[发明专利]一种改进的热水器

说明书

本发明涉及热水器的改进，更确切地说涉及一种用于水箱热交换装置的改进。

随着技术的发展，太阳能连续水加热系统的应用日益切实可行。在澳大利亚专利第509901号中公开了一种靠太阳能升温(solar boos ted)的热泵系统，该系统通过应用致冷热泵来特别有效地转换和传输太阳能。

在欧洲专利第0336751号中公开了一种热水器，该热水器包括一个在靠近其一端带有一个冷水入口并且在靠近其另一端带有一个热水出口的水箱、一个用于携带致冷流体并以热传导的连接形式缠绕着水箱的热交换管、一个从周围环境中吸收热能的蒸发器和一个通过热交换管将致冷流体循环至蒸发器的压缩机。该热交换管通过热传导连接材料固定在水箱外壁上，并且当热交换管被固定在箱体上时，这些管子是处在应力作用下，以减小使用时由于管子和箱体的膨胀或收缩而产生的热传导连接材料断裂的可能性。

欧洲专利第0336751号中的热交换装置可相当有效地加热水箱中的水。例如，它能够在大约4小时内将340升箱体内的水加热至大约60℃。然而，人们还希望改进这种热交换装置，以便能够比欧洲专利第0336751号中的结构更有效地加热水箱中的水。

根据本发明的一个方面，提供了一种水箱，该水箱的壁是由具有传热性的材料制成的，还有热泵系统，它包括一个用于向水箱传送热的热交换器，一个蒸发器和一个经热交换器将致冷流体循环至蒸发器的压缩机，其中热交换器包括一个与压缩机相连的入口集管、一个出口集管和在入口和出口集管之间平行相连的若干热交换管，所述的这些热交换管缠绕着水箱并以与水箱壁之间可进行传热的形式固定在水箱壁上，以便通过这些管子内的致冷液体的冷凝经箱壁向箱体中的水传送热量。

最好将这些热交换管用传热的连接材料固定在箱壁上，并当管子被固定在箱壁上时使其处在应力作用之下。这样减小了使用时由于管子和箱体的膨胀和收缩而引起的传热连接材料断裂的可能性。

成螺旋形地缠绕着水箱的热交换管最好是一对管子。最好使这对管子从靠近箱体下端的位置延伸至不超过整个箱体高度大约80％的位置。

热交换管的上端方便地与入口集管相连，而热交换管的下端与出口集管相连，最好是通过一个或更多的提升管连接。

水箱和热交换管最好是由钢制成。这样有助于减小由于箱体和管子不同的膨胀系数而导致传热接触损失的可能性。

现在将通过一个例子参照附图描述本发明的最佳实施例，其中：

图1是一个太阳能升温的用于加热水的热泵系统的简图；

图1A是示出附有热交换管的水箱的局部放大剖视图；

图2是根据本发明对热交换器进行了改进的带水箱的热泵系统的简图。

参照图1，它示出了欧洲专利第EP0336751号中公开的太阳能升温的热泵系统，这里将参照其中的内容。该热泵系统包括一个水箱1，一个携带致冷剂并缠绕在水箱1上的热交换管8、一个压缩机12、一个接收器/过滤器/干燥器13和一组太阳蒸发器板15。每个蒸发器板15都含有若干蜿蜒设置的致冷剂通道16。水箱1和热交换管8封闭在含有绝缘泡沫11的壳体10中，并且压缩机12和接收器/过滤器/干燥器13安装在位于箱壳10上部的致冷盘架14的项部。该系统具有包括一个恒温器T的恒温控制系统。该系统在接收器/过滤器/干燥器13与蒸发器板15之间的液体管线上还有一个膨胀阀T_x。

水箱1具有圆柱形的壁2、底部壁3、凸形顶部壁4、与底部壁3相邻的带扩散器或分流器6的冷水入口5以及与顶部壁4相邻的热水出口7。尽管所显示底部壁3是凹状的，但如果需要，它也可是凸状的。携带致冷剂B，如R12的热交换管8缠绕在箱体壁2的外表面上。该管8最好如图1A所示出的那样被弄扁，使管子的横截面为D型，并且该扁平部分借助在箱体1的壁2外表面与管子8的平面之间的一层焊料9的薄膜或类似物与壁2的外表面形成具有热传导的连接。为了确保在焊接时以及在使用过程中箱体壁2和管子8膨胀和收缩时最好的接触，管子8以1，286N(牛顿)的张力缠绕在箱体1上，并以此张力固定在箱体1上。这可通过欧洲专利第EP0336751号中所描述的方法来实现。

可以理解，将管子8携带的致冷剂附着在箱体1的外表面上时，会自动地得到一种双壁效应，并且可满足相关的水管理单位所要求的保证措施，这些水管理单位规定在水和致冷剂携带管同时使用时应使用双壁管。管子8和箱体1最好用相似的材料制做，或者至少用具有相似热膨胀系数的材料制做。