧配合件的综合锁紧压力而不开裂或变形。恒压溢流管、介质进入管和介质外出管分别从底盘伸进容腔内，底盘封闭安装口。

所述芯壳壁为非光滑曲面，芯壳壁设有轴向、径向或螺旋的凸纹或凹槽。除成倍增大了芯壳壁的换热面积，还显著增强了芯壳壁强度，降低了其壁厚用材和热阻。因此，芯壳壁能采用0.3毫米至1.5毫米的导热率较高的不锈钢薄壁来制造，诸如445号或304、316号等材料，以提高其整体换热效益。

所述壳体在安装口的外围设有螺纹锁紧配合件，电热芯组件或换热芯组件安装在安装口内并通过螺纹锁紧环与螺纹锁紧配合件固定。

所述螺纹锁紧环与螺纹锁紧配合件之间设有径向插入两者的铆钉。铆钉的数量为一个或数个，它将螺纹锁紧环与螺纹锁紧配合件锁定铆死，以避免二者的相对松动和自由拆卸，既保证了生产安装的可靠性，同时又便于质量检验的固定封样和打戳追溯。

所述电热芯组件还由温控探管和顶盘组成，温控探管内设有温控探头，顶盘封闭安装口，集热罩、电加热管、温控探管均安装在顶盘的同一侧，且集热罩包围温控探管。集热罩可以完全包围温控探管，也可以仅包围温控探管上部。温控探头设置在温控探管内的不同区段，温控探头能有效实时监控内胆的温度。

所述出水管穿过顶盘与壳体内部连通。这可以减少直接在壳体上的开孔数量，降低内胆出现结构缺陷的几率。