CN107588578A - 一种低温空气源热泵采暖机水侧换热器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温空气源热泵采暖机水侧换热器及其制造方法，装置包括承压壳体和换热组件，两个上导水管之间和两个下导水管之间均通过三通管道相连通，三通管道包括一个主接管和两个分接管，主接管内设置有与主接管相匹配的过滤网板。制造方法包括：(a)承压壳体制作；(b)蛇形螺旋换热管安装；(c)三通管道制作；(d)采用两个三通管道分别焊接在承压壳体的上导水管和下导水管处；(e)换热测试。本发明结构简单，实用性强，通过三通管道的设计可以使得换热介质的输入和输出更加的方便，更加符合两组蛇形螺旋换热管的设计，结构设计合理，安装使用方便；同时本发明制造效率高，制造的成品质量高，制造成本低。

Description

一种低温空气源热泵采暖机水侧换热器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种低温空气源热泵采暖机水侧换热器及其制造方法。

背景技术

盘管是目前应用十分广泛的热泵换热机构，现有的换热器中，一般采用对扭套合的盘管。然而，传统的对扭盘管存在着几个重大的技术缺陷。其一，对扭管中部较小，盘管与壳体之间间隙较大，当工质进入腔体后流动至中部时，导致工质压力迅速下降，使工质未经换热即可直接相变，液态工质未经吸热蒸发即直接气化。上述情况会使工质不能充分蒸发，出现盘管局部换热无效的现象。其二，传统换热器的工质出入口处于同一侧，由于对扭管的端部的管间隙较小，增大了工质流动阻力，从而使工质经阻力较小的罐体内壁流动，降低了工质的换热效率。其三，传统换热器的对扭部直径较小，导致盘管中水流通径出现突然变小的情况，当换热器处于制热状态时，盘管中部的水流速度变慢，从而容易在盘管内壁出现水垢，减少了盘管的热交换面积，并降低热交换效率；当换热器处于制冷状态时，水垢同样会减少工质与盘管内水流的热交换面积，同样会降低热交换效率，形成冰堵现象。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种低温空气源热泵采暖机水侧换热器及其制造方法的技术方案，通过三通管道的设计可以使得换热介质的输入和输出更加的方便，更加符合两组蛇形螺旋换热管的设计，结构设计合理，安装使用方便；在制造过程中，提高钢板弯卷成形的质量，增加蛇形螺旋换热管和换热套壳装入承压壳体时的整体性和稳定性，并且控制三通管道的形状和尺寸，防止三通管道和承压壳体之间出现渗漏现象，整个制造方法制造效率高，制造的成品质量高，制造成本低。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种低温空气源热泵采暖机水侧换热器，包括承压壳体和换热组件，承压壳体的上端设置有两个上导水管和一个导气管，承压壳体的下端设置有两个下导水管和一个导液管，承压壳体的顶端设置有顶盖，承压壳体的底端设置有底盖，其特征在于：两个上导水管和两个下导水管之间上下错位设置，两个上导水管之间和两个下导水管之间均通过三通管道相连通，三通管道包括一个主接管和两个分接管，主接管内设置有与主接管相匹配的过滤网板，三通管道通过两个分接管与两个上导水管、两个下导水管相连接，承压壳体内设置有换热套壳，换热套壳与承压壳体之间形成供制冷工质流通的换热腔体，换热组件设置在换热腔体内，换热组件包括两组蛇形螺旋换热管。

进一步，主接管和两个分接管为一体成型结构，一体成型结构的设计可以便于实际的加工成型，同时又可以确保三通管道的内部密封性能，延长三通管道的使用寿命。

进一步，两个上导水管与两组蛇形螺旋换热管的两上端相对应，且相贯通，两个下导水管与两组蛇形螺旋换热管的两下端相对应，且相贯通，整体设计符合实际的设计要求，确保换热器的制冷或制热的效果，同时通过两组蛇形螺旋换热管的设计可以进一步提高换热器的换热效果。

进一步，蛇形螺旋换热管为铜管、钛管、不锈钢管或碳钢管，由铜管、钛管、不锈钢管或碳钢管制作的蛇形螺旋换热管的使用寿命长，导热效果明显，可以提高换热器的换热效果。

进一步，两组蛇形螺旋换热管之间的间距为3.5～6.5mm，通过合理设定两组蛇形螺旋换热管之间的间距，可以便于实际的安装拆卸，同时又可以确保换热器的换热速率和效果。

