CN104697362B - 一种盘管换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盘管换热器，包括外套管、冷媒盘管、液体喷射器和液体汇集器。冷媒盘管设置在外套管内。液体喷射器设置在外套管的一端，其设有引导液体流入液体喷射器的液体进口、沿冷媒盘管的管体盘曲方向排列的多个液体喷射口以及将流入液体喷射器的液体输送至各液体喷射口的分流机构。液体汇集器设置在外套管的另一端，其具有用于引导液体流出的液体出口。由于本发明盘管换热器通过在冷媒盘管的管体盘曲方向设置多个液体喷射口沿，通过分流机构将液体输送至各液体喷射口，因此液体在冷媒盘管的管体盘曲方向上从液体喷射口喷向冷媒盘管，从而液体可在外套管内均匀稳定的流动以充分进行热量交换，因而提高了换热效率。

Description

一种盘管换热器

技术领域

本发明涉及换热器技术领域，具体涉及一种盘管换热器。

背景技术

目前家用热水器主要是电热水器和燃气热水器。电热水器因工作环境潮湿而存在用电隐患，特别是经过长年使用，各部件老化后这种安全隐患尤为突出。燃气热水器因燃气的不充分燃烧会产生有毒的一氧化碳，因此具有一定的使用危险性，而且因燃气燃烧状况的不同，出水会有忽冷忽热的情况，进而影响使用。

近年来，为解决上述电热水器和燃气热水器的缺陷，出现了安全可靠性高、换热均匀高效的冷媒换热器，现有的冷媒换热器分为套管换热器和盘管换热器。

请参阅图1，套管换热器具有外套光管11和螺纹管12，外套光管11同轴套设在螺纹管12上。螺纹管12的外壁上形成有螺纹槽13，螺纹管12的管壁围成螺纹管管口14。

在套管换热器工作时，冷媒从螺纹槽13与外套光管11之间形成的流路流入，液体从螺纹管管口14流入，从而在冷媒和液体的流动过程中进行热量交换，进而达到加热或制冷的目的。

然而，冷媒在螺纹槽13内流动时，冷媒会通过外套光管11与外界环境直接接触，从而导致冷媒并不能与液体进行充分进行热量交换，进而造成冷媒热量的损失，因此影响了换热效率。

请参阅图2，盘管换热器具有外套管21、内管22、螺旋盘管23、冷媒进口24、冷媒出口25、液体进口26以及液体出口27。内管22设置在外套管21的中央。螺旋盘管23设置在外套管21内并套设在内管22上。冷媒进口24设置在外套管21上并与螺旋盘管23的一端连接，用于引导冷媒流入螺旋盘管23。冷媒出口25也设置在外套管21上并与螺旋盘管23的另一端连接，用于引导冷媒从螺旋盘管23流出。液体进口26设置在外套管21，用于引导液体流入外套管21，从而使液体与流经螺旋盘管23的冷媒进行热量交换。液体出口27也设置在外套管21，用于引导与冷媒进行热量交换后的液体从外套管21流出。

虽然现有得盘管换热器解决了冷媒与液体接触不全面的问题，一定程度上提升了换热效率，然而由于从液体进口26流入的液体在外套管21内流难以控制，易造成液体在外套管21内各部位流动不均，因此影响了换热效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盘管换热器，旨在提高盘管换热器的换热效率。

为了实现本发明的目的，本发明提供一种盘管换热器，包括：

外套管；

设置在外套管内的由管体盘曲成的冷媒盘管；

设置在外套管一端的液体喷射器，该液体喷射器设有引导液体流入液体喷射器的液体进口、沿冷媒盘管的管体盘曲方向排列的多个液体喷射口以及将流入液体喷射器的液体输送至各液体喷射口的分流机构；以及

设置在外套管另一端的液体汇集器，该液体汇集器具有用于引导液体流出的液体出口。

优选地，所述冷媒盘管呈单层螺旋状或多层螺旋状。

优选地，所述液体喷射口设置在冷媒盘管的管体正上方，且所述液体喷射口的中心线与冷媒盘管临近液体喷射口之管体的经过所述液体喷射口中心的切线之间的夹角在5度至10度之间。

