基于双区换热的热水器结构及具有其的装置的制作方法

1.本实用新型涉及换热器技术领域，尤其涉及一种基于双区换热的热水器结构、以及具有该双区换热的热水器结构的装置，更为具体的是搭载有双区换热的热水器结构的交通工具。


背景技术：

2.传统换热热水器在换热一段时间后，热水器内部的水温接近热介质的温度，当使用热水时，同时冷水会进入热水器内部，进入的冷水与热水器内部的热水进行混合，此时，热介质的温度与热水器内部的水温的温度差很小，换热效率很低；由于此时的换热效率很低，导致水温不断下降，随着水温与热介质的温差逐渐增大，换热效率逐步提高(温差越大，换热效率越高)。所以，传统换热热水器在水温与热介质的温差较小时，换热效率很低；当热水器内部水温交底时，水温与热介质的温差较大时，换热效率较高，但是，此时热水器内水温较低，使用热水的感受并不太好。
3.因此，基于上述技术问题，本领域的技术人员亟需研发一种能够解决现有技术中由于水温与热介质的温度小而导致的换热效率低的技术问题的基于双区换热的热水器结构、以及进一步研发一种能够搭载该种热水器结构的装置。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种结构新颖、内部以分区的形式改善热水器在水温与热介质温差较小时换热效率低的问题的基于双区换热的热水器结构、以及具有该双区换热的热水器结构的装置。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.本实用新型的基于双区换热的热水器结构，该热水器结构包括：
7.外壳；
8.集成于所述外壳内部的内胆；以及
9.位于所述内胆内部的换热块；
10.所述内胆内部中空地形成为腔室，且该腔室通过所述换热块分割为换热区和储热区；
11.所述换热块为所述换热区，所述换热块外部的空间为所述储热区；
12.该热水器结构还包括：
13.热介质管路、冷水管路和热水管路；
14.所述热介质管路与所述换热块连接，所述冷水管路与所述换热块连接，所述冷水管路向所述热水器结构输送的冷水在所述换热区进行一次换热；
15.所述储热区内储存热水，且所述储热区内的热水与所述换热块进行二次换热；
16.所述热水管路与所述储热区连通以输出热水。
17.进一步的，所述外壳一端具有端盖，所述内胆嵌入所述外壳内部；
18.所述热介质管路穿过所述端盖延伸至所述内胆内部、并与所述换热块连接，且所述热介质管路置于所述端盖外部的端口被配置为热介质进口和热介质出口；
19.外部设备的热介质通过所述热介质进口进入所述热介质管路内、并通过所述热介质管路输送至换热块内、由所述热介质出口排出；
20.所述冷水管路穿过所述端盖延伸至所述内胆内部、并与所述换热块连接，且所述冷水管路置于所述端盖外部一端的端口被配置为冷水进口，所述冷水管路置于所述换热块一端的端部被配置为一次换热水出口；
21.外部冷水由所述冷水进口进入所述冷水管路，并通过所述冷水管路输送至所述换热块与所述热介质管路中的热介质热交换、由所述一次换热水出口输送至所述储热区；
22.所述热水管路穿过所述端盖并延伸至所述储热区内，所述热水管路置于所述端盖外部一端的端口被配置为热水出口。
23.进一步的，所述热水管路布置于所述储热区的上部空间，且所述热水管路置于所述储热区内部一端的端部靠近所述储热区的顶部。
24.进一步的，所述储热区内集成有电加热管；
25.所述电加热管安装于所述储热区的底部。
26.进一步的，所述外壳和所述内胆之间的空间填充有保温材料，该热水器结构通过所述保温材料形成为包裹所述内胆的保温层。
27.进一步的，该热水器结构还具有与所述储热区连通的排污管；
28.所述排污管连通于所述储热区的底部，且所述排污管具有延伸至外部的排污口。
29.本实用新型公开了一种具有基于双区换热的热水器结构的装置，该装置为房车，该装置集成有如上所述的热水器结构。
30.进一步的，所述房车的发动机或加热器的冷却液通过所述热介质管路向所述换热块内输送热介质。
31.本实用新型公开了一种具有基于双区换热的热水器结构的装置，该装置为船舶，该装置集成有如上所述的热水器结构。
32.进一步的，所述船舶的发动机或加热器的冷却液通过所述热介质管路向所述换热块内输送热介质。
33.在上述技术方案中，本实用新型提供的基于双区换热的热水器结构及具有其的装置，具有以下有益效果：
34.本实用新型的热水器结构的内胆内部具有换热块，内胆通过换热块分割为储热区和换热区，换热区为热介质主要流通的区域，也就是主要加热/换热的区域，而储热区是热水储存的区域，同时也作为二次换热区域，利用换热块一次换热冷水，该处的换热效率高，再通过储热区二次换热储热区的水，这样就可以极大地提高换热效率，能够保证相对较高的热水温度，提高热水的使用感受。
