专利名称：一种储水箱及使用该储水箱的储水式热水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于热水器的储水箱，以及使用该储水箱的储水式热水器。
背景技术：
现有储水式热水器主要由换热器、水泵和储水箱组成，水泵将小部分水抽到换热器加热升温，再回到储水箱，如此循环，将储水箱内的所有水加热，其存在以下问题:(1)针对整个水箱内储水进行加热，无法根据用水人数的不同进行水箱热水容量的灵活调节，并且当热水用完后需等到水箱内冷水全部被加热后才能再次使用热水，等待时间长；(2)少数人用水时，整个水箱的热水用不完，存在热能浪费的问题；(3)热水利用率低，没有增容功能，需配备大容量水箱才能满足用水需求，成本高、浪费资源。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题在于提供一种热水容量可调节的储水箱，以满足不同用水人数的需求，减少热能浪费，节能环保，且缩短再次用热水的等待时间。本发明所要解决的第二个技术问题在于提供一种使用上述储水箱的储水式热水器。本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案是:一种储水箱，其包括水箱内胆、循环进水管、循环出水管、冷水进水管和热水出水管，循环进水管、循环出水管、冷水进水管和热水出水管均与水箱内胆连通，所述水箱内胆为一个，所述循环进水管和所述热水出水管均设于水箱内胆的上部，所述循环出水管设于水箱内胆的下部，在水箱内胆上还设有用于分别检测水箱内胆内不同位置温度的至少3个温度传感器；或者，所述水箱内胆至少为两个，所有水箱内胆按水流方向由前至后依次经连接管串联，连接管的第一端伸入前一个水箱内胆的底部，其第二端伸入后一个水箱内胆的顶部，所述循环进水管和所述热水出水管设于最前的一个水箱内胆的上部，所述循环出水管设于最后的一个水箱内胆的下部，在水箱内胆上还设有用于分别检测水箱内胆内不同位置温度的温度传感器。优选的，水流方向相邻两个所述温度传感器之间的所述水箱内胆的容积为40 70L。优选的，水流方向相邻两个所述温度传感器之间的所述水箱内胆的容积相等。优选的，所述循环进水管的第一端伸入所述水箱内胆内，且循环进水管的第一端和与其相邻的所述温度传感器之间的间距> 50mm。优选的，所述循环进水管的第一端的管口封闭，在循环进水管的第一端的管壁下部设有通孔。优选的，所述循环出水管的第一端伸入所述水箱内胆内，且循环出水管的第一端和与其相邻的所述温度传感器之间的间距> 50mm。优选的，所述循环出水管的第一端的管口封闭，在循环出水管的第一端的管壁下部设有通孔。
优选的，所述冷水进水管设置在所述循环出水管下方的所述水箱内胆上，该冷水进水管的第一端伸入所述水箱内胆内；或者，还包括三通阀，三通阀的第一接口与所述冷水进水管的第一端连接，三通阀的第二接口与所述循环出水管的第二端连接。优选的，所述储水箱还包括换热器和水泵，水泵的进水口与所述循环出水管的第二端连接，水泵的出水口与换热器的进水口连通，换热器的出水口与所述循环进水管的第二端连接；或者，水泵的进水口与所述三通阀的第三接口连通，水泵的出水口与换热器的进水口连通，换热器的出水口与所述循环进水管的第二端连接。优选的，所述水泵为变频水泵。优选的，所述储水箱还包括水箱外壳，在水箱外壳上设有冷水进口、热水出口、冷媒进口和冷媒出口，所述水箱内胆、所述循环进水管、所述循环出水管、所述热水出水管、所述冷水进水管、所述换热器和所述水泵均位于水箱外壳内，所述冷水进水管的第二端与所述冷水进口连接，所述热水出水管的第二端与所述热水出口连接，所述换热器的进口端和出口端分别经冷媒连接管与所述冷媒进口和所述冷媒出口连通。本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案是:一种储水式热水器，包括主机和所述的储水箱。本发明的储水箱，其循环进水管和热水出水管设置在水箱内胆的上部，循环出水管设置在水箱内胆的下部，循环进水管设置在水箱内胆的上部，使从换热器出来的热水直接通入水箱内胆顶部，利用热水比冷水密度小的特点，实现水箱内胆自上而下的加热方式。