进一步，承压壳体和换热套壳的材料为铸铁、青铜碳钢或不锈钢材料，铸铁、青铜碳钢或不锈钢材料制作的承压壳体和换热套壳的结构强度高，使用寿命长，降低能耗的损失。

进一步，三通管道的内侧壁上设置有防腐层，防腐层的设计可以延长三通管道的使用寿命。

进一步，三通管道的外侧壁上设置有防锈层，防锈层的设计不仅可以使得三通管道的表面更加的光泽，而且又可以对三通管道起到保护作用，进一步延长其使用寿命。

一种低温空气源热泵采暖机水侧换热器的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

(a)承压壳体制作：选择与设计图纸相对应规格的钢板，再采用半自动火焰切割机对钢板进行切割，使其符合设计图纸的尺寸，再在钢板的表面划出上导水管、导气管、下导水管和导液管的孔位加工线，接着在各个孔位加工线处做上十字标志，然后根据十字标志进行打孔，再将钢板放置到卷板机的两个卷取辊之间，将钢板的周长方向的侧面与卷取辊垂直，将钢板纵向的侧面与卷取辊平行，对钢板进行弯卷成形，卷制过程分2-4次进行，然后采用起吊拉直方式对弯卷成形的钢板的纵缝进行校正，将两条纵缝相互对齐，然后对纵缝处进行焊接，再对焊缝进行电加热，并用保温防火棉覆盖保温，加热温度控制在150-200℃，加热时间控制在12-18h，然后对焊接处采用射线检测方式检验；

(b)蛇形螺旋换热管安装：先将蛇形螺旋换热管盘绕到换热套壳上，再采用两块弧形板对蛇形螺旋换热管进行包裹，然后在两块弧形板的底部之间设置连接板，并采用螺栓将连接板与弧形板固定连接，将两块弧形板固定，两块弧形板之间的距离小于承压壳体的内径，再将换热套壳放置到连接板上，然后吊起弧形板，弧形板、蛇形螺旋换热管和换热套壳组成一个整体，匀速将弧形板垂直放入到承压壳体中，当蛇形螺旋换热管和换热套壳设于承压壳体的设计位置时，将蛇形螺旋换热管的顶部和换热套壳的顶部固定，然后在连接板处施加向下作用力，将弧形板脱离承压壳体，然后在承压壳体的底端固定底盖，再在承压壳体的顶端固定顶盖；

(c)三通管道制作：根据设计图纸选择两根相应内径的分接管和一根相应内径的主接管，再根据分液管在承压壳体上的焊接位置，确定分液管底部的弧形部并划出加工线，然后按照加工线对分液管的底部进行切割，再根据两个上导水管之间的距离和两个下导水管之间的距离，将两个切割完成的分接管放入到夹具上，然后控制两个分接管之间的距离，再采用连接块焊接在两个分接管之间，然后过滤网板放入到主接管底部的槽口中，再将主接管的底部焊接到两个分接管的顶部处，制作成三通管道，再对三通管道的外表面刷涂一层防锈涂料，同时对三通管道的内表面刷涂一层防腐涂料；

(d)采用两个三通管道分别焊接在承压壳体的上导水管和下导水管处；

(e)换热测试。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明的换热器在使用时，制冷工质的进口采用上进下出结构，而采暖介质则由下进上出的结构布局，呈逆流式热交换。即在制热时，冷水由两个下导水管进入两组蛇形螺旋换热管内，同时采暖介质由导气管进至换热套壳内。期间，采暖介质由气态相变为液态时释放大量的高温热量，两组蛇形螺旋换热管内的水吸收高温热量，从而制得热水，热水由两个上导水管向外输出，而液态采暖介质由导液管向外输出。在制冷时，冷水由两个上导水管进入两组蛇形螺旋换热管内，同时制冷工质由导液管进至换热套壳。期间，制冷工质由液态相变为气态时释放大量的低温热量，两组蛇形螺旋换热管内的水吸收低温热量，从而制得低温冷水，低温冷水由两个下导水管向外输出，而气态工质由导气管输出。而承压壳体外的连接进口和出口均采用三通管道，进口与采暖水流的集水器、分水器或换热进出口循环系统的接口相连接，而制冷工质的进口端与出口端分别连接换热内机与换热连接的对应接口。