35.本实用新型的热水器结构以换热块和电加热管实现两次、甚至三次换热，能够持续不断地提供热水。
36.本实用新型还公开了具有该双区换热的热水器结构的装置，该装置可以是任何需要搭载热水器的移动装置/交通工具，例如房车、船舶等，以装置本身供应冷水和热介质，将热水器结构集成在装置内，就可以在热介质充足的情况下为用户旅行或者外出时持续提供
热水。
附图说明
37.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1为本实用新型实施例提供的一种基于双区换热的热水器结构的结构示意图；
39.图2为本实用新型实施例提供的一种基于双区换热的热水器结构的工作原理示意图；
40.图3为本实用新型实施例提供的一种基于双区换热的热水器结构的热交换效率对比图。
41.附图标记说明：
42.1、外壳；2、内胆；3、换热块；4、热介质管路；5、冷水管路；6、热水管路；7、排污管；8、电加热管；
43.101、端盖；102、保温层；
44.201、储热区；
45.301、换热区；
46.401、热介质进口；402、热介质出口；
47.501、冷水进口；502、一次换热水出口；
48.601、热水出口；
49.701、排污口。
具体实施方式
50.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。
51.参见图1至图3所示；
52.实施例一，本实施例一公开了一种基于双区换热的热水器结构，其相比传统的热水器能够提高换热效率和效果，通过二次换热的方式持续提供热水。
53.本实用新型的基于双区换热的热水器结构，该热水器结构包括：
54.外壳1；
55.集成于外壳1内部的内胆2；以及
56.位于内胆2内部的换热块3；
57.内胆2内部中空地形成为腔室，且该腔室通过换热块3分割为换热区301和储热区201；
58.换热块3为所述换热区301，换热块3外部的空间为储热区201；
59.该热水器结构还包括：
60.热介质管路4、冷水管路5和热水管路6；
61.热介质管路4与换热块3连接，冷水管路5与换热块3连接，冷水管路6向热水器结构输送的冷水在换热区301进行一次换热；
62.储热区201内储存热水，且储热区201内的热水与换热块3进行二次换热；
63.热水管路6与储热区201连通以输出热水。
64.具体的，本实施例一公开的基于双区换热的热水器结构包括外壳1，以及嵌装于外壳1内部的内胆2，其中，内胆2内部的腔室通过上述的换热块分割为两个区域，分别为起到主要换热作用的换热区301，以及起到主要储存热水作用的储热区201；而更为详细的是：本实施例一的换热块3选材需要考虑到热交换的要求，因此，需要选用能够热交换效果好的金属材质，例如铜，这样就可以加快和提高热交换的效果和质量。另外，本实施例一中的换热块3是冷水和热介质的一次热交换的场所，即为上述的换热区301，因此，上述的热介质管路4和冷水管路5都需要与换热块3连接，并且在换热块3内形成一定程度的管路盘绕，可以一定程度地增大换热面积(而图示仅仅是以一种示范性的结构做说明)，另外，换热块3与储热区201之间存在二次换热，主要是在储热区201内水温较低时，利用换热块3外壁对储热区201内的水进行加热，从而能够源源不断、并且快速地对水温进行升温，提供热水。
65.优选的，本实施例中外壳1一端具有端盖101，内胆2嵌入外壳1内部；
66.热介质管路4穿过端盖101延伸至内胆2内部、并与换热块3连接，且热介质管路4置于端盖101外部的端口被配置为热介质进口401和热介质出口402；
67.外部设备的热介质通过热介质进口401进入热介质管路4内、并通过热介质管路4输送至换热块3内、由热介质出口402排出；
68.冷水管路5穿过端盖101延伸至内胆2内部、并与换热块3连接，且冷水管路5置于端盖101外部一端的端口被配置为冷水进口501，冷水管路5置于换热块3一端的端部被配置为一次换热水出口502；
69.外部冷水由冷水进口501进入冷水管路5，并通过冷水管路5输送至换热块3与热介质管路4中的热介质热交换、由一次换热水出口502输送至储热区201；
70.热水管路6穿过端盖101并延伸至储热区201内，热水管路6置于端盖101外部一端的端口被配置为热水出口601。
