专利名称：一种热交换器的子母水箱结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热交换器的水箱结构，尤其涉及一种可防止热交换器被水腐蚀后导致制冷剂泄漏，从而保证用水安全的热交换器的子母水箱结构。
背景技术：
目前空气能热水器一般是采用逆卡诺循环从空气中吸收热量后通过冷凝热交换器向水箱内的存水中释放热量，以此来加热水箱内的水。冷凝热交换器按照放置位置的不同包括两种结构方式，一种是置于水箱内胆外侧不与水直接接触，它是通过水箱内胆将热量传递至水箱内的存水，即外置式，这种方式的优点在于热交换器不与水直接接触，从而不会被腐蚀，而且由于热交换器在水箱的外侧，热交换器即使有破损，所泄漏的制冷剂也不会进入水中而造成污染，但由于外置式热交换器不与水直接接触，热交换器与水箱内胆接触面积小，传热效率低，尤其是在长时间使用后，在热胀冷缩或震动等因素的影响下，热交换器与水箱内胆间的有效接触面积也会下降，导致其有效传热面积进一步降低，当空气能热水器换热能力不足时，系统内的制冷剂无法冷凝，系统工况发生变化，轻则效能比下降， 耗电量增加，重则压缩机因工作压力与温度上升过度而损坏。另一种冷凝热交换器是置于水箱内并浸入水中，冷凝换热器直接与水接触，即内置式，为了增加换热面积，此种结构的冷凝换热器一般为盘管式的，这种方式的优点在于热交换器与水直接接触，接触面积大， 传热效率好，稳定性好，其缺点在于由于热交换器与水直接接触，因此冷凝换热器极易因腐蚀而穿孔，造成制冷剂泄漏，同时泄漏的制冷剂直接进入用水而造成污染，威胁使用者的身体健康。中国专利“一种空气能热水器(C拟679557Y)”公开了一种空气能热水器，它由连接有电控制器、电脑控制板的外壳内，固定安装有加热装置，通过水管与水箱连接所组成，还包括固定在外壳内的风机，所述加热装置由集热器的出液口通过连接器与节流器的进液口连接，节流器的出液口与换热器的进液口连接，换热器的出液口与压缩机的进液口连接，压缩机的出液口与集热器的进液口连接构成的一个或一个以上的热力循环回路所组成的整体，所述集热器由带有保温层的桶体内，固定有换热装置所组成。此装置中的热交换器即为内置式结构，其中的热交换器放置在水箱内并浸入水中，由于热交换器表面直接与水接触， 因此同样存在表面极易因腐蚀而穿孔，并造成制冷剂泄漏，同时泄漏的制冷剂直接进入用水而造成污染，威胁使用者的身体健康等问题。
发明内容
本发明主要是提供了一种结构简单，安全可靠，可避免热交换器被水腐蚀后导致制冷剂泄漏，进而导致用水污染的热交换器的子母水箱结构，解决了现有技术中存在的热交换器表面极易因腐蚀而穿孔，并造成制冷剂泄漏，泄漏的制冷剂直接进入用水而造成用水污染，威胁使用者的身体健康等的技术问题。本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的一种热交换器的子母水箱结构，包括水箱及设于水箱液面下的热交换器，所述热交换器的输入端和输出端分别穿过水箱与室外机相连，在所述水箱内设有子水箱，在所述子水箱内填充有导热介质，所述热交换器埋设于导热介质中，且对应于热交换器的输入端和输出端穿过子水箱后直接延伸至水箱外。通过在水箱内设置一个子水箱，并将热交换器单独设置在子水箱内，从而使热交换器与水箱内的水隔离开来，由此避免了热交换器被水腐蚀，并进一步导致制冷剂泄漏， 污染用水，同时也延长了热交换器的使用寿命；通过在子水箱内对应于热交换器外的空间内填充导热介质，使用时热交换器内的热量首先传递给导热介质，导热介质再将热量传递给子水箱壁面，子水箱壁面最后将热量传递给水箱内的水，从而对水箱内的水进行加热，整体结构简单，热量传递过程是通过导热介质作为中间载体，即便热交换器发生制冷剂泄漏， 泄漏的制冷剂也是进入到子水箱中，由于子水箱也水箱是隔离开的，因此泄漏的制冷剂不会进入用水而造成用水污染，安全可靠，保障了用水者的身体健康。