專利名稱：一種熱泵熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種的熱泵熱水器，尤其是具有承壓水箱的熱泵熱水器。
背景技術(shù)：
熱泵熱水器由空調(diào)外機、水箱及置于水箱內(nèi)的換熱器構(gòu)成。承壓式的熱泵熱水器、工作的能效比年平均可以達到3.0以上，即使在零下8攝氏度的環(huán)境下，能效比仍在1.5左右，其溫度容易升至生活用熱水的溫度(50℃以上)，其外機蒸發(fā)器的冷量在夏天還可以作為空調(diào)冷量使用，與普通電熱水器相比，節(jié)能的效果極為顯著，適宜制成比較大容量的熱水器。
熱泵熱水器最重要的部件是內(nèi)置有換熱器的水箱。目前水箱常用的方案是水箱內(nèi)與機組連通工作的換熱器螺旋盤管直接與水箱的水進行熱交換。
熱水器水箱在工作時溫度高，除了對鋼質(zhì)或其它材料的內(nèi)壁表面防護外，一般還需要對內(nèi)壁進行陽極保護，但水箱結(jié)構(gòu)要求較高，既要滿足絕熱保溫還要滿足承壓高達1MPa和接管的要求，尤其是制冷劑循環(huán)的制冷工質(zhì)管道與水箱的配合結(jié)構(gòu)亦有較高要求。
同時滿足對水箱金屬內(nèi)壁的電化學保護是極為重要的。由于水箱內(nèi)承壓高達1Mpa，換熱器在水箱的進出口承受很大的壓力，其密封要求也是很高的。
熱泵式熱水器的水箱換熱器進出口管路必須設(shè)有過渡接頭，才能與熱泵連接。
現(xiàn)有技術(shù)中換熱器上設(shè)有連接使用的法蘭片，進出口管路密封結(jié)構(gòu)采用絕緣圈套的構(gòu)件，但由于內(nèi)側(cè)絕緣圈套在法蘭片內(nèi)側(cè)，法蘭固定時一般要通過銅焊焊接，其溫度達到700℃以上，會損壞貼近的高分子材料制成的內(nèi)側(cè)絕緣圈。而且絕緣圈的材質(zhì)一般要求耐溫達100℃以上，尤其是硅橡膠、聚四氟乙烯等能耐更高的溫度，但將法蘭固定好之后再將內(nèi)徑只包裹管道的內(nèi)側(cè)絕緣圈拉開后再套會損壞絕緣圈。此絕緣圈套同時也是密封圈，密封圈的損壞會影響密封。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種滿足絕熱還要滿足密封和承壓、尤其是與制冷劑循環(huán)的管道連接并與水箱配合的熱泵熱水器。同時還滿足對水箱金屬內(nèi)壁的電化學保護。本發(fā)明的目的還在于提供一種換熱器在水箱內(nèi)、工藝條件好、制備方便的熱泵熱水器的水箱，換熱器同時又是熱泵系統(tǒng)循環(huán)的冷凝端即放熱端，冷凝盤管可以直接接入熱泵系統(tǒng)。保證換熱器與水箱壁絕緣。
本發(fā)明目的是這樣實現(xiàn)的熱泵熱水器，包括熱泵型空調(diào)熱水器壓縮機及蒸發(fā)器、水箱、冷凝盤管構(gòu)成換熱器；換熱器置于水箱內(nèi)，水箱內(nèi)換熱器的出口具有如下密封結(jié)構(gòu)，用于金屬水箱壁和保溫層的換熱器出口管道密封，換熱器出管直接伸出水箱壁，水箱金屬板在換熱器出管處固接焊接螺柱，設(shè)有絕緣密封套管套在換熱器出管上，此套管至少固接一法蘭，此法蘭蓋在水箱金屬板換熱器出管口，法蘭外側(cè)設(shè)有墊圈或直接與焊接螺柱接觸，墊圈或法蘭外側(cè)再設(shè)有帶止擋凸邊的密封螺母與焊接螺柱螺接，止檔凸邊收緊焊接螺柱時收緊法蘭或墊圈。
為了保證換熱器與水箱壁絕緣，本發(fā)明只要將所墊的墊圈設(shè)定為絕緣材料制成，或?qū)⒚芊饴菽?的止擋凸邊與焊接螺柱3或所墊墊圈的接觸處設(shè)有絕緣層。