71.该处详细介绍了本实施例一的基于双区换热的热水器结构的各个管路的布置情况，首先热介质管路4和冷水管路5均需要与换热块3连接，以实现冷水在换热区301的一次换热作业，因此，热介质管路4在保证预留在外部的热介质进口401和热介质出口402的前提下，内部直接与换热块3连接，并且根据设计要求和换热要求适当在换热块3内盘绕，同理，冷水管路5也是如此，只不过冷水管路5的冷水进口501是在外部，而冷水管路5的另一端的出口则是在内部，其作为一次换热后形成一次换热水与储热区201的连通结构，将一次换热后得到的一次换热水输送至储热区201，以降低储热区201内热水与一次换热水之间的温差，同时，一旦储热区201内的水温降低，还可以利用换热块3外壁进行二次换热，提高换热效率。
72.最后就是能够输出热水的热水管路6，更为具体的是：热水管路6布置于储热区201的上部空间，且热水管路6置于储热区201内部一端的端部靠近储热区201的顶部。
73.通常内胆2内的上部的水温会高于下部的水温，因此，本实施例的热水管路4需要布置在上部空间内，这样就可以保证输出的热水的热水处于最高温状态。
74.优选的，为了能够让该热水器结构具有一定的电加热功能，也可以辅助换热块3一起对储热区201内水进行即热，本实施例的储热区201内集成有电加热管8；
75.电加热管8安装于储热区201的底部。该处与热水管路6的布置位置相呼应，内胆2上部空间水温温度最高，反之则下部空间温度是较低的，因此，本实施例的电加热管8需要布置在底部位置。
76.优选的，为了能够起到一定的保温效果，本实施例的外壳1和内胆2之间的空间填充有保温材料，该热水器结构通过保温材料形成为包裹内胆2的保温层102。保温材料有很多选择，一般为导热系数小于或等于0.12的材料，例如聚氨酯泡沫等。
77.优选的，为了能够方便后期维护和清洁，本实施例的热水器结构还具有与储热区201连通的排污管7；
78.排污管7连通于储热区201的底部，且排污管7具有延伸至外部的排污口701。
79.实施例二，本实施例二公开了一种具有双区换热的热水器结构的第一种装置，即房车。
80.该装置集成有如上所述的热水器结构。
81.其中，房车的发动机或加热器的冷却液通过热介质管路4向换热块3内输送热介质。
82.当该基于双区换热的热水器结构集成在房车时，房车的发动机或者加热器的冷却液通过热介质进口401流入热水器结构内，同时，由于没有冷水流进，流入的热介质通过换热区301的外壁与储热区201的水进行换热，随着换热的不断进行，储热区201的水温逐渐接近热介质的温度，当使用热水时，储热区201的热水通过热水出口601排出，同时，冷水通过冷水进口501进入换热区301，与热介质进行换热(温差大，换热效率高)，再流入储热区201内，这样就实现了只要有冷水进入热水器，就能够高效地换热，从而让房车内能够提供舒适的热水。
83.实施例三，本实施例三公开了一种具有双区换热的热水器结构的第二种装置，即船舶。
84.该装置集成有如上所述的热水器结构。
85.其中，船舶的发动机或加热器的冷却液通过热介质管路4向换热块3内输送热介质。
86.与实施例二的原理类似，当该基于双区换热的热水器结构集成在船舶时，船舶的发动机或者加热器的冷却液通过热介质进口流入热水器结构内，同时，由于没有冷水流进，流入的热介质通过换热区301的外壁与储热区201的水进行换热，随着换热的不断进行，储热区201的水温逐渐接近热介质的温度，当使用热水时，储热区201的热水通过热水出口601排出，同时，冷水通过冷水进口501进入换热区301，与热介质进行换热(温差大，换热效率高)，再流入储热区201内，这样就实现了只要有冷水进入热水器，就能够高效地换热，从而让船舶内能够提供舒适的热水。
87.在上述技术方案中，本实用新型提供的基于双区换热的热水器结构及具有其的装置，具有以下有益效果：
88.本实用新型的热水器结构的内胆2内部具有换热块3，内胆2通过换热块3分割为储热区201和换热区301，换热区301为热介质主要流通的区域，也就是主要加热/换热的区域，而储热区201是热水储存的区域，同时也作为二次换热区域，利用换热块3一次换热冷水，该处的换热效率高，再通过储热区201二次换热储热区201的水，这样就可以极大地提高换热
效率，能够保证相对较高的热水温度，提高热水的使用感受。
89.本实用新型的热水器结构以换热块3和电加热管8实现两次、甚至三次换热，能够持续不断地提供热水。
90.本实用新型还公开了具有该双区换热的热水器结构的装置，该装置可以是任何需要搭载热水器的移动装置/交通工具，例如房车、船舶等，以装置本身供应冷水和热介质，将热水器结构集成在装置内，就可以在热介质充足的情况下为用户旅行或者外出时持续提供热水。
91.以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。