專利名稱：熱交換水箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱交換水箱，其主要用于產(chǎn)熱設(shè)備與用熱管道之間的熱能交換。
技術(shù)背景空氣源熱水機(jī)是利用熱泵對(duì)水進(jìn)行加熱的裝置，其輸出的能量為壓縮機(jī)做的功和熱 泵從環(huán)境中吸收的熱量之和。因此，采用熱泵技術(shù)生產(chǎn)熱水可以節(jié)約大量的電能?？諝?源熱水機(jī)必須通過(guò)熱交換裝置才能將熱量傳遞至用熱位置(如室內(nèi)的空氣或管道中的 水)。熱交換水箱的其中一個(gè)用途就是將空氣源熱水機(jī)所產(chǎn)的熱量?jī)?chǔ)存在自身所容納的 介質(zhì)中，或者傳遞到貫穿其內(nèi)腔的盤繞的吸熱管道上。如圖l所示，熱交換水箱中通常會(huì)設(shè)有放熱盤管3'和吸熱盤管4，。其中，循環(huán)地流 經(jīng)放熱盤管3'的是來(lái)自空氣源熱水機(jī)的工質(zhì)；流經(jīng)吸熱盤管4'的是自來(lái)水。放熱盤管3' 與吸熱盤管4，互相隔離，它們之間通過(guò)儲(chǔ)存在水箱l，中的介質(zhì)( 一般為水)進(jìn)行熱傳導(dǎo)。 這樣，流經(jīng)吸熱盤管而被加熱的自來(lái)水能夠被人們所利用，同時(shí)水箱中的介質(zhì)也能采用 管路循環(huán)的方式向外傳導(dǎo)熱能(如與地板保暖管道連接)。如圖l所示，現(xiàn)有技術(shù)中放熱盤管3'和吸熱盤管4，一般都呈圓柱彈簧狀，直立地并 排在水箱l，中。但是這種布局并不能發(fā)揮最高的熱能交換效率，究其原因，是因?yàn)榇嗽O(shè) 計(jì)并沒有考慮熱能在水箱l，中的分布情況，于是其熱交換效率通常較低，這意味著有較 多的熱能從傳輸工質(zhì)的管道的其他位置流失了 ，導(dǎo)致空氣源熱水機(jī)工作時(shí)間延長(zhǎng)、效率 降低、電能耗損嚴(yán)重。于是需要對(duì)現(xiàn)有的熱交換水箱的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種改進(jìn)型的熱交換水箱，其熱交換效率大幅領(lǐng)先于現(xiàn)有產(chǎn) 品，能實(shí)現(xiàn)明顯的節(jié)能降耗。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型釆取了以下的技術(shù)方案熱交換水箱，包括一個(gè)設(shè)有進(jìn)水口和出水口的封閉容器以及設(shè)置在封閉容器內(nèi)的放熱盤 管和吸熱盤管，所述放熱盤管呈圓柱彈簧狀直立地設(shè)置在所述的封閉容器中，放熱盤管的兩 端分別從封閉容器的上部和下部穿出于封閉容器的壁體，特別地，吸熱盤管從上至下分為平 臥段和直立段；所述平臥段和直立段均呈圓柱彈簧狀；所述平臥段和直立段管路相通；所述3吸熱盤管的一端由平臥段穿出于封閉容器的壁體，所述吸熱盤管的另一端由直立段穿出于封 閉容器的壁體。為了獲得較佳的熱交換效果，吸熱盤管的平臥段的位置應(yīng)接近于放熱盤管的最高溫部位。為了使得該熱交換水箱能與其他產(chǎn)熱管路和用熱管路連接，該熱交換水箱還可以進(jìn)行以 下改進(jìn)在封閉容器內(nèi)的底部，設(shè)置蝸巻狀的盤管，該盤管的兩端從封閉容器的壁體上穿出， 可用于產(chǎn)熱管道或用熱管道；另外，在封閉容器的頂部設(shè)置穿出于封閉容器壁體的一長(zhǎng)一短 的兩根管道，可用于連接用熱管道(如底板保暖管道)。在封閉容器的壁體上，可設(shè)置一個(gè) 發(fā)熱棒插入口 ，使得該熱交換水箱能采用電發(fā)熱棒加熱的方式對(duì)封閉容器中的介質(zhì)進(jìn)行加熱。雖然放熱盤管、吸熱盤管以及其他管道基本上都采用了繞巻的方式增加其與封閉容器中 介質(zhì)接觸的表面積以獲得較好的熱交換效果，但僅采用這種手段還不能獲得最佳的熱交換效 果。對(duì)于放熱盤管、吸熱盤管以及其他在封閉容器內(nèi)的管道，可以采用管外壁具有鰭片，管 內(nèi)壁具有螺旋狀凸緣的管道代替。鰭片和螺旋狀凸緣都有利于增大管內(nèi)液體與管外介質(zhì)之間 的接觸面積，而管內(nèi)螺旋狀凸緣更可以引起管內(nèi)液體的撞擊而促進(jìn)熱交換的進(jìn)行。