热交换器可以是板式热交换器，子水箱也可以是同轴设置在水箱内的空筒，作为优选，所述子水箱包括管状内壁及同轴套设在管状内壁外的管状外壁，在所述管状内壁的上端口与管状外壁的上端口间设有环形顶盖，所述管状内壁和管状外壁的下端口设有法兰盘封头，所述法兰盘封头通过螺栓固定在水箱的底面上，所述管状内壁、管状外壁、环形顶盖及法兰盘封头共同围合成一个密闭的环形空间，导热介质填充在环形空间内，热交换器为盘管式热交换器，热交换器呈螺旋形缠绕在管状内壁外。通过一个管状内壁及在管状内壁外套设一个管状外壁，且两者间带有一定的间隙，又通过在管状内、外壁的上端设置一个环形顶盖，下端设置法兰盘封头，从而管状内、外壁、环形顶盖和法兰盘封头共同围合成形成一个密闭的环形空间，再将管式热交换器置于环形空间内，并呈螺旋形缠绕在管状内壁外，确保管状内、外壁受热均勻一致，提高装置可靠性；同时由于管状内壁的上端开口并与水箱内的水互通，由此水箱内的水即可自管状内壁的上端口进入管状内壁的中部空腔内， 相对单层空筒结构增加了散热面积，提高了热传导效率；子水箱通过法兰盘封头直接与水箱底面相连时，热交换器的输入和输出端即可通过法兰盘封头直接与水箱外相导通，即保证热交换器的输入和输出端也与水箱内的水完全隔离，从而避免热交换器的输入和输出端发生腐蚀泄漏现象，提高安全可靠性。法兰盘封头也可以呈环形，作为更优选，所述子水箱上的法兰盘封头呈圆盘形，法兰盘封头的中部凸起并朝向管状内壁的中部内腔，法兰盘封头的边沿水平向外封抵在管状内壁和管状外壁的下端口上，在对应于管状内壁和管状外壁之间的法兰盘封头上设有贯穿于水箱的热交换器输入接口、热交换器输出接口、导热介质注入口和排气口。圆盘形的法兰盘封头强度高，其中部向上凸起时可减少法兰盘封头与水箱底面的接触面积，易于控制法兰盘封头的周边与水箱底面贴平，从而确保自法兰盘封头延伸出的热交换器的输入和输出端不会也水接触。作为更优选，所述热交换器输入接口、热交换器输出接口、导热介质注入口和排气口设于法兰盘封头的同一个轴向平面内，且所述热交换器输入接口和热交换器输出接口相对法兰盘封头的轴心线对称分布，导热介质注入口和排气口相对法兰盘封头的轴心线对称分布。四个接口对称分布在法兰盘封头的两侧，易于识别安装，导热介质注入口和排气口对称分布时，利于导热介质注入子水箱内。水箱也可以是方形等其它形状，作为优选，所述水箱为竖直放置的圆筒形，所述子水箱同轴设于水箱内，且所述子水箱位于水箱内的液面下。圆筒形的水箱易加工，同时当水箱设置成圆筒形时，由于热交换器位于水箱的中部，可确保水箱壁受热均勻，提高使用安全性及可靠性。作为优选，所述导热介质为液态石腊、导热油、水等。液态石腊、导热油和水等导热介质可确保其与热交换器外壁充分接触，提高热传导效率，同时其稳定性好，热传导效率高，价格便宜。作为优选，所述水箱包括水箱内壁及套罩在水箱内壁外的水箱外壁，在所述水箱内壁与水箱外壁之间设有保温层，在所述水箱的上部侧壁上设有出水口，下部侧壁上设有进水口。通过在水箱的内、外壁间设置保温层，可防止水箱内的水向周边散失热量，节约能源。作为优选，所述水箱设于底座上。通过在水箱下方设置底座，便于水箱固定和搬运。因此，本发明的一种热交换器的子母水箱结构具有下述优点
1、通过将热交换器设置在子水箱内，可避免热交换器的铜管腐蚀破裂而引发制冷剂泄漏现象，即便制冷剂泄漏也不会进入到水箱内的水中，从而避免了用水污染，安全可靠；
2、换热面积大，效率高，避免压缩机回油不畅及四通阀堵塞等问题的发生，缩短了压缩机的工作时间，减轻压缩机的负荷，延长了整个换热系统的使用寿命，显著提高热效率，节约能源。
