专利名称：热泵热水器加热及储热一体化保温水箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及热泵技术领域的加热及储热系统，具体是一种热泵热水器加热及储热 一体化保温水箱。
背景技术：
热泵热水器在近年来得到广泛的推广应用。目前，常规热泵热水器加热及储热一 体化水箱结构如图1所示，主要由热水出口 I’，水温探头2’，冷水入口 3’，排污口 4’，水箱 内胆5’，冷媒出口 6’，换热盘管7’，冷媒入口 8’，保温层9’和水箱壳体10’组成。其中，换 热盘管7’均制作成圆柱形盘管，置于水箱内胆5’中下部，通过水温探头2’监测水箱中部温 度，控制热泵起停。当水温探头2’监测到水温达到设定温度并控制热泵停止工作。由于水 温探头2’位于水箱中部，而圆柱形的换热盘管7’位于中下部，造成水箱中水温分层明显， 位于水温探头2’以下位置的水温尚未达到设定温度，而水温探头2’以上位置的水温早已 高于设定温度。最终，实际水箱中达到设定温度的热水容积小于水箱的实际容积，并且水箱 中水温分布不均匀，影响使用。
经过对现有技术的文献检索发现，专利号为CN201010186478. X的发明专利文献 所提出的一种循环式热泵热水器保温水箱内的扰流装置，利用电动机搅拌，达到水箱内水 温均匀的目的，但系统结构复杂，并加入了额外的用电设备，增加了系统的成本，降低了加 热系统的性能系数。发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种热泵热水器加热及储热一体 化保温水箱。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种热泵热水器加热及储热一体化保温水箱，包括水箱壳体，设置在水箱壳体上 部的热水出口，设置在水箱壳体下部的冷水入口，设置在水箱壳体底部的排污口，设置在水 箱壳体上的水温探头，以及换热盘管，所述换热盘管的盘管部分盘旋设置在水箱壳体的腔 室内，其直径从上到下依次渐变。
所述换热盘管的盘旋高度略小于水箱壳体腔室的高度，且换热盘管的顶部高于热 水出口，换热盘管的底部低于冷水入口。
所述换热盘管为多路盘管。
所述换热盘管的外包络面呈台型，其顶部直径小于底部直径。
所述水箱壳体包括水箱外壳以及设置在水箱外壳内部形成腔室的水箱内胆，所述 水箱外壳与水箱内胆之间设有保温层。
所述水温探头设置在水箱壳体中部，其一端连接有用于控制压缩机启停的热泵控 制器。
本发明所提出的热泵热水器加热及储热一体化保温水箱，将目前现有的圆柱形盘管改造成台形盘管。由于存在自然对流的作用，热水自发流向水箱顶部，冷水流向水箱底 部，所以顶部需要换热面积小，底部需要的换热面积大。故盘管顶部直径小，底部直径大，且 盘管总高度增加。盘管顶部高于热水出口，底部低于冷水入口，整体基本布满整个水箱。盘 管换热面积得到充分利用，换热效率提高，并达到使水箱中水温分布均匀的目的。
本发明提高换热盘管的换热效率，并使水箱中水温分布更均匀。
图1为现有热泵热水器加热及储热一体化保温水箱的结构示意图2为本发明结构示意图中，I为热水出口，2为水温探头,3为冷水入口，4为排污口，5为水箱内胆,6为 冷媒出口，7为换热盘管，8为冷媒入口，9为保温层，10为水箱壳体。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图2所示，本实施例包括水箱壳体10，设置在水箱壳体10上部的热水出口 1， 设置在水箱壳体10下部的冷水入口 3，设置在水箱壳体10底部的排污口 4，设置在水箱壳 体10上的水温探头2，以及换热盘管7，该换热盘管7的顶部端头为冷媒入口 8，并设置在水 箱壳体10的上部，换热盘管7的底部端头为冷媒出口 6，并设置在水箱壳体10的下部，该换 热盘管7的盘管部分盘旋设置在水箱壳体10的腔室内，其直径从上到下依次渐变。
