水箱以及包括该水箱的热泵热水器和恒温槽循环系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种水箱、热泵热水器和恒温槽循环系统。
【背景技术】
[0002]水箱应用广泛，例如应用在热泵热水器、恒温槽循环系统等设备中。在热泵热水器中，压缩机通过制冷剂使制热盘管温度升高；水箱作为储水容器，水箱的水与制热盘管进行热传递以实现水加热，加热后的水输出到用户端供用户使用。在恒温槽循环系统中，水箱包括制冷水箱和恒温水箱；压缩机、制冷盘管和制热盘管形成制冷剂循环通道使制冷盘管制冷，以及制热盘管制热；制冷盘管用于降低制冷水箱水温；制冷水箱的水输出到恒温水箱中以保证恒温水箱有足够的水维持循环系统运作，同时制冷水箱输出的水与恒温水箱中原有的水混合、并可配合加热器等加热手段实现恒温水箱的水温调节。恒温水箱将水充分混合使水温均匀以实现供给用户端稳定温度的目的。为实现循环系统的冷凝热回收，目前有循环系统还包括制热水箱，制热水箱的水与制热盘管进行热传递以实现制热盘管降温，以及制热水箱的水升温。制热水箱的水输出到恒温水箱中，可补充恒温水箱的储水量，可与恒温水箱中原有的水混合以实现恒温水箱进一步的水温调节。
[0003]水箱可减缓水的流速使水与制热盘管或制冷盘管进行较充分的热传递以更好地实现水温调节；同时水箱还提供储存空间使水混合均匀，从而减少水温温差，避免输出的水时冷时热，达到稳定输出水温的目的。目前水箱的换热效率低，制热盘管与水之间或者制冷盘管与水之间热量不能及时进行热量传递，使热量大量损耗在外部环境中，从而降低了设备的能效转换效率。此外，水箱中水流动缓慢，不能充分混合，因此水箱各个区域水温不均匀，输出端也难以做到水温均匀的效果。热泵热水器中，水箱水温不均匀会导致热泵热水器输出的水时冷时热，严重影响用户使用舒适感。在恒温槽循环系统中，水箱水温不均匀会影响传感器获取温度信息的准确性，因此循环系统不能快速、精确地调节到设定温度。
【实用新型内容】
[0004]为克服现有技术中的缺点与不足，本实用新型的第一个目的在于提供一种可提高换热效率、加快水的温度调节速度和混合速度、出水口水温稳定的水箱；本实用新型的第二个目的在于提供一种能效高、出水水温均匀稳定的热泵热水器；本实用新型的第三个目的在于提供一种能效转换效率高、可提高控制精度和反应速度的恒温槽循环系统。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案予以实现:一种水箱，包括内胆；内胆的内部形成内胆容纳腔；内胆下部和上部分别设有与内胆容纳腔连通的进水口和出水口 ；其特征在于:内胆容纳腔中设有挡件，以及纵向设置的金属管；所述挡件设置在金属管与进水口之间；挡件和进水口之间留有空隙一以实现内胆进水；金属管的下端管口和挡件之间以及金属管的上端管口与内胆容纳腔腔壁分别留有空隙二和空隙三以实现水流通过金属管进行循环。
[0006]本实用新型水箱可作为制冷水箱或者制热水箱以使水温降低或水温升高。水箱可实现加强换热，其工作原理是:水从进水口进入到内胆容纳腔中，由于挡件引导，水绕过挡件的下侧面后在金属管的外部空间向上流动；由于水的密度随温度上升而降低，因此在内胆容纳腔的上部，温度较低的水产生下沉趋势；由于有挡件阻挡，金属管内部空间水压较低，因此温度较低的水通过金属管内部空间向下流动，之后在金属管下端管口流出与内胆容纳腔下部的水混合，水在金属管外部空间和内部空间形成环流。
[0007]挡件和金属管使内胆容纳腔形成水压不同的区域，以实现水循环流动，可提高换热效率，加快水的温度调节速度和混合速度，有利于稳定出水口水温。水箱在开始或停止送水时，挡件可减缓“水锤”对内胆容纳腔腔壁的危害。此外，挡件可避免水在进入水箱时直接冲击金属管的下端管口而扰乱环流形成，稳定出水口水温。金属管可传导热量，有利于均匀水箱内部温度，提升换热效果。
