微通道式即熱型換熱器及采用該換熱器的空氣能熱水器的制造方法
【專利摘要】微通道式即熱型換熱器及采用該換熱器的空氣能熱水器，換熱器包括外管和內(nèi)管，內(nèi)、外管沿管長(zhǎng)方向的延伸形狀一致，外管的內(nèi)表面與內(nèi)管的外表面之間形成低溫流體流通腔，在外管上靠近兩端的側(cè)壁上設(shè)有低溫流體進(jìn)口和低溫流體出口，外管的兩端設(shè)有端封件；內(nèi)管為微通道扁管結(jié)構(gòu)，其內(nèi)的微通道孔形成高溫流體流通腔，內(nèi)管的兩端部分別從外管兩端的端封件伸出，且與對(duì)應(yīng)的端封件形成密封接觸，內(nèi)管的兩端口分別形成高溫流體進(jìn)口和高溫流體出口。采用本換熱器的空氣能熱水器，包括壓縮機(jī)、電子膨脹閥、蒸發(fā)器、水泵、水箱及上述換熱器。本換熱器大幅度提高了換熱系數(shù)、實(shí)現(xiàn)了熱量的快速交換。采用本換熱器的空氣能熱水器實(shí)現(xiàn)了空氣能熱水器的小型化。
【專利說(shuō)明】
微通道式即熱型換熱器及采用該換熱器的空氣能熱水器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于換熱器及應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微通道式即熱型換熱器及采用該換熱器的空氣能熱水器。
【背景技術(shù)】
[0002]換熱器是將高溫流體的部分熱量傳遞給低溫流體的設(shè)備，又稱熱交換器。換熱器在化工、石油、動(dòng)力、食品及其它許多工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位。在空氣能熱水器上換熱器用來(lái)將冷媒從空氣中吸收的熱量來(lái)加熱水溫?，F(xiàn)有的空氣能熱水器，參見(jiàn)圖4，主要采用兩種結(jié)構(gòu)的換熱器:一種是采用電熱管對(duì)水直接進(jìn)行加熱，另一種是在水箱6，內(nèi)或水箱外做銅質(zhì)或不銹鋼材料的盤(pán)7，在盤(pán)管內(nèi)通入冷媒，對(duì)水進(jìn)行加熱。上述無(wú)論是電熱管結(jié)構(gòu)的換熱器，還是盤(pán)管結(jié)構(gòu)的換熱器，其換熱系數(shù)通常僅能達(dá)到30?40，換熱性能差，導(dǎo)致水箱占用空間也較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種微通道式即熱型換熱器及采用該換熱器的空氣能熱水器，該換熱器可大幅度提高換熱系數(shù)、實(shí)現(xiàn)熱量的快速交換;采用該換熱器的空氣能熱水器具有較高的換熱性能，能實(shí)現(xiàn)快速加熱、且可減小水箱的占用空間。
[0004]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:
[0005]—種微通道式即熱型換熱器，其特征在于:包括外管和內(nèi)管，內(nèi)管插裝于外管內(nèi)，外管沿管長(zhǎng)方向的延伸形狀與內(nèi)管沿管長(zhǎng)方向的延伸形狀一致，外管的內(nèi)表面與內(nèi)管的外表面之間形成供低溫流體通過(guò)的低溫流體流通腔，在外管上靠近兩端的側(cè)壁上分別設(shè)有連通低溫流體流通腔的低溫流體進(jìn)口和低溫流體出口，外管的兩端設(shè)置有端封件;所述內(nèi)管為微通道扁管結(jié)構(gòu)，其內(nèi)的微通道孔形成供高溫流體通過(guò)的高溫流體流通腔，內(nèi)管的兩端部分別從外管兩端的端封件伸出，且與對(duì)應(yīng)的端封件形成密封接觸，內(nèi)管的兩端口分別形成高溫流體進(jìn)口和高溫流體出口。
[0006]優(yōu)選的:所述外管及內(nèi)管為彎管結(jié)構(gòu)、且呈連續(xù)往復(fù)彎折狀。
[0007]優(yōu)選的:所述外管和內(nèi)管呈S型連續(xù)往復(fù)彎折狀。
[0008]優(yōu)選的:所述外管采用不銹鋼管，所述內(nèi)管為鋁板折彎成型結(jié)構(gòu)。
