外盤微通道分液冷凝式熱泵熱水器水箱的制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱水器領(lǐng)域，尤其是一種外盤微通道分液冷凝式熱泵熱水器水箱?！尽颈尘凹夹g(shù)】】
[0002]熱泵熱水器的水箱通常由水箱內(nèi)膽、加熱管(即冷凝器)、保溫層和外殼組成。由圓銅管構(gòu)成的冷凝器內(nèi)置于水箱內(nèi)部，由于冷凝器直接浸泡于水箱內(nèi)部，水與冷凝器的換熱管之間的換熱性能會大幅度增加。但銅管在水中浸泡，長時間直接與水接觸容易在外管壁表面產(chǎn)生水垢、銹蝕等問題，影響水質(zhì)，影響人體健康。
[0003]對于加熱器為單管形式的圓薄壁銅管外盤式水箱，薄壁換熱器銅管與水箱的接觸面為圓弧面和平面的接觸，接觸面積小，熱量僅能由制冷劑側(cè)通過薄壁銅圓管與水箱內(nèi)膽平面的線接觸面?zhèn)鞯剿鋬?nèi)部的水中，熱阻較大，嚴重影響傳熱效率，從而加大壓縮機的功率。對于加熱管為單管形式的扁平微通道鋁管，冷凝盤管必須盤繞密度較高，冷凝系統(tǒng)制冷劑流程長，壓降大，導致系統(tǒng)經(jīng)濟性差。
[0004]對于現(xiàn)階段的蓄熱水箱多采用蓄熱模塊整體內(nèi)置于水箱內(nèi)部，或者緊貼水箱內(nèi)膽內(nèi)壁的結(jié)構(gòu)，造成水箱內(nèi)儲水容積變小或者水箱體積變大，通過水升溫之后進行二次換熱蓄熱，效率比較低。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]本發(fā)明的目的在于針對以上所述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種在滿足出水水質(zhì)和出水溫度要求的前提下，增強換熱效率，降低能源消耗，延長水箱內(nèi)部水的保溫時間和提供更恒定的出水水溫，提高系統(tǒng)使用經(jīng)濟性的外盤微通道分液冷凝式熱泵熱水器水箱。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:外盤微通道分液冷凝式熱泵熱水器水箱，包括外殼、置于外殼內(nèi)的水箱內(nèi)膽和置于水箱內(nèi)膽內(nèi)或者外側(cè)壁的冷凝器，所述外殼與水箱內(nèi)膽或者外殼與冷凝器之間設(shè)置蓄熱模塊，所述蓄熱模塊內(nèi)填充蓄熱材料。
[0007]所述蓄熱材料為相變蓄熱材料，其相變溫度點介于進水水溫與出水水溫之間。
[0008]所述蓄熱模塊的厚度為2-5_，蓄熱模塊的蓄熱量與水箱內(nèi)膽中水的蓄熱量比例為1:3-4之間。
[0009]所述外殼內(nèi)填充絕熱材料，所述絕熱材料包裹于所述蓄熱模塊外壁，以避免熱量散失。優(yōu)選的，所述絕熱材料為發(fā)泡絕熱材料，可以是聚苯乙烯泡沫。
[0010]所述冷凝器可以為分液冷凝換熱器，所述分液冷凝換熱器包括換熱管束、分別安裝在所述換熱管束兩側(cè)并與所述換熱管束相連通的第一集流管和第二集流管，在所述第一集流管或者第二集流管上設(shè)置進口管和出口管；設(shè)置進口管的集流管內(nèi)最少設(shè)置一個隔板，在所述所述第一集流管或者第二集流管內(nèi)安裝若干分液隔板，用于實現(xiàn)氣液分離。
[0011]所述第一集流管靠近上端部設(shè)置進口管，所述第一集流管靠近下端部設(shè)置出口管，所述第一集流管設(shè)置一個隔板，在所述第一集流管和第二集流管內(nèi)設(shè)置若干分液隔板，以實現(xiàn)氣液分離。
[0012]所述分液隔板上設(shè)置若干通孔，所述通孔的水力直徑可以是0.2-2mm。
[0013]所述冷凝器可以采用2個分液冷凝換熱器組成，包裹于水箱內(nèi)膽60的內(nèi)壁或者外包于水箱內(nèi)膽外側(cè)壁；所述換熱管束為微通道扁管排布組成，豎直的第一集流管、第二集流管間上下等間距排布上述微通道扁管組成的換熱管束，且所述第一集流管、第二集流管和換熱管束的微通道扁管之間相連通，所述微通道扁管的扁平面與水箱內(nèi)膽的內(nèi)壁或者外側(cè)壁面貼合到一起。
[0014]所述換熱管束可以是由微通道扁管組成，其小孔水力直徑為0.5-2mm之間，微通道孔數(shù)為5-15通道孔。
[0015]在所述換熱管束與水箱內(nèi)膽之間涂抹有高導熱系數(shù)材料，用于增大兩者之間的熱導率。
[0016]所述水箱內(nèi)膽外壁面設(shè)置有凹槽，所述分液冷凝換熱器嵌于所述凹槽內(nèi)，能更好使水箱內(nèi)膽與換熱管束進行貼合，所述凹槽深度為l_2mm。
