CN105546817A - 一种换热器及热水器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热水器领域，公开了一种换热器及热水器，换热器用于加热水箱，包括沿竖直方向设置的两集管、沿水平方向设置于两集管之间的多根换热支管，换热支管具有如下结构：位于水箱上部的单位水箱表面积对应的换热支管的换热面积小于位于水箱下部的单位水箱表面积对应的换热支管的换热面积。本申请通过改变换热支管的设置形式，降低了水箱上部单位水箱表面积对应的换热支管的换热面积，提高了水箱下部单位水箱表面积对应的换热支管的换热面积，在整体上提高了换热器的换热性能，同时降低了换热系统的冷凝压力，防止产生高压保护。

Description

一种换热器及热水器

技术领域

本发明涉及热水器领域，更具体的公开了一种换热器及热水器。

背景技术

空气源热泵热水器的冷凝器是由换热器围绕水箱内胆组成的，换热器的换热效果直接影响到热泵热水器的换热性能。

如图1所示，现有技术中换热器的换热支管均匀的分布在两个集管1’之间，相邻的换热支管2’之间的间距相等，换热支管2’的宽度均相等。由于水箱中的水在加热过程中，热水不断向上移动，因此水箱上部的水温高于水箱下部的水温。由于两个物体之间的传热效果取决于两物体之间的温度差和两者之间的接触面积，增大水温较低区域的接触面积(即增加水温较低部分的换热支管的数量)对于提高整个换热器与水箱之间的换热性能有很大帮助。同理，水温较高的区域不利于换热，即使在水箱的上部设置数量再多的换热支管也不能够解决换热效果差的问题。而且会使整个换热系统的冷凝温度增大，冷凝温度增大对应的冷凝压力也相应增大，从而增大压缩机做功，使系统的换热性能降低，同时还可能使系统高压侧过高，产生高压保护。也就是说如果换热器的上部分布的换热支管过密会导致热水器系统运行压力过高，进而使系统产生高压保护。

现有技术中的换热器上的换热支管的分布为由上至下均匀分布，相邻的换热支管之间的间距均相等，因此换热器上与水箱上部和下部接触的换热支管的数量相同，这将导致换热器整体换热效率不高。

因此，市场亟需一种换热器及具有该换热器的热水器，该换热器改变了换热支管的分布方式，能够有效提高换热器的换热性能，同时还能降低换热系统的冷凝压力，防止产生过压保护。

发明内容

本发明的一个目的在于，提出一种换热器，该换热器改变了换热支管的设置方式，以解决现有技术中换热器存在的换热效率不高，容易出现过压保护现象的问题。

本发明的另一个目的在于，提出一种热水器，该热水器上设置有上述换热器，该热水器的换热效率更高，用户体验更好。

为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

一种换热器，用于加热水箱，包括沿竖直方向设置的两集管、沿水平方向设置于所述两集管之间的多根换热支管；所述换热支管可与水箱进行热交换，所述换热支管具有如下结构：位于水箱上部的单位水箱表面积对应的所述换热支管的换热面积小于位于水箱下部的单位水箱表面积对应的所述换热支管的换热面积。

进一步的，所述换热支管的宽度相同，位于水箱的不同高度的所述换热支管具有不同的分布密度；位于水箱上部的所述换热支管的分布密度小于位于水箱下部的所述换热支管的分布密度。

进一步的，所述换热支管的分布密度由上至下均匀增大。

进一步的，所述换热支管沿竖直方向由上至下至少划分为两个换热区域，对于由上至下的不同换热区域中的单位水箱表面积对应的所述换热支管的换热面积逐渐增大。

优选的，位于水箱上部的所述换热区域的面积小于位于水箱下部的所述换热区域的面积；位于水箱上部的所述换热区域中的所述换热支管的宽度小于位于水箱下部的所述换热区域中的所述换热支管的宽度；位于同一所述换热区域中的所述换热支管的宽度相同；位于同一所述换热区域中的相邻的所述换热支管之间的间距相同。

优选的，位于水箱上部的所述换热区域中的相邻的所述换热支管之间的间距与位于水箱下部的所述换热区域中的相邻的所述换热支管之间的间距相同。

优选的，位于水箱上部的所述换热区域中的相邻的所述换热支管之间的间距大于位于水箱下部的所述换热区域中的相邻的所述换热支管之间的间距。

优选的，所述换热支管为扁管。

一种热水器，包括换热器和水箱，所述换热器围绕在所述水箱之外，所述热水器上设有如上所述的换热器。

本发明的有益效果为：本申请通过改变换热支管的设置形式，降低了水箱上部的单位水箱表面积对应的换热支管的换热面积，提高了水箱下部单位水箱表面积对应的换热支管的换热面积，在整体上提高了换热器的换热性能，同时降低了换热系统的冷凝压力，防止产生高压保护。