[0009]優(yōu)選的:所述外管、內(nèi)管及兩端的端封件通過(guò)焊接的方式一體連接。
[0010]—種采用微通道式即熱型換熱器的空氣能熱水器，包括壓縮機(jī)、電子膨脹閥、蒸發(fā)器、水栗和水箱，其特征在于:還包括上述的微通道式即熱型換熱器;壓縮機(jī)的出口與即熱型換熱器的高溫流體進(jìn)口、即熱型換熱器的高溫流體出口與電子膨脹閥的進(jìn)口、電子膨脹閥的出口與蒸發(fā)器的進(jìn)口、蒸發(fā)器的出口與壓縮機(jī)的進(jìn)口依次通過(guò)管路連接，形成冷媒循環(huán)回路;水栗的進(jìn)口連接供水裝置、水栗的出口連接即熱型換熱器的低溫流體進(jìn)口、即熱型換熱器的低溫流體出口與水箱的進(jìn)口連接、水箱的出口通過(guò)管路輸送至熱水使用終端用戶，形成水加熱輸送通路。
[0011 ]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0012]本換熱器采用外管與內(nèi)管的插裝配合結(jié)構(gòu)，外管與內(nèi)管之間形成低溫流體流通腔，內(nèi)管采用微通道扁管結(jié)構(gòu)，微通道孔形成高溫流體流通腔，在使用時(shí)，兩種溫度的介質(zhì)在換熱器內(nèi)部進(jìn)行對(duì)流強(qiáng)制換熱，一種介質(zhì)通過(guò)微通道扁管流動(dòng)，另一種介質(zhì)在內(nèi)外管之間的流通腔逆向流動(dòng)，內(nèi)管通過(guò)多孔的設(shè)計(jì)，提升了介質(zhì)在其內(nèi)部的流速，這樣通過(guò)對(duì)流強(qiáng)制換熱，大幅提升換熱器的換熱系數(shù)，使換熱系數(shù)達(dá)到90以上，也實(shí)現(xiàn)了熱量的快速交換。采用本換熱器的空氣能熱水器，提高了換熱性能，實(shí)現(xiàn)了水的快速加熱，這樣，在同等的熱量的需求的情況下，可大幅度減小水箱的體積，從而減小水箱的占用空間，實(shí)現(xiàn)了空氣能熱水器的小型化。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明微通道式即熱型換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是圖1中內(nèi)管的橫截面示意圖；
[0015]圖3是本發(fā)明空氣能熱水器的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0016]圖4是現(xiàn)有空氣能熱水器的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0017]圖中:1、微通道式即熱型換熱器；1-1、外管；1-2、內(nèi)管；1-2-1、高溫流體進(jìn)口；1-2-
2、高溫流體出口； 1-3、低溫流體流通腔;1-4、進(jìn)口接管；1-5、出口接管；1-6、端蓋;1_7、高溫流體流通腔;2、壓縮機(jī);3、電子膨脹閥;4、蒸發(fā)器;5、水栗;6、水箱;6’、水箱;7、盤(pán)管。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下:
[0019]請(qǐng)參閱圖1-2，一種微通道式即熱型換熱器，該微通道式即熱型換熱器I包括外管1-1和內(nèi)管1-2。所述內(nèi)管插裝于所述外管內(nèi)，所述外管沿管長(zhǎng)方向的延伸形狀與所述內(nèi)管沿管長(zhǎng)方向的延伸形狀一致，具體的，當(dāng)外管為直管時(shí)，內(nèi)管也為直管，而當(dāng)外管為彎管時(shí)，內(nèi)管也采用彎管結(jié)構(gòu)，且內(nèi)管的彎折形狀、彎折位置及彎折幅度均與外管的彎折形狀、彎折位置及彎折幅度相匹配。外管的內(nèi)表面與內(nèi)管的外表面之間形成供低溫流體通過(guò)的低溫流體流通腔1-3，在外管上靠近兩端的側(cè)壁上分別設(shè)有連通低溫流體流通腔的低溫流體進(jìn)口和低溫流體出口，在實(shí)際使用時(shí)，可在低溫流體進(jìn)口和低溫流體出口位置安裝進(jìn)口接管1-4和出口接管1-5，以便于與其他結(jié)構(gòu)連接。