专利名称：一种空气源热泵热水器蓄热水箱的制作方法
技术领域：
本实用新型属于热水器领域，涉及空气源热泵热水器，特别涉及一种空气源热泵热水器蓄热水箱。
背景技术：
随着能源消耗的日益增加，节能降耗成了缓解能源紧张的有效手段之一，作为耗能产品的热水器如何节能也日益被人们重视。继传统的电热水器、燃气热水器、太阳能热水器之后，作为第四代热水器的空气源热泵热水器，具有高效节能、使用安全方便、全天候运行等特点，迅速成为热水器市场的一颗耀眼的明星，受到人们的关注。对热泵热水器而言，冷凝器的作用是将热泵系统从空气中吸收的热量以及压缩机消耗的热量转移到热水中去，同时将冷媒有高温的气体冷凝成液体。如果冷凝器不能及时顺利的将冷媒的热量转移到水中，热泵系统的性能将会降低甚至不能正常工作。因此，作为热泵热水器主要部件的水箱，有两个重要的作用，既是一个储水的承压水箱，又是热泵系统的冷凝器，担负着用压缩机排出的高温冷媒蒸汽加热热水的任务。因此，水箱的质量直接决定着热水器的使用寿命，同时，水箱设计的合理性直接影响着热泵系统工作的效率、稳定性和可靠性。目前，市场上热泵热水器水箱主要有内盘管方式和外盘管方式两种。内盘管方式，冷凝铜管直接与水接触，压缩机排出的高温冷媒在铜管内流动，通过加热铜管来加热水罐中的热水；外盘管方式，铜管不与水接触，压缩机排出的高温冷媒先加热铜管，铜管加热水罐外壁，水罐再去加热热水。与一般的空调相比，热泵热水器冷凝所处的是一个动态环境，其蒸发压力、冷凝压力和加热功率随着热水温度的升高而升高，箱内热水温度分布对空气源热泵热水器的制热系数有很大影响。在同一室外环境温度下，随着水箱内水温的升高，冷凝器与与外胆的传热温差减小，冷凝压力升高，排气温度升高，同时，随着加热时间的延长，水箱内温度分层逐渐增大，换热效果减弱，最终导致热泵热水器性能下降，阻碍了产品的推广应用。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种空气源热泵热水器蓄热水箱。为达到以上实用新型目的，本实用新型采用的技术方案如下:包括水箱外壳以及安装在水箱外壳内的水箱内胆，水箱外壳上设置有与水箱内胆连通的热水出口和冷水进口，水箱内胆的外壁上缠绕有冷凝盘管，水箱外壳上还设置有与冷凝盘管连通的冷凝水出口，水箱内胆的内壁上安装有翅片。所述翅片为蜂窝状翅片。所述水箱内胆中央安装有沿水箱轴向设置的辐射圆筒。所述辐射圆筒上下开口且筒壁开有小孔。[0011]所述辐射圆筒为表面粗糙的圆筒。所述辐射圆筒通过支架安装在水箱内胆内。所述水箱外壳与水箱内胆之间设置有保温层，保温层将冷凝盘管和水箱内胆包裹。所述的水箱外壳上还设置有与水箱内胆连通的排气阀。本实用新型所述的热水器蓄热水箱，在水箱内胆的内壁上安装有翅片，增加了换热面积，提高了换热量能力，使得冷凝盘管中的热量快速传入水箱的水中，提高传热效率，保证冷凝盘管压力稳定，避免因冷凝盘管与水箱之间换热效果差，不能及时顺利的将冷媒的热量转移到水中，导致热泵系统的性能降低甚至不能正常工作的问题。进一步，水箱内沿轴向安装有辐射圆筒与蜂窝状翅片进行辐射换热，同时与周围进行对流换热，减小了温度分层，利于吸收冷凝器释放的热量，进一步提高热水器的性能。
附图1为本实用新型的结构示意图。附图2为本实用新型轴向剖视结构示意图。附图3为本实用新型斜剖结构示意图。图中:1-热水出口，2-水箱外壳，3-保温层，4-水箱内胆，5-冷水进口，6_冷凝盘管，7-排气阀，8-冷凝水出口，9-蜂窝状翅片，10-辐射圆筒，11-支架。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述:如图1，图2所示，本实用新型包括水箱外壳2和水箱内胆4，水箱外壳2与水箱内胆4之间设置有保温层3，水箱外壳2上设置有与水箱内胆4连通的热水出口 1、冷水进口5和排气阀7，水箱内胆4的外壁上缠绕有冷凝盘管6，保温层3将冷凝盘管6和水箱内胆4包裹，水箱外壳上还设置有与冷凝盘管连通的冷凝水出口 8，水箱内胆4的内壁周围安装有蜂窝状翅片9，在水箱内胆4中央安装有沿水箱轴向设置的辐射圆筒10，圆筒10通过支架11安装在水箱内胆4内。