同时，通过自上而下布置的多个温度传感器的温度反馈，可灵活调节水箱内胆的热水量，也即是水箱内胆的分层加热。与现有技术相比，本发明的优点是:(I)实现了对水箱热水容量的灵活调节，满足了不同用水人数的需求，而且，当热水用完后，只需等待很短的时间，水箱顶部就可产出一定量的热水，即可使用，大大缩短了了用水的等待时间；(2)采用小流量大温差的直热加热方式，使加热后进入水箱的热水即达到设定温度；(3)使得热水器具备增容功能，减小了水箱的容积，节省了材料、降低了成本；(4)使得热水器具备减容功能，减少了热能浪费，节能环保；(5)另外，通过使用变频水泵，确保换热器出水温度稳定不变，保证了水箱内胆热水出水的温度稳定性，以提高用水舒适性。
图1是本发明提供的储水箱实施例1的结构示意图；图2是本发明提供的储水式热水器的结构示意图；图3是本发明提供的储水箱实施例2的结构示意图；图4是本发明提供的储水箱实施例3的结构示意图。附图标记说明:1-储水箱I ; 101-水箱外壳；IOla-热水出口 ； IOlb-冷媒进口 ；IOlc-冷媒出口 ；IOld-冷水进口 ； 102-水箱内胆；102a-水箱内胆；2_循环出水管；2a_通孔；3_循环进水管；3a-通孔；4_热水出水管；51、52、53、54、5n-感温包；6_连接管；7-三通阀；8_变频水泵；9_换热器；10_感温包；11-冷水进水管；lla-通孔；12_主机；13、14、15、16-冷媒连接管。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明:实施例1见图1，储水箱I主要由水箱外壳101、水箱内胆102、循环进水管3、循环出水管
2、冷水进水管11、热水出水管4、变频水泵8及换热器9组成，其中，水箱内胆102为圆柱体形，在水箱内胆102的上部设有循环进水管3和热水出水管4，在水箱内胆102的下部设有循环出水管2，在水箱内胆102上由上至下设有用于分别检测水箱内胆102内不同位置温度的5个感温包(即温度传感器)51、52、53、54、511，感温包插入水箱内胆102内部。为了准确检测到水箱内胆102出水温度，高度最高的感温包51位置要尽量位于水箱内胆102顶部。为了满足焊接工艺的要求，高度最高的温度传感器51与水箱内胆102的侧壁上端之间的距离L1 ≥ 80mm，通常取最小值。高度最低的感温包5n的位置首先要满足焊接工艺要求，高度最低的温度传感器与水箱内胆102的侧壁下端之间的距离L3 ≥ 80mm,其次要避免循环出水管2的进出水因水流的搅动对感温包5n的影响。温度传感器51与温度传感器5n之间的感温包的个数由水箱内胆102的总容积和相邻两个感温包间的容积V决定，其中V从参考用水标准(水温55°C )40 70L/人中取值，相邻两个感温包的间距L由V和水箱内胆102直径D确定:L = 4×106V/(πD2)mm。循环进水管3的第一端水平伸入水箱内胆102内，且该第一端的管口封闭，在该循环进水管3的第一端的管壁下部设有多个通孔3a，以防止循环进水对水箱上部的热水造成干扰，影响出水温度。循环进水管3的位置一是要尽量远离热水出水管4但又不能距离太远，二是要防止循环进水对感温包52的影响，因此，要求循环进水管3的第一端和与其相邻的感温包52之间的间距L2≥50mm，通常取最小值。循环出水管2的第一端伸入水箱内胆102内，且该第一端的管口封闭，在该第一端的管壁下部设有通孔2a。循环出水管2的位置一是减少冷水对上部热水的影响，二是减弱循环加热时因水流的搅动对感温包5n的影响。因此，循环出水管2的第一端位于高度最低的温度传感器5n的下方，而且循环进水管3的第一端和与其相邻的感温包5n之间的间距L4≥50mm,通常取最小值。热水出水管4设置在循环进水管3的上方，热水出水管4的第一端伸入水箱内胆102内，热水出水管4的第一端向上弯折。三通阀7的第一接口与冷水进水管11的第一端连接，三通阀7的第二接口与循环出水管2的第二端连接，三通阀7的第三接口与变频水泵8的进水口连通，变频水泵8的出水口与换热器9的进水口连通，换热器9的出水口与循环进水管3连通。