优选地，所述液体喷射器具有一设置在外套管相应一端的喷射器盖，喷射器盖上开设有多个开孔，所述液体喷射器的分流机构具有分流接头和多个分流管，所述分流接头具有一个进口端和多个出口端，所述液体喷射器的液体进口为分流接头的进口端或为连接在分流接头的进口端的液体进口管，所述各分流管的一端分别与相应的分流接头的出口端连接，所述各分流管的另一端分别插设在喷射器盖的相应开孔内以形成所述液体喷射口。

优选地，所述液体喷射器具有一设置在外套管相应一端的喷射器盖，所述喷射器盖上开设有多个沿冷媒盘管的管体盘曲方向排列的开孔以形成所述液体喷射口，所述喷射器盖内开设有与各开孔均连通的管孔以形成所述分流机构，所述喷射器盖上开设有与管孔连通的导孔或设有与管孔连通的液体进口管以形成所述液体进口。

优选地，所述多个开孔具有多个第一开孔和多个第二开孔，多个第一开孔正对螺旋管的管体，多个第二开孔倾斜朝向螺旋管的管体。

优选地，所述喷射器盖具有顶壁、底壁以及连接顶壁和底壁的第一侧壁和第二侧壁，第二侧壁设置在第一侧壁的外侧，所述顶壁、底壁、第一侧壁和第二侧壁围成所述管孔，所述底壁具有底板和从底板弯折延伸出来的折板，所述多个第一开孔开设在底板上，所述多个第二开孔开设在折板上。

优选地，所述各开孔沿冷媒盘管的管体盘曲方向均匀排列。

为了实现本发明的目的，本发明还提供一种盘管换热器，包括：

外套管；

设置在外套管内的由管体盘曲成的冷媒盘管；

设置在外套管一端的液体喷射器，该液体喷射器设有引导液体流入液体喷射器的液体进口、沿冷媒盘管的管体盘曲方向延伸的缝隙以及将流入液体喷射器的液体输送至缝隙的分流机构；以及

设置在外套管另一端的液体汇集器，该液体汇集器具有用于引导液体流出的液体出口。

优选地，所述液体喷射器具有一设置在外套管相应一端的喷射器盖，所述喷射器盖内开设有与所述缝隙连通的管孔以形成所述分流机构，所述喷射器盖上开设有与管孔连通的导孔或设有与管孔连通的液体进口管以形成所述液体进口。

由于本发明盘管换热器通过将多个液体喷射口沿冷媒盘管的管体盘曲方向排列，通过分流机构将流入液体喷射器的液体输送至各液体喷射口或缝隙，因此液体在冷媒盘管的管体盘曲方向上从液体喷射口或缝隙喷向冷媒盘管，从而液体可在外套管内均匀稳定的流动，进而液体和冷媒盘管内的冷媒能充分进行热量交换，因而提高了换热效率。

附图说明

图1为现有套管换热器的截面图；

图2为现有盘管换热器的截面图；

图3为本发明第一实施例盘管换热器的立体组合图；

图4为图1所示盘管换热器的主视图；

图5为图1所示盘管换热器的立体分解图；

图6为图4中Ⅵ部分的局部放大图；

图7为本发明第二实施例盘管换热器的主视图；

图8为图7所示盘管换热器之液体喷射器的仰视图；

图9为图7中Ⅸ部分的局部放大图；

图10为本发明第三实施例盘管换热器之液体喷射器的仰视图；

图11为图10所示液体喷射器沿A-A线的截面图；

图12为本发明第四实施例盘管换热器之液体喷射器的立体图；

图13为本发明第五实施例盘管换热器之液体喷射器的立体图；

图14为图13所示液体喷射器的截面图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种盘管换热器，参照图3至图4，其揭示了本发明盘管换热器的第一实施例，在本实施例中，盘管换热器包括外套管110、内管120、冷媒盘管130、液体喷射器140以及液体汇集器150。

请参阅图3至图5，外套管110呈圆管状，其具有套管顶端111和套管底端112。内管120亦呈圆管状，其设置在外套管110内并与外套管110同轴设置，该内管120具有内管顶端121和内管底端122。