如图3所示，进一步的，所述辐射圆筒10上下开口且筒壁开有小孔，所述辐射圆筒10为表满粗糙的圆筒。冷水经冷水入口 5进入水箱内胆4，高温高压介质经缠绕在水箱内胆4外壁的冷凝盘管6流过，通过对流换热将热量传入水箱中加热冷水，冷水加热后从热水出口 I排出供使用，冷水继续进入水箱内胆，高温高压介质被冷凝成冷凝水经加压后再次进入冷凝盘管，循环加热水箱中的水，连续提供热水。本实用新型的原理如下:当热泵热水器工作时，高温高压制冷剂进入冷凝盘管与水箱内胆通过导热将热量传递给水箱内胆，内胆与冷水通过对流换热对冷水进行加热，根据公式:Φ =KF Δ t式中:Φ为单位时间内的换热量；K为传热系数；[0030]F为传热面积；Δ t为冷热流体的温差。可以看出，增大传热量可以通过提高传热系数、扩大传热面积和增大传热温差三种途径来实现。本实用新型涉及的热泵热水器水箱由于在水箱内壁设计了蜂窝状导热翅片，其一，该蜂窝状导热翅片的每一个蜂窝孔洞将其周围所有蜂窝孔洞的壁当做自己的传热肋片，无形中增大了水箱换热器的换热表面积，而不增加其金属材料耗量和影响其流体通道，这种整体化了蜂窝体起到一定集约化效应和增强了单个蜂窝孔洞换热能力，大大提高了整个换热器的换热系数。其二，每一个蜂窝孔洞都设有来复线凹痕，且两侧来复线凹痕涡旋方向互逆，这样就会使两种 流体在进行热交换时每一个瞬时都是互逆交切，这不仅非常有利于热量交换，而且这种形式突缘作用可很好防止流体在换热器壁面上结垢，起到了自冲刷作用。其三，蜂窝换热翅片可以使流体流速方向的横截面的流速趋同一致，其连体共轭也会使流速方向横截面的温度梯度达到相同，具有完美的场协同效应。另一方面，由于流体粘滞力的作用，使靠近壁面附近的流体速度降低，直至紧贴壁面处的流体速度为零，即流动边界层。同时由于流体与水箱内壁的温度不同，当其流过壁面时，除了会形成一个流动边界层之外，还因受热，使靠近壁面附近的流体温度发生变化，形成温度边界层。根据普朗特边界层理论，在速度边界层内:
权利要求1.一种空气源热泵热水器蓄热水箱，其特征在于:包括水箱外壳(2)以及安装在水箱外壳(2 )内的水箱内胆(4 )，水箱外壳(2 )上设置有与水箱内胆(4 )连通的热水出口( I)和冷水进口(5)，水箱内胆(4)的外壁上缠绕有冷凝盘管(6)，水箱外壳(2)上还设置有与冷凝盘管(6)连通的冷凝水出口(8)，水箱内胆(4)的内壁上安装有翅片(9)。
2.根据权利要求1所述的空气源热泵热水器蓄热水箱，其特征在于:所述翅片(9)为蜂窝状翅片。
3.根据权利要求1所述的空气源热泵热水器蓄热水箱，其特征在于:所述水箱内胆(4)中央安装有沿水箱轴向设置的辐射圆筒(10)。
4.根据权利要求3所述的空气源热泵热水器蓄热水箱，其特征在于:所述辐射圆筒(10)上下开口且筒壁开有小孔。
5.根据权利要求3所述的空气源热泵热水器蓄热水箱，其特征在于:所述辐射圆筒(10)为表面粗糙的圆筒。
6.根据权利要求3所述的空气源热泵热水器蓄热水箱，其特征在于:所述辐射圆筒(10)通过支架(11)安装在水箱内胆(4)内。
7.根据权利要求1、2或3所述的空气源热泵热水器蓄热水箱，其特征在于:所述水箱外壳(2)与水箱内胆(4)之间设置有保温层(3)，保温层(3)将冷凝盘管(6)和水箱内胆(4)包裹。
8.根据权利要求1所述的空气源热泵热水器蓄热水箱，其特征在于:所述的水箱外壳(2 )上还设置有与水箱内胆(4 )连通的排气阀(7 )。
专利摘要本实用新型公开一种空气源热泵热水器蓄热水箱，包括水箱外壳和水箱内胆，水箱外壳与水箱内胆之间设置有保温层，水箱内胆的外壁上缠绕有冷凝盘管，水箱内胆的内壁周围安装有蜂窝状翅片，在水箱内胆中央安装有沿水箱轴向设置的辐射圆筒，安装有蜂窝状翅片增加了换热面积，提高了换热量能力，水箱内沿轴向安装有辐射圆筒与蜂窝状翅片进行辐射换热，同时与周围冷进行对流换热，减小了温度分层，利于吸收冷凝器释放的热量，提高热水器的性能。
文档编号F24H9/00GK203053002SQ20122066890
公开日2013年7月10日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日
发明者王沣浩, 王志华 申请人:西安交通大学