换热盘管组件、热水箱、热水器及换热盘管组件控制方法与流程

1.本发明涉及热水器技术领域，尤其是涉及一种热盘管组件、热水箱、热水器及换热盘管组件控制方法。


背景技术：

2.目前热水箱一般有水箱和固定在水箱的换热盘管构成，换热盘管具有延伸出水箱的入口和出口，换热剂由入口进入换热盘管内并经出口流出，换热盘管内流动的换热剂用以与水箱内的水换热。
3.现有技术中热水箱的出水口设置有水箱的上部，而换热盘管通常布置在水箱的底部。
4.本技术人发现现有技术至少存在以下技术问题：换热盘管在水箱内的底部固定设置，换热效率低。换热盘管要加热整个水箱中的水，用户才能得到热水，因此，水箱内水的加热时间长。当用户未提前开启热水箱制热水功能，但又急迫需要用热水时，如赶时间洗漱、洗涤等情况。这时如果给整个热水箱进行加热，会耽误用户用水时间。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种热盘管组件、热水箱、热水器及换热盘管组件控制方法，以解决现有技术中存在的换热盘管对热水箱内水加热，制备热水时间长的技术问题；本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
6.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
7.本发明提供的一种换热盘管组件，包括支撑驱动组件和内部流动有换热剂的换热盘管，其中：所述支撑驱动组件与所述换热盘管传动连接，所述换热盘管在所述支撑驱动组件的带动下位于水箱内可移动的设置，且所述换热盘管能移动并停留至所述水箱的出水口位置处。
8.优选的，所述换热盘管的换热剂入口连通有入口管路，所述换热盘管的换热剂出口连通有出口管路，其中：
9.所述入口管路和所述出口管路在所述换热盘管移动时可伸缩的设置以使换热剂在所述换热盘管内流动。
10.优选的，所述入口管路和所述出口管路均包括有相连通的移动管和固定管，其中：
11.所述移动管和所述固定管两者中，其中之一为内管体，其中另一为外管体，所述内管体的至少部分延伸至所述外管体中；
12.所述移动管与所述换热盘管相连通，所述换热盘管能在移动时拉动或推动所述移动管运动，并调节所述内管体位于所述外管体中的长度。
13.优选的，所述固定管的内壁或外壁上连接有第一限位部和第二限位部，其中：
14.所述第一限位部位于所述第二限位部上方，且所述移动管的至少部分位于所述第一限位部和所述第二限位部之间，所述第一限位部用于抵靠所述移动管背离所述换热盘管
的端部，所述第二限位部用于抵靠所述移动管的壁面以限制所述移动管的位移。
15.优选的，所述移动管的壁面上设置有凸起结构，所述凸起结构与所述固定管的壁面相抵靠，以使所述移动管在所述换热盘管停止移动保持稳定。
16.优选的，所述凸起结构沿所述移动管的轴向间隔布置有两个以上，且所述凸起结构能在所述换热盘管的带动下经过所述第二限位部并随所述换热盘管移动。
17.优选的，所述凸起结构沿所述移动管的径向可伸缩的设置。
18.优选的，所述移动管的壁面上设置有凹槽，所述凸起结构包括凸块和弹性件，其中：
19.所述凹槽沿所述移动管的径向设置，所述弹性件位于所述凹槽内，且所述弹性件的固定端与所述凹槽固定，所述弹性件的自由端与所述凸块固定连接，所述凸块能在与所述第二限位部挤压时被压入所述凹槽内，并在与所述第二限位部脱离后被所述弹性件推动至凸出于所述移动管壁面的位置。
20.优选的，所述支撑驱动组件包括有驱动装置、丝杆和导轨，其中：
21.所述驱动装置的输出轴与所述丝杆传动连接，所述换热盘管上固定有滑块，所述滑块与所述丝杆螺纹连接，所述导轨与所述滑块滑动连接，并用以限制所述滑块转动，所述驱动装置正转和反转时能够带动所述换热盘管上下移动。
22.本发明还提供了一种热水箱，包括水箱和上述换热盘管组件。
23.本发明还提供了一种热水器，包括上述热水箱。