本发明结构简单，实用性强，通过三通管道的设计可以使得换热介质的输入和输出更加的方便，更加符合两组蛇形螺旋换热管的设计，结构设计合理，安装使用方便。

本发明在制造过程中，通过在钢板的表面划出上导水管、导气管、下导水管和导液管的孔位加工线，接着在各个孔位加工线处做上十字标志，然后根据十字标志进行打孔，精准地确定上导水管、导气管、下导水管和导液管的设置位置。再将钢板的周长方向的侧面与卷取辊垂直，将钢板纵向的侧面与卷取辊平行，对钢板进行弯卷成形，卷制过程分2-4次进行，然后采用起吊拉直方式对弯卷成形的钢板的纵缝进行校正，提高钢板弯卷成形的质量。再对焊接后的焊缝进行热处理，对焊缝消除应力，防止焊缝延迟裂纹的出现。这样能整体提高承压壳体制作的质量，防止在后续制造过程中蛇形螺旋换热管和换热套壳卡在承压壳体中。

本发明采用两块弧形板对蛇形螺旋换热管进行定位作用，两块弧形板的底部之间设置连接板，并采用螺栓将连接板与弧形板固定连接，将两块弧形板固定，两块弧形板之间的距离小于承压壳体的内径，便于快速取出弧形板，再将换热套壳放置到连接板上，弧形板、蛇形螺旋换热管和换热套壳组成一个整体，在对蛇形螺旋换热管安装安装过程中，防止蛇形螺旋换热管脱离换热套壳，增加蛇形螺旋换热管和换热套壳装入承压壳体时的整体性和稳定性。

本发明设计图纸选择两根相应内径的分接管和一根相应内径的主接管，控制三通管道的形状和尺寸，通过分液管在承压壳体上的焊接位置，确定分液管底部的弧形部并划出加工线，根据两个上导水管之间的距离和两个下导水管之间的距离，控制两个分接管之间的距离，这样可将分接管完全接触到承压壳体的表面，同时分接管分别对应上导水管和下导水管进行设置，防止三通管道和承压壳体之间出现渗漏现象，保持进水和出水流畅。

本发明制造效率高，制造的成品质量高，制造成本低。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明中一种低温空气源热泵采暖机水侧换热器的结构示意图；

图2为本发明中承压壳体的内部结构示意图；

图3为本发明中三通管道的结构示意图。

图中：1-承压壳体；2-上导水管；3-下导水管；4-导气管；5-导液管；6-三通管道；7-主接管；8-分接管；9-过滤网板；10-换热套壳；11-换热腔体；12-蛇形螺旋换热管；13-顶盖；14-底盖。

