CN107238234A - 换热器及热水供应系统 - Google Patents

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    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
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Abstract

本发明涉及一种换热器，包括第一水管、第二水管和制冷剂管，第二水管设置在第一水管中，第一水管和第二水管之间形成环腔，制冷剂管设置述环腔内，制冷剂管的部分表面与第二水管贴合。本发明还涉及一种使用上述换热器的热水供应系统。

Description

换热器及热水供应系统
技术领域
本发明涉及热交换技术领域，特别是涉及换热器及热水供应系统。
背景技术
空气源热泵机组冷凝器的放热主要用于制取生活用热水或采暖。目前市场上普遍是用两种类型的产品来分别实现上述的两种功能：制取生活热水时采用热泵热水器，而采暖时使用热泵热水机。虽然市场上也存在一些能实现三联供的热泵产品，但需要先满足生活热水需求，只有满足生活热水需求后，才能用于供热取暖。生活热水和采暖用水使用相同的换热管路，主要通过阀门控制实现生活热水或采暖的功能切换。由于生活用水直接使用未经处理的自来水，很容易使换热设备结垢并腐蚀管网系统，从而对采暖造成了很大的影响，使得换热器的采暖功能不够好。因此，亟需一种新型的换热器，能够同时满足生活热水及采暖需求。
发明内容
基于此，有必要针对传统的换热器不能很好的满足制取生活热水和取暖的问题，提供一种换热器及热水供应系统。
一种换热器，包括第一水管、第二水管和制冷剂管，所述第二水管设置在所述第一水管中，所述第一水管和所述第二水管之间形成环腔，所述制冷剂管设置在所述环腔内，所述制冷剂管的部分表面与所述第二水管贴合。
在其中一个实施例中，所述制冷剂管缠绕在所述第二水管上。
在其中一个实施例中，所述第二水管包括第一表面与第二表面，所述第一表面与所述制冷剂管接触，所述第二表面暴露于所述环腔中。
在其中一个实施例中，所述第一表面的面积与所述第二表面的面积相等。
在其中一个实施例中，所述第二表面具有凸起，所述凸起暴露在所述环腔内。
在其中一个实施例中，所述第一表面具有凹槽，所述制冷剂管设置在所述凹槽内，所述制冷剂管的部分表面与所述凹槽内壁贴合。
在其中一个实施例中，所述凹槽呈螺旋线状排布，在所述第二水管的轴向上所述凹槽通过所述第二表面相间隔。
在其中一个实施例中，所述凹槽的深度大于或等于所述制冷剂管的直径。
一种热水供应系统，包括如上所述的换热器。
在其中一个实施例中，所述第一水管与所述第二水管中的一个与生活用水管道连接，另一个与取暖水管道通连接。
本发明的换热器通过在第一水管和第二水管之间的环腔内设置制冷剂管，并使制冷剂管的部分表面与第二水管贴合，从而分别在环腔与制冷剂管之间形成第一通路、第二水管内部形成第二通路和制冷剂管内部形成第三通路。制冷剂管的部分表面与第二水管贴合，另一部分表面暴露在环腔中，即制冷剂管同时与第二水管及环腔接触，从而使制冷剂同时与第一水流和第二水流发生热交换。制冷剂管内制冷剂产生的热量可同时对供采暖用的第一水流和供生活用的第二水流进行加热，从而使得满足不同目的的第一水流和第二水流不互相污染。环腔和第二水管能够分别独立地或同时输出第一水流和第二水流，从而能够满足对于采暖和生活热水的同时需求。
附图说明
图1为本发明实施例的换热器的结构示意图；
图2为本发明实施例的换热器的剖面示意图；
图3为本发明实施例的换热器的工作原理示意图。
其中，
第一水管100；
第二水管200；
第一表面210；
第二表面220；
环腔300；
制冷剂管400；
第一阀门500；
第二阀门600；
第一水流700；
第二水流800；
制冷剂900。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及技术效果更加清楚明白，以下结合附图对本发明的具体实施例进行描述。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。
请参阅图1和图3，本发明提供一种换热器，包括第一水管100、第二水管200和制冷剂管400，第二水管200设置在第一水管100中，第一水管100和第二水管200之间形成环腔300，制冷剂管400设置在环腔300内，制冷剂管400的部分表面与第二水管200贴合。在一实施例中，环腔300用于流通供取暖使用的第一水流700，第二水管200用于流通供生活使用的第二水流800。在另一实施例中，环腔300用于流通供生活使用的第二水流800，第二水管200用于流通供取暖使用的第一水流700。第一水流700和第二水流800能够分别独立地或同时输出。
本发明的换热器通过在第一水管100和第二水管200之间的环腔300内设置制冷剂管400，并使制冷剂管400的部分表面与第二水管200贴合，从而分别在环腔300与制冷剂管400之间形成第一通路、第二水管200内部形成第二通路和制冷剂管400内部形成第三通路。制冷剂管400的部分表面与第二水管200贴合，另一部分表面暴露在环腔400中，即制冷剂管400同时与第二水管200及环腔300接触，从而使制冷剂900同时与第一水流700和第二水流800发生热交换。制冷剂管400内制冷剂900产生的热量可同时对供采暖用的第一水流700和供生活用的第二水流800进行加热，从而使得满足不同目的的第一水流700和第二水流800不互相污染。环腔300和第二水管200能够分别独立地或同时输出第一水流700和第二水流800，从而能够满足对于采暖和生活热水的同时需求。
优选的，第一水管100和第二水管200同轴设置。
优选的，制冷剂管400缠绕在第二水管200上，缠绕设计使得制冷剂900在流经制冷剂管400的弯道时，能够形成紊乱流动，进而提高换热器的换热效率，同时还能够节省空间，提高换热器的紧凑度。