24.本发明还提供了一种换热盘管组件控制方法，使用上述换热盘管组件，所述水箱在紧急制取热水时，使所述换热盘管移动至所述水箱的出水口位置处并停留加热；所述水箱在正常制取热水时，使所述换热盘管位于所述水箱内与所述出水口相对的一侧，或使所述换热盘管在所述水箱内来回摆动。
25.优选的，所述水箱在正常制取热水时，按照以下步骤进行：
26.s1：检测水箱中部平均温度t1，所述水箱的实际功率p2；并设定目标温度为t0、额定热水时间为t0；
27.s2：计算所述水箱的目标功率p1，p1＝cnρ(t0
‑
t1)/t0，其中，c为水的比热容，ρ为水的密度，n为所述水箱容量；
28.s3：比较所述水箱的目标功率p1与所述水箱的实际功率p2的大小；
29.当p1≤p2时，则v＝0，使所述换热盘管位于所述水箱内与所述出水口相对的一侧；
30.当p1＞p2时，则v≠0，使所述换热盘管在所述水箱内来回摆动，且所述换热盘管的运动速度为
31.本发明提供的换热盘管组件、热水箱、热水器及换热盘管组件控制方法，与现有技术相比，具有如下有益效果：换热盘管组件在支撑驱动组件的带动下在水箱内移动，当用户需要紧急获取热水时，可将换热盘管组件移动至出水口位置处，实现对水箱内出水口位置处的水首先制热，这样当打开水箱的出水口时，能够首先获取出水口附近加热后的水；且换热盘管在水箱内移动时可以来回摆动，能够对水箱内的水进行搅动，提高换热效率。该热水箱，具有上述换热盘管组件，能够在不改变水箱容积及安装空间的前提下，满足用户紧急获取热水的需求，且能够缩短获取热水的时间。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1是换热盘管位于水箱内的结构示意图；
34.图2换热盘管位于水箱内顶部的轴向剖面结构示意图；
35.图3是换热盘管位于水箱内中部的轴向剖面结构示意图；
36.图4是换热盘管位于水箱内底部的轴向剖面结构示意图；
37.图5是移动管和固定管的配合结构示意图；
38.图6是移动管上外壁面结构的示意图；
39.图7是凸起结构的示意图；
40.图8是支撑驱动组件与换热盘管的配合结构示意图。
41.图中1、换热盘管；2、入口管路；21、固定管；22、移动管；221、凹槽；3、出口管路；4、水箱；5、第二限位部；6、第一限位部；7、凸起结构；71、凸块；72、弹性件；81、电机；82、滑块；83、丝杆；84、导轨。
具体实施方式
42.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
43.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
44.本发明实施例提供了一种换热盘管组件、热水箱、热水器及换热盘管组件控制方法，换热盘管能够在水箱内移动，用户在紧急情况下能够快速获取热水，且可以提高换热盘管与水箱内水的换热效率。
45.下面结合图1
‑
图8所示对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
46.实施例一
47.如图1
‑
图8所示，本实施例提供了一种换热盘管组件，包括支撑驱动组件和内部流动有换热剂的换热盘管1，其中：支撑驱动组件与换热盘管1传动连接，换热盘管1在支撑驱动组件的带动下可移动的设置设置于水箱4内，且换热盘管1能移动至水箱4的出水口位置处并停留加热。
48.其中，通常热水箱的出水口设置有水箱4的上部，因此，本实施例中的换热盘管1在支撑驱动组件的带动下位于水箱4内上下可移动的设置。或者，若当水箱4的出水口设置在
水箱4的左侧或右侧时，换热盘管1在支撑驱动组件的带动下位于水箱4内左右移动。