冷媒盘管130呈单层螺旋状或多层螺旋状，在本实施例中，冷媒盘管130呈单层螺旋状，其设置在外套管110内并套设在内管120上。该冷媒盘管130具有套设在内管120上的由管体盘曲呈螺旋状的螺旋管131、从螺旋管131的底端向上平行螺旋管131的中心轴线延伸的冷媒进口管132以及从螺旋管131上端向上延伸的冷媒出口管133。

液体喷射器140具有喷射器盖141、液体进口管142和液体分流机构143。喷射器盖143呈圆环状，其具有一圆环形的盖板144以及从盖板144的内外侧沿分别向下垂直延伸出来的侧板145。两侧板145分别设置在外套管110的套管顶端111和内管120的内管顶端121上。盖板144上开设有多个开孔146，该多个开孔146位于螺旋管131的管体上方并沿螺旋管131的管体盘曲方向均匀排列。液体进口管141呈圆管状，以形成引导液体流入液体喷射器140的液体进口。液体分流机构142具有分流接头147和多个分流管148。分流接头147具有一个进口端（图中未标号）和多个出口端（图中未标号），以将流入液体喷射器140的液体分为多路。该分流接头147的进口端与液体进口管141连接。每一分流管148的一端与相应的出口端连接；其另一端插入盖板144的相应开孔146内，从而各分流管148插入开孔146的一端位于螺旋管131的管体上方并沿螺旋管131的管体盘曲方向均匀排列，且该端形成液体喷射口以将经分流接头147分流的液体喷射向螺旋管131的管体。

液体汇集器150设置在外套管110的套管底端112并与内管120的内管底端122间隔一定距离。该液体汇集器150具有一液体出口151，用于将与冷媒进行热量交换后的液体从外套管110内引出。

在本实施例盘管换热器工作时，冷媒从冷媒盘管130的冷媒进口管132流入，然后冷媒流入螺旋管131的底端并沿螺旋管131向上流动，最后从冷媒盘管130的冷媒出口管133流出；液体从而液体喷射器140的液体进口管142流入，然后液体流入分流接头147的进口端并经分流接头147的出口端分流后流入各分流管148，从各分流管148流出的液体喷射向螺旋管131；喷射向螺旋管131的液体与流经螺旋管131的冷媒进行热量交换，与流经螺旋管131的冷媒进行热量交换的液体汇入液体汇集器150，然后汇入液体汇集器150的液体通过液体出口151流出。

为保证分流管148喷出的液体直接落在螺旋管131的管体上并提高液体与螺旋管131的管体接触面积，每一分流管148之插入盖板144相应开孔146一端正对螺旋管131的管体设置（即该端的中心线穿过螺旋管131的管体轴心且与螺旋管131的中心轴线平行），且该端的中心线与螺旋管131临近分流管148之管体的经过该端中心的切线之间的夹角α在5度至10度之间，如图6所示。

由于本实施例盘管换热器通过各分流管148插入开孔146的一端沿螺旋管131的盘曲方向排列，这使得从分流管148喷射出来的液体与螺旋管131的管体均匀接触，从而液体可在外套管110内均匀稳定的流动，进而液体和螺旋管131内的冷媒能充分进行热量交换，因而提高了换热效率。

请参阅图7和图8，其揭示了本发明盘管换热器的第二实施，本实施例之盘管换热器与第一实施例之盘管换热器类似，其不同之处在于：液体喷射器240的喷射器盖241呈圆环形，其固定在外套管110和内管120上，该喷射器盖241上开设有多个开孔246，该多个开孔246位于螺旋管131的管体上方并沿螺旋管131的管体盘曲方向均匀排列；液体喷射器240的液体进口管242从喷射器盖241的一侧垂直延伸出来；液体喷射器240的液体分流机构243为开设在喷射器盖241上的呈环形的并与液体进口管242连通的管孔，且该管孔与喷射器盖241上的多个开孔246均连通。

在本实施例盘管换热器工作时，液体从液体喷射器240的液体进口管242流入管孔，然后液体在管孔内流动而被输送至各开孔246以由各开孔246喷射向螺旋管131，喷射向螺旋管131的液体与流经螺旋管131的冷媒进行热量交换，与流经螺旋管131的冷媒进行热量交换的液体汇入液体汇集器150，然后汇入液体汇集器150的液体通过液体出口151流出。

