一种带有温度补偿功能的温控舱及应用其的燃气换热设备的制作方法

本实用新型属于燃气换热设备技术领域，具体涉及一种带有温度补偿功能的温控舱及应用其的燃气换热设备。

背景技术：

目前市面上的燃气热水器、燃气采暖炉或其他燃气换热设备(循环系统机型除外)，在使用的过程中关闭水阀重启后需要经过一段时间后才能达到之前的洗浴温度，从而影响了用户的洗浴舒适度，产生上述问题的主要原因在于：1)关闭水阀后，换热器余热继续加热机内存水，使存水温度高于设定温度，重开水阀后高温存水首先流出；2)重开水阀到进水温度达到设定值的过程需流出一定数量的冷水。

此外，燃气换热设备(如燃气热水器)是否恒温一直是衡量热水器性能优异的关键因素，恒温性能对于用户的使用舒适度来说是最为直接的体验。目前恒温性能主要是由两个方面来保证；其一，热水器恒温算法，通过计算进出水温度差及监控水流量大小来匹配最佳的热负荷区间，使出水温度与用户期望的设置温度保持一致；其二，在热交换器出水端设置旁通管路，通过补偿来满足温度要求。但是，恒温算法仅是在用户使用过程中通过控制来调节负荷大小，对于用户使用过程中的频繁停水和开水的温度波动控制效果不明显，甚至于在停水开水的一段时间内对用户的使用舒适性造成很大的影响；旁通管路补偿是将冷水和热水温差进行补偿，然而仍然不能很好的解决停水温度波动过大、容易产生忽冷忽热以及低温环境下容易发生冻裂的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种带有温度补偿功能的温控舱，解决了现有温控舱对流入其内的水不能实现水温补偿、容易产生忽冷忽热以及低温环境下容易发生冻裂的问题。

本实用新型的目的还在于提供一种应用该温控舱的燃气换热设备。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种带有温度补偿功能的温控舱，应用于燃气换热设备内，包括上盖壳体、导流管、温度补偿组件、侧壁上设置有进水口的下盖壳体组件、泄压组件以及控制组件；所述上盖壳体与下盖壳体组件连接形成储水腔体，所述导流管设置在储水腔体内且下端与下盖壳体组件的底部密封连接，所述温度补偿组件设置在下盖壳体组件的外壁上，所述泄压组件设置在上盖壳体上用于当储气腔体内的压强达到超压时进行安全泄压，所述控制组件与温度补偿组件电性连接用于对储水腔体内的水进行温度补偿。

优选地，该温控舱还包括可发生弹性形变的膈片，所述膈片设置在上盖壳体与下盖壳体组件之间，所述上盖壳体与膈片之间形成储气腔体，所述下盖壳体组件与膈片之间形成储水腔体，所述导流管设置在储水腔体内。

优选地，所述下盖壳体组件包括下盖壳体和筒体，所述筒体设置在下盖壳体的上方，所述下盖壳体、筒体以及膈片依次连接形成储水腔体，所述进水口和温度补偿组件均设置在筒体的外壁上。

优选地，所述温度补偿组件包括制冷制热片、传热垫、第一固定支架、散热单元，所述传热垫、制冷制热片和散热单元通过第一固定支架从里至外依次固定设置在筒体的外侧壁上。

优选地，所述散热单元包括散热板和散热针，所述散热针设置在散热板远离制冷制热片的一侧。

优选地，所述制冷制热片包括第一绝缘基体、第二绝缘基体、第一导体层、第二导体层、p型半导体块和n型半导体块，所述第一绝缘基体和第二绝缘基体相互平行设置，所述第一导体层和第二导体层分别相对的设置在第一绝缘基体和第二绝缘基体的内侧，所述p型半导体块和n型半导体块设置在第一导体层、第二导体层之间且互相抵接，所述第二导体层中间设置有间隙。