本發(fā)明的改進包括套管法蘭外側(cè)固接一密封舌，另外，墊圈制成具有錐鍍形結(jié)構(gòu)，密封螺母止擋凸邊的形狀亦與錐度墊圈匹配制成反錐度形結(jié)構(gòu)。
為了保證密封，本發(fā)明的改進包括如下法蘭外側(cè)設(shè)亦作為墊圈過渡的鎖緊螺柱，外側(cè)是套在換熱器出管上的緊圈、緊圈外側(cè)是帶止擋凸邊的密封螺母與焊接螺柱螺接，止擋凸邊收緊緊圈。同時也收緊鎖緊螺母。
上述改進還包括外側(cè)設(shè)有亦作為墊圈的過渡鎖緊螺柱，帶止擋凸邊的密封螺母4鎖住過渡鎖緊螺柱與焊接螺柱3螺接；在過渡鎖緊螺柱外側(cè)設(shè)有緊圈及鎖緊螺母，過渡鎖緊螺母與鎖緊螺母螺接。從而亦使絕緣密封套管2在換熱器出口處密封。
過渡鎖緊螺柱與絕緣套管可以是分體的或一體的。
所述焊接螺柱與水箱鋼板的腐蝕電位相同或相近。
所述鎖緊螺母、緊圈、過渡鎖緊螺母與換熱器的腐蝕電位相同或相近，組成密封系統(tǒng)。
絕緣套管與焊接螺柱間、絕緣套管與過渡鎖緊套管間可以通過螺紋連接、壓接等方式同時起到既絕緣又密封的作用。
水箱內(nèi)還可以設(shè)有多組并聯(lián)的熱泵型熱水器機組，且多組冷凝盤管并聯(lián)在水箱內(nèi)。尤其是2-10組冷凝盤管并聯(lián)在水箱內(nèi)。每組熱泵熱水器壓縮機的一般功率為1-3匹以內(nèi)。這樣的機組是大規(guī)模生產(chǎn)工藝的產(chǎn)物，成本低，性能有保證，性價比高。水箱中加有隔板。冷凝盤管換熱器的形式可采用多種形式如螺旋狀、片狀等。滿足有足夠地熱交換面積即可。
水箱內(nèi)還設(shè)有金屬保護電極，一般用鎂或鋁或其合金棒插入內(nèi)筒，以保護金屬內(nèi)筒不被化學腐蝕。
熱泵熱水器水箱，水箱的出管與熱泵的連接可以采用常用的方式，如銅焊、金屬管連接端擴成喇叭口加壓力螺絲連接，也可以在接口處加聚四氟乙烯墊圈的連接密封等。
本發(fā)明的特點是保證換熱器與水箱壁絕緣和出管處的密封。滿足絕熱還要滿足密封和承壓的熱泵熱水器水箱，與制冷劑循環(huán)的管道連接并與此水箱配合。滿足對水箱金屬內(nèi)壁的電化學保護。本發(fā)明使熱泵熱水器可靠工作。出水箱內(nèi)管道無任何接頭，以便水箱內(nèi)換熱器管道有足夠強度承受熱泵的工作壓力。密封性能好，水箱不漏水，耐溫性能好。水箱的出口連接方便，由于結(jié)構(gòu)上特殊性。水箱內(nèi)常用的換熱器的伸出水箱的外部或接口周圍有足夠大的空間，便于連接。管道出口的外部連接可采用普通空調(diào)的管路連接方式，如焊接、壓接等。
多組換熱器結(jié)構(gòu)時，每組熱泵熱水器壓縮機的功率為2匹以內(nèi)。性能價格比高，由于熱泵熱水器本身的能效比高，故本實用新型更適用于大水量的場所，拓展了用途。適應(yīng)各種場所的用水量需要，在用水量較小時只需要開一二臺機組，亦能保證較高的效率。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本發(fā)明密封結(jié)構(gòu)示意圖(外鎖緊螺柱)圖3是本發(fā)明密封結(jié)構(gòu)示意圖(內(nèi)鎖緊螺柱)圖4是本發(fā)明密封結(jié)構(gòu)示意圖(過渡鎖緊螺母與絕緣套管一體化，緊圈密封)圖5是本發(fā)明密封結(jié)構(gòu)示意圖(過渡鎖緊螺母與絕緣套管一體化)圖6是本發(fā)明多組換熱器的水箱水箱鋼板1、絕緣密封套管2、焊接螺柱3、密封螺母4、鎖緊螺母5、緊圈6、換熱器7、鎖緊螺柱8、絕緣墊9，熱泵機組10。
