專利名稱：一種水冷式熱交換器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱交換裝置，特別是指一種水冷式熱交換器及其制造 方法。
背景技術(shù)：
目前，許多熱泵式空調(diào)熱水器都使用了水冷式換熱器來(lái)制備熱水，同 時(shí)取代冷凝器的功能，以提高工作效率，現(xiàn)有的水冷式熱交換器主要有管 殼式和板式兩種結(jié)構(gòu)。管殼式熱交換器由管束和殼體構(gòu)成，水在殼內(nèi)流動(dòng)， 冷媒在管內(nèi)流動(dòng)，以反向?qū)α鞯姆绞竭M(jìn)行熱交換，其缺點(diǎn)是殼體內(nèi)流體的 行程短，換熱效率不高，出水溫度低，無(wú)法滿足需求，而且這種熱交換器 的體積龐大，成本高。板式熱交換器由壓制專門形狀的波紋板片拼裝面成， 板片間嵌裝非金屬密封墊，大量的板片及密封熱層疊使行波紋片間形成許 多通道，二種不同溫度的介質(zhì)在間隔的通道中流動(dòng)進(jìn)行熱量交換，它的缺 點(diǎn)是流體的流動(dòng)阻力較大，需求大功率的輸送泵才能令流體在熱交換器中 通過(guò)，使用成本較高，此外，這種熱交換器的制造工藝復(fù)雜，裝配要求高， 從而導(dǎo)致產(chǎn)品的價(jià)格也極昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、換熱 效果好的水冷式熱交換器及其制造方法。 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
一種水冷式熱交換器，其包括主體和前后端蓋，主體內(nèi)部分別設(shè)置有 水流通道和冷媒管道，所述主體內(nèi)部的水流通道和冷媒管道分別有多根， 其貫穿主體后平行并排設(shè)置，每根冷媒管道放置于水流通道的內(nèi)部，水流 通道之間在前后端蓋相連通，每根冷媒管道在主體的前后端通過(guò)連接頭分
別與另外至少一根冷媒管道連通，每條水流通道通過(guò)設(shè)置在前后端蓋、內(nèi) 的水腔、分別與另外至少一條水流通道連通，主體與前后端蓋、密封連接， 在工作時(shí)利用冷媒管內(nèi)外層流體的反向流動(dòng)來(lái)進(jìn)行熱交換。
一種制造上述水冷式熱交換器的方法，其特征在于它包括以下工藝步
驟
1) 利用模具制造出具有多排平行水流通道的主體；
2) 利用模具制造出前后端蓋，其中端蓋朝向主體的一面在鑄造時(shí)形成 至少一個(gè)水腔；
3) 將截面積小于水流通道的冷媒管道放置入主體的水流通道內(nèi)部；
4) 在主體的前后端利用連接頭將冷媒管道的端部連通，形成該熱交換 器的冷媒整體通道；
5) 裝上前后端蓋，前后端蓋與主體之間除了水腔周邊外的其余部位為 密封連接。
本發(fā)明的有益效果是在主體內(nèi)部平行設(shè)置多排水流通道，將冷媒管 道放置于水流通道的內(nèi)部，在使用時(shí)，冷媒管內(nèi)外兩種不同方向的流體直 接透過(guò)冷媒管來(lái)?yè)Q熱，不僅換熱面積大，而且換熱效果大大提高，使得從 冷媒管道的入口端出來(lái)的水的溫度高，從水流入口端出來(lái)的冷媒的溫度較 低，此外，本設(shè)計(jì)的熱交換器結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、制造成本低，當(dāng)配置在 熱泵系統(tǒng)中時(shí)，可根據(jù)熱泵系統(tǒng)的不同設(shè)計(jì)功率，相應(yīng)的配置一個(gè)或者多 個(gè)熱交換器，在裝配時(shí)只需疊加連接即可，更加適用于工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化批 量生產(chǎn)，進(jìn)一步降低了產(chǎn)品的成本。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的剖視結(jié)構(gòu)示意圖3是圖2的裝配示意圖4是圖1的A—A截面部分剖示圖5是圖2的B部位放大圖； 圖6是本發(fā)明的其中一實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1至圖5， 一種水冷式熱交換器，其包括主體1和前后端蓋2、 3，主體1內(nèi)部分別設(shè)置有水流通道4和冷媒管道5，所述主體1內(nèi)部的 水流通道4和冷媒管道5分別有多根，其貫穿主體1后平行并排設(shè)置，每 根冷媒管道5放置于水流通道4的內(nèi)部,水流通道4之間在前后端蓋相連 通，每根冷媒管道5在主體1的前后端通過(guò)連接頭6分別與另外至少一根 冷媒管道5連通，每條水流通道4通過(guò)設(shè)置在前后端蓋2、 3內(nèi)的水腔21、 31分別與另外至少一條水流通道連通，主體1與前后端蓋2、 3密封連接， 在工作時(shí)利用冷媒管內(nèi)外層流體的反向流動(dòng)來(lái)進(jìn)行熱交換。