通过调节变频水泵8的转速来调节换热系统的水流量，实现了在不同进水温度、不同换热能力下保证换热器9出水温度稳定在设定值的目的。在换热器9的出水口处设有热水器出水感温包10。由此可见，本实施例的储水箱1器具有以下优点:—、热水容量灵活调节，满足了不同用水人数的需求。对于一整箱冷水，初次加热运行时，可通过调节变频水泵8的转速使换热器9出水稳定在设定温度值(如55°C )。热水直接进入箱体1顶部，根据热水密度比冷水小的特点，热水会自上而下加热，通过感温包52的反馈，当感温包52的温度值达到设定温度时停止加热运行，即只加热感温包52以上部位的热水量。同理，可根据感温包53、54、5n的反馈加热设定的热水量，实现了热水容量灵活调节，满足了不同用水人数的需求，而且，当热水用完后，只需等待很短的时间，水箱顶部就可产出一定量的热水，即可使用，大大缩短了 了用水的等待时间。二、具有增容功能当用水人数增加时，为最大限度的利用箱体里的热水，在用水的同时，开启加热运行，将补入箱体底部冷的自来水直接加热至设定温度送到箱体顶部，在不影响用水的情况下，最大限度地增加了可用水量，即实现了箱体的增容运行。三、具有直热功能在自来水温度和加热能力满足一定条件的情况下，可只加热感温包52以上部位的热水量，开始用水后，箱体上部少量的热水只是起到缓冲作用，并不被消耗，通过启动加热运行即可满足用户的用热水需求，即实现了直热运行。图2所示为使用上述储水箱I的储水式热水器的结构示意图，储水式热水器包括主机12和储水箱I，在水箱外壳101上设有冷水进口 101d、热水出口 101a、冷媒进口 IOlb和冷媒出口 101c，水箱内胆102、循环进水管3、循环出水管2、热水出水管4、冷水进水管11、换热器9和变频水泵8均位于水箱外壳101内，冷水进水管11的第二端与冷水进口 IOld连接，热水出水管4的第二端与热水出口 IOla连接，换热器9的进口端和出口端分别经冷媒连接管34、14与冷媒进口 IOlb和冷媒出口 IOlc连通，水箱外壳101上的冷媒进口 IOlb和冷媒出口 IOlc分别经冷媒连接管16、15与主机12的冷媒出口和冷媒进口连接。通过将水路系统与水箱内胆102和水箱外壳101集成一体，其有益之处在于:(I)通过水箱外壳101上保温层的保温作用，降低水路系统循环运行时向自然环境的散热；(2)在冬季低温地区使用时，可有效解决水系统的防冻问题；(3)可最大化地简化机组的工程安装，工程安装时仅需连接冷媒连接管与进出水管，提高工程安装效率，降低工程安装费用。实施例2见图3，与实施例1不同的是，感温包贴于水箱内胆102外壁，水泵8的进水口直接与循环出水管2的第二端连接。冷水进水管1111设置在循环出水管2下方的水箱内胆102上，冷水进水管1111的第一端伸入水箱内胆102内，且该第一端的管口封闭,在该第一端的管壁下部设有通孔11a。本实施例的储水箱将冷水进水管11和循环出水管2分开设置，使冷水供水和将水箱底部的水直接加热送到水箱的顶部可以同时进行，更好地体现了增容效果O实施例3见图4，与实施例2不同的是，本实施例具有两个水箱内胆102a、102b，两个水箱内胆102a、102b按水流方向由前至后依次经连接管6串联,连接管6的第一端伸入前一个水箱内胆102a的底部，其第二端伸入后一个水箱内胆102b的顶部，循环进水管3和热水出水管4设于最前的一个水箱内胆102a的上部，循环出水管2设于最后的一个水箱内胆102b的下部，在水箱内胆102上还设有用于分别检测水箱内胆102内不同位置温度的4个温度传感器 51、52、53、54。
采用多个水箱内胆102串联的储水箱I具有以下好处:(I)多个水箱内胆102串联的方式相当于减小了单个水箱内胆102的直径而增加了高度，使储水箱I变得细长，这样可以有效地削弱冷热水混合的影响，减少冷热水混合层的混合水量，提高产水率；(2)可使储水箱I变得更加薄，减少安装空间。以上仅为本发明的具体实施例，并不以此限定本发明的保护范围；在不违反本发明构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本发明的保护范围。