优选地，所述筒体上的进水口处设置有进水接头，所述下盖壳体上与导流管的下端相对应的位置处还设置有出水口，所述出水口处设置有与导流管连接的出水接头。

优选地，所述进水接头呈“l”型。

优选地，所述上盖壳体的边缘向外延伸设置有翻边凸缘，所述筒体的上边缘向外延伸设置有凸缘，所述膈片的边缘与所述凸缘相抵接，所述翻边凸缘包覆扣压膈片的边缘和凸缘。

优选地，所述上盖壳体和下盖壳体上均设置有用于增加受力面积及减少水流/气流冲击噪音的圆弧过渡部。

优选地，所述导流管的上端侧壁上设置有用于水流入至导流管内的溢流口。

优选地，所述下盖壳体的边缘处还设置有至少两个第二固定支架且均匀的设置在下盖壳体的四周。

优选地，所述膈片由拉断伸长率不小于450％的橡胶材质制成。

本实用新型的另一个技术方案是这样实现的：一种燃气换热设备，包括换热设备本体以及上述的温控舱，所述温控舱通过其上的第二固定支架固定安装在热设备本体内。

与现有技术相比，通过在下盖壳体组件的侧壁上设置温度补偿组件，有效的实现了对流入该温控舱内的热水或冷水进行热补偿或冷补偿，使出水温度恒定在某一温度范围内，减少了流出温控舱的水流的温度波动，解决了忽冷忽热的问题，从而满足了用户的洗浴场景需求，提高了用户的使用舒适性；此外，还有效的实现了低温环境下对组成温控舱的各元器件的保护，同时也避免了低温环境下容易发生冻裂的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例1提供的一种带有温度补偿功能的温控舱的纵向剖面图；

图2为图1中a部的局部放大图；

图3为本实用新型实施例1提供的一种带有温度补偿功能的温控舱的主视图；

图4为本实用新型实施例1提供的一种带有温度补偿功能的温控舱的俯视图；

图5为图4中b部的局部放大图；

图6为本实用新型实施例1提供的一种带有温度补偿功能的温控舱中制冷制热片的结构示意图；

图7为本实用新型实施例1一种带有温度补偿功能的温控舱中制冷制热片制冷时的电极方向示意图；

图8为本实用新型实施例1一种带有温度补偿功能的温控舱中制冷制热片制热时的电极方向示意图；

图9为本实用新型实施例1一种带有温度补偿功能的温控舱中制冷制热片的制冷过程曲线图；

图10为本实用新型实施例1一种带有温度补偿功能的温控舱中制冷制热片的制热过程曲线图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要明确的是，术语“垂直”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本实用新型，而不是意味着所指的装置或元件必须具有特有的方位或位置，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

本实用新型实施例1提供的一种带有温度补偿功能的温控舱，如图1和图3所示，应用于燃气换热设备内，包括上盖壳体1、导流管2、温度补偿组件3、侧壁上设置有进水口的下盖壳体组件4、泄压组件6以及控制组件；所述上盖壳体1与下盖壳体组件4连接形成储水腔体，所述导流管2设置在储水腔体内且下端与下盖壳体组件4的底部密封连接，所述温度补偿组件3设置在下盖壳体组件4的外壁上，所述泄压组件6设置在上盖壳体1上用于当储气腔体内的压强达到超压时进行安全泄压，所述控制组件与温度补偿组件3电性连接用于对储水腔体内的水进行温度补偿；具体为，所述控制组件根据用户的制冷或制热需求调节温度补偿组件的电极方向用于对储水腔体内的水进行温度补偿。

采用上述方案后，通过在下盖壳体组件4的侧壁上设置温度补偿组件3，有效的实现了对流入该温控舱内的热水或冷水进行热补偿或冷补偿，使出水温度恒定在某一温度范围内，减少了流出温控舱的水流的温度波动，解决了忽冷忽热的问题，从而满足了用户的洗浴场景需求，提高了用户的使用舒适性。

此外，通过在上盖壳体1上设置泄压组件6，有效的实现了当因水温变化引起的温控舱中的储气腔体的体积压缩或扩张导致的压强变化后，在达到超压时可以进行安全泄压的目的，从而有效的提高整个温控舱的安全系数，减少了安全隐患的发生；此外，泄压组件6还可以充分消化由于内部水温升高或降低带来水体积的变化以及内部封闭空间压力的变化，从而起到保护组成温控舱的各元器件的作用。