[0017]所述蓄熱模塊內(nèi)側(cè)壁設(shè)置凹槽，所述換熱管束嵌入所述蓄熱模塊的凹槽內(nèi)。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:在滿足出水水質(zhì)和出水溫度要求的前提下，可增強換熱效率，降低能源消耗，延長水箱內(nèi)部水的保溫時間和提供更恒定的出水水溫，提高系統(tǒng)使用的經(jīng)濟性。
【【附圖說明】】
[0019]圖1為本發(fā)明一種外盤微通道分液冷凝式熱泵熱水器水箱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為單個分液冷凝換熱器的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ] 圖3為分液隔板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為隔板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5為2個分液冷凝換熱器通過連通管與進口管和出口管連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6為本發(fā)明一種外盤微通道分液冷凝式熱泵熱水器水箱的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖1 ;
[0025]圖7為2個分液冷凝換熱器通過單一連通管連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖8為本發(fā)明一種外盤微通道分液冷凝式熱泵熱水器水箱的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖2。
【【具體實施方式】】
[0027]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細的描述說明。
[0028]外盤微通道分液冷凝式熱泵熱水器水箱，如圖1所示，包括外殼10、絕熱材料20、蓄熱模塊30、置于蓄熱模塊30中的蓄熱材料40、冷凝器50和水箱內(nèi)膽60，所述水箱內(nèi)膽60置于外殼10內(nèi)，被外殼10內(nèi)的絕熱材料20包裹，所述冷凝器50置于水箱內(nèi)膽60內(nèi)，在所述外殼10與所述水箱內(nèi)膽60之間設(shè)置所述蓄熱模塊30，所述蓄熱模塊30嵌入所述外殼10內(nèi)側(cè)壁可蓄熱并與冷凝器50進行熱交換，由殼體及填充在殼體內(nèi)蓄熱材料40制成。其中，所述蓄熱材料40為相變蓄熱材料，其相變溫度點介于進水水溫與出水水溫之間，可以有效利用熱源，減少熱源浪費。所述蓄熱模塊的厚度為2-5_，優(yōu)選的，所述蓄熱模塊的厚度為4_。所述蓄熱模塊30的殼體使用高導熱材料作為外殼，如銅等，通過直接與冷凝器進行換熱，增強了水箱的蓄熱效率，縮短蓄熱所需時間，提供更為恒定的出水溫度，所述蓄熱模塊30與冷凝器50及水箱內(nèi)膽60的接觸面可涂有高導熱材料(如導熱硅膠)，增強換熱。其中，蓄熱模塊的蓄熱量與水箱內(nèi)膽60中水的蓄熱量比例按1:3設(shè)計最佳。所述水箱內(nèi)膽60的上端設(shè)置出水口 80，下端設(shè)置進水口 70。
[0029]所述冷凝器可以為分液冷凝換熱器。如圖2-4所示，所述分液冷凝換熱器包括換熱管束51、分別安裝在所述換熱管束51兩側(cè)并與所述換熱管束51相連通的第一集流管52和第二集流管53。所述換熱管束51由若干換熱管排布組成。在所述第一集流管52靠近上端部設(shè)置進口管56，所述第一集流管52靠近下端部設(shè)置出口管57，所述第一集流管52內(nèi)進口管56下方設(shè)置一個隔板58，用于將所述換熱管束分成最少一個流程，在所述第一集流管52和第二集流管53內(nèi)設(shè)置若干分液隔板59，以實現(xiàn)多個流程的氣液分離。在所述分液隔板59上設(shè)置若干通孔，所述通孔的水力直徑可以是0.2-2mm。優(yōu)選的，所述所述分液隔板59上呈梅花狀設(shè)置5個通孔，所述通孔的水力直徑可以是0.8mm，這樣氣液分離效果最佳。
[0030]所述隔板58和分液隔板59將第一集流管52和第二集流管53分為多個流程，制冷劑經(jīng)進口管56進入第一集流管52，然后通過所述隔板58分配進入相應(yīng)流程的所述換熱管束51，經(jīng)過一個流程的冷