权利要求
1.一种储水箱，其包括水箱内胆、循环进水管、循环出水管、冷水进水管和热水出水管，循环进水管、循环出水管、冷水进水管和热水出水管均与水箱内胆连通，其特征在于:所述水箱内胆为一个，所述循环进水管和所述热水出水管均设于水箱内胆的上部，所述循环出水管设于水箱内胆的下部，在水箱内胆上还设有用于分别检测水箱内胆内不同位置温度的至少3个温度传感器；或者，所述水箱内胆至少为两个，所有水箱内胆按水流方向由前至后依次经连接管串联，连接管的第一端伸入前一个水箱内胆的底部，其第二端伸入后一个水箱内胆的顶部，所述循环进水管和所述热水出水管设于最前的一个水箱内胆的上部，所述循环出水管设于最后的一个水箱内胆的下部，在水箱内胆上还设有用于分别检测水箱内胆内不同位置温度的温度传感器。
2.根据权利要求1所述的储水箱，其特征在于:相邻两个所述温度传感器之间的所述水箱内胆的容积为40 70L。
3.根据权利要求1所述的储水箱，其特征在于:相邻两个所述温度传感器之间的所述水箱内胆的容积相等。
4.根据权利要求1所述的储水箱，其特征在于:所述循环进水管的第一端伸入所述水箱内胆内，且循环进水管的第一端和与其相邻的所述温度传感器之间的间距> 50mm。
5.根据权利要求4所述的储水箱，其特征在于:所述循环进水管的第一端的管口封闭，在循环进水管的第一端的管壁下部设有通孔。
6.根据权利要求1所述的储水箱，其特征在于:所述循环出水管的第一端伸入所述水箱内胆内，且循环出水管的第一端和与其相邻的所述温度传感器之间的间距> 50mm。
7.根据权利要求6所述的储水箱，其特征在于:所述循环出水管的第一端的管口封闭，在循环出水管的第一端的管壁下部设有通孔。
8.根据权利要求1至7任一项所述的储水箱，其特征在于:所述冷水进水管设置在所述循环出水管下方的所述水箱内胆上，该冷水进水管的第一端伸入所述水箱内胆内；或者，还包括三通阀，三通阀的第一接口与所述冷水进水管的第一端连接，三通阀的第二接口与所述循环出水管的第二端连接。
9.根据权利要求8所述的储水箱，其特征在于:还包括换热器和水泵，水泵的进水口与所述循环出水管的第二端连接，水泵的出水口与换热器的进水口连通，换热器的出水口与所述循环进水管的第二端连接；或者，水泵的进水口与所述三通阀的第三接口连通，水泵的出水口与换热器的进水口连通，换热器的出水口与所述循环进水管的第二端连接。
10.根据权利要求9所述的储水箱，其特征在于:所述水泵为变频水泵。
11.根据权利要求9所述的储水箱，其特征在于:还包括具有保温层的水箱外壳，在水箱外壳上设有冷水进口、热水出口、冷媒进口和冷媒出口，所述水箱内胆、所述循环进水管、所述循环出水管、所述热水出水管、所述冷水进水管、所述换热器和所述水泵均位于水箱外壳内，所述冷水进水管的第二端与所述冷水进口连接，所述热水出水管的第二端与所述热水出口连接，所述换热器的进口端和出口端分别经冷媒连接管与所述冷媒进口和所述冷媒出口连通。
12.—种储水式热水器，包括主机和储水箱，其特征在于:所述储水箱为如权利要求1至11任一项所述的储水箱。
全文摘要
本发明公开了一种储水箱，其包括水箱内胆、循环进水管、循环出水管、冷水进水管和热水出水管，水箱内胆为一个，循环进水管和热水出水管均设于水箱内胆的上部，循环出水管设于水箱内胆的下部，在水箱内胆上还设有用于分别检测水箱内胆内不同位置温度的至少3个温度传感器；或者，水箱内胆至少为两个，所有水箱内胆按水流方向由前至后依次经连接管串联，在水箱内胆上还设有用于分别检测水箱内胆内不同位置温度的温度传感器。本发明的储水箱采用自上而下的加热方式，同时通过自上而下布置的多个温度传感器的温度反馈，实现对水箱热水容量的灵活调节，满足了不同用水人数的需求。同时，本发明还公开了一种使用上述储水箱的储水式热水器。
文档编号F24H9/00GK103104978SQ20111035791
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者董明珠, 谭建明, 李绍斌, 柳飞, 袁明征, 曹浩 申请人:珠海格力电器股份有限公司