为保证从喷射器盖241的各开孔246喷射出来的液体直接落在螺旋管131的管体上并提高液体与螺旋管131的管体接触面积，每一开孔246正对螺旋管131的管体设置，且其中心线与螺旋管131临近开孔246之管体的经过该开孔246中心的切线之间的夹角β在5度至10度之间，如图9所示。

请参阅图10和图11，其揭示了本发明盘管换热器的第三实施，本实施例之盘管换热器与第一实施例之盘管换热器类似，其不同之处在于：液体喷射器340的喷射器盖341呈圆环形，其固定在外套管110和内管120上，该喷射器盖341上开设有缝隙346，该缝隙346位于螺旋管131的管体上方并沿螺旋管131的管体盘曲方向延伸；液体喷射器340的液体进口管342从喷射器盖341的一侧垂直延伸出来；液体喷射器340的液体分流机构343为开设在喷射器盖341上的呈环形的并与液体进口管342连通的管孔，且该管孔还与喷射器盖241上的缝隙346连通。

在本实施例盘管换热器工作时，液体从液体喷射器340的液体进口管342流入管孔，然后液体在管孔内流动而被输送至缝隙346以由缝隙346喷射向螺旋管131，喷射向螺旋管131的液体与流经螺旋管131的冷媒进行热量交换，与流经螺旋管131的冷媒进行热量交换的液体汇入液体汇集器150，然后汇入液体汇集器150的液体通过液体出口151流出。

请参阅图12，其揭示了本发明盘管换热器的第四实施，本实施例之盘管换热器与第一实施例之盘管换热器类似，其不同之处在于：液体喷射器440的喷射器盖441呈圆环形，其固定在外套管110和内管120上，该喷射器盖441上开设有多个开孔446，该多个开孔446位于螺旋管131的管体上方并沿螺旋管131的管体盘曲方向均匀排列；液体喷射器440的液体进口管442为开设在喷射器盖441之侧壁上的导孔；液体喷射器440的液体分流机构（图中未示）为开设在喷射器盖441上的呈环形的管孔，该管孔与开设在喷射器盖441侧壁上的导孔连通且与喷射器盖441上的各开孔446连通。

在本实施例盘管换热器工作时，液体从开设在喷射器盖441之侧壁上的导孔流入管孔，然后液体在管孔内流动而被输送至各开孔446以由各开孔446喷射向螺旋管131，喷射向螺旋管131的液体与流经螺旋管131的冷媒进行热量交换，与流经螺旋管131的冷媒进行热量交换的液体汇入液体汇集器150，然后汇入液体汇集器150的液体通过液体出口151流出。

请参阅图13和图14，其揭示了本发明盘管换热器的第五实施，本实施例之盘管换热器与第四实施例之盘管换热器类似，其不同之处在于：液体喷射器540的喷射器盖541具有呈环形的顶壁5411、呈环形的底壁5412、连接顶壁5411和底壁5412内侧沿的第一侧壁5413以及连接顶壁5411和底壁5412外侧沿的第二侧壁5414，从而顶壁5411、底壁5412、第一侧壁5413和第二侧壁5414围成呈管孔状的液体分流机构543；底壁5412具有平行螺旋管131横街面（亦即垂直螺旋管131中心轴线的截面）的并连接第一侧壁5413的底板5415、从底板5415向下弯折延伸的折板5146以及连接折板5146和第二侧壁5414的固定板5417；底板5415设置在内管120上，其上开设有多个第一开孔5461，该多个第一开孔5461沿螺旋管131的管体盘曲方向均匀排列，且其正对螺旋管131的管体；折板5146上开设有多个第二开孔5462，该多个第二开孔5462沿螺旋管131的管体盘曲方向均匀排列，其倾斜朝向螺旋管131的管体；固定板5417设置在外套管110上；液体喷射器540的液体进口管542为开设在第二侧壁5414上的与液体分流机构543连通的导孔。

在本实施例盘管换热器工作时，液体从开设在第二侧壁5414上的导孔流入呈管孔状的液体分流机构543，进入液体分流机构543的液体输送至各第一开孔5461和各第二开孔5462，然后液体经各第一开孔5461从螺旋管131的管体正上方喷射向螺旋管131以及经各第二开孔5462从螺旋管131的管体斜上方喷射向螺旋管131，喷射向螺旋管131的液体与流经螺旋管131的冷媒进行热量交换，与流经螺旋管131的冷媒进行热量交换的液体汇入液体汇集器150，然后汇入液体汇集器150的液体通过液体出口151流出。