进一步地，如图1所示，该温控舱还包括可发生弹性形变的膈片5，膈片5设置在上盖壳体1与下盖壳体组件4之间，上盖壳体1与膈片5之间形成储气腔体，下盖壳体组件4与膈片5之间形成储水腔体，导流管2设置在储水腔体内；其中，膈片5由拉断伸长率不小于450％的橡胶材质制成，其中，橡胶可以为iir(丁基橡胶)、nbr(丁晴橡胶)、nr(天然橡胶)、sbr(苯乙烯-丁二烯橡胶)材质。

进一步地，如图1所示，所述下盖壳体组件4包括下盖壳体41和筒体42，筒体42设置在下盖壳体41的上方，下盖壳体41、筒体42以及膈片5依次连接形成储水腔体，进水口和温度补偿组件3均设置在筒体42的外壁上。

通过在上盖壳体1和下盖壳体41之间设置筒体42，不仅有效的增加了储水腔体的体积，而且还便于作业人员安装温度补偿组件3。

进一步地，如图5所示，温度补偿组件3包括制冷制热片31、传热垫32、第一固定支架33、散热单元34，传热垫32、制冷制热片31和散热单元34通过第一固定支架33从里至外依次固定设置在筒体42的外侧壁上；其中，传热垫32也可称为传热介质，此传热垫32可以为铜垫或者其他导热性能(导热系数大)的材质来进行替换；

此外，温度补偿组件3可以在进水温度较高时对内部水流进行降温处理，从而实现炎热天气下对低温水的需求的目的，另外，通过采用温度补偿组件3对温控舱内的水进行温度补偿的方式，其温度补偿区间大，温度温降时间快，且补偿效果明显。

进一步地，如图5所示，散热单元34包括散热板341和散热针342，散热针342设置在散热板341远离制冷制热片31的一侧；散热板341通过螺钉与第一固定支架33固定连接；其中，散热板341由导热系数大的cu材质或者其他散热性能优良的材质制成，同时该散热板341也可以为平面散热板结构。

通过在散热板341远离制冷制热片31的一侧设置散热针342，可有效提高散热速度，提高温降效率；此处的散热针优选为阵型散热针。

进一步地，如图6所示，制冷制热片31包括第一绝缘基体311、第二绝缘基体312、第一导体层313、第二导体层314、p型半导体块315和n型半导体块316，第一绝缘基体311和第二绝缘基体312相互平行设置，第一导体层313和第二导体层314分别相对的设置在第一绝缘基体311和第二绝缘基体312的内侧，p型半导体块315和n型半导体块316设置在第一导体层313、第二导体层314之间且互相抵接，第二导体层314中间设置有间隙；通过设置该间隙的目的是为了让制冷制热片31能够形成电流回路；其中，第一绝缘基体311和第二绝缘基体312的材质主要从其绝缘、导热及耐温情况进行考虑选择，优选为陶瓷基体；中间的第一导体层313和第二导体层314优选为由cu导体层。

此外，该制冷制热片31的使用原理为：通过对n型半导体块316(简称为n级)以及p型半导体块315(简称为p级)施加一定方向的电流，其在n级积聚的电子以及在p极积聚的空穴将产生定向移动，从而形成回路电流，同时在两极(p级和n极)交接端会产生热量的变化，如图7和图8所示，图6和图7给出了其在n级和p级输入不同方向电源时，第一绝缘基体311和第二绝缘基体312的温度变化情况：当n级接入正极时，交接端处吸热，使其周边空间位置温度降低，此区域热量损失处于冷端(即第一绝缘基体311的上方区域)，其对侧则热量积聚处于热端(即第二绝缘基体312的下方区域)；当n级接入负极时，交接端处放热，使其周边空间位置温度升高，此区域热量增加处于热端(即第一绝缘基体311的上方区域)，其对侧则热量积聚处于冷端(即第二绝缘基体312的下方区域)；选择制冷制热片31不同功率的大小以及p型半导体块315和n型半导体块316组成的对的多少可实现不同温差要求，例如在选择输入电压dc5v、4a条件下的制冷制热率可达到14.8，最大温差可达到67k。

