專利名稱：內置換熱器的熱泵熱水器水箱的制作方法
內置換熱器的熱泵熱水器水箱技術領域
本發(fā)明屬于熱水器技術領域，特別涉及一種內置換熱器的熱泵熱水器水箱。
技術背景
目前市場上的熱泵熱水器水箱配套使用的換熱器有以下幾種形式
第一種是，紫銅管內盤式，即將紫銅管盤在熱水器水箱內。內盤式的優(yōu)點紫銅管完 全置于水中，其與水箱內的水是完全的接觸，即該內盤式是360°換熱，性能系數(shù)(COP)高 達3. 4以上；缺點是對紫銅管的質量要求高。因為，如果紫銅管純度不夠，帶有雜質時，將會 被腐蝕導致泄漏，銅管穿孔進水，壓縮機燒壞，機組無法維修。
第二種是不銹鋼盤管內盤式，即將不銹鋼盤管盤在熱水器水箱內部，從目前實踐 看，由于使用了不銹鋼盤管，其有效地提升盤管的耐腐蝕性問題，成本也有一定下降，但同 時因為不銹鋼盤管的導熱系數(shù)是銅的二十分之一，性能系數(shù)(COP)降低到3. 4以下，未滿足 國標要求。另外，由于盤管結垢問題沒有解決，后期性能系數(shù)存在繼續(xù)下降的趨勢。同時， 盤管一旦被腐蝕穿孔，壓縮機燒壞，機組同樣也無法維修。
第三種是D型管外盤式，是將銅管壓成D字型后盤在水箱的外壁上。D型外盤管 的優(yōu)點是銅管盤在水箱內膽的外面，不接觸水，不會腐蝕，缺點是由于熱量要通過D型銅管 的一個平面?zhèn)鹘o水箱內膽的膽壁，再由膽壁傳給水，接觸面小，傳遞速度慢，性能系數(shù)(COP) 在2. 5以下，經(jīng)試驗，同樣的制熱水量需要近3倍于內置盤管的長度，帶來了成本的增加。還 有就是隨著不斷地熱脹冷縮變化，長時間使用后外盤管與水箱內膽的接觸緊密度也隨之產(chǎn) 生變化，換熱效果也會逐漸下降，機組工作壓力也逐年升高，D型管的兩個邊角在因受力不 均在長期的熱脹冷縮作用下容易破裂。
此外，上述幾種換熱器形式的材料回收利用率較低，均在10%以下。 發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種內置換熱器的熱泵熱水器水箱， 該熱水器水箱換熱效率高，使用壽命長，制作成本低廉，且換熱器盤管便于維修及更換。
為了實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明是按以下技術方案實現(xiàn)的
本發(fā)明所述的內置換熱器的熱泵熱水器水箱，包括殼體和內膽，所述內膽空腔內 設有換熱器裝置，所述換熱器裝置包括換熱器本體及換熱器盤管，所述換熱器本體為有雙 層壁的直通管，所述換熱器盤管纏繞在換熱器本體內層壁的外壁面上，且所述換熱器盤管 的表面與換熱器本體外層壁的內壁面接觸，所述換熱器本體的內層壁與外層壁之間的空腔 密封。
作為上述技術的進一步改進，所述換熱器本體的外層壁與內層壁的兩端部設有換 熱器封頭。
為了提高換熱器裝置的導熱性，所述換熱器本體的外層壁與內層壁之間形成的密 封空腔內填充有導熱液體。3
在本發(fā)明中，為了提高導熱性，所述換熱器本體的內層壁、外層壁上對應設有與換 熱器盤管表面接觸并配合的C型凹槽。
在本發(fā)明中，所述水箱殼體的上端部設有安裝法蘭，所述換熱器本體及其盤管的 上端位置通過若干支撐架與安裝法蘭連接。
此外，所述換熱器盤管的上端部出口連接有上套管，該上套管與安裝法蘭固定連 接將盤管引出至安裝法蘭外部。
在本發(fā)明中，所述換熱器本體及換熱器盤管的底部設有若干密封座，所述換熱器 盤管的下端出口處設有下套管，所述下套管與密封座固定連接將盤管的下端部引出至密封 座的外部。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是
(1)本發(fā)明中由于將換熱器盤管放置到水箱內膽內部，提高了換熱效率；
(2)由于換熱效率提高，盤管長度可以縮短為目前外置盤管的1/3，有效地降低其 制作成本；
(3)本發(fā)明由于換熱器本體有內外腔并各自形成封閉，使換熱器盤管與水不直接 接觸，避免了換熱器盤管被腐蝕，大大延長換熱器盤管的使用壽命；由于換熱器盤管不直接 與水接觸，避免盤管結水垢的可能性，避免換熱效率逐年下降的缺陷；