具体实施方式

如图1至图3所示，为本发明一种低温空气源热泵采暖机水侧换热器，包括承压壳体1和换热组件，承压壳体1的顶端设置有顶盖13，承压壳体1的底端设置有底盖14，设计合理，安装拆卸便捷，承压壳体1的上端设置有两个上导水管2和一个导气管4，承压壳体1的下端设置有两个下导水管3和一个导液管5，两个上导水管2和两个下导水管3之间上下错位设置，两个上导水管2之间和两个下导水管3之间均通过三通管道6相连通，三通管道6包括一个主接管7和两个分接管8，主接管7和两个分接管8为一体成型结构，一体成型结构的设计可以便于实际的加工成型，同时又可以确保三通管道6的内部密封性能，延长三通管道6的使用寿命，主接管7内设置有与主接管7相匹配的过滤网板9，三通管道6通过两个分接管8与两个上导水管2、两个下导水管3相连接，承压壳体1内设置有换热套壳10，承压壳体1和换热套壳10的材料为铸铁、青铜碳钢或不锈钢材料，铸铁、青铜碳钢或不锈钢材料制作的承压壳体1和换热套壳10的结构强度高，使用寿命长，降低能耗的损失，换热套壳10与承压壳体1之间形成供制冷工质流通的换热腔体11，换热组件设置在换热腔体11内，换热组件包括两组蛇形螺旋换热管12，两组蛇形螺旋换热管12之间的间距为3.5～6.5mm，通过合理设定两组蛇形螺旋换热管12之间的间距，可以便于实际的安装拆卸，同时又可以确保换热器的换热速率和效果，蛇形螺旋换热管12为铜管、钛管、不锈钢管或碳钢管，由铜管、钛管、不锈钢管或碳钢管制作的蛇形螺旋换热管12的使用寿命长，导热效果明显，可以提高换热器的换热效果，两个上导水管2与两组蛇形螺旋换热管12的两上端相对应，且相贯通，两个下导水管3与两组蛇形螺旋换热管12的两下端相对应，且相贯通，整体设计符合实际的设计要求，确保换热器的制冷或制热的效果，同时通过两组蛇形螺旋换热管12的设计可以进一步提高换热器的换热效果。三通管道6的内侧壁上设置有防腐层，防腐层的设计可以延长三通管道6的使用寿命。三通管道6的外侧壁上设置有防锈层，防锈层的设计不仅可以使得三通管道6的表面更加的光泽，而且又可以对三通管道起到保护作用，进一步延长其使用寿命。

本发明中的换热器在使用时，制冷工质的进口采用上进下出结构，而采暖介质则由下进上出的结构布局，呈逆流式热交换。即在制热时，冷水由两个下导水管3进入两组蛇形螺旋换热管12内，同时采暖介质由导气管4进至换热套壳10内。期间，采暖介质由气态相变为液态时释放大量的高温热量，两组蛇形螺旋换热管12内的水吸收高温热量，从而制得热水，热水由两个上导水管2向外输出，而液态采暖介质由导液管5向外输出。在制冷时，冷水由两个上导水管2进入两组蛇形螺旋换热管12内，同时制冷工质由导液管5进至换热套壳10。期间，制冷工质由液态相变为气态时释放大量的低温热量，两组蛇形螺旋换热管12内的水吸收低温热量，从而制得低温冷水，低温冷水由两个下导水管3向外输出，而气态工质由导气管4输出。而承压壳体1外的连接进口和出口均采用三通管道6，进口与采暖水流的集水器、分水器或换热进出口循环系统的接口相连接，而制冷工质的进口端与出口端分别连接换热内机与换热连接的对应接口，通过三通管道6的设计既可以使得换热器与其他设备之间的连接更加的方便简单，又可以减少管道的使用数量，有效避免管道之间的缠绕。

一种低温空气源热泵采暖机水侧换热器的制造方法，包括如下步骤：

(a)承压壳体1制作：选择与设计图纸相对应规格的钢板，再采用半自动火焰切割机对钢板进行切割，使其符合设计图纸的尺寸。再在钢板的表面划出上导水管2、导气管4、下导水管3和导液管5的孔位加工线，接着在各个孔位加工线处做上十字标志，然后根据十字标志进行打孔。再将钢板放置到卷板机的两个卷取辊之间，将钢板的周长方向的侧面与卷取辊垂直，将钢板纵向的侧面与卷取辊平行，对钢板进行弯卷成形，卷制过程分2-4次进行。然后采用起吊拉直方式对弯卷成形的钢板的纵缝进行校正，将两条纵缝相互对齐，然后对纵缝处进行焊接。再对焊缝进行电加热，并用保温防火棉覆盖保温，加热温度控制在150-200℃，加热时间控制在12-18h，然后对焊接处采用射线检测方式检验。

(b)蛇形螺旋换热管12安装：先将蛇形螺旋换热管12盘绕到换热套壳10上，再采用两块弧形板对蛇形螺旋换热管12进行包裹，然后在两块弧形板的底部之间设置连接板，并采用螺栓将连接板与弧形板固定连接，将两块弧形板固定，两块弧形板之间的距离小于承压壳体1的内径，再将换热套壳10放置到连接板上。然后吊起弧形板，弧形板、蛇形螺旋换热管12和换热套壳10组成一个整体，匀速将弧形板垂直放入到承压壳体1中。当蛇形螺旋换热管12和换热套壳10设于承压壳体1的设计位置时，将蛇形螺旋换热管12的顶部和换热套壳10的顶部固定，然后在连接板处施加向下作用力，将弧形板脱离承压壳体1。然后在承压壳体1的底端固定底盖14，再在承压壳体1的顶端固定顶盖13。