进一步地，换热盘管7的盘旋高度略小于水箱壳体10腔室的高度，且换热盘管7 的顶部高于热水出口 1，换热盘管7的底部低于冷水入口 3。
进一步地，换热盘管7的外包络面呈台型，其顶部直径小于底部直径。
进一步地，水箱壳体7包括水箱外壳以及设置在水箱外壳内部形成腔室的水箱内 胆5，所述水箱外壳与水箱内胆5之间设有保温层9。
进一步地，水温探头2设置在水箱壳体10中部，其一端连接有用于控制压缩机启 停的热泵控制器。
由于自然对流的作用，水箱内顶部水温较高而底部水温较低,故顶部所需加热面 积小，底部所需加热面积大，因而换热盘管7设计成台型，其顶部直径小，底部直径大。顶部 高于热水出口，底部低于冷水入口，整体基本布满整个水箱。冷媒经冷媒入口 8进入换热盘 管7，首先与水箱上部温度较高的热水进行换热，再流至底部与冷水进行换热。由于换热盘 管7底部直径较大，换热面积大，冷媒与底部冷水换热充分，底部冷水温升迅速，盘管换热 效率高。而热水又可以自发地流向顶部，最终整个水箱的水温分布较现有热泵热水器加热 及储热一体化保温水箱更为均匀。
优选地，可以根据换热的需要，将换热盘管设计成其他上下面积不同的形状或多路盘管等。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述 特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影 响本发明的实质内容。
权利要求
1.一种热泵热水器加热及储热一体化保温水箱，包括水箱壳体、设置在水箱壳体上部的热水出口、设置在水箱壳体下部的冷水入口、设置在水箱壳体底部的排污口、设置在水箱壳体上的水温探头、以及盘管部分盘旋设置在水箱壳体腔室内的换热盘管，其特征在于，所述换热盘管的直径从上到下依次渐变。
2.根据权利要求1所述的热泵热水器加热及储热一体化保温水箱，其特征在于，所述换热盘管的盘旋高度略小于水箱壳体腔室的高度，且换热盘管的顶部高于热水出口，换热盘管的底部低于冷水入口。
3.根据权利要求1或2所述的热泵热水器加热及储热一体化保温水箱，其特征在于，所述换热盘管为多路盘管。
4.根据权利要求1或2所述的热泵热水器加热及储热一体化保温水箱，其特征在于，所述换热盘管的外包络面呈台型，其顶部直径小于底部直径。
5.根据权利要求1或2所述的热泵热水器加热及储热一体化保温水箱，其特征在于，所述水箱壳体包括水箱外壳以及设置在水箱外壳内部形成腔室的水箱内胆，所述水箱外壳与水箱内胆之间设有保温层。
6.根据权利要求1或2所述的热泵热水器加热及储热一体化保温水箱，其特征在于，所述水温探头设置在水箱壳体中部，其一端连接有用于控制压缩机启停的热泵控制器。
全文摘要
本发明公开了一种热泵热水器加热及储热一体化保温水箱，包括水箱壳体，设置在水箱壳体上部的热水出口，设置在水箱壳体下部的冷水入口，设置在水箱壳体底部的排污口，设置在水箱壳体上的水温探头，以及换热盘管，所述换热盘管的顶部端头为冷媒入口，并设置在水箱壳体的上部，所述换热盘管的底部端头为冷媒出口，并设置在水箱壳体的下部，所述换热盘管的盘管部分盘旋设置在水箱壳体的腔室内，其直径从上到下依次渐变。本发明充分利用换热盘管的换热面积，换热效率提高，并达到使水箱中水温分布均匀的目的。
文档编号F24H9/00GK102997430SQ20121054540
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者代彦军, 王如竹, 吴静怡, 陈金峰, 孙晓琳, 孙鹏 申请人:上海交通大学