專利名稱：一種管狀?yuàn)A套式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種換熱器，具體涉及一種適用于換熱式熱水器中的換熱器。該換熱器可以直接接待加熱水體，作為換熱式電熱水器或熱泵熱水器中的取熱換熱器使用，也可以接太陽(yáng)能集熱器，作為抗凍換熱式太陽(yáng)能熱水器中的加熱換熱器使用，還可以接熱泵機(jī)組，作為熱泵熱水器中的冷凝換熱器使用。
背景技術(shù)：
熱水器是現(xiàn)代家庭必不可少的家電產(chǎn)品。熱水器主要有電熱水器、燃?xì)鉄崴?、太?yáng)能熱水器和熱泵熱水器等，以往這些熱水器的加熱方式大多是直接加熱，即是以電能、熱泵或太陽(yáng)能等產(chǎn)生熱量，以這些熱量直接作用在水箱中的水體上，使水體升溫。這種直接加熱的熱水器，構(gòu)造、原理較簡(jiǎn)單，但是存在著安全性差、防凍性差等缺陷。
因此，后來(lái)從改變加熱構(gòu)造出發(fā)，設(shè)計(jì)出了換熱式熱水器，即先以電能、熱泵或太陽(yáng)能產(chǎn)生熱量加熱導(dǎo)熱介質(zhì)，再利用換熱器將導(dǎo)熱介質(zhì)的熱量傳遞給水體，使水體升溫。這類換熱式熱水器，由于熱源與水體相隔離，具有安全性高的優(yōu)點(diǎn)，并且由于導(dǎo)熱介質(zhì)可采用防凍液，還具有防凍性好的優(yōu)點(diǎn)，但不可否認(rèn)其加熱效率與直接加熱相比是有所下降的。換熱式熱水器的加熱效率直接取決于其中的換熱器(即取熱換熱器、加熱換熱器或冷凝器)，現(xiàn)有換熱式熱水器中普遍采用的是螺旋盤管換熱器，這種換熱器就是一根螺旋狀盤繞的細(xì)管，它制作較方便，管內(nèi)腔容積小，但是它是以細(xì)管的外壁作為換熱面的，換熱面積有限，換熱效率不高。
因此，設(shè)計(jì)出高換熱效率的換熱器，近可能地縮小換熱式熱水器與直接加熱式熱水器兩者間加熱效率的差距，使換熱式熱水器性能更完善，是近年來(lái)熱水器廠家主要研究的問(wèn)題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供一種管狀?yuàn)A套式換熱器，其目的是在保證小容積的前提下，近可能地增大換熱面積，提高換熱效率，從而最終提高換熱式熱水器的總體加熱效率。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種管狀?yuàn)A套式換熱器，包括至少一個(gè)換熱單元，該換熱單元由內(nèi)管和外管同心嵌套構(gòu)成，內(nèi)管管壁與外管管壁間留有空腔，空腔的兩端封口構(gòu)成一換熱腔，在換熱腔上設(shè)進(jìn)口和出口，以此構(gòu)成一換熱通道；所述進(jìn)口和出口的位置在管軸向上前后錯(cuò)開。
上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下1、上述方案中，“所述進(jìn)口和出口的位置在管軸向上前后錯(cuò)開”，是指進(jìn)口和出口所處位置在管軸向上前后相距設(shè)置，這里的“前后”是指管軸向上的前后，并不特指軸向的哪端是前，哪端是后，即只要進(jìn)口和出口不設(shè)在換熱腔的同一徑向截面上即可，這樣設(shè)計(jì)是為了避免發(fā)生進(jìn)口直接接出口，換熱腔被短路的現(xiàn)象。最佳方案是進(jìn)口和出口中，一者設(shè)在換熱腔的最前端，而另一者設(shè)在換熱腔的最后端，充分利用換熱腔的壁面面積。
至于進(jìn)口和出口具體設(shè)置位置是可以同設(shè)在換熱腔的內(nèi)壁上即內(nèi)管管壁上，或同設(shè)在換熱腔的外壁上即外管管壁上，也可以分設(shè)在換熱腔的前后兩端上；當(dāng)然還可以兩者分別設(shè)在上述換熱腔的外壁、內(nèi)壁、前端部和后端部四處中的任兩處上。
2、上述方案中，當(dāng)本換熱器包括兩個(gè)及兩個(gè)以上換熱單元時(shí)，這些換熱單元的聯(lián)接方式具體有以下兩種a、各換熱單元的換熱通道相串聯(lián)，構(gòu)成串聯(lián)式換熱回路；b、各換熱單元的換熱通道相并聯(lián)，構(gòu)成并聯(lián)式換熱回路。
3、上述方案中，當(dāng)本換熱器包括兩個(gè)及兩個(gè)以上換熱單元時(shí)，這些換熱單元的組合分布方式具體有以下兩種a、各換熱單元成排分布，連接成一整體；b、各換熱單元從內(nèi)至外多層同心嵌套構(gòu)成一整體，內(nèi)層換熱單元的外壁面與相臨外層換熱單元的內(nèi)壁面間留有間隙。