图1是本发明一种内置管式热交换器的结构示意图； 图2是图1所示A处的放大图； 图3是子水箱的结构示意图。
具体实施例方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。实施例
如图1所示，本发明的一种热交换器的子母水箱结构，包括竖直放置在底座6上的圆筒形的水箱1，水箱1包括水箱内壁11及等距套罩在水箱内壁11外的水箱外壁12，在水箱内壁11与水箱外壁12之间夹有泡沫材料制成的保温层13，在水箱1的上部侧壁上开有一个出水口 14，下部侧壁上开有一个进水口 15，通过进水口 15向水箱1内注满自来水，在水箱1中部的液面下同轴装有一个子水箱3，为了确保用水的安全，子水箱3全部采用食品级 304B不锈钢板制成，如图3所示，子水箱3包括管状内壁31及同轴套设在管状内壁31外的管状外壁32，管状内壁31和管状外壁32的两端相平齐，在二者的上端口间焊接一块环形顶盖33，二者的下端口同轴环形焊接在法兰盘封头34上，法兰盘封头34呈圆盘形，法兰盘封头34的中部凸起并朝向管状内壁31的中部内腔，法兰盘封头34的边沿水平向外封抵在管状内壁31和管状外壁32的下端口上，在对应于管状内壁31和管状外壁32之间的法兰盘封头34表面上开有一个贯穿水箱1的热交换器输入接口 35、热交换器输出接口 36、导热介质注入口 37和排气口 38，热交换器输入接口 35、热交换器输出接口 36、导热介质注入口 37和排气口 38位于法兰盘封头34的同一个轴向平面内，且热交换器输入接口 35和热交换器输出接口 36相对法兰盘封头34的轴心线对称分布，导热介质注入口 37和排气口 38相对法兰盘封头34的轴心线对称分布。如图2所示，法兰盘封头34的边沿又向外水平延伸后通过六个螺栓5固定在水箱1的底面上，为了防止水箱1内的用水进入二者的夹层空间，在法兰盘封头34的底面与水箱1的底面间又设置了一个环形的橡胶密封圈。在自由管状内壁31、管状外壁32、环形顶盖33及法兰盘封头34共同围合形成的密闭的环形空间内注满导热介质4，导热介质4为液态石腊，在导热介质4中设有一个盘管式的热交换器2，盘管式的热交换器2呈螺旋形缠绕在管状内壁31外，且热交换器2的铜管位于管状内壁31和管状外壁32的中间，对应于热交换器2的输入端21和输出端22分别穿过热交换器输入接口 35和热交换器输出接口 36后直接延伸至水箱1外与室外机相连。本发明使用时，由于热交换器2位于子水箱3形成的密封环形空间内，即热交换器 2的铜管不会与水箱1内的用水接触，从而避免了水箱1内的用水对热交换器2可能造成的腐蚀，延长了热交换器2的使用寿命，同时即便热交换器2破裂而导致铜管内的制冷剂泄漏，泄漏的制冷剂也不会进入水箱1内的用水中，从而避免了用水污染，保证了人们的用水安全。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的构思作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
权利要求
1.一种热交换器的子母水箱结构，包括水箱(1)及设于水箱(1)液面下的热交换器 (2)，所述热交换器(2)的输入端(21)和输出端(22)分别穿过水箱(1)与室外机相连，其特征在于在所述水箱(1)内设有子水箱(3)，在所述子水箱(3)内填充有导热介质(4)，所述热交换器(2)埋设于导热介质(4)中，且对应于热交换器(2)的输入端(21)和输出端(22) 穿过子水箱(3 )后直接延伸至水箱(1)外。
