CN104501479A - 一种双螺旋式冷凝器及其空气能热水器 - Google Patents

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    • F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
    • F24H4/02—Water heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers

Abstract

本发明公开了一种双螺旋冷凝器，包括第一管、第二管、第三管、第一圆柱螺旋板、第四圆柱螺旋板，第二管位于第一管内，第一管位于第三管内，第一圆柱螺旋板和第四圆柱螺旋板位于第一管与第二管之间，第一圆柱螺旋板和第四圆柱螺旋板绕着第一管内圆柱面轴线延伸形成圆柱螺旋线，第一圆柱螺旋板和第四圆柱螺旋板的螺旋方向相反。本发明还公开了包括该双螺旋冷凝器的空气能热水器。本发明增加换热效率，提高空气能热水器性能。

Description

一种双螺旋式冷凝器及其空气能热水器
技术领域
[0001] 本发明涉及空气能热水器领域，特别涉及一种空气能热水器及双螺旋冷凝器。
背景技术
[0002] 空气能热水器，也称“空气源热泵空气能热水器” “冷气空气能热水器”等。“空气能热水器”把空气中的低温热量吸收进来，经过压缩机压缩后转化为高温热能以此来加热水温。空气能热水器具有高效节能的特点，制造相同的热水量，空气能热水器消耗费用的成本仅为电空气能热水器的1/4、燃气空气能热水器的1/3，比电辅助太阳能空气能热水器利用能效尚。
[0003] 冷凝器是空气能热水器重要元件，冷凝器的管内制冷液直接与水强制进行热交换的装置，水吸入热量后行成热水。冷凝器有三种布置形式，一种是内置式，冷凝器在水箱之内，热量直接经铜管表面传给水。一种是冷凝器盘绕在水箱内胆外面，钢管与水不接触。另一种是冷凝器由内管和外管组成，内管通水，外管通制冷剂，实现热交换。上述三种冷凝器的热交效率都很低。
发明内容
[0004] 有鉴于此，本发明提出一种双螺旋冷凝器和热水箱，以解决热交换效率低的问题。
[0005] 一方面，本发明提供了一种双螺旋冷凝器，包括第一管、第二管、第三管、第一圆柱螺旋板、第四圆柱螺旋板，第二管位于第一管内，第一管位于第三管内，第一圆柱螺旋板和第四圆柱螺旋板位于第一管与第二管之间，第一圆柱螺旋板和第四圆柱螺旋板绕着第一管内圆柱面轴线延伸形成圆柱螺旋线，第一圆柱螺旋板和第四圆柱螺旋板的螺旋方向相反。
[0006] 进一步地，包括第二圆柱螺旋板和第五圆柱螺旋板，第二圆柱螺旋板和第五圆柱螺旋板位于第二管内，第二圆柱螺旋板和第五圆柱螺旋板绕着第二管内圆柱面轴线延伸形成圆柱螺旋线，第二圆柱螺旋板与第五圆柱螺旋板的螺旋方向相反。
[0007] 进一步地，包括第三圆柱螺旋板和第六圆柱螺旋板，第三圆柱螺旋板和第六圆柱螺旋板位于第二管与第三管之间，第三圆柱螺旋板和第六圆柱螺旋板绕着第三管内圆柱面轴线延伸形成圆柱螺旋线，第三圆柱螺旋板与第六圆柱螺旋板的螺旋方向相反。
[0008] 进一步地，包括连接管，第二管与第三管通过连接管相连通。
[0009] 本发明提供的双螺旋冷凝器，通过在内管内设置第一圆柱螺旋板和第四圆柱螺旋板，第一圆柱螺旋板和第四圆柱螺旋板的螺旋方向相反，经过试验发现增加热交换效率，取得了预料不到的技术效果。经过试验发现第一圆柱螺旋板和第四圆柱螺旋板附近的流体温度迅速降低，说明第一圆柱螺旋板和第四圆柱螺旋板能增加换热。因为，第一圆柱螺旋板可以使管内流体产生旋转并引起二次流，第四圆柱螺旋板也可以使管内流体产生旋转并引起二次流，第一圆柱螺旋板和第四圆柱螺旋板使管内流体产生旋转方向相反，引起流体不仅螺旋流，而且使流体产生上下流，从而更进一步促进径向混合，从而更进一步强化换热的效果。
[0010]另外，通过第二圆柱螺旋板第五圆柱螺旋板安装在第二管内，第二圆柱螺旋板与第五圆柱螺旋板的螺旋方向相反。同理，经过试验发现热交换效率有质的提高，取得了预料不到的技术效果。因为，第五圆柱螺旋板和第二圆柱螺旋板使管内流体产生旋转方向相反，引起流体不仅螺旋流，而且使流体产生上下流，从而更进一步促进径向混合，从而更进一步强化换热的效果。
[0011] 另外，还提供了一种空气能热水器，包括上述的双螺旋冷凝器。
[0012] 进一步地，包括压缩机和水箱，第一管通过管路与压缩机相连，第二管或第三管通过管路与水箱相连。
[0013] 进一步地，包括水泵，水泵位于水箱与双螺旋冷凝器之间的管路中。
[0014] 本发明提供的空气能热水器，第一管内的流体为制冷剂，第二管和第三管的流体为水，水的温度低于制冷剂的温度，实现高温流体包低温流体，然后再低温流体包高温流体，进一步达到了强化换热的效果。
附图说明