外管的兩端設(shè)置有端封件，具體的，端封件可采用端蓋1-6、塞堵等結(jié)構(gòu)件，端封件可直接焊接在外管的端部，也可通過(guò)可拆卸的方式與外管的端部形成固定式密封連接。所述內(nèi)管為微通道扁管結(jié)構(gòu)，其內(nèi)的微通道孔形成供高溫流體通過(guò)的高溫流體流通腔1-7，內(nèi)管的兩端部分別從外管兩端的端封件伸出，且與對(duì)應(yīng)的端封件形成密封接觸，內(nèi)管的兩端口分別形成高溫流體進(jìn)口 1-2-1和高溫流體出口 1-2-2。高溫流體進(jìn)口和高溫流體出口的設(shè)置應(yīng)該使高溫流體在高溫流體流通腔內(nèi)的流動(dòng)方向與低溫流體在低溫流體流通腔內(nèi)的流動(dòng)方向相反，即形成逆向流動(dòng)。
[0020]上述結(jié)構(gòu)中，所述外管與內(nèi)管的配合結(jié)構(gòu)適用于直管結(jié)構(gòu)，也適用于各種常見(jiàn)的彎管結(jié)構(gòu)，在本發(fā)明中，所述外管及內(nèi)管優(yōu)選采用彎管結(jié)構(gòu)、且呈連續(xù)往復(fù)彎折狀，比如V型連續(xù)往復(fù)彎折狀、S型連續(xù)往復(fù)彎折狀等，在本發(fā)明中，優(yōu)選采用S型連續(xù)往復(fù)彎折狀。外管和內(nèi)管采用上述彎管結(jié)構(gòu)，可有效利用空間，使安裝空間盡量最小化。
[0021]上述結(jié)構(gòu)中，所述外管優(yōu)選采用不銹鋼管，所述內(nèi)管優(yōu)選采用鋼板折彎成型結(jié)構(gòu)，具體的，當(dāng)內(nèi)管為直管時(shí)，僅需要進(jìn)行對(duì)應(yīng)于橫截面形狀的折彎成型，而當(dāng)內(nèi)管為彎管時(shí)，內(nèi)管首先折彎成直的微通道扁管形狀，然后插入到直的外管中，最后外管與內(nèi)管沿管長(zhǎng)方向同時(shí)進(jìn)行折彎，形成沿管長(zhǎng)方向形狀一致的彎管。
[0022]上述結(jié)構(gòu)中，所述外管、內(nèi)管及兩端的端封件通過(guò)焊接的方式一體連接，這樣，可大幅度提高換熱器的密封性能，避免了在零件的結(jié)合部位設(shè)置密封圈或密封墊，進(jìn)而也大幅度提高了換熱器的耐壓性能和耐溫性能，經(jīng)試驗(yàn)，耐壓能達(dá)到14Mpa，溫度使用范圍為-20Γ?150Γο
[0023]—種采用微通道式即熱型換熱器的空氣能熱水器，請(qǐng)參見(jiàn)圖3，包括壓縮機(jī)2、電子膨脹閥3、蒸發(fā)器4、水栗5和水箱6，還包括上述的微通道式即熱型換熱器I。壓縮機(jī)的出口與即熱型換熱器的高溫流體進(jìn)口、即熱型換熱器的高溫流體出口與電子膨脹閥的進(jìn)口、電子膨脹閥的出口與蒸發(fā)器的進(jìn)口、蒸發(fā)器的出口與壓縮機(jī)的進(jìn)口依次通過(guò)管路連接，形成冷媒循環(huán)回路。水栗的進(jìn)口連接供水裝置、水栗的出口連接即熱型換熱器的低溫流體進(jìn)口、即熱型換熱器的低溫流體出口與水箱的進(jìn)口連接、水箱的出口通過(guò)管路輸送至熱水使用終端用戶，上述水栗、即熱型換熱器及水箱的連接形成水加熱輸送通路。本空氣能熱水器通過(guò)冷媒在即熱型換熱器中的運(yùn)行對(duì)水進(jìn)行加熱，然后將加熱的水輸送至水箱中進(jìn)行存儲(chǔ)，其與現(xiàn)有空氣能熱水器的區(qū)別為:對(duì)水進(jìn)行加熱的裝置與水箱是分離開(kāi)的，水箱置于加熱裝置的后端，本空氣能熱水器采用上述微通道式即熱型換熱器，由于微通道式即熱型換熱器的換熱系數(shù)K值可達(dá)到90以上，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化的情況下，甚至能達(dá)到120左右。而現(xiàn)有的銅管換熱器結(jié)構(gòu)的換熱系數(shù)僅能達(dá)到30?40，即便是換熱性能較好的板式換熱器，換熱系數(shù)也僅能達(dá)到60?70，這樣換熱效率可大幅度提高，經(jīng)試驗(yàn)，為快速獲取同等熱量熱水，僅需要現(xiàn)有加熱時(shí)間的50 %?70%，這樣，水箱可減小到現(xiàn)有水箱體積的30 %?50 %，從而大幅度減小了水箱的占用空間。