由于本实施例盘管换热器通过第一开孔5461从螺旋管131的管体正上方喷射向螺旋管131喷射液体以及通过第二开孔5462从螺旋管131的管体斜上方喷射向螺旋管131喷射液体，从而增大了液体与螺旋管131的管体的接触面积，进而进一步提高了换热效率。

当然根据实际情况，可做如下等效变化，如省略内管120、将冷媒盘管130设置成来在一个平面内来回盘曲弯折呈排管状、将开孔之间的距离在冷媒盘管的盘曲方向上逐渐增大等等。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种盘管换热器，其特征在于，包括：

外套管；

设置在外套管内的由管体盘曲成的冷媒盘管；

设置在外套管一端的液体喷射器，该液体喷射器设有引导液体流入液体喷射器的液体进口、沿冷媒盘管的管体盘曲方向排列的多个液体喷射口以及将流入液体喷射器的液体输送至各液体喷射口的分流机构；以及

设置在外套管另一端的液体汇集器，该液体汇集器具有用于引导液体流出的液体出口；

所述液体喷射器具有一设置在外套管相应一端的喷射器盖，喷射器盖上开设有多个开孔，所述液体喷射器的分流机构具有分流接头和多个分流管，所述分流接头具有一个进口端和多个出口端，所述液体喷射器的液体进口为分流接头的进口端或为连接在分流接头的进口端的液体进口管，各所述分流管的一端分别与相应的分流接头的出口端连接，各所述分流管的另一端分别插设在喷射器盖的相应开孔内以形成所述液体喷射口。

2.如权利要求1所述的盘管换热器，其特征在于，所述冷媒盘管呈单层螺旋状或多层螺旋状。

3.如权利要求1所述的盘管换热器，其特征在于，所述液体喷射口设置在冷媒盘管的管体正上方，且所述液体喷射口的中心线与冷媒盘管临近液体喷射口之管体的经过所述液体喷射口中心的切线之间的夹角在5度至10度之间。

4.如权利要求1所述的盘管换热器，其特征在于，所述液体喷射器具有一设置在外套管相应一端的喷射器盖，所述喷射器盖上开设有多个沿冷媒盘管的管体盘曲方向排列的开孔以形成所述液体喷射口，所述喷射器盖内开设有与各开孔均连通的管孔以形成所述分流机构，所述喷射器盖上开设有与管孔连通的导孔或设有与管孔连通的液体进口管以形成所述液体进口。

5.如权利要求4所述的盘管换热器，其特征在于，所述多个开孔具有多个第一开孔和多个第二开孔，多个第一开孔正对螺旋管的管体，多个第二开孔倾斜朝向螺旋管的管体。

6.如权利要求5所述的盘管换热器，其特征在于，所述喷射器盖具有顶壁、底壁以及连接顶壁和底壁的第一侧壁和第二侧壁，第二侧壁设置在第一侧壁的外侧，所述顶壁、底壁、第一侧壁和第二侧壁围成所述管孔，所述底壁具有底板和从底板弯折延伸出来的折板，所述多个第一开孔开设在底板上，所述多个第二开孔开设在折板上。

7.如权利要求1至4中任一项所述的盘管换热器，其特征在于，各所述开孔沿冷媒盘管的管体盘曲方向均匀排列。

8.一种盘管换热器，其特征在于，包括：

外套管；

设置在外套管内的由管体盘曲成的冷媒盘管；

设置在外套管一端的液体喷射器，该液体喷射器设有引导液体流入液体喷射器的液体进口、沿冷媒盘管的管体盘曲方向延伸的缝隙以及将流入液体喷射器的液体输送至缝隙的分流机构；以及

设置在外套管另一端的液体汇集器，该液体汇集器具有用于引导液体流出的液体出口；

所述液体喷射器具有一设置在外套管相应一端的喷射器盖，所述喷射器盖内开设有与所述缝隙连通的管孔以形成所述分流机构，所述喷射器盖上开设有与管孔连通的导孔或设有与管孔连通的液体进口管以形成所述液体进口。