(4)本發(fā)明中，換熱器本體的內層壁與外層壁之間的密封空腔內填充導熱液體，保 證換熱器盤管360°充分換熱，增加換熱面積，換熱效果好；
(5)本發(fā)明換熱器的端部設有安裝法蘭，后期可單獨對換熱器盤管進行維修更換， 避免整機報廢，材料回收利用率達50%以上，降低和產(chǎn)品使用、維護成本；
(6)本發(fā)明中，由于換熱器本體在水箱內膽內部形成相對獨立空間，在底部增加電 熱管可實現(xiàn)“變容”效果，達到節(jié)能目的。
(7)本發(fā)明，換熱器本體的內外層壁各通過機械加工有與換熱器盤管配合的C型 凹槽，其能緊包換熱器盤管，使其導熱效果更為明顯，并加強了換熱器的剛性。


下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做詳細的說明
圖1是本發(fā)明所述的內置換熱器的熱泵熱水器水箱結構示意圖2是本發(fā)明中換熱器裝置結構示意圖3是上述圖2中A處放大示意圖4是上述圖2中A處放大示意圖(另外一種形式)；
圖5本發(fā)明所述的內置換熱器的熱泵熱水器水箱實現(xiàn)變容的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1、圖2所示，本發(fā)明所述的內置換熱器的熱泵熱水器水箱，包括殼體1和內膽 2，所述內膽2的空腔內設有換熱器裝置3，所述換熱器裝置3包括換熱器本體31及換熱器 盤管32，所述換熱器本體31為有雙層壁的直通管，所述換熱器盤管32纏繞在換熱器本體 31內層壁312的外壁面上，且所述換熱器盤管32的表面與換熱器本體31的外層壁311的 內壁面接觸，所述換熱器本體31的內層壁312與外層壁311之間形成的空腔為密封空腔。
如圖3所示，所述換熱器本體31的外層壁311與內層壁312的兩端部對應設有換 熱器封頭33，該換熱器封頭33對應的焊接于外層壁311與內層壁312端部位置，從而將內 層壁312與外層壁311之間空腔形成完全密封的密封空腔I，在該密封空腔I內填充有導熱 性能較好的導熱液體，其能較好地提高換熱器裝置的導熱性。
在本發(fā)明中，為了提高導熱性，如圖4所示，所述換熱器本體31的內層壁312、外層 壁311上還可以對應設有與換熱器盤管32表面完全接觸并配合的C型凹槽3111、3121。
在本發(fā)明中，如圖1所示，所述水箱殼體1的上端部設有安裝法蘭4，所述換熱器本 體31及其盤管32的上端位置通過三個支撐架5與安裝法蘭4對應連接。因此，在后期維 護時，可單獨對盤管進行維修更換，避免整機報廢，材料回收利用率達50%以上，降低和產(chǎn) 品使用、維護成本。
此外，所述換熱器盤管32的上端部出口處連接有上套管6，該上套管6與安裝法蘭 4固定連接將換熱器盤管32引出至安裝法蘭4的外部，即水箱頂部的工質入口處。
在本發(fā)明中，所述換熱器本體31及換熱器盤管32的底部共設有四個密封座7，所 述換熱器盤管32的下端出口處設有下套管8，所述下套管8與密封座7固定連接將換熱器 盤管32的下端部引出至密封座7的外部，即水箱底部的工質下出口處，工質從水箱頂部的 工質入口處進入，流經(jīng)換熱器套管32后依次經(jīng)過下套管8、然后通過工質出口導管30從上 端工質出口處導出。
以下詳細說明本發(fā)明中換熱器裝置的安裝過程
(1)安裝時，如圖1所示，將換熱器盤管32緊緊地纏繞在換熱器本體31的內層壁 312的外壁面上，然后套上外層壁311，在換熱器本體31的外層壁311和內層壁312空腔內 部填充導熱液體并將兩個換熱器封頭33焊接好，從而可將換熱器盤管32完整地密封在該 密封空腔內；
(2)將三個支撐架5將換熱器裝置3與安裝法蘭4固定在位，上套管6與安裝法蘭 4焊接以將換熱器盤管32引出到安裝法蘭外部，下套管8與密封座7焊接以將換熱器盤管 32引出密封座7的外部。
(3)然后將換熱器裝置3整體從內膽2上端蓋11放入，密封座7對準內膽1的下 端蓋12上的孔位，上部用螺栓及密封圈將安裝法蘭4固定密封，下部用螺母及密封圈將其 密封座7固定密封，將工質下出口折彎并與維修接頭20相連接。