4、上述方案中，所述進(jìn)口為熱液進(jìn)口，出口為冷液出口，在工作狀態(tài)下熱液進(jìn)口位于上部，冷液出口位于下部，以此構(gòu)成液體自然循環(huán)通道；并且，為了排出換熱通道內(nèi)循環(huán)液體中夾雜的空氣，在換熱腔頂部設(shè)有排氣管，排氣管管口位于換熱腔上方，并與大氣相通，構(gòu)成排氣通道。
5、上述方案所述的換熱器可以直接接待加熱水體，作為換熱式電熱水器或熱泵熱水器中的取熱換熱器使用，也可以接太陽(yáng)能集熱器，作為抗凍換熱式太陽(yáng)能熱水器中的加熱換熱器使用，還可以接熱泵機(jī)組，作為熱泵熱水器中的冷凝換熱器使用。當(dāng)作為取熱換熱器使用時(shí)，換熱通道中通入的是待加熱的水；當(dāng)作為抗凍太陽(yáng)能加熱換熱器使用時(shí)，換熱通道中通入的是防凍液；當(dāng)作為冷凝換熱器使用時(shí)，換熱通道中通入的傳熱工質(zhì)(如即制冷劑，如R22)。
6、上述方案中，為了近一步增大換熱面積，可在所述內(nèi)管管壁的內(nèi)表面或/和外表面上設(shè)翅片或螺旋狀波紋，在外管管壁的內(nèi)表面或/和外表面上也設(shè)翅片或螺旋狀波紋。
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1、由于本實(shí)用新型的特殊結(jié)構(gòu)，換熱腔為夾套式，換熱腔的容積不大，但換熱腔的內(nèi)壁面和外壁面均是換熱面，從而成倍地增加了換熱面積，提高了換熱效率。
2、由于本實(shí)用新型的特殊結(jié)構(gòu)，是內(nèi)管和外管內(nèi)外嵌套構(gòu)成，制作時(shí)，可將內(nèi)管、外管嵌套直接焊接組裝即可，制作方便、制作成本較低；至于外管和內(nèi)管管壁上的翅片或螺旋狀波紋，可在內(nèi)管、外管制作時(shí)一體加工成型，制作也很方便。


附圖1為本實(shí)用新型實(shí)旋例一結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本實(shí)用新型實(shí)旋例一應(yīng)用在換熱式太陽(yáng)能熱水器中時(shí)的連接示意圖；附圖3為本實(shí)用新型實(shí)旋例二結(jié)構(gòu)示意圖。
以上附圖中1、換熱單元；2、內(nèi)管；3、外管；4、換熱腔；5、進(jìn)口；6、出口；7、排氣管；8、管口；9、換熱器；10、太陽(yáng)能集熱器；11、水箱；12、管道；13、管道；14、端蓋。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述實(shí)施例一參見(jiàn)附圖1所示，一種管狀?yuàn)A套式換熱器，由一個(gè)換熱單元1構(gòu)成，該單元1由內(nèi)管2和外管3同心嵌套構(gòu)成，內(nèi)管2管壁與外管3管壁間留有空腔，空腔的兩端以端蓋14封口構(gòu)成一換熱腔4，在換熱腔4的內(nèi)壁(即內(nèi)管2的管壁)的頂部和底分設(shè)進(jìn)口5和出口6，進(jìn)口5和出口6一上一下，兩者在管軸向上前后錯(cuò)開，并且在工作狀態(tài)下，進(jìn)口5為熱液進(jìn)口處于上位，出口6為熱液出口處于下位，以此構(gòu)成液體自然循環(huán)的換熱通道。所述的進(jìn)口5和出口6分別接管道12和13，管道12的頂端上接有一排氣管7，排氣管7的管口8位于換熱腔4上方，并與大氣相通，構(gòu)成排氣通道，以此排除換熱腔4內(nèi)循環(huán)液體中夾雜的空氣。
本實(shí)施例可用作換熱式太陽(yáng)能熱水器中的加熱換熱器，使用示意圖如附圖2所示，將本換熱器9插設(shè)在水箱11中，管道12和管道13分別接太陽(yáng)能集熱器10的進(jìn)口和出口，以此本換熱器9與太陽(yáng)能集熱器10串聯(lián)構(gòu)成一加熱自然循環(huán)回路，回路中充入的是防凍液，以達(dá)到良好防凍效果。工作時(shí)，太陽(yáng)能集熱器10采集太陽(yáng)能加熱防凍液，加熱后的防凍液自然循環(huán)至本換熱器9中，通過(guò)其換熱面將熱量傳遞給水箱中的水體，將水箱中的水體加熱成熱水，供人們使用。