為使從吸熱盤管中流出的水能有一個(gè)較高的溫度， 一般地，放熱盤管的上部端口為高溫 工質(zhì)的入口，而下部端口為低溫工質(zhì)的出口 ，這樣，可使得熱交換水箱中的水溫分布始終保 持著較大的溫差上部的水較熱而下部的水較冷；相反地，吸熱盤管的下部端口一般為冷水 入口，而上部端口為熱水出口，這樣吸熱盤管中的水先經(jīng)一個(gè)預(yù)熱的區(qū)域后再進(jìn)入到高溫區(qū) 域，最后才流出，就能獲得一個(gè)較高的出水溫度。上述已經(jīng)提及，熱交換水箱中上部的水溫 與下部的水溫有較大的溫差，于是采用普通的直立放置的圓柱彈簧狀吸熱盤管并不能高效地 吸收上部的水中的熱能，而將吸熱盤管制成具有平臥段和直立段的結(jié)構(gòu)，則平臥段能高效地 與較熱的水進(jìn)行熱交換，同時(shí)直立段能使剛進(jìn)入吸熱盤管的較冷的水獲得一個(gè)預(yù)熱的效果。 平臥的盤管比直立的盤管能更好地提升出水溫度，這是因?yàn)榕c直立的盤管相比，平臥的盤管 在某一水平高度的換熱面積更集中，當(dāng)該水平高度正是溫度最高的位置，則平臥的盤管可爭(zhēng) 取到最高的熱能?？梢钥闯觯倪M(jìn)后的吸熱盤管的材料成本并不高于普通的直立的圓柱彈簧 狀吸熱盤管，效果卻明顯得多。本實(shí)用新型的技術(shù)效果是該熱交換水箱與普通的水箱相比，能更高效地進(jìn)行熱交換， 在不增加材料成本的前提下，可明顯地提高出水溫度。


圖l是現(xiàn)有技術(shù)的熱交換水箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖(不帶側(cè)板)圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例1的外部結(jié)構(gòu)示意圖(帶側(cè)板)； 圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例2中所采用的管道的縱向剖面圖； 圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例3的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖(不帶側(cè)板)。
附圖標(biāo)記說(shuō)明l-封閉水箱；2-出水口； 3-放熱盤管；4-吸熱盤管；5-平臥段；6-直立段； 7-蝸巻狀盤管；8-回水管；9-吸水管；10-發(fā)熱棒插入口； ll-底座；12-頂蓋；13-側(cè)板；14-鰭 片；15-螺旋狀凸緣；l，-水箱；3，-放熱盤管；4，-吸熱盤管；303-放熱盤管；304-吸熱盤管；305-平臥段。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型內(nèi)容作進(jìn)一 步說(shuō)明。 實(shí)施例1
如圖2所示，熱交換水箱中，包括一個(gè)管狀的封閉水箱1,在封閉水箱1的下部設(shè)有出 水口 2。在封閉水箱1內(nèi)直立地設(shè)有一個(gè)圓柱彈簧狀的放熱盤管3,放熱盤管3的兩端分別從 封閉水箱1的上部和下部穿出于封閉水箱1的壁體，位于上部的管口用作工質(zhì)的輸入口，位 于下部的管口用作工質(zhì)的輸出口。
在封閉水箱1中，還設(shè)有吸熱盤管4,吸熱盤管4的上部為平臥段5,吸熱盤管4的下部 為直立段6。平臥段5和直立段6皆為圓柱彈簧狀并且它們之間管路相通。其中，平臥段5 位于放熱盤管3的上部。直立段6位于封閉水箱1高度方向的中部。
另外，在封閉水箱1的底部設(shè)有一個(gè)蝸巻狀盤管7;在封閉水箱1的頂部設(shè)有穿出于水 箱壁體的一長(zhǎng)一短兩根管道， 一根為回水管8，另一根為吸水管9;在封閉水箱l的側(cè)壁，設(shè) 有發(fā)熱棒插入口 10。
如圖3所示，本實(shí)施例中的熱交換水箱是被安放在一個(gè)可移動(dòng)的底座11上的，配合該底 座11而設(shè)置一個(gè)頂蓋12以及四個(gè)側(cè)板13,則該熱交換水箱變成是被^:置在一個(gè)箱體中，這 樣也有利于封閉水箱1中的水保溫。而封閉水箱1上引出的管口可相應(yīng)地引出至側(cè)板13上。
使用時(shí)，通過(guò)回水管8或吸水管9向封閉水箱1中注入傳熱液體( 一般為水)。放熱盤管 3用于管接高溫的工質(zhì)(如空氣源熱水機(jī)的工質(zhì))，而吸熱盤管4用于管接低溫度液體(如自 來(lái)水)。低溫液體因此可被加熱利用。其中的蝸巻狀盤管7可用于連接太陽(yáng)能熱水器等的輔助 加熱設(shè)備的管道，而回水管8和吸水管9則可用于連接底板加熱系統(tǒng)等的用熱設(shè)備的管道。
