CN105987541B - 换热器和具有该换热器的热泵热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换热器和具有该换热器的热泵热水器，所述换热器包括：集流管，所述集流管包括彼此间隔开的第一集流管和第二集流管，所述集流管为圆管，所述集流管的管壁上分别设有凹陷部和多个扁管槽；多个扁管，多个所述扁管沿所述集流管的轴向间隔布置，所述扁管的第一端与所述第一集流管相连且插入到所述第一集流管的扁管槽内，所述扁管的第二端与所述第二集流管相连且插设到所述第二集流管的扁管槽内。根据本发明实施例的换热器的集流管强度高、不易变形且成本低。

Description

换热器和具有该换热器的热泵热水器

技术领域

本发明涉及换热器技术领域，具体地涉及一种平行流换热器和具有该换热器的热泵热水器。

背景技术

诸如微通道换热器的平行流换热器具有广泛的应用，例如用于热泵热水器。相关技术中，热泵热水器的内胆外包的换热器包括扁管和圆形的集流管，集流管上设有扁管槽，扁管槽的长度方向与集流管的轴向一致，如图1所示。

但是，上述换热器存在的问题是：集流管容易变形和破裂，不能满足换热器强度要求，为此，需要增加集流管的壁厚，但是增加壁厚导致成本增加。

发明内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

对于相关技术中的换热器，圆形集流管上的扁管槽沿集流管的轴向延伸，使得圆形集流管原本轴对称的结构遭到破坏，扁管槽周围的集流管的管薄壁，在受到集流管内部压力的情况下易变形，从而因为扁管槽周围集流管的管薄壁变形，加上扁管内的制冷剂通道内部压力，导致与其焊接的扁管容易破裂，不能满足换热器的强度要求。为了满足强度要求，只能加厚集流管的管壁厚度，但是增加壁厚会导致在扁管槽长度方向两端圆角处，会因为集流管的壁厚与圆角尺寸接近而出现的裂开加剧，而且增加集流管壁厚，增加了材料使用量，提高了成本。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种换热器，该换热器的集流管强度高、不易变形且成本低。

本发明还提出一种具有所述换热器的热泵热水器。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种换热器，所述换热器包括：集流管，所述集流管包括彼此间隔开的第一集流管和第二集流管，所述集流管为圆管，所述集流管的管壁上分别设有凹陷部和多个扁管槽；多个扁管，多个所述扁管沿所述集流管的轴向间隔布置，所述扁管的第一端与所述第一集流管相连且插入到所述第一集流管的扁管槽内，所述扁管的第二端与所述第二集流管相连且插设到所述第二集流管的扁管槽内。

根据本发明实施例的换热器的集流管强度高、不易变形且成本低。

另外，根据本发明上述实施例的换热器还具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述凹陷部沿所述集流管的轴向延伸在所述集流管的整个长度方向上。

根据本发明的一个实施例，所述扁管槽形成在所述凹陷部。

根据本发明的一个实施例，所述换热器还包括焊接增强件，所述焊接增强件位于所述凹陷部，所述焊接增强件分别与所述扁管和所述集流管的外壁焊接或分别与所述扁管和所述集流管的内壁焊接。

根据本发明的一个实施例，所述凹陷部为两个，所述扁管槽位于所述两个凹陷部之间。

根据本发明的一个实施例，所述换热器还包括焊接增强件，所述焊接增强件位于所述两个凹陷部之间，所述焊接增强件分别与所述扁管和所述集流管的内壁焊接或分别与所述扁管和所述集流管的外壁焊接。

根据本发明的一个实施例，所述凹陷部为多个且沿所述集流管的周向延伸。

根据本发明的一个实施例，所述扁管槽分别对应地形成在所述凹陷部或与所述凹陷部在所述集流管的径向上彼此相对。

根据本发明的一个实施例，所述扁管槽的长度方向与所述集流管的轴向一致。

根据本发明的第二方面的实施例提出一种热泵热水器，所述热泵热水器包括内胆和包在所述内胆上的换热器，所述换热器为根据本发明的第一方面的实施例所述的换热器。

根据本发明实施例的热泵热水器具有结构稳定、性能可靠、成本低等优点。

附图说明

图1是相关技术中的用于热泵热水器的换热器。

图2是根据本发明实施例的换热器的示意图。

图3是图2所示换热器的局部剖视示意图。

图4是图2所示换热器的另一个实施例的局部剖视图。

图5是图2所示换热器的另一个实施例的局部剖视图。

图6是根据本发明另一实施例的换热器的示意图。

图7是图6所示换热器的局部放大示意图。

图8是图6所述换热器的局部剖视示意图。

图9是根据本发明另一实施例的换热器的示意图。

图10是根据本发明另一实施例的换热器的示意图。

图11是图10所示换热器的局部放大示意图。

图12是图10所述换热器的局部剖视示意图。

图13是图10所示换热器的另一个实施例的局部剖视图。

附图标记：换热器1、第一集流管10、第二集流管20、凹陷部11、扁管30、焊接增强件40。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：对于相关技术中的换热器，如图1所示，圆形集流管上的扁管槽沿集流管的轴向延伸，使得圆形集流管原本轴对称的结构遭到破坏，扁管槽周围的集流管的管薄壁，在受到集流管内部压力的情况下易变形，从而因为扁管槽周围集流管的管薄壁变形，加上扁管内的制冷剂通道内部压力，导致与其焊接的扁管容易破裂，不能满足换热器的强度要求。为了满足强度要求，只能加厚集流管的管壁厚度，但是增加壁厚会导致在扁管槽长度方向两端圆角处，会因为集流管的壁厚与圆角尺寸接近而出现的裂开加剧，而且增加集流管壁厚，增加了材料使用量，提高了成本。