请参阅图2，第二水管200优选的包括第一表面210与第二表面220，第一表面210与制冷剂管400接触，第二表面220暴露在环腔300中。第二水管200分别与环腔300及制冷剂管400接触的设计，使得第一水流700还能够直接与第二水流800实现热交换。当制冷剂900不能发生循环换热时，第二水流800仍然能够与第一水流700实现换热，从而使得紧急情况下室内温度不发生急剧下降。第一表面210与第二表面220相互间隔设置。优选的，第一表面210的面积与第二表面220的面积基本相等。制冷剂管400与第二管体200贴合的表面的面积基本等于暴露在环腔400中的表面的面积。
更为优选的，第一表面210具有凹槽，制冷剂管400设置在凹槽内，以使制冷剂管400能够从多个不同的角度与第二水管200接触，增加接触面积，提高换热效率，同时提高制冷剂管400的稳定性。优选的，凹槽的深度大于或等于制冷剂管400的直径。
凹槽在第二水管200上的排布方式不限，优选为呈螺旋线排布，制冷剂管400设置在凹槽中，以螺旋线方式缠绕在第二水管200上，进一步增强制冷剂900在制冷剂管400内产生的紊乱流动，使制冷剂900与第二水流800的换热效率达到最佳状态。第二表面220可以设置凸起，以增强第二水流800在第二水管200内产生的紊乱流动，从而提高第二水管200内的第二水流800与环腔300内的第一水流700的换热效率，提高换热器的换热效率。优选的，以螺旋线方式设置在第二水管200表面的凹槽在轴向上通过第二表面220相互间隔。螺旋线的螺距大于制冷剂管400的直径，优选为大于或等于二倍制冷剂管400的直径。
可以理解，制冷剂管400与凹槽均可以为多个。具体的，第一表面210可以包括多个相互平行设置的凹槽，多个制冷剂管400可以分别设置在多个凹槽中，并缠绕在第二水管200上。例如，多个凹槽可以呈相互平行的螺旋线排布在第二水管200上。不同的制冷剂管400可以流通不同种类的制冷剂，使得一个换热器能适用于不同制冷剂类型的热泵机组，可以提升换热器的通用性。
第二水管200的内径优选为制冷剂管400的二倍以上。第一水管100的内径优选大于第二水管200与制冷剂管400的内径之和。
请参阅图3，本发明的换热器还可以包括其它配件，例如温度传感器、阀门等。优选的，换热器还包括第一阀门500和第二阀门600。第一阀门500设置在第一水管100上，第二阀门600设置在第二水管200上，分别用以控制第一水流700和第二水流800的流动。
本发明还提供一种使用上述换热器的热水供应系统。热水供应系统中第一水管100与第二水管200中的一个与生活用水管道连接，另一个与取暖水管道通连接。
本发明的换热器，取暖水和生活热水分别在环腔300和第二水管200内流通，制冷剂900在制冷剂管400中流通，制冷剂900能够同时对生活热水和取暖水加热，有效地避免了水质污染。制冷剂管400螺旋状缠绕在第二水管200的外壁上均布的多个凹槽中，提高换热器换热效率，还提高了换热器的结构紧凑性；同时使得第二水管200的第一表面210处的生活热水能够与采暖水之间发生热交换，可以避免制冷剂故障时，采暖热水温度的急剧下降。在使用时，关闭第一阀门500，开启第二阀门600时，即可输出生活热水，满足对生活热水的需求；关闭第二阀门600，开启第一阀门500时，即可输出取暖热水，满足对采暖的需求；第一阀门500和第二阀门600同时开启时，即可同时输出生活热水和取暖热水，同时满足对生活热水和采暖的需求。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种换热器，其特征在于，包括第一水管(100)、第二水管(200)和制冷剂管(400)，所述第二水管(200)设置在所述第一水管(100)中，所述第一水管(100)和所述第二水管(200)之间形成环腔(300)，所述制冷剂管(400)设置在所述环腔(300)内，所述制冷剂管(400)的部分表面与所述第二水管(200)贴合。
2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述制冷剂管(400)缠绕在所述第二水管(200)上。
3.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述第二水管(200)包括第一表面(210)与第二表面(220)，所述第一表面(210)与所述制冷剂管(400)接触，所述第二表面(220)暴露于所述环腔(300)中。
4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述第一表面(210)的面积与所述第二表面(220)的面积相等。
5.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述第二表面(220)具有凸起，所述凸起暴露在所述环腔(300)内。
6.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述第一表面(210)具有凹槽，所述制冷剂管(400)设置在所述凹槽内，所述制冷剂管(400)的部分表面与所述凹槽内壁贴合。
7.根据权利要求6所述的换热器，其特征在于，所述凹槽呈螺旋线状排布，在所述第二水管(200)的轴向上所述凹槽通过所述第二表面(220)相间隔。
8.根据权利要求6所述的换热器，其特征在于，所述凹槽的深度大于或等于所述制冷剂管(400)的直径。
9.一种热水供应系统，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的换热器。
10.根据权利要求9所述的热水供应系统，其特征在于，所述第一水管(100)与所述第二水管(200)中的一个与生活用水管道连接，另一个与取暖水管道通连接。
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