實(shí)施例2
本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于在封閉水箱內(nèi)的所有管道，均采用管壁結(jié)構(gòu)如4 所示的管道，該管道的外壁上設(shè)有鰭片14,其內(nèi)壁上設(shè)有螺旋狀凸緣15。為獲得較好的熱交
5換效果，這樣的管道可由銅材料制得。 實(shí)施例3
如圖5所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于吸熱盤管304的平臥段305在水箱 中的位置并不是在放熱盤管303的上部，而是與放熱盤管303的上部并排在一起，這樣可騰 出更多的位置用于放熱盤管303的盤繞。這種方式更多地用于水箱容積較小的情形。
實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選的實(shí)施方式，凡在本實(shí)用新型思路或原理下所作的等同技 術(shù)替換，皆屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、熱交換水箱，包括一個(gè)設(shè)有進(jìn)水口和出水口的封閉容器以及設(shè)置在封閉容器內(nèi)的放熱盤管和吸熱盤管，所述放熱盤管呈圓柱彈簧狀直立地設(shè)置在所述的封閉容器中，放熱盤管的兩端分別從封閉容器的上部和下部穿出于封閉容器的壁體，其特征在于吸熱盤管從上至下分為平臥段和直立段；所述平臥段和直立段均呈圓柱彈簧狀；所述平臥段和直立段管路相通；所述吸熱盤管的一端由平臥段穿出于封閉容器的壁體，所述吸熱盤管的另一端由直立段穿出于封閉容器的壁體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換水箱，其特征在于吸熱盤管的平臥段的位置高于放熱盤管的上部。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱交換水箱，其特征在于在封閉容器內(nèi)的底部，設(shè)有蝸巻狀的盤管，蝸巻狀盤管的兩端從封閉容器的壁體上穿出。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱交換水箱，閉容器壁體的一長(zhǎng)一短的兩根管道。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱交換水箱,發(fā)熱棒插入口 。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱交換水箱，有鰭片，管內(nèi)壁具有螺旋狀凸緣。其特征在于在封閉容器的頂部設(shè)置穿出于封其特征在于在封閉容器的壁體上，設(shè)有一個(gè)其特征在于放熱盤管和吸熱盤管的管外壁具
7、根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱交換水箱，其特征在于蝸巻狀盤管的管外壁具有鰭片，管內(nèi)壁具有螺旋狀凸緣。
專利摘要本實(shí)用新型的目的在于提供一種改進(jìn)型的熱交換水箱，其熱交換效率大幅領(lǐng)先于現(xiàn)有產(chǎn)品，能實(shí)現(xiàn)明顯的節(jié)能降耗。熱交換水箱，包括放熱盤管和吸熱盤管，特別地，吸熱盤管從上至下分為平臥段和直立段；所述平臥段和直立段均呈圓柱彈簧狀；所述平臥段和直立段管路相通；所述吸熱盤管的一端由平臥段穿出于封閉容器的壁體，所述吸熱盤管的另一端由直立段穿出于封閉容器的壁體。為了獲得較佳的熱交換效果，吸熱盤管的平臥段的位置應(yīng)稍高于放熱盤管的上部。本實(shí)用新型的技術(shù)效果是該熱交換水箱與普通的水箱相比，能更高效地進(jìn)行熱交換，在不增加材料成本的前提下，可明顯地提高出水溫度。
文檔編號(hào)F28F1/42GK201392123SQ20092000906
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2009年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月16日
發(fā)明者伊萬(wàn)·安沃德森 申請(qǐng)人:林偉望;伊萬(wàn)·安沃德森