水箱机构及热泵热水器的制作方法

1.本实用新型涉及电器技术领域，尤其涉及一种水箱机构及热泵热水器。


背景技术：

2.热泵热水器包括热泵主机和水箱机构两部分，热泵热水器的工作原理为：热泵主机从环境热源(如水、空气)中吸取较低温热能，然后消耗电能将其转换为较高温热能释放至循环介质(如冷媒)中，通过循环的冷媒对水箱机构内的水进行加热。
3.现有技术中，水箱机构包括内胆，内胆用于储存水。用于冷媒进行循环的冷媒管道缠绕在内胆的外壁上。这种设置方式中，一方面，冷媒的热量需要先传递至冷媒管道，再通过冷媒管道传递至内胆的侧壁，进而才能传递给内胆中的水，换热效率低；另一方面，会有较多的热量从冷媒管道传导至内胆外部的环境中，热量损失较大，进一步降低了换热效率。
4.因此，亟待需要一种水箱机构及热泵热水器来解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提出一种水箱机构，其通过在筒体和底板内部设置冷媒通道，换热效率高且换热速度快。
6.本实用新型的另一个目的在于提出一种热泵热水器，通过设置上述的水箱机构，换热效率高且换热速度快。
7.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.水箱机构，包括内胆，所述内胆包括：
9.筒体，其壁板内形成有第一冷媒通道，所述第一冷媒通道包括第一开口和第二开口，所述第一开口被配置为与热泵主机相连通；
10.底板，封堵于所述筒体的一端以形成用于容纳水的容纳腔，所述底板内部形成有第二冷媒通道，所述第二冷媒通道包括第三开口和第四开口，所述第三开口与所述第二开口相连通，所述第四开口被配置为与热泵主机相连通。
11.作为一个可选的方案，所述水箱机构还包括第一连接管，所述第一连接管一端插接于所述第二开口，所述第一连接管的另一端插接于所述第三开口。
12.作为一个可选的方案，所述第二开口设置在所述筒体的下端面上，所述第三开口设置在所述底板朝向筒体的下端面的一侧。
13.作为一个可选的方案，所述水箱机构还包括第二连接管，所述第二连接管插接于所述第一开口并与所述第一开口密封连接，所述第二连接管被配置为与所述热泵主机相连通；和/或
14.所述水箱机构还包括第三连接管，所述第三连接管插接于所述第四开口并与所述第四开口密封连接，所述第三连接管被配置为与所述热泵主机相连通。
15.作为一个可选的方案，所述第一开口设置在所述筒体的外表面；和/或
16.所述第四开口设置在所述底板背离所述筒体的一侧。
17.作为一个可选的方案，所述第一冷媒通道通过吹胀工艺成型；和/或
18.所述第二冷媒通道通过吹胀工艺成型。
19.作为一个可选的方案，所述筒体由板件卷绕并焊接成型；和/或
20.所述筒体所述底板焊接连接。
21.作为一个可选的方案，所述第一冷媒通道包括第一总管、第二总管和多个支管，所述第一总管和所述第二总管平行且间隔设置，所述第一开口和所述第二开口两者中的一个与所述第一总管连通，两者中的另一个与所述第二总管连通，所述支管的两端分别与所述第一总管和所述第二总管连通；和/或
22.所述第二冷媒通道的延伸路径为螺旋型。
23.作为一个可选的方案，所述水箱机构还包括保温层，所述保温层包覆于所述内胆的外侧。
24.热泵热水器，包括热泵主机和所述的水箱机构。
25.本实用新型有益效果为：
26.本实用新型的水箱机构，筒体和底板围设形成用于容纳水的容纳腔，筒体和底板内分别设置相连通的第一冷媒通道和第二冷媒通道，且第一冷媒通道和第二冷媒通道分别与热泵主机相连接，从而使冷媒可以在第一冷媒通道和第二冷媒通道内循环。由于第一冷媒通道和第二冷媒通道开设在筒体和底板的内壁，故冷媒的热量可以直接通过筒体和底板传导给容纳腔内的水，且冷媒的热量不会直接传导给内胆外部的空气，从而大大提高了冷媒与水之间的换热效率，此外，筒体和底板均设置有冷媒通道，从而可以增加冷媒在内胆中流动的总长度和总时间，进而能够提高换热速度。
27.本实用新型的热泵热水器，通过设置上述的水箱机构，换热效率高且换热速度快。
附图说明
28.图1是本实用新型具体实施方式提供的水箱机构的主视图；
29.图2是本实用新型具体实施方式提供的内胆的结构示意图；
30.图3是本实用新型具体实施方式提供的筒体和底板分开状态的示意图；
31.图4是本实用新型具体实施方式提供的筒体展开状态的示意图；
32.图5是本实用新型具体实施方式提供的底板的俯视图。
33.图中：
34.1、内胆；11、筒体；111、第一冷媒通道；1111、第一总管；1112、第二总管；1113、支管；112、第一开口；113、第二开口；12、底板；121、第二冷媒通道；122、第三开口；123、第四开口；13、盖板；14、第一焊缝；15、第二焊缝；