在制造時(shí)1)首先利用模具澆鑄或注塑出具有多排平行水流通道的 主體，主體可以采用高分子材料隔熱材料，如聚乙烯、聚胺酯等，也可以 使用其它具有保溫隔熱性能的材料；2)利用模具制造出前后端蓋，其中 前后端蓋朝向主體的一面在鑄造時(shí)形成至少一個(gè)水腔；3)進(jìn)行下一道工 序，將截面積小于水流通道的冷媒管道放置入主體的水流通道內(nèi)部；4) 在主體的前后端利用連接頭將冷媒管道的端部連通，形成該熱交換器的冷 媒整體通道，所述連接頭6可以使用如附圖所示的彎頭，每根冷媒管道5 端部通過(guò)彎頭與相鄰的冷媒管道串聯(lián)連接，使得熱交換器的冷媒管道成整 體串接式，冷媒的流程最長(zhǎng)，冷媒出入口之間及水流出入口之間的溫差都 較大；此外，根據(jù)需要，所述連接頭也可以使用三通或四通等方式，先將 部分冷媒管道并聯(lián)后再串聯(lián)連接，使得冷媒的流程較短，但流量較大；5) 裝上前后端蓋，前后端蓋與主體之間除了水腔周邊外的其余部位為密封連 接，而與冷媒管道接頭的設(shè)計(jì)相類似的方式，根據(jù)需要，上述歩驟2中的 水腔在鑄造時(shí)也可以形成令水流通道串聯(lián)或者并聯(lián)或者串、并聯(lián)組合的方
式連接，從而使得本發(fā)明的熱交換器適用的范圍更廣；此外，本設(shè)計(jì)的水 流通道或冷媒管道的截面形狀可根據(jù)需要制成圓形、方形、矩形或者橢圓 形等形狀。
在上述工藝過(guò)程中，為了方便彎頭的焊接裝配，同時(shí)令冷媒管道定位 于水流通道的中心，本設(shè)計(jì)在冷媒管道5與水流通道4之間設(shè)置有支撐片 11，在具體實(shí)施中，可以將支撐片制成彈性?shī)A片的形式，先套在冷媒管道 外表面后再隨冷媒管道一起放入水流通道內(nèi)，支撐片將冷媒管道定位在水 流通道的中間。
另一種實(shí)施方式，可在冷媒管道的外表面先焊接上支撐片后再放置入 主體的水流通道內(nèi)部，支撐片將冷媒管道定位在水流通道的中間。
進(jìn)一步的優(yōu)選方式，所述支撐片11還可以制作成具有扭曲曲面的擾 流片，如螺旋槳狀，當(dāng)水在水流通道中流過(guò)時(shí)，在支撐片的扭曲曲面的擾 動(dòng)下，水的流動(dòng)狀態(tài)由層流變?yōu)槲闪?，使得冷媒管的?nèi)外側(cè)流體的熱交換 更加充分，類似的，支撐片也可制作成具有凹凸不平表面的擾流片。
本發(fā)明所述主體1與前后端蓋2、3之間可通過(guò)密封墊7來(lái)密封連接， 如圖6所示；也可以通過(guò)粘合方式密封連接。
本設(shè)計(jì)的熱交換器結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、制造成本低，當(dāng)配置在熱泵系 統(tǒng)中時(shí)，可根據(jù)熱泵系統(tǒng)的不同設(shè)計(jì)功率，相應(yīng)的配置一個(gè)或者多個(gè)熱交 換器，在裝配時(shí)只需疊加連接即可，如一匹的機(jī)型配置一個(gè)熱交換器，兩 的機(jī)型則相應(yīng)配置兩個(gè)熱交換器，各個(gè)熱交換器可以串聯(lián)連接，也可以是 并聯(lián)連接，本設(shè)計(jì)的熱交換器更加適用于工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化批量生產(chǎn)，進(jìn)一 步降低了產(chǎn)品的成本。