49.在本实施例中，当用户需要紧急获取热水时，换热盘管1移动并停留在水箱4内的出水口位置处；水箱4正常制取热水的情况下，换热盘管1停留在水箱4内与出水口相对的一侧，本实施例中，出水口位于水箱4的顶部时，因此，换热盘管1停留在水箱4内的底部，或者换热盘管1在支撑驱动组件的带动下位于水箱4内上下或左右摆动，以搅动水箱4内的水，提高换热盘管1与水箱4内水的换热效率。
50.换热盘管1内的换热剂可以为热水或者其他能用于对水箱4内水加热的流体。
51.本实施例的换热盘管组件，换热盘管组件在支撑驱动组件的带动下在水箱4内移动，当用户需要紧急获取热水时，可将换热盘管组件移动至出水口位置处，实现对水箱4内出水口位置处的水首先制热，这样当打开水箱4的出水口时，能够首先获取出水口附近加热后的水；且换热盘管1在水箱4内移动时可以来回摆动，能够对水箱4内的水进行搅动，提高换热效率。
52.参见图1
‑
图4所示，换热盘管1为螺旋状结构以在有限的水箱4内部空间中增大水与换热剂的接触面积。
53.当换热盘管1在水箱4内移动时，为了使换热盘管1中始终流通有换热剂。作为可选地实施方式，参见图1
‑
图4所示，换热盘管1的换热剂入口连通有入口管路2，换热盘管1的换热剂出口连通有出口管路3，其中：入口管路2和出口管路3在换热盘管1移动时可伸缩的设置以使换热剂在换热盘管1内流动。
54.参见图1
‑
图3所示，当出水口位于水箱4的顶部，且水箱4不需要紧急制取热水时，使换热盘管1停留在水箱4内的底部，便于换热盘管1对整个水箱4内的水加热后再由顶部的出水口流出；当水箱4需要紧急制取热水时，支撑驱动组件使换热盘管1向上移动，且入口管路2和出口管路3均在换热盘管1向上移动的过程中收缩，防止影响换热盘管1的运动，保证换热盘管1能够移动至水箱4顶部的出水口位置处。在紧急加热完热水后，需要正常制取热水时，支撑驱动组件再带动换热盘管1向下移动，此时入口管路2和出口管路3伸长，并始终保证与换热盘管1的连通，直至换热盘管1下降至水箱4内的底部。当出水口位于水箱4的底部或水箱4侧部时，同理。
55.上述入口管路2和出口管路3可伸缩的结构，能够保证入口管路2和出口管路3在换热盘管1移动时始终与换热盘管1相连通，从而使换热盘管1内始终流通有换热剂。
56.作为图中未示出的一种实施方式，上述入口管路2和出口管路3均为具有足够长度的软管，当换热盘管1向靠近入口管路2和出口管路3的方向移动时，入口管路2和出口管路3在水箱4内逐渐堆叠，由于两者均为软管，不会影响换热盘管1的运动，且入口管路2和出口管路3在形变过程中始终允许换热剂在内部流通。当换热盘管1向远离入口管路2和出口管路3的方向移动时，堆叠的入口管路2和出口管路3伸展开，且长度足够允许换热盘管1移动至水箱4内的顶部或底部。
57.本实施例中提供了一种入口管路2和出口管路3的具体实施方式，参见图5所示，本实施例中的入口管路2和出口管路3均包括有相连通的移动管22和固定管21，图5中以入口管路2为例进行说明，其中：移动管22和固定管21两者中，其中之一为内管体，其中另一为外管体，内管体的至少部分延伸至外管体中；移动管22与换热盘管1相连通，换热盘管1能在移动时拉动或推动移动管22运动，并调节内管体位于外管体中的长度。
58.其中，“内管体”指的是移动管22和固定管21的套设结构中位于内部的管体，“外管体”指的是移动管22和固定管21的套设结构中位于外部的管体。
59.本实施例中出水口位于水箱4的顶部，参见图5所示，固定管21位于移动管22的上部，且移动管22的至少部分套设在固定管21内，即参见图5，固定管21为外管体，移动管22为内管体，移动管22与换热盘管1连接，这样，当换热盘管1向下移动时能够拉动移动管22向下运动，减小移动管22位于固定管21内的长度，入口管路2和出口管路3伸长；同理，当换热盘管1向上移动时能够推动移动管22向上运动，增大移动管22位于固定管21内的长度，入口管路2和出口管路3缩短。
60.上述结构实现了入口管路2和出口管路3随换热盘管1移动而伸缩，保证入口管路2和出口管路3在换热盘管1移动时始终与换热盘管1相连通。