35.2、保温层；3、第一连接管；4、第二连接管；5、第三连接管。
具体实施方式
36.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
37.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固
定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。
38.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
39.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
40.本实施例提供了一种水箱机构及热泵热水器。热泵热水器包括热泵主机和水箱机构。其中热泵热主机可以为空气源热泵也可以为水源热泵，无论是空气源热泵还是水源热泵均为本领域成熟部件，其具体结构及工作原理在此不再赘述。热泵主机通过消耗电能将从空气或水中吸收的低温热能转换为冷媒的高温热能，冷媒携带高温热能进入到水箱机构内并对水箱机构内的水进行加热。
41.图1为本实施例提供的水箱机构的主视图，图2为本实施例提供的内胆1的结构示意图，如图1和图2所示，水箱机构包括内胆1，内胆1能够容纳水。具体地，内胆1包括筒体11、底板12和盖板13。筒体11为两端设置有开口的柱状结构，底板12封堵在筒体11的一端，从而形成用于容纳水的容纳腔。盖板13盖设在筒体11的另一端，从而封闭容纳腔。本实施例中，筒体11、底板12均为薄壁部件。可选地，筒体11的横截面为圆形，其他实施例中，筒体11的横截面也可以为正方形或其他形状，在此不做限定，需要说明的是，内胆1上还连接有进水管和出水管(未图示)，进水管和出水管分别用于向容纳腔内注水和使容纳腔内的水排出，具体进水管和出水管的设置方式可以为现有技术中的任意一种，在此不做限定。
42.图3为本实施例提供的筒体和底板分离状态的示意图，图4为本实施例提供的筒体的展开示意图，图5为本实施例提供的底板的俯视图。如图3-图5所示，筒体11的壁板内形成有第一冷媒通道111，第一冷媒通道111包括第一开口112和第二开口113，其中第一开口112与热泵主机相连通，底板12内部形成有第二冷媒通道121，第二冷媒通道121包括第三开口122和第四开口123，第三开口122与第二开口113相连通，第四开口123与热泵主机相连通。即内胆1通过第一开口112、第一冷媒通道111、第二冷媒通道121及第四开口123与热泵主机形成了封闭的循环通道，冷媒在第一冷媒通道111和第二冷媒通道121内流动的过程中对内胆1中的水进行加热。由于第一冷媒通道111和第二冷媒通道121开设在筒体11和底板12的壁板内部，一方面，冷媒的热量可以直接通过筒体11和底板12传导给容纳腔内的水，另一方面，冷媒的热量会全部传导给内胆1，而不会直接传导给内胆1外部的空气，从而大大提高了冷媒与水之间的换热效率，此外，筒体11和底板12均设置有冷媒通道，从而可以增加冷媒在内胆1内流动的总长度和总时间，进而能够提高水箱机构的换热速度。
43.本实施例中，第一开口112为冷媒进入水箱机构的入口端，第四开口123为冷媒的出口端。其他实施例中，也可以是第四开口123为冷媒进入水箱机构的入口端，而第一开口112为冷媒的出口端，在此不做限定。需要说明的是，冷媒为在第一冷媒通道111和第二冷媒通道121内流动时为气态的状态。
44.可选地，本实施例中，如图2和图3所示，筒体11由板件卷绕并焊接成型，故筒体11上形成有沿筒体11的轴向延伸的第一焊缝14。底板12与筒体11之间也通过焊接的方式连接，从而能够保证筒体11和底板12在连接位置良好的密封性。如图2所示，筒体11与底板12之间形成有第二焊缝15。优选地，底板12与筒体11之间采用内外双侧焊接的工艺进行焊接，从而提高内胆1的密封性，避免容纳腔漏水。
45.优选地，如图1所示，水箱机构还包括保温层2，保温层2包覆于内胆1的外侧，从而可以大大降低筒体11或底板12将热量传递到周围的空气中，从而能进一步地提高水箱机构的换热效率，减少热量的损失。优选地，保温层2同时包覆住内胆1的筒体11、底板12和盖板13，从而实现对内胆1的全方位包覆，提高保温效果。可选地，保温层2可以由聚氨酯材料制成，其他实施例中，保温层2的具体材料种类不做限定。