[0024]上述微通道式即熱型換熱器適用于液-液、氣-液、氣-氣換熱，也適用于蒸氣冷凝，本換熱器除可用于空氣能熱水器上外，也適用于其他的流體熱量交換的設(shè)備上，比如中大型空調(diào)系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)等。
[0025]以上所述僅為本發(fā)明的較佳施例，并非用來(lái)限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。即凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍的內(nèi)容所做的等效變化與修飾，比如，即熱型換熱器的外管和內(nèi)管采用其他形狀的彎管結(jié)構(gòu)、外管與內(nèi)管采用不同的橫截面配合形狀等、內(nèi)管的微通道孔采用不同的橫截面形狀等，均落入本發(fā)明的技術(shù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微通道式即熱型換熱器，其特征在于:包括外管和內(nèi)管，內(nèi)管插裝于外管內(nèi)，夕卜管沿管長(zhǎng)方向的延伸形狀與內(nèi)管沿管長(zhǎng)方向的延伸形狀一致，外管的內(nèi)表面與內(nèi)管的外表面之間形成供低溫流體通過(guò)的低溫流體流通腔，在外管上靠近兩端的側(cè)壁上分別設(shè)有連通低溫流體流通腔的低溫流體進(jìn)口和低溫流體出口，外管的兩端設(shè)置有端封件;所述內(nèi)管為微通道扁管結(jié)構(gòu)，其內(nèi)的微通道孔形成供高溫流體通過(guò)的高溫流體流通腔，內(nèi)管的兩端部分別從外管兩端的端封件伸出，且與對(duì)應(yīng)的端封件形成密封接觸，內(nèi)管的兩端口分別形成高溫流體進(jìn)口和高溫流體出口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微通道式即熱型換熱器，其特征在于:所述外管及內(nèi)管為彎管結(jié)構(gòu)、且呈連續(xù)往復(fù)彎折狀。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微通道式即熱型換熱器，其特征在于:所述外管和內(nèi)管呈S型連續(xù)往復(fù)彎折狀。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微通道式即熱型換熱器，其特征在于:所述外管采用不銹鋼管，所述內(nèi)管為鋼板折彎成型結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微通道式即熱型換熱器，其特征在于:所述外管、內(nèi)管及兩端的端封件通過(guò)焊接的方式一體連接。6.—種采用微通道式即熱型換熱器的空氣能熱水器，包括壓縮機(jī)、電子膨脹閥、蒸發(fā)器、水栗和水箱，其特征在于:還包括權(quán)利要求1-5任一所述的微通道式即熱型換熱器;壓縮機(jī)的出口與即熱型換熱器的高溫流體進(jìn)口、即熱型換熱器的高溫流體出口與電子膨脹閥的進(jìn)口、電子膨脹閥的出口與蒸發(fā)器的進(jìn)口、蒸發(fā)器的出口與壓縮機(jī)的進(jìn)口依次通過(guò)管路連接，形成冷媒循環(huán)回路;水栗的進(jìn)口連接供水裝置、水栗的出口連接即熱型換熱器的低溫流體進(jìn)口、即熱型換熱器的低溫流體出口與水箱的進(jìn)口連接、水箱的出口通過(guò)管路輸送至熱水使用終端用戶，形成水加熱輸送通路。
【文檔編號(hào)】F28D7/10GK105973038SQ201610492627
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月27日
【發(fā)明人】賈林靖, 王凱
【申請(qǐng)人】天津三電汽車空調(diào)有限公司