具體實施方式
圖1中外側(cè)設(shè)有亦作為墊圈的過渡鎖緊螺母，帶止擋凸邊的密封螺母4鎖住過渡鎖緊螺母與焊接螺柱3螺接；在過渡鎖緊螺柱8外側(cè)設(shè)緊圈及鎖緊螺母，過渡鎖緊螺柱與鎖緊螺母螺接。密封螺母在最外側(cè)通過與焊接螺柱螺接，從而亦使絕緣密封套管2在換熱器出口處密封。
圖2、3是對圖1結(jié)構(gòu)的改進外側(cè)設(shè)有亦作為墊圈的過渡鎖緊螺母，帶止擋凸邊直徑較大，密封螺母4鎖住過渡鎖緊螺母與焊接螺柱3螺接；在過渡鎖緊螺母外側(cè)設(shè)的緊圈及鎖緊螺母，過渡鎖緊螺母與鎖緊螺母螺接。從而亦使絕緣密封套管2在換熱器出口處密封。
圖2與圖3的區(qū)別是鎖緊螺柱在圖2中是外鎖緊螺柱，圖3中是外鎖緊螺柱內(nèi)鎖緊螺柱)套管法蘭外側(cè)固接一密封舌可以更加保證密封。
過渡鎖緊螺母與絕緣套管可以是分體的或一體的，如圖4和圖5。
所述焊接螺柱與水箱鋼板的腐蝕電位相同或相近。
如圖5所示，是一個基本結(jié)構(gòu)。換熱器出管直接伸出水箱壁，水箱鋼板1換熱器出管處(水箱外壁)焊接一只焊接螺柱3、絕緣密封套管2套在換熱器出管上，此套管至少接一法蘭，此法蘭蓋在水箱鋼板1換熱器出管口，法蘭外側(cè)套有焊接螺柱3或一只墊圈，其外側(cè)再套有帶的止擋凸邊的密封螺母4與焊接螺柱3螺接，止卡臺階收緊焊接螺柱3或墊圈，從而使絕緣密封套管2在換熱器出口處密封。焊接螺柱3或墊圈設(shè)定為絕緣材料制成，或?qū)⒚芊饴菽?的止擋凸邊與焊接螺柱3或墊圈的接觸處設(shè)有絕緣層。
圖5中墊圈的與密封螺母接觸的面制成具有錐度形結(jié)構(gòu)，密封螺母止擋凸邊的形狀亦與墊圈錐度制成反錐度形結(jié)構(gòu)。得到一收縮且收緊的密封，保證密封力，用于保證水箱一定壓力下的承壓。
圖4是圖5的結(jié)構(gòu)再加一緊圈結(jié)構(gòu)。
絕緣墊9、絕緣密封套管2組合與換熱器與水箱鋼板之間絕緣。絕緣密封套管2一般采用耐溫達100℃以上的絕緣材料制成，典型的氟塑料或橡膠、硅橡膠等。絕緣密封套管2需要材料有一定的變形用于密封，絕緣墊9選擇的面更寬，還可以采用聚砜、聚苯硫醚PPS等材料。鎖緊螺母5、緊圈6、鎖緊螺柱8與換熱器7的腐蝕電位相同或相近，組成密封系統(tǒng)，水箱鋼板1焊接螺柱3的腐蝕電位相同或相近。
另一種實施例是為了保證換熱器的出管軸上密封，法蘭外側(cè)設(shè)有亦作為墊圈的過渡鎖緊螺母，外側(cè)是套在換熱器出管上的緊圈、緊圈外側(cè)是帶止擋凸邊的密封螺母4與焊接螺柱3螺接，止卡臺階收緊緊圈。同時也收緊鎖緊螺母。
冷凝盤管換熱器的材料可為銅、不銹鋼及鐵合金等。不同材料之間要考慮到腐蝕等問題。
圖6中實施例為8組冷凝盤管置于水箱內(nèi)，每個機組1200W，則總裝機功率為10000W。價格不足大機組的一半。多組換熱器7以上述方式內(nèi)置于水箱內(nèi)，保證出水管，當熱泵機組10工作時，功率負荷低，并能保證工作機組側(cè)的熱水先輸出。
絕緣密封套管2亦可以采用雙層或多層密封圈，可以活塞環(huán)的結(jié)構(gòu)覆蓋，保證更好的密封效果。采用聚四氟乙烯或硅橡膠等耐溫絕緣材料。PP等高分子絕緣材料也可以使用。
換熱器出管與管道連接采用多種方式焊接式，典型的如銅焊、銅連接管的壓力接觸式，可以密封且耐熱泵工質(zhì)，水箱為承壓式，盤管式換熱器在水壓下工作，由于內(nèi)部需要有水壓力，盤管換熱器不能被壓出。