46.如图2所示，水箱结构还包括第二连接管4和第三连接管5。其中第二连接管4的一端与筒体11连接并与第一开口112相连通，第二连接管4的另一端与热泵机构相连通。通过设置第二连接管4，方便形成于筒体11内部的第一冷媒通道111与热泵机构的连通。具体地，第二连接管4插接于筒体11，从而与第一开口112连通，第二连接管4可以通过焊接或螺纹连接的方式与筒体11固定，从而保证第二连接管4与第一开口112连接位置良好的密封性。第三连接管5与底板12连接并与第四开口123相连通，第三连接管5的另一端与热泵机构相连通。通过设置第三连接管5，方便形成于底板12内部的第二冷媒通道121与热泵机构的连通。具体地，第三连接管5插接于底板12，从而与第四开口123连通，第三连接管5可以通过焊接或螺纹连接的方式与底板12固定，从而保证第三连接管5与第四开口123连接位置良好的密封性。本实施例中，第二连接管4为冷媒进入水箱机构的入口端，第三连接管5为冷媒的出口端。
47.优选地，如图3和图4所示，第一开口112设置在筒体11的外表面，从而便于第二连接管4与第一开口112进行连接。如图3和图5所示，第四开口123设置在底板12背离筒体11的一侧，即使第四开口123朝向内胆1的外侧，从而便于第三连接管5与第四开口123进行连接。当然，其他实施例中，第四开口123也可以设置在底板12的端面上，根据实际需要选择设置即可，在此不做限定。
48.如图3-图5所示，水箱机构还包括第一连接管3，第一连接管3一端插接于第二开口113，第一连接管3的另一端插接于第三开口122。即通过借助第一连接管3实现了第一冷媒通道111和第二冷媒通道121的连通，且便于保证第二开口113和第三开口122连接位置良好的密封性。
49.进一步地，第二开口113设置在筒体11的下端面上，即筒体11朝向底板12的端面上，第三开口122设置在底板12的上侧，即底板12朝向筒体11的下端面的一侧。则第一连接管3从第二开口113伸出后可以直接插入到第三开口122中，即第一连接管3不必伸出到内胆1的容纳腔内或内胆1的外侧，使内胆1的整体性好，且由于底板12与筒体11之间为焊接连接，故相当于将第二开口113和第三开口122的连接部分封在焊缝的内部，从而能进一步提
高冷媒通道的密封性。
50.本实施例中，如图4所示，第一冷媒通道111包括第一总管1111、第二总管1112和多个支管1113，其中第一总管1111和第二总管1112平行且间隔设置，第一开口112与第一总管1111连通，第二开口113与第二总管1112连通。支管1113的两端分别与第一总管1111和第二总管1112连通。图4中虚线箭头为冷媒在第一冷媒通道111内的流动方向，冷媒从第一开口112进入第一总管1111后，沿第一总管1111流动并从第一总管1111分别流向各个支管1113，支管1113内的冷媒最终在第二总管1112汇合后从第二开口113流出并进入到第三开口122中。通过设置第一总管1111、第二总管1112和多个支管1113，使第一冷媒通道111的总长度较长且在筒体11上分别均匀，从而能够提高冷媒对容纳腔内的水的加热速度和加热均匀性。本实施例中，第一总管1111和第二总管1112沿筒体11的轴向延伸，多个支管1113沿筒体11的周向延伸。当然，其他实施例中，第一总管1111和第二总管1112也可以为沿筒体11的周向延伸。另外，支管1113的延伸方向可以为直线、波浪线、折线等，在此不做限定。
51.如图5所示，第二冷媒通道121的延伸路径为螺旋型，从而使冷媒在底板12内的流动均匀，进而能更均匀地对水箱内的水进行加热。本实施例中，第三开口122设置在螺旋型的最外端，从而能够与第三开口122相对，进而进行连接，第四开口123设置在螺旋型的中心位置。
52.本实施例中，第一冷媒通道111和第二冷媒通道121均通过吹胀的工艺成型。吹胀的工艺便于直接成型延伸轨迹较为复杂的第一冷媒通道111和第二冷媒通道121，从而提高内胆1的加工效率。具体地，第一冷媒通道111的吹胀成型工艺大致包括：裁切两块大小相等的矩形板件；在板件上印刷石墨路线，石墨路线的延伸轨迹与预设的第一冷媒通道111的延伸轨迹一致；将两块矩形板件叠放，且使石墨路线位于两个板件之间；热压轧制两块板件，使两块板件压合为一体；在压合好的板件上钻两个盲孔，两个盲孔与石墨路线相对；从一个盲孔向压合的板件冲入高压气体，在高压气体的作用下，印刷有石墨路线的位置胀开，从而形成第一冷媒通道111。在第一冷媒通道111成型后，两个盲孔可以直接构成第一开口112和第二开口113，也可以将盲孔封堵，并在适当位置重新加工第一开口112和第二开口113。
53.需要说明的是，第二冷媒通道121的成型方式与第一冷媒通道111相同，在此不再赘述。
54.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。