[0015] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明第一实施例双螺旋冷凝器结构示意图。
具体实施方式
[0016] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0017] 下面结合图1，对本发明的优选的第一实施例作进一步详细说明，本优选第一实施例的双螺旋冷凝器包括:包括第一管1、第二管4、第三管7、第一圆柱螺旋板2、第四圆柱螺旋板13，第二管位于第一管内，第一管1位于第三管7内，第三管7与第二管4通过连接管12连接。第一圆柱螺旋板2和第四圆柱螺旋板13位于第一管1与第二管4之间，第一圆柱螺旋板2和第四圆柱螺旋板13绕着第一管1内圆柱面轴线延伸形成圆柱螺旋线，第一圆柱螺旋板2和第四圆柱螺旋板13的螺旋方向相反。压缩机压出来的高温高压气体制冷剂向第一管1内流动，制冷剂在第一管1内流动时，经过试验发现第一圆柱螺旋板2和第四圆柱螺旋板13附近的流体温度迅速降低，说明第一圆柱螺旋板2和第四圆柱螺旋板13能增加换热。第一圆柱螺旋板2可以使管内流体产生旋转并引起二次流，第四圆柱螺旋板13也可以使管内流体产生旋转并引起二次流，第一圆柱螺旋板2和第四圆柱螺旋板13使管内流体产生旋转方向相反，引起流体不仅螺旋流，而且使流体产生上下流，从而更进一步促进径向混合，从而更进一步强化换热的效果。
[0018] 为了进一步强化换热效果，双螺旋冷凝器还包括第三圆柱螺旋板6、第二圆柱螺旋板5、第五圆柱螺旋板14、第六圆柱螺旋板15，第二圆柱螺旋板5和第五圆柱螺旋板14安装在第二管4内，第二圆柱螺旋板5和第五圆柱螺旋板14绕着第二管4内圆柱面轴线延伸形成圆柱螺旋线，第三圆柱螺旋板6和第六圆柱螺旋板15位于第一管1与第三管7之间，第三圆柱螺旋板6和第六圆柱螺旋板15绕着第三管7内圆柱面轴线延伸形成圆柱螺旋线。第三圆柱螺旋板6与第六圆柱螺旋板上15的螺旋方向相反，第二圆柱螺旋板5与第五圆柱螺旋板上14的螺旋方向相反。同理，引起流体不仅螺旋流，而且使流体产生上下流，从而更进一步促进径向混合，从而更进一步强化换热的效果。
[0019] 如图1所示，本发明提供的空气能热水器包括上述的双螺旋冷凝器、压缩机3、蒸发器8、膨胀阀9、水箱11、水泵10。高温高压气态制冷剂从压缩机3排出，依次经过双螺旋冷凝器的第一管1、膨胀阀9、蒸发器8，然后回压缩机3行成循环。水箱11内的水，通过水泵10泵送至双螺旋冷凝器的第二管4，然后回流至双螺旋冷凝器的第三管7，最后进行水箱11行成热水循环。水的温度低于制冷剂的温度，实现高温流体包低温流体，然后再低温流体包高温流体，进一步达到了强化换热的效果。
[0020] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种双螺旋式冷凝器，其特征在于，包括第一管(1)、第二管(4)、第三管(7)、第一圆柱螺旋板(2)、第四圆柱螺旋板(13)，第二管(4)位于第一管(I)内，第一管(I)位于第三管(7)内，第一圆柱螺旋板(2)和第四圆柱螺旋板(13)位于第一管(I)与第二管(4)之间，第一圆柱螺旋板(2)和第四圆柱螺旋板(13)绕着第一管(I)内圆柱面轴线延伸形成圆柱螺旋线，第一圆柱螺旋板(2)和第四圆柱螺旋板(13)的螺旋方向相反。
2.根据权利要求1所述的双螺旋式冷凝器，其特征在于，包括第二圆柱螺旋板(5)和第五圆柱螺旋板(14)，第二圆柱螺旋板(5)和第五圆柱螺旋板(14)位于第二管(4)内，第二圆柱螺旋板(5)和第五圆柱螺旋板(14)绕着第二管(4)内圆柱面轴线延伸形成圆柱螺旋线，第二圆柱螺旋板(5)与第五圆柱螺旋板(14)的螺旋方向相反。
3.根据权利要求2所述的双螺旋式冷凝器，其特征在于，包括第三圆柱螺旋板(6)和第六圆柱螺旋板(14)，第三圆柱螺旋板(6)和第六圆柱螺旋板(15)位于第二管(4)与第三管(7)之间，第三圆柱螺旋板(6)和第六圆柱螺旋板(15)绕着第三管(7)内圆柱面轴线延伸形成圆柱螺旋线，第三圆柱螺旋板(6)与第六圆柱螺旋板(15)的螺旋方向相反。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的双螺旋式冷凝器，其特征在于，包括连接管(12)，第二管(4)与第三管(7)通过连接管(12)相连通。
5.一种空气能热水器，其特征在于，包括如权利要求1至4任意一项所述的双螺旋式冷凝器。
6.根据权利要求5所述的空气能热水器，其特征在于，包括压缩机(3 )和水箱(11 )，第一管(I)通过管路与压缩机(3)相连，第二管(4)或第三管(7)通过管路与水箱相连。
7.根据权利要求6所述的空气能热水器，其特征在于，包括水泵，水泵(10)位于水箱(11)与双螺旋冷凝器之间的管路中。
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