[实用新型]一种内涡流自循环式外壁加热水箱

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种内涡流自循环式外壁加热水箱，属于热工技术领域。

背景技术

储热式水箱结构广泛应用于电热水器、热泵热水器、燃气热水装置、蒸汽加热装置、热空气或烟气加热装置等领域，火管或烟管锅炉的锅筒部分也可看作储热水箱，上述水箱当其设置外绕式加热元件时，可从根本上避免内置加热器需要解决的较严重的腐蚀及结垢等问题，但是其热阻通常会增大，当加热量相同时就会导致需要较大的换热面积，其传热温差往往也需要增大，从而会导致能源利用效率的降低。因此，如何有效降低传热热阻是改善其换热性能、降低传热面积的有效途径。

经对外壁加热水箱的传热热阻进行分析表明，其胆内水侧热阻在总热阻中占有较大比例。分析水箱内的水体流动形态及其换热状况，通常其内部接近内胆围壳壁面的部分向上流动，至上部后转而向下流动，形成较大涡流，但上行和下行水流之间混流较为严重，且上下端部等处存在较小尺度的涡流，进一步影响和降低了流动速度，从而减弱了胆内水侧换热系数，即增大了换热热阻，必然需要更大的传热温差及更多的传热面积以实现所需的换热量。同时，底部水体较难于得到有效加热，降低了储热水箱的热水产率。

实用新型内容

本实用新型的目的和任务是，针对上述存在的问题，通过在内胆内部采用隔流器将水体流型分为内外两部分，有效增强大涡流流动动力与速度，从而增强换热性能，减少传热面积。

本实用新型的具体描述是：一种内涡流自循环式外壁加热水箱，由内胆围壳、加热元件、胆内隔流器、保温结构及水管组成，其中加热元件（3）贴附于围壳（2）的外壁面，其特征在于内胆内部设置有筒状薄壁隔流器（1），其上端部与围壳（2）的上部内壁面有间隔，下端部与围壳（2）的下部内壁面有间隔，隔流器将胆内水体分为外流道（6）和内流道（7）两部分。当内胆外壁面受热时，外流道的水体依靠浮升力上行，至隔流器上端部后转而向下流入内流道，整个水体形成一个大涡流。

隔流器（2）可采用薄壁塑料围成圆筒结构。当然对于烟管锅炉等高温情况则宜采用耐腐蚀的金属材料或耐高温的塑料材料等。

加热元件（3）可以采用外绕式热水盘管结构、电加热带或加热丝结构、蒸汽或热空气或烟气加热器结构、热泵热水器冷凝器盘管结构或者火管或烟管锅炉换热面结构。

本实用新型与不加装隔流器相比，改善了水体涡流状态，增强了自循环动力，提升了胆内换热系数，换热面积相同时可提高换热性能，换热量相同时可有效减少换热面积以节省成本，还可将热水产率提高到90~95%左右，实测表明可节省换热材料20～30％左右的重量。该装置结构工艺简单可靠，适用于水水换热、电加热、蒸汽或热空气或烟气加热、热泵热水器、火管或烟管锅炉等的储水加热容器等领域。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图，图2为俯视示意图。

图1、2中各部件编号与名称如下：

隔流器1、围壳2、集热元件3、保温层4、外壳5、外流道6、内流道7、隔流器支架8、进水管9、出水管10。

具体实施方式

图1是本实用新型的结构示意图，图2为俯视示意图。

内涡流自循环式外壁加热水箱由内胆围壳、加热元件、胆内隔流器、保温结构及水管组成，其中加热元件（3）贴附于围壳（2）的外壁面，其特征在于内胆内部设置有筒状薄壁隔流器（1），其上端部与围壳（2）的上部内壁面有间隔，下端部与围壳（2）的下部内壁面有间隔，隔流器将胆内水体分为外流道（6）和内流道（7）两部分。

隔流器（2）采用薄壁塑料围成圆筒结构。

加热元件（3）采用热泵热水器冷凝器盘管结构，即由热泵冷凝热加热胆内生活热水。

需要说明的是，本实施例仅仅是本实用新型的具体实施方式之一，任何采用本装置所描述结构特点的简单变形也均属本实用新型的保护范围。