下面参考附图描述根据本发明实施例的换热器1。

如图2-图13所示，根据本发明实施例的换热器1所述换热器包括集流管和多个扁管30。

所述集流管包括彼此间隔开且平行设置的第一集流管10和第二集流管20，第一集流管10和第二集流管20均为圆管，第一集流管10和第二集流管20的管壁上分别设有向管内凹陷的凹陷部11以及多个扁管槽。多个扁管30沿第一集流管10和第二集流管20的轴向间隔布置，每个扁管30的第一端与第一集流管10相连且插入到第一集流管10的扁管槽内，每个扁管30的第二端与第二集流管20相连且插设到第二集流管20的扁管槽内。

根据本发明实施例的换热器1，通过在集流管上设置凹陷部11，可以在不改变原有扁管槽结构的情况下，以较小的集流管壁厚，获得较高的抗压强度。具体地，在集流管内部受压时，扁管槽周边的集流管薄壁会因为凹陷部11的抗压，而减少扁管槽周边集流管薄壁的变形，从而增大因该变形而导致扁管30裂开时的压力，进而大幅降低扁管30裂开的可能。因此，根据本发明实施例的换热器1的集流管强度高、不易变形且成本低。

下面参考附图描述根据本发明具体实施例的换热器1。

在本发明的一些具体实施例中，如图2-图13所示，根据本发明实施例的换热器1所述换热器包括第一集流管10、第二集流管20和多个扁管30。

具体地，如图2-图13所示，扁管槽的长度方向与所在集流管的轴向一致，扁管30插入扁管槽后其宽度方向沿集流管的轴向定向，由此可以使集流管以较小的管径满足扁管30的安装。

可选地，多个扁管30与第一集流管10和第二集流管20可通过板材高频焊接，也可采用挤压型材，扁管30插入到冲好扁管槽的集流管后捆扎，然后采用钎焊炉过炉焊接。

在本发明的一些具体示例中，如图2-图5所示，凹陷部11沿所述集流管的轴向延伸在所述集流管的整个长度方向上。换言之，第一集流管10和第二集流管20上分别设有一个凹陷部11，凹陷部11沿集流管的长度方向延伸且凹陷部11的长度与集流管的长度相等。所述扁管槽的长度方向与凹陷部11的长度方向一致且扁管槽形成在凹陷部11内，扁管30插入扁管槽后其宽度方向沿凹陷部11的长度方向定向，多个扁管30的两端分别插接在第一集流管10和第二集流管20的凹陷部11上。

进一步地，如图3和图5所示，换热器1还包括焊接增强件40，焊接增强件40分别与扁管30和集流管的外壁焊接。其中，焊接增强件40可以位于凹陷部11内(如图3所示)，焊接增强件40也可以位于凹陷部11外(如图5所示)。每个集流管上可以设置一个焊接增强件40，该焊接增强件40沿所述集流管的轴向延伸在所述集流管的整个长度方向上，焊接增强件40上设有多个分别与多个扁管槽位置对应的插孔。每个集流管上也可以设置多个焊接增强件40，多个焊接增强件40沿集流管的轴向间隔开设置，每个焊接增强件40上设有至少一个与扁管槽位置对应的插孔。

焊接增强件40可以是复合层板材，也可以是焊接材料，其经过炉焊之后，并不会全部融化，而是焊接在预装位置，在集流管内部有较大压力时，焊接增强件40可以很好抑制集流管靠近扁管30的区域的变形，从而降低扁管槽撕裂的风险，进一步提高了换热器1的整体强度。

可选地，如图4所示，焊接增强件40也可以位于凹陷部11且分别与扁管30和集流管的内壁焊接。为了方便安装，焊接增强件40可以为带状结构，沿所述集流管的轴向延伸在所述集流管的整个长度方向上，且焊接增强件40上设有多个分别与多个扁管槽位置对应的插孔，每个集流管上可以设置一个焊接增强件40。

在本发明的一些具体实施例中，如图6-图8所示，凹陷部11为多个且分别位于多个扁管槽处，每个凹陷部11沿所述集流管的周向延伸且多个凹陷部11沿集流管的轴向间隔开设置，每个凹陷部11与一个扁管槽十字交叉设置且凹陷部11位于扁管槽长度方向的中间位置，扁管30插入扁管槽后其宽度方向垂直于凹陷部11的长度方向。