61.本实施例中在固定管21的内壁或外壁上连接有第一限位部和第二限位部5，参见图5所示，图中固定管21为外管体，移动管22为内管体，固定管21的内壁上连接有第一限位部和第二限位部5；若固定管21为内管体，移动管22为外管体，则固定管21的外壁上连接有第一限位部和第二限位部5；其中：参见图5，第一限位部位于第二限位部5上方，且移动管22的至少部分位于第一限位部和第二限位部5之间，第一限位部用于抵靠移动管22背离换热盘管1的端部，第二限位部5用于抵靠移动管22的壁面以限制移动管22的位移。
62.如图5所示，图5中移动管22的下端与换热盘管1连接，此时移动管22的上端部与第一限位部6相抵靠，此时入口管路2处于最大收缩状态，入口管路2的长度最小，换热盘管1停留在水箱4顶部的出水口位置处。
63.参见图5，本实施例中的第一限位部6为垫片，第二限位部5为挡圈，挡圈与移动管22的外壁相相抵靠，能够限制移动管22的位移。
64.为了使入口管路2和出口管路3在伸缩过程中能够在某一位置保持稳定，参见图6所示，本实施例中移动管22的壁面上设置有凸起结构7，凸起结构7与固定管21的壁面相抵靠以使移动管22在换热盘管1停止移动时保持稳定。凸起结构7与固定管21的外壁相抵靠(当移动管22为外管体时，凸起结构7与固定管21的内壁相抵靠)，能够使移动管22在换热盘管1停止移动时保持稳定。
65.作为可选地实施方式，凸起结构7沿移动管22的轴向间隔布置有两个以上，且凸起结构7能在换热盘管1的带动下经过第二限位部5并随换热盘管1移动。
66.其中，当凸起结构7与固定管21壁面相抵靠能够承受换热盘管1的重量时，凸起结构7能够通过与固定管21壁面相抵靠使移动管22保持在稳定状态。
67.即使凸起结构7与固定管21壁面相抵靠不能承受换热盘管1的重量，凸起结构7在换热盘管1停止运动时还能与第二限位部5相抵靠并限制移动管22移动，使移动管22保持在稳定状态。
68.参见图5和图6所示，当换热盘管1向上或向下移动时，拉动或推动移动管22经过第二限位部5；换热盘管1停止运动时，移动管22受到的拉力或推力消失，本实施例中凸起结构7与第二限位部5的上表面相抵靠，能够进一步使移动管22固定。
69.在移动管22上设置两个以上的凸起结构7，凸起结构7能在换热盘管1的拉动和推动下经过第二限位部5，不同的凸起结构7均能够与第二限位部5配合，并抵靠在固定管21的内壁上，使入口管路2和出口管路3在多个位置状态下均能保持稳定。
70.当位于最下部的凸起结构7与第二限位部5的上表面相抵靠时，入口管路2处于最大伸展状态。
71.为了使得凸起结构7能够在换热盘管1的拉动或推动下能够经过第二限位部5，作为可选地实施方式，凸起结构7沿移动管22的径向可伸缩的设置。
72.当凸起结构7经过第二限位部5时，凸起结构7沿移动管22的径向收缩，使凸起结构7能够与第二限位部5相挤压并运动至第二限位部5上部；参见图5，当凸起结构7经过第二限位部5后，凸起结构7沿移动管22的径向伸展，至与第二限位部5的上表面相抵靠。
73.本实施例中提供了一种凸起结构7的具体实施方式，参见图7所示，移动管22的壁面上设置有凹槽221，凸起结构7包括凸块71和弹性件72，其中：弹性件72可选用压缩弹性，凹槽221沿移动管22的径向设置，弹性件72位于凹槽221内并沿移动管22的径向设置，且弹性件72的固定端与凹槽221固定，弹性件72的自由端与凸块71固定连接，凸块71能在与第二限位部5挤压时被压入凹槽221内，并在与第二限位部5脱离后被弹性件72推动至凸出于移动管22壁面的位置。
74.本实施例的凸起结构7，当凸块71没有经过第二限位部5时，凸块71在弹性件72的作用下露出于移动管22的外壁进行限位，当凸块71经过第二限位部5时，凸块71被第二限位部5压入凹槽221内，移动管22能够通过第二限位部5。