本申请中的热水器上设置有上述换热器，使得热水器的换热效率更高，使用舒适度更好，提高了用户体验，增强了产品的市场竞争力。

附图说明

图1是现有技术中换热器的整体结构示意图；

图2是本发明实施例一提出的换热器的整体结构示意图；

图3是本发明实施例二提出的换热器的整体结构示意图；

图4是本发明实施例三提出的换热器的整体结构示意图。

图中：

1’、集管；2’、换热支管；1、集管；2、换热支管；3、第一换热区域；31、第一换热支管；4、第二换热区域；41、第二换热支管；6、第一换热区域；61、第一换热支管；7、第二换热区域；71、第二换热支管。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本申请公开了一种换热器，用于加热水箱，包括沿竖直方向设置的两集管、沿水平方向设置于两集管之间的多根换热支管。换热器围绕着水箱外侧进行安装，由于水箱沿竖直方向放置，水箱中的水在加热过程中，热水不断向上移动，因此水箱上部的水温高于水箱下部的水温。因此为了保证换热器与水箱之间的换热效率，本申请对通过改变换热支管在两集管之间的分布方式，使得位于水箱上部的水箱单位表面积对应的换热支管的换热面积小于位于水箱下部的单位水箱表面积对应的换热支管的换热面积。

下面通过几个具体的实施例，列举几个不同的换热支管的布置方式，对本申请中的技术方案进行详细的说明。

实施例一

如图2所示，是本实施例提出的一种换热器，本实施例中用以实现水箱上部的单位水箱表面积对应的换热支管的换热面积小于位于水箱下部的单位水箱表面积对应的换热支管的换热面积的方式为：换热支管2为扁管且换热支管2的宽度相同，换热支管2设置于两个集管1之间，两集管1沿竖直方向设置且位于水箱不同高度的换热支管2具有不同的分布密度。即位于竖直方向设置的集管1上部，也就是位于水箱上部的换热支管2的分布密度小于位于水箱下部的换热支管2的分布密度，作为一种优选的实施方式，换热支管2的分布密度沿集管1，也就是水箱的竖直方向由上至下均匀增大。

比如，换热支管2的宽度均为10mm，沿由上至下方向，第1根换热支管至第25根换热支管依次排列。第1根换热支管与第2根换热支管之间的间距为15.5mm，第2根换热支管与第3根换热支管之间的间距为15mm，第3根换热支管与第4根换热支管之间的间距为14.5mm，第4根换热支管与第5根换热支管之间的间距为14mm并依次类推，相邻的间距之间的呈等差数列递减，直至第25根换热支管。

由于换热支管2之间的间距由上至下呈等差数列递减分布，如果以集管1长度方向的平分线为基准，将集管1分为上部和下部，则位于集管1，也就是水箱上部的换热支管2的数量少于水箱下部的换热支管2的数量，从而使得集管1上部与水箱接触的面积少换热量小，集管1下部与水箱接触面积大换热量多，从而使得换热器的整体换热效率提高了。

实施例二

如图3所示，是本实施例提出的一种换热器，在本实施例中，集管1沿竖直方向分布，位于两集管1之间的换热支管沿竖直方向由上至下至少划分为两个换热区域，在本实施例中具体划分为两个换热区域，分别为第一换热区域3和第二换热区域4。第一换热区域3位于集管1的上部，对应水箱的上部，其中设有第一换热支管31；第二换热区域4位于集管1的下部，对应水箱的下部，其中设有第二换热支管41，第一换热区域3与第二换热区域4相连接。第一换热支管31和第二换热支管41均为扁管。在进行第一换热区域3和第二换热区域4设置时，第一换热区域3中水箱单位表面积对应的第一换热支管31的换热面积小于第二换热区域4中水箱单位表面积对应的第二换热支管41的换热面积。

为了达成上述技术效果，本实施例中采用的具体实施方案为：第一换热区域3中的第一换热支管31的宽度小于第二换热区域4中的第二换热支管41的宽度。同时，保证位于同一换热区域中的换热支管的宽度相同，即第一换热区域3中的第一换热支管31的宽度都为同一尺寸，位于第二换热区域4中的第二换热支管41的宽度都为同一尺寸。保证位于同一换热区域中的相邻的换热支管之间的间距相同，即第一换热区域3中的相邻的两个换热支管31之间的间距相同；位于第二换热区域4中相邻的第二换热支管41之间的换热支管的间距相同。

且在本实施例中，第一换热区域3中的第一换热支管31之间的间距，与第二换热区域4中第二换热支管41之间的间距相等。

本实施例中的换热支管采用上述设置方式，由于任意两个换热支管之间的间距都相等，第一换热区域3的面积小于第二换热区域4的面积，且第一换热区域3中的第一换热支管31的宽度小于第二换热区域4中第二换热支管41的宽度。因此，第一换热区域3中的换热量小于第二换热区域4中的换热量，整体提高了换热器的换热效率。