[0008]优选的方案是:所述金属管内径D的取值范围为:25mm <内径D ( 50mm。内径D在该取值范围内，一方面可避免内径D过小导致金属管的上端管口处表面张力过大，保证水能流入到金属管的内部空间中；另一方面可避免内径D过大，保证水在金属管的上端管口处可形成漩涡吸入到金属管的内部空间中，使金属管的外部空间和内部空间形成环流。水在金属管上端管口处可形成漩涡，还可加速水的混合，达到均匀水温的目的。
[0009]所述挡件为呈薄板状、向上凸出的挡件。该挡件的设计，可有效引导水流方向，以实现水在金属管外部空间向上流动；同时可有效减缓水流对挡件的冲击，提高挡件承受能力，延长使用寿命。
[0010]所述的挡件设置在金属管与进水口之间是指，进水口为开口向上的进水口 ；所述挡件同时与进水口和金属管的下端管口位置相对。这样的设计可更好地使金属管内部形成低水压区域；同时避免水进入内胆容纳腔时直接冲击金属管的下端管口。
[0011]水箱还包括出水管，出水管输入端设置在内胆容纳腔中，出水管输出端延伸至内胆外；所述出水口是指设置在出水管输入端、开口向上的出水口。出水口开口向上，可在出水口处形成漩涡加强水的混合从而输出温度更均匀的水；同时可带动内胆容纳腔中水的流动，有利于水充分混合。
[0012]所述出水口位于金属管的上方或侧上方。由于热水密度较低，因此金属管的上方或侧上方的水温较高；出水口设置在该处可得到温度较高、水温均匀的热水。
[0013]一种包括上述水箱的热泵热水器，其特征在于:还包括压缩机、外蒸发器和制热盘管；压缩机、外蒸发器和制热盘管闭环连接形成制热回路，其中制热盘管用于加热水箱中的液体。水箱应用到热泵热水器中，由于水在水箱中循环流动加热，热损少，具有良好的换热效果，可维持稳定的出水口水温；因此本实用新型热水器的能效高，出水水温均匀稳定。
[0014]所述的制热盘管用于加热水箱中的液体是指，采用如下两种方案之一:(一)制热盘管设置在水箱的内胆容纳腔中，且金属管位于制热盘管围绕形成的盘管空间中；(二)制热盘管缠绕内胆的外部。第(一)种方案中，制热盘管与水直接进行热传递，可减少热量损耗，提高能效转换效率。第(二)种方案可避免制热盘管生锈腐蚀，延长使用寿命。
[0015]一种恒温槽循环系统，其特征在于:包括至少一个上述水箱。在恒温槽循环系统中，水箱一般包括制冷水箱和恒温水箱；为实现冷凝热回收，还可包括制热水箱。至少一个水箱采用上述水箱是指，所述制冷水箱、制热水箱和恒温水箱中的任一项或两项以上采用上述水箱。将上述水箱应用到恒温槽循环系统中，由于水箱具有加强换热的功能，因此可提高循环系统的能效转换效率；同时由于水箱出水口水温均匀、稳定，因此可避免影响传感器获取温度信息的准确性，可提高循环系统的控制精度和反应速度。
[0016]与现有技术相比，本实用新型具有如下优点与有益效果:
[0017]1、本实用新型水箱的挡件和金属管使内胆容纳腔形成水压不同的区域，以实现水在金属管的外部空间和内部空间形成环流，提高换热效率，加快水的温度调节速度和混合速度，有利于稳定出水口水温；
[0018]2、本实用新型水箱可减缓“水锤”对内胆容纳腔腔壁的危害；可避免水在进入水箱时直接冲击金属管的下端管口而扰乱环流形成，稳定出水口水温；金属管可传导热量，有利于均匀水箱内部温度，提升换热效果；
[0019]3、本实用新型水箱可避免金属管内径D过小而导致金属管的上端管口处表面张力过大，保证水能流入到金属管的内部空间中；同时可避免金属管内径D过大，保证水在金属管的上端管口处可形成漩涡吸入到金属管的内部空间中，使金属管的外部空间和内部空间形成环流；
[0020]4、本实用新型水箱的挡件可有效引导水流方向，以实现水在金属管外部空间向上流动；同时可有效减缓水流对挡件的冲击，提高挡件承受能力，延长使用寿命；
[0021]5、本实用新型热泵热水器将本实用新型水箱作为热水箱，能效高，出水水温均匀稳定;
[0022]6、本实用新型恒温槽循环系统应用了本实用新型水箱的结构，可提高能效转换效率，提高控制精度和反应速度。
【附图说明】
[0023]图1是本实用新型水箱的结构示意图；
[0024]图2是本实用新型热泵热水器的结构示意图；
[0025]图3是本实用新型恒温槽循环系统