由此可以增加扁管槽及其周边集流管薄壁的抗压能力，减小集流管在承压时候的变形量，从而降低因较大变形而引起扁管30撕裂的风险，提高了换热器1的整体耐压强度以降低换热器1破坏失效的风险。此外，集流管的端部能够保证圆形的结构，方便装配圆形端盖，且焊缝均匀更易获得良好的焊接质量。

可选地，如图9所示，凹陷部11为多个且分别位于多个扁管槽处，每个凹陷部11沿所述集流管的周向延伸且多个凹陷部11沿集流管的轴向间隔开设置，凹陷部11在集流管的径向上与扁管槽彼此相对，扁管槽与凹陷部11不存在接合部分，扁管30插入扁管槽后与凹陷部11在集流管的径向上相对。

在本发明的另一些具体示例中，如图10-图13所示，凹陷部11沿集流管的轴向延伸在集流管的整个长度方向上，第一集流管10和第二集流管20上分别设有两个凹陷部11，每个集流管上的扁管槽位于两个凹陷部11之间，且两个凹陷部11以扁管30宽度方向上的中心线为对称轴对称设置，扁管30插入扁管槽后其宽度方向与凹陷部11的长度方向平行，扁管30位于两个凹陷部11之间且在集流管的周向上与两个凹陷部11之间的距离相等。

当集流管内部承受压力时，压力首先需要将两个凹陷部11向外顶起，提高了因集流管胀开而将扁管槽撕裂时的压力，由此可以将扁管30与集流管连接周围区域的强度提高，从而提高的换热器1整体的抗压强度，且无需使用较厚的材料，以达到节约材料、换热器轻量化的效果。

进一步地，如图12所示，换热器1还包括焊接增强件40，焊接增强件40在集流管的两个凹陷部11之间，焊接增强件40分别与扁管30和所述集流管的内壁焊接，这样可以利用焊接增强件40进一步抑制集流管靠近扁管30区域的变形，以进一步减小扁管槽撕裂的可能。为了方便安装，焊接增强件40可以为带状结构，沿所述集流管的轴向延伸在所述集流管的整个长度方向上，且焊接增强件40上设有多个分别与多个扁管槽位置对应的插孔，每个集流管上可以设置一个焊接增强件40。

可选地，如图13所示，焊接增强件40也可以在集流管的两个凹陷部11之间且分别与扁管30和所述集流管的外壁焊接。每个集流管上可以设置一个焊接增强件40，该焊接增强件40沿所述集流管的轴向延伸在所述集流管的整个长度方向上，焊接增强件40上设有多个分别与多个扁管槽位置对应的插孔。每个集流管上也可以设置多个焊接增强件40，多个焊接增强件40沿集流管的轴向间隔开设置，每个焊接增强件40上设有至少一个与扁管槽位置对应的插孔。

本领域的技术人员可以理解地是，本发明对凹陷部11的延伸方向不做具体限定，凹陷部11可以沿集流管的轴向定向，也可以沿集流管的周向定向，还可以相对于集流管的轴向倾斜延伸，具体可以根据集流管的大小以及扁管30的分布设置。

下面描述根据本发明实施例的热泵热水器。根据本发明实施例的热泵热水器包括内胆和换热器。

所述换热器为根据本发明上述实施例的换热器1，换热器1包在所述内胆上。

根据本发明实施例的热泵热水器，通过利用根据本发明上述实施例的换热器1，具有结构稳定、性能可靠、成本低等优点。

根据本发明实施例的热泵热水器的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种换热器，其特征在于，包括：

集流管，所述集流管包括彼此间隔开的第一集流管和第二集流管，所述集流管为圆管，所述集流管的管壁上分别设有凹陷部和多个扁管槽；

多个扁管，多个所述扁管沿所述集流管的轴向间隔布置，所述扁管的第一端与所述第一集流管相连且插入到所述第一集流管的扁管槽内，所述扁管的第二端与所述第二集流管相连且插设到所述第二集流管的扁管槽内。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述凹陷部沿所述集流管的轴向延伸在所述集流管的整个长度方向上。

3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述扁管槽形成在所述凹陷部。

4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，还包括焊接增强件，所述焊接增强件位于所述凹陷部，所述焊接增强件分别与所述扁管和所述集流管的外壁焊接或分别与所述扁管和所述集流管的内壁焊接。

5.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述凹陷部为两个，所述扁管槽位于所述两个凹陷部之间。

6.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于，还包括焊接增强件，所述焊接增强件位于所述两个凹陷部之间，所述焊接增强件分别与所述扁管和所述集流管的内壁焊接或分别与所述扁管和所述集流管的外壁焊接。

7.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述凹陷部为多个且沿所述集流管的周向延伸。

8.根据权利要求7所述的换热器，其特征在于，所述扁管槽分别对应地形成在所述凹陷部内或与所述凹陷部在所述集流管的径向上彼此相对。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的换热器，其特征在于，所述扁管槽的长度方向与所述集流管的轴向一致。

10.一种热泵热水器，其特征在于，包括内胆和包在所述内胆上的换热器，所述换热器为根据权利要求1-9中任一项所述的换热器。