75.本实施例中还提供了支撑驱动组件的一种具体实施方式，出水口设置在水箱4顶部，支撑驱动组件包括有驱动装置、丝杆83和导轨84，其中：驱动装置可以为电机81，并对电机81做防水处理，可设置在水箱4的封头内；电机81的输出轴与丝杆83传动连接，参见图8所示，电机81的输出轴与丝杆83的端部通过锥齿轮啮合传动，换热盘管1上固定有滑块82，滑块82与丝杆83螺纹连接，导轨84与滑块82滑动连接，并用以限制滑块82转动，驱动装置正转和反转时能够带动换热盘管1上下移动。
76.其中，滑块82与导轨84的配合结构对换热盘管1同时具有一定的支撑作用。滑块82具有供丝杆83穿过的内螺纹孔，且该内螺纹孔与丝杆83螺纹连接；当电机81转动时，带动丝杆83转动，由于丝杆83与滑块82螺纹连接，同时滑块82延伸至导轨84内，导轨84限制滑块82的转动，因此，滑块82能够沿丝杆83上下往复运动，同时带动换热盘管1上下运动。
77.当出水口设置在水箱4侧部时，上述支撑驱动组件的结构不变，使丝杆83沿水平方向布置，驱动装置能够驱动滑块82沿左右方向移动移动即可。
78.实施例二
79.参见图1
‑
图4所示，本实施例提供了一种热水箱，包括水箱4和上述换热盘管组件。该热水箱，具有上述换热盘管组件，能够在不改变水箱4容积及安装空间的前提下，满足用户紧急获取热水的需求，且能够缩短获取热水的时间。
80.实施例三
81.本实施例中提供了一种热水器，包括上述热水箱。该热水箱，具有上述热水箱，能够在不改变水箱4容积及安装空间的前提下，满足用户紧急获取热水的需求，且能够缩短获取热水的时间。
82.实施例四
83.本实施例提供了一种换热盘管组件控制方法，使用上述实施例一中的换热盘管组件，水箱4在紧急制取热水时，使换热盘管1移动至水箱4的出水口位置处并停留加热；水箱4
在正常制取热水时，使换热盘管1位于水箱4内与出水口相对的一侧，或使换热盘管1在水箱4内来回摆动。
84.当出水口位于水箱4的顶部，且水箱4不需要紧急制取热水时，使换热盘管1停留在水箱4内的底部，便于换热盘管1对整个水箱4内的水加热后再由顶部的出水口流出；当水箱4需要紧急制取热水时，支撑驱动组件使换热盘管1向上移动，保证换热盘管1能够移动至水箱4顶部的出水口位置处，用户能够获取首先加热的出水口位置处的水，满足用户紧急取用热水的需求。
85.当水箱4在正常制取热水时，使换热盘管1位于水箱4的底部，将整个水箱4内的水加热后经顶部的出水口流出；或者使换热盘管1在水箱4内来回摆动，能够搅动水箱4内的水，提高换热盘管1与水箱4内水的换热效率，缩短加热时间。
86.作为可选地实施方式，水箱4在正常制取热水时，按照以下步骤进行：
87.s1：检测水箱4中部平均温度t1，水箱4的实际功率p2；并设定目标温度为t0、额定热水时间为t0；
88.s2：计算水箱4的目标功率p1，p1＝cnρ(t0
‑
t1)/t0，其中，c为水的比热容，ρ为水的密度，n为水箱4容量；
89.s3：比较水箱4的目标功率p1与水箱4的实际功率p2的大小；
90.当p1≤p2时，则v＝0，使换热盘管1位于水箱4内与出水口相对的一侧；其中，当出水口位于水箱4的顶部时，使换热盘管1位于水箱4底部；当出水口位于水箱4的底部时，使换热盘管1位于所述水箱4顶部；当出水口位于水箱4的侧部时，使换热盘管1位于水箱4内与出水口相对的侧部；
91.当p1＞p2时，则v≠0，使换热盘管1在水箱4内来回摆动，且换热盘管1的运动速度为搅动水箱4内的水，提高换热盘管1与水箱4内水的换热效率，缩短加热时间。
92.在本说明书的描述，具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
93.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
94.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。