2.根据权利要求1所述的一种热交换器的子母水箱结构，其特征在于所述子水箱(3) 包括管状内壁(31)及同轴套设在管状内壁(31)外的管状外壁(32)，在所述管状内壁(31) 的上端口与管状外壁(32)的上端口间设有环形顶盖(33)，所述管状内壁(31)和管状外壁 (32)的下端口设有法兰盘封头(34)，所述法兰盘封头(34)通过螺栓(5)固定在水箱(1)的底面上，所述管状内壁(31)、管状外壁(32)、环形顶盖(33)及法兰盘封头(34)共同围合成一个密闭的环形空间，导热介质(4)填充在环形空间内，热交换器(2)为盘管式热交换器， 热交换器(2 )呈螺旋形缠绕在管状内壁(31)外。
3.根据权利要求1或2所述的一种热交换器的子母水箱结构，其特征在于所述子水箱(3)上的法兰盘封头(34)呈圆盘形，法兰盘封头(34)的中部凸起并朝向管状内壁(31) 的中部内腔，法兰盘封头(34)的边沿水平向外封抵在管状内壁(31)和管状外壁(32)的下端口上，在对应于管状内壁(31)和管状外壁(32)之间的法兰盘封头(34)上设有贯穿于水箱(1)的热交换器输入接口(35)、热交换器输出接口(36)、导热介质注入口(37)和排气口 (38)。
4.根据权利要求3所述的一种热交换器的子母水箱结构，其特征在于所述热交换器输入接口(35)、热交换器输出接口(36)、导热介质注入口(37)和排气口(38)设于法兰盘封头(34)的同一个轴向平面内，且所述热交换器输入接口(35)和热交换器输出接口(36)相对法兰盘封头(34)的轴心线对称分布，导热介质注入口(37)和排气口(38)相对法兰盘封头(34)的轴心线对称分布。
5.根据权利要求1或2所述的一种热交换器的子母水箱结构，其特征在于所述水箱 (1)为竖直放置的圆筒形，所述子水箱(3)同轴设于水箱(1)内，且所述子水箱(3)位于水箱(1)内的液面下。
6.根据权利要求4所述的一种热交换器的子母水箱结构，其特征在于所述水箱(1)为竖直放置的圆筒形，所述子水箱(3)同轴设于水箱(1)内，且所述子水箱(3)位于水箱(1) 内的液面下。
7.根据权利要求1或2所述的一种热交换器的子母水箱结构，其特征在于所述导热介质(4)为液态石腊、导热油、水等。
8.根据权利要求6所述的一种热交换器的子母水箱结构，其特征在于所述导热介质 (4)为液态石腊、导热油、水等。
9.根据权利要求1或2所述的一种热交换器的子母水箱结构，其特征在于所述水箱 (1)包括水箱内壁(11)及套罩在水箱内壁(11)外的水箱外壁(12 )，在所述水箱内壁(11) 与水箱外壁(12)之间设有保温层(13)，在所述水箱(1)的上部侧壁上设有出水口(14)，下部侧壁上设有进水口(15)。
10.根据权利要求1或2所述的一种热交换器的子母水箱结构，其特征在于所述水箱 (1)设于底座(6)上。
全文摘要
本发明公布了一种热交换器的水箱结构，提供了一种结构简单，安全可靠，可避免热交换器被水腐蚀后导致制冷剂泄漏，进而导致用水污染的热交换器的子母水箱结构，解决了现有技术中存在的热交换器表面极易因腐蚀而穿孔，并造成制冷剂泄漏，泄漏的制冷剂直接进入用水而造成用水污染，威胁使用者的身体健康等技术问题，它包括水箱及设于水箱液面下的热交换器，所述热交换器的输入端和输出端分别穿过水箱与室外机相连，在所述水箱内设有子水箱，在所述子水箱内填充有导热介质，所述热交换器埋设于导热介质中，且对应于热交换器的输入端和输出端穿过子水箱后直接延伸至水箱外。
文档编号F24H9/00GK102410632SQ201110294608
公开日2012年4月11日 申请日期2011年10月8日 优先权日2011年10月8日
发明者刘银龙, 苏颖耿, 郑军 申请人:黄山市北川电子科技有限公司, 黄山市龙成能源科技有限公司