至此，內膽2部分安裝完畢，內膽2注水運行后，換熱器盤管32與水是不直接接觸 的，換熱器盤管32的使用壽命得到極大提高；而且，換熱器盤管32的熱量一部分通過緊貼 著換熱器盤管32的換熱器本體31的內層壁312與外層壁311傳遞到水中，另一部分是通 過導熱液體傳遞給內層壁312與外層壁311再傳遞到水中，實現(xiàn)換熱器盤管32的360°充 分換熱，換熱器盤管32的長度僅需外置型盤管長度的1/3即可，經(jīng)試驗，性能系數(shù)(COP)高 達3. 4以上，即提高了效率，又降低了成本。同時由于換熱器導熱面積大，不會因局部的高 溫產(chǎn)生結垢現(xiàn)象，避免了換熱效率逐年下降的缺陷。
此外，由于在內膽2外部有保溫層10及殼體1，如果換熱器盤管32有損壞的情況 出現(xiàn)，將水箱上部和下部的維修蓋拆開，挖掉部分保溫層10，松開維修接頭20，按安裝時的 相反順序即可將換熱器盤管32拆下更換，避免整機報廢。
如圖5所示，由于換熱器本體3在其內部中形成了相對獨立的空間，相當于一個小內膽，當在該內膽底部空間增加電熱管9時，通過電熱管9加熱后的水直接上升并積聚在換 熱器本體3內部的小空間內，頂部的出水管直接可將這一部分熱水引出來使用。而當用戶 需要用水量較少時，也可以使用此種方式進行有選擇性的可變容量加熱，節(jié)能效果顯著。
本發(fā)明并不局限于上述實施方式，如果對本發(fā)明的各種改動或變型不脫離本發(fā)明 的精神和范圍，倘若這些改動和變型屬于本發(fā)明的權利要求和等同技術范圍之內，則本發(fā) 明也包含這些改動和變型。
權利要求
1.內置換熱器的熱泵熱水器水箱，包括殼體和內膽，其特征在于所述內膽空腔內設 有換熱器裝置，所述換熱器裝置包括換熱器本體及換熱器盤管，所述換熱器本體為有雙層 壁的直通管，所述換熱器盤管纏繞在換熱器本體內層壁的外壁面上，且所述換熱器盤管的 表面與換熱器本體外層壁的內壁面接觸，所述換熱器本體的內層壁與外層壁之間的空腔密 封。
2.根據(jù)權利要求1所述內置換熱器的熱泵熱水器水箱，其特征在于所述換熱器本體 的外層壁與內層壁的兩端部設有換熱器封頭。
3.根據(jù)權利要求2所述內置換熱器的熱泵熱水器水箱，其特征在于所述換熱器本體 的外層壁與內層壁之間形成的密封空腔內填充有導熱液體。
4.根據(jù)權利要求1至3任一項所述內置換熱器的熱泵熱水器水箱，其特征在于所述 換熱器本體的內層壁、外層壁上對應設有與換熱器盤管表面接觸并配合的C型凹槽。
5.根據(jù)權利要求1所述內置換熱器的熱泵熱水器水箱，其特征在于所述水箱殼體的 上端部設有安裝法蘭，所述換熱器本體及其盤管的上端位置通過若干支撐架與安裝法蘭連 接。
6.根據(jù)權利要求5所述內置換熱器的熱泵熱水器水箱，其特征在于所述換熱器盤管 的上端部出口連接有上套管，該上套管與安裝法蘭固定連接將盤管引出至安裝法蘭外部。
7.根據(jù)權利要求1所述內置換熱器的熱泵熱水器水箱，其特征在于所述換熱器本體 及換熱器盤管的底部設有若干密封座。
8.根據(jù)權利要求7所述內置換熱器的熱泵熱水器水箱，其特征在于所述換熱器盤管 的下端出口處設有下套管，所述下套管與密封座固定連接將盤管的下端部引出至密封座的 外部。
全文摘要
本發(fā)明屬于熱水器產(chǎn)品技術領域。具體公開一種內置換熱器的熱泵熱水器水箱，包括殼體和內膽，所述內膽空腔內設有換熱器裝置，所述換熱器裝置包括換熱器本體及換熱器盤管，所述換熱器本體為雙層壁的直通管，所述換熱器盤管纏繞在換熱器本體內層壁的外壁面上，且所述換熱器盤管的表面與換熱器本體的外層壁的內壁面接觸，所述換熱器本體的內層壁與外層壁之間的空腔密封。該熱水器水箱換熱效率高，使用壽命長，制作成本低廉，且所使用的換熱器盤管便于維修及更換，實用性好。
文檔編號F24H9/00GK102032675SQ201110000409
公開日2011年4月27日 申請日期2011年1月4日 優(yōu)先權日2011年1月4日
發(fā)明者梁榮順 申請人:梁榮順