以上所述只是本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，其并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍 的限制，只要是以基本相同的手段實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的都應(yīng)屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種水冷式熱交換器，其包括主體(1)和前后端蓋(2、3)，主體(1)內(nèi)部分別設(shè)置有水流通道(4)和冷媒管道(5)，其特征在于所述主體(1)內(nèi)部的水流通道(4)和冷媒管道(5)分別有多根，其貫穿主體(1)后平行并排設(shè)置，每根冷媒管道(5)放置于水流通道(4)的內(nèi)部，水流通道(4)之間在前后端蓋相連通，每根冷媒管道在主體(1)的前后端通過(guò)連接頭(6)分別與另外至少一根冷媒管道連通，每條水流通道通過(guò)設(shè)置在前后端蓋(2、3)內(nèi)的水腔(21、31)分別與另外至少一條水流通道連通，主體(1)與前后端蓋(2、3)密封連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水冷式熱交換器，其特征在于所述冷媒 管道(5)與水流通道(4)之間設(shè)置有支撐片(11)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水冷式熱交換器，其特征在于所述支撐 片(11)是具有扭曲曲面或凹凸不平表面的擾流片。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水冷式熱交換器，其特征在于所述連接 頭(6)是彎頭，每根冷媒管道(5)端部通過(guò)彎頭與相鄰的冷媒管道 串聯(lián)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水冷式熱交換器，其特征在于所述主體(1)與前后端蓋(2、 3)通過(guò)密封墊(7)密封連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水冷式熱交換器，其特征在于所述主體(1)與前后端蓋(2、 3)通過(guò)粘合方式密封連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水冷式熱交換器，其特征在于所述主體(1)與前后端蓋(2、 3)是高分子隔熱材料制成。
8. —種制造上述水冷式熱交換器的方法，其特征在于它包括以下工藝步驟1) 利用模具制造出具有多排平行水流通道的主體；2) 利用模具制造出前后端蓋，其中端蓋朝向主體的一面在鑄造時(shí)形成至少一個(gè)水腔；3) 將截面積小于水流通道的冷媒管道放置入主體的水流通道內(nèi)部；4) 在主體的前后端利用連接頭將冷媒管道的端部連通，形成該熱交換 器的冷媒整體通道；5) 裝上前后端蓋，前后端蓋與主體之間除了水腔周邊外的其余部位為 密封連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種水冷式熱交換器的制造方法，其特征在于: 上述步驟3)中，冷媒管道的外表面先卡上支撐片后再放置入主體的 水流通道內(nèi)部。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種水冷式熱交換器的制造方法，其特征在 于上述步驟3)中，冷媒管道的外表面先焊接上支撐片后再放置入 主體的水流通道內(nèi)部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水冷式熱交換器，其包括主體和前后端蓋，主體內(nèi)部分別設(shè)置有水流通道和冷媒管道，所述主體內(nèi)部的水流通道和冷媒管道分別有多根，其貫穿主體后平行并排設(shè)置，每根冷媒管道放置于水流通道的內(nèi)部，水流通道之間在前后端蓋相連通，每根冷媒管道在主體的前后端通過(guò)連接頭分別與另外至少一根冷媒管道連通，每條水流通道通過(guò)設(shè)置在前后端蓋、內(nèi)的水腔、分別與另外至少一條水流通道連通，主體與前后端蓋、密封連接，在工作時(shí)利用冷媒管內(nèi)外層流體的反向流動(dòng)來(lái)進(jìn)行熱交換，本設(shè)計(jì)的熱交換器其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、換熱效果好，本發(fā)明還公開(kāi)了一種制造這種水冷式熱交換器的方法。
文檔編號(hào)F25B39/00GK101344349SQ200810029820
公開(kāi)日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2008年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日
發(fā)明者林志輝 申請(qǐng)人:林志輝