该制冷制热片31的制冷原理为：当需要制冷时，在n级通入正极电压，则此时制冷制热片31交接端为冷端，温控舱内部的水散失的热量与空气升温及热端升温的热量变化平衡，如图9所示，内部水初始温度为tmax,在制冷制热片41工作之后，由于温度交换现象导致温控舱内的水热量进一步散失，温度降低至t0；当达到一定时间后，温差达到所需的温度t0后保持输入电压电流不变，此时水温与冷端的温度及周边空气温度保持恒定，温差接近于0，不再降温。

该制冷制热片31的制热原理为：当未启动时，流入整机温度为tmin的水温过低时会发生冻裂风险，此时控制组件通过变相整流元件输出n级为负极，则此时制冷制热片31交接端为热端，对温控舱内部的水进行加热，主要是外侧高温流向低温温控舱，当达到所需温度点时会实现平衡，即如图10所示，tmin提高至t1后不再升温，保持此状态。

进一步地，如图1所示，筒体42上的进水口处设置有进水接头421，下盖壳体41上与导流管2的下端相对应的位置处还设置有出水口，出水口处设置有与导流管2连接的出水接头411。

进一步地，进水接头421呈“l”型；通过将进水接头421设置为“l”型，即进水段通道为水平方向，出水段通道开口朝下，这样使得流入该温控舱的水可顺利的流入至储水腔体内，从而更加有效的对储水腔体内的水进行温度补偿。

进一步地，如图2所示，上盖壳体1的边缘向外延伸设置有翻边凸缘11，筒体42的上边缘向外延伸设置有凸缘422，膈片5的边缘与所述凸缘422相抵接，翻边凸缘11包覆扣压膈片5的边缘和凸缘422。

通过采用上盖壳体1上的翻边凸缘11包覆扣压膈片5的边缘和筒体42上的凸缘422，有效的避免了温控舱漏水的问题，并且还加固了温控舱上盖壳体1与筒体42连接的可靠性。

进一步地，如图1和图3所示，上盖壳体1和下盖壳体41上均设置有用于增加受力面积及减少水流/气流冲击噪音的圆弧过渡部。

通过在上盖壳体1上和下盖壳体41上设置圆弧过渡部，有效的增加了温控舱舱体的受力面积，降低了温控舱内流体压强，同时也提高了储气腔体和储水腔体的耐压强度。

进一步地，如图1所示，导流管2的上端侧壁上设置有用于水流入至导流管2内的溢流口21；此外，导流管2的上端面焊接有封闭式端盖。

进一步地，如图4所示，下盖壳体41的边缘处还设置有至少两个第二固定支架412且均匀的设置在下盖壳体41的四周。

此外，构成本实施例1中的温控舱的上盖壳体1、筒体42、下盖壳体41、进水接头421、出水接头411、导流管2均为不锈钢材质，且采用整体钎焊工艺组合而成，耐腐蚀性极强。

本实施例1提供的一种带有温度补偿功能的温控舱的使用原理为：当水流入温控舱体后，根据使用条件设置制冷或制热需求；需要低温冷水时，冷端为与温控舱接触端，通过温度补偿实现舱体内水温的降低，同时热端的高效散热可促进温降的实现，加快温降速率；反之需要对舱体内低温水进行升温时，则将接触端设置为热端，实现对舱体内水的升温。

本实施例1提供的一种带有温度补偿功能的温控舱制冷制热的工作条件为：无论储水舱体内部的水处于静止状态还是流动状态都可进行不断进行温度补偿，最终使到达导流管上端出水口的温度为稳定值，可以有效的减小流出温控舱体的水温度的波动。

实施例2

本实施例2提供的一种燃气换热设备，包括换热设备本体以及实施例1中所述的温控舱，温控舱通过其上的第二固定支架412固定安装在热设备本体内。

通过将实施例1中所述的温控舱应用至现有换热设备本体内(如燃气热水器本体或采暖炉本体)，有效的实现了对流入该燃气换热设备内的热水或冷水进行热补偿或冷补偿，使得从燃气换热设备出来的水温度恒定在某一温度范围内，解决了忽冷忽热的问题，从而满足用户的洗浴场景需求，提高用户的使用舒适性。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。