實(shí)施例二參見(jiàn)附圖3所示，一種管狀?yuàn)A套式換熱器，與實(shí)施一的不同之處在于本換熱器由兩個(gè)換熱單元1組成，這兩換熱單元1內(nèi)外同心嵌套構(gòu)成，內(nèi)層換熱單元1的外壁面與外層換熱單元1的內(nèi)壁面間留有間隙，外層換熱單元1的進(jìn)口5經(jīng)管道并接內(nèi)層換熱單元1的管道12上，外層換熱單元1的出口6經(jīng)管道并接在內(nèi)層換熱單元1的管道13上，以此兩層換熱單元1的換熱通道相并聯(lián)，構(gòu)成并聯(lián)式換熱回路。各個(gè)換熱單元1的具體結(jié)構(gòu)同實(shí)施例一，這里不再贅述。
上述實(shí)施例只為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種管狀?yuàn)A套式換熱器，其特征在于包括至少一個(gè)換熱單元[1]，該換熱單元[1]由內(nèi)管[2]和外管[3]同心嵌套構(gòu)成，內(nèi)管[2]管壁與外管[3]管壁間留有空腔，空腔的兩端封口構(gòu)成一換熱腔[4]，在換熱腔[4]上設(shè)進(jìn)口[5]和出口[6]，以此構(gòu)成一換熱通道；所述進(jìn)口[5]和出口[6]的位置在管軸向上前后錯(cuò)開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管狀?yuàn)A套式換熱器，其特征在于所述換熱器包括兩個(gè)及兩個(gè)以上換熱單元[1]，這些換熱單元[1]的換熱通道相串聯(lián)，構(gòu)成串聯(lián)式換熱回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管狀?yuàn)A套式換熱器，其特征在于所述換熱器包括兩個(gè)及兩個(gè)以上換熱單元[1]，這些換熱單元[1]的換熱通道相并聯(lián)，構(gòu)成并聯(lián)式換熱回路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的管狀?yuàn)A套式換熱器，其特征在于所述各換熱單元[1]成排分布，連接成一整體。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的管狀?yuàn)A套式換熱器，其特征在于所述各換熱單元[1]從內(nèi)至外多層同心嵌套構(gòu)成一整體，內(nèi)層換熱單元[1]的外壁面與相臨外層換熱單元[1]的內(nèi)壁面間留有間隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管狀?yuàn)A套式換熱器，其特征在于所述內(nèi)管[2]管壁的內(nèi)表面或/和外表面上設(shè)有翅片或螺旋狀波紋。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管狀?yuàn)A套式換熱器，其特征在于所述外管[3]管壁的內(nèi)表面或/和外表面上設(shè)有翅片或螺旋狀波紋。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管狀?yuàn)A套式換熱器，其特征在于所述進(jìn)口[5]為熱液進(jìn)口，出口[6]為冷液出口，在工作狀態(tài)下熱液進(jìn)口位于上部，冷液出口位于下部，以此構(gòu)成液體自然循環(huán)通道；并且，在換熱腔[4]頂部設(shè)有排氣管[7]，排氣管[7]管口[8]位于換熱腔[4]上方，并與大氣相通，構(gòu)成排氣通道。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管狀?yuàn)A套式換熱器，其特征在于所述換熱通道內(nèi)通入防凍液、水或傳熱工質(zhì)。
專利摘要一種管狀?yuàn)A套式換熱器，其特征在于包括至少一個(gè)換熱單元[1]，該單元[1]由內(nèi)管[2]和外管[3]同心嵌套構(gòu)成，內(nèi)管[2]管壁與外管[3]管壁間留有空腔，空腔的兩端封口構(gòu)成一換熱腔[4]，在換熱腔[4]上設(shè)進(jìn)口[5]和出口[6]，以此構(gòu)成一換熱通道；所述進(jìn)口[5]和出口[6]的位置在管軸向上前后錯(cuò)開。本實(shí)用新型換熱面積大，換熱效率高，從而最終提高換熱式熱水器的總體加熱效率。
文檔編號(hào)F28D7/10GK2924458SQ20062007348
公開日2007年7月18日 申請(qǐng)日期2006年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月6日
發(fā)明者邸勁夫, 劉軍 申請(qǐng)人:劉軍, 邸勁夫