实施例三

本实施例与实施例二之间的区别在于，本实施例中设置有3个换热区域，分别为面积由小到大的第一换热区域、第二换热区域和第三换热区域，同一换热区域中的换热支管的宽度均相同，任意两个相邻的换热支管之间的间距也相同。第一换热区域中的第一换热支管的宽度小于第二换热区域中的第二换热支管的宽度，第二换热区域中的第二换热支管的宽度小于第三换热区域中的第三换热支管的宽度，所有换热支管均为扁管。由于本实施例中设置有三个换热区域，第二换热区域起到了过渡的作用，能够更好的提高换热效率。

换热区域的数量并不局限与2个和3个，还可以为4个或5个或多个。

实施例四

如图4所示，是本实施例提出的一种换热器，本实施例中的换热器的换热支管的设置方式与实施例二中的换热支管的设置方式的不同之处在于：位于集管1上部，即水箱上部的换热区域中的相邻的换热支管之间的间距大于位于水箱下部的换热区域中的相邻的换热支管之间的间距。

在具体实施过程中如图4所示，将换热支管划分为第一换热区域6和第二换热区域7，第一换热区域6位于集管1的上部，也就是水箱的上部，第二换热区域7位于集管1的下部，也就是水箱的下部，且第一换热区域6的面积小于第二换热区域7的面积。

作为进一步的技术方案，第一换热区域6中的第一换热支管61的宽度小于第二换热区域7中的第二换热支管71的宽度，位于同一换热区域中的相邻的换热支管之间的间隔相等。任意相邻的第一换热支管61之间的间隔大于任意相邻的第二换热支管71之间的间隔。优选的，第一换热支管61和第二换热支管71均为扁管。这样的设置方式，使得第一换热区域6中的第一换热支管61与水箱之间的有效接触面积小，第二换热区域7中的第二换热支管71与水箱的有效接触面积大，因此位于水箱上部的第一换热区域6中单位水箱表面积对应的第一换热支管61的换热面积小于第二换热区域7中单位水箱表面积对应的第二换热支管62的换热面积，从而整体上提高了换热器的换热效率。

当然换热区域的数量并不局限于2个，还可以为3个、4个或是5个等。只要保证相邻的两个换热区域之间，位于上方的换热区域的面积小于位于下方的换热区域面积，且上方的换热区域中的换热支管的宽度小于下方的换热区域中的换热支管的宽度。同时，上方的换热区域中的换热支管之间的间隔大于下方换热区域中的换热支管之间的间隔即可。

实施例一至实施例四中的换热器，改变换热支管的设置形式，降低了水箱上部的单位水箱表面积对应的换热支管的换热面积，提高了水箱下部的单位水箱表面积对应的换热支管的换热面积，在整体上提高了换热器的换热性能，同时降低了换热系统的冷凝压力，防止产生高压保护。

实施例五

本实施例提出了一种热水器，包括换热器和水箱，换热器围绕在水箱之外，本实施例中的热水器上设有如实施例一至实施例四中的任一个实施例中的换热器，使得热水器的换热效率更高，使用舒适度更好，提高了用户体验，增强了产品的市场竞争力。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明的原理，不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种换热器，用于加热水箱，包括沿竖直方向设置的两集管(1)、沿水平方向设置于所述两集管(1)之间的多根换热支管；所述换热支管可与水箱进行热交换，其特征在于，所述换热支管具有如下结构：位于水箱上部的单位水箱表面积对应的所述换热支管的换热面积小于位于水箱下部的单位水箱表面积对应的所述换热支管的换热面积。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述换热支管的宽度相同，位于水箱的不同高度的所述换热支管具有不同的分布密度；

位于水箱上部的所述换热支管的分布密度小于位于水箱下部的所述换热支管的分布密度。

3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于：所述换热支管的分布密度由上至下均匀增大。

4.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述换热支管沿竖直方向由上至下至少划分为两个换热区域，对于从上至下的不同换热区域中的单位水箱表面积对应的所述换热支管的换热面积逐渐增大。

5.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于：位于水箱上部的所述换热区域的面积小于位于水箱下部的所述换热区域的面积；

位于水箱上部的所述换热区域中的所述换热支管的宽度小于位于水箱下部的所述换热区域中的所述换热支管的宽度；

位于同一所述换热区域中的所述换热支管的宽度相同；

位于同一所述换热区域中的相邻的所述换热支管之间的间距相同。

6.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于：位于水箱上部的所述换热区域中的相邻的所述换热支管之间的间距与位于水箱下部的所述换热区域中的相邻的所述换热支管之间的间距相同。

7.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于：位于水箱上部的所述换热区域中的相邻的所述换热支管之间的间距大于位于水箱下部的所述换热区域中的相邻的所述换热支管之间的间距。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的换热器，其特征在于：所述换热支管为扁管。

9.一种热水器，包括换热器和水箱，所述换热器围绕在所述水箱之外，其特征在于：所述热水器上设有如权利要求1-8中任一项所述的换热器。