權(quán)利要求1.一種熱泵熱水器，包括熱泵型空調(diào)熱水器壓縮機及蒸發(fā)器、水箱、冷凝盤管構(gòu)成換熱器；換熱器置于水箱內(nèi)，水箱內(nèi)換熱器的出口具有如下密封結(jié)構(gòu)，換熱器出管直接伸出水箱壁，其特征是水箱金屬板(1)在換熱器出管處固接焊接螺柱(3)，設(shè)有絕緣密封套管(2)套在換熱器出管上，此套管至少固接一法蘭，此法蘭蓋在水箱金屬板(1)換熱器出管口，法蘭外側(cè)設(shè)有墊圈或直接與焊接螺柱(3)接觸，墊圈或法蘭外側(cè)再設(shè)有帶止擋凸邊的密封螺母(4)與焊接螺柱(3)螺接，止檔凸邊收緊焊接螺柱(3)時收緊法蘭或墊圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵熱水器，其特征是墊圈設(shè)定為絕緣材料，或?qū)⒚芊饴菽?4)的止擋凸邊與墊圈的接觸處設(shè)有絕緣層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱泵熱水器，其特征是墊圈制成具有錐度形結(jié)構(gòu)，密封螺母止擋凸邊的形狀與錐度墊圈匹配成反錐度形結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱泵熱水器，其特征是法蘭外側(cè)設(shè)亦作為墊圈過渡的鎖緊螺柱(8)，外側(cè)是套在換熱器出管上的緊圈、緊圈外側(cè)是帶止擋凸邊的密封螺母(4)與焊接螺柱(3)螺接，止擋凸邊收緊緊圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱泵熱水器，其特征是法蘭外側(cè)設(shè)有亦作為墊圈的過渡鎖緊螺柱，帶止擋凸邊的密封螺母(4)鎖住過渡鎖緊螺柱與焊接螺柱(3)螺接；在過渡鎖緊螺柱(8)外側(cè)設(shè)有緊圈及鎖緊螺母，過渡鎖緊螺母與鎖緊螺母螺接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱泵熱水器，其特征是過渡鎖緊螺柱(8)與絕緣密封套管是一體的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱泵熱水器，其特征是絕緣密封套管法蘭外側(cè)接一密封舌。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱泵熱水器，其特征是水箱內(nèi)設(shè)有2-10組組冷凝盤管。
專利摘要一種熱泵熱水器，包括熱泵型空調(diào)熱水器壓縮機、水箱、冷凝盤管構(gòu)成的換熱器、連接外部的翅片管換熱器或蒸發(fā)器；水箱上換熱器的出口具有如下結(jié)構(gòu)密封裝置，用于從金屬水箱壁和保溫層的出口管道密封，換熱器出管直接伸出水箱壁，其特征是水箱金屬板(1)上在換熱器出管處固接焊接螺柱(3)、絕緣密封套管(2)套在換熱器出管上，此套管至少固接一法蘭，此法蘭蓋在水箱金屬板1換熱器出管口，法蘭外側(cè)是所述墊一墊圈或直接與焊接螺柱接觸，外側(cè)再設(shè)有帶止擋凸邊的密封螺母(4)與焊接螺柱螺接。本實用新型保證換熱器與水箱壁絕緣和出管處的密封。滿足對水箱金屬內(nèi)壁的電化學保護。
文檔編號F28F9/26GK2879028SQ200620068598
公開日2007年3月14日 申請日期2006年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月18日
發(fā)明者王高元 申請人:王高元