(c)三通管道6制作：根据设计图纸选择两根相应内径的分接管8和一根相应内径的主接管7，再根据分液管在承压壳体1上的焊接位置，确定分液管底部的弧形部并划出加工线，然后按照加工线对分液管的底部进行切割。再根据两个上导水管2之间的距离和两个下导水管3之间的距离，将两个切割完成的分接管8放入到夹具上，然后控制两个分接管8之间的距离，再采用连接块焊接在两个分接管8之间。然后过滤网板9放入到主接管7底部的槽口中，再将主接管7的底部焊接到两个分接管8的顶部处，制作成三通管道6。再对三通管道6的外表面刷涂一层防锈涂料，同时对三通管道6的内表面刷涂一层防腐涂料。

(d)采用两个三通管道6分别焊接在承压壳体1的上导水管2和下导水管3处。

(e)换热测试。

本发明在制造过程中，通过在钢板的表面划出上导水管2、导气管4、下导水管3和导液管5的孔位加工线，接着在各个孔位加工线处做上十字标志，然后根据十字标志进行打孔，精准地确定上导水管2、导气管4、下导水管3和导液管5的设置位置。再将钢板的周长方向的侧面与卷取辊垂直，将钢板纵向的侧面与卷取辊平行，对钢板进行弯卷成形，卷制过程分2-4次进行，然后采用起吊拉直方式对弯卷成形的钢板的纵缝进行校正，提高钢板弯卷成形的质量。再对焊接后的焊缝进行热处理，对焊缝消除应力，防止焊缝延迟裂纹的出现。这样能整体提高承压壳体1制作的质量，防止在后续制造过程中蛇形螺旋换热管12和换热套壳10卡在承压壳体1中。

本发明采用两块弧形板对蛇形螺旋换热管12进行定位作用，两块弧形板的底部之间设置连接板，并采用螺栓将连接板与弧形板固定连接，将两块弧形板固定，两块弧形板之间的距离小于承压壳体1的内径，便于快速取出弧形板，再将换热套壳10放置到连接板上，弧形板、蛇形螺旋换热管12和换热套壳10组成一个整体，在对蛇形螺旋换热管12安装安装过程中，防止蛇形螺旋换热管12脱离换热套壳10，增加蛇形螺旋换热管12和换热套壳10装入承压壳体1时的整体性和稳定性。

本发明设计图纸选择两根相应内径的分接管8和一根相应内径的主接管7，控制三通管道6的形状和尺寸，通过分液管在承压壳体1上的焊接位置，确定分液管底部的弧形部并划出加工线，根据两个上导水管2之间的距离和两个下导水管3之间的距离，控制两个分接管8之间的距离，这样可将分接管8完全接触到承压壳体1的表面，同时分接管8分别对应上导水管2和下导水管3进行设置，防止三通管道6和承压壳体1之间出现渗漏现象，保持进水和出水流畅。

本发明制造效率高，制造的成品质量高，制造成本低。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种低温空气源热泵采暖机水侧换热器，包括承压壳体和换热组件，所述承压壳体的上端设置有两个上导水管和一个导气管，所述承压壳体的下端设置有两个下导水管和一个导液管，所述承压壳体的顶端设置有顶盖，所述承压壳体的底端设置有底盖，其特征在于：两个所述上导水管和两个所述下导水管之间上下错位设置，两个所述上导水管之间和两个所述下导水管之间均通过三通管道相连通，所述三通管道包括一个主接管和两个分接管，所述主接管内设置有与所述主接管相匹配的过滤网板，所述三通管道通过两个所述分接管与两个所述上导水管、两个所述下导水管相连接，所述承压壳体内设置有换热套壳，所述换热套壳与所述承压壳体之间形成供制冷工质流通的换热腔体，所述换热组件设置在所述换热腔体内，所述换热组件包括两组蛇形螺旋换热管。

2.根据权利要求1所述的一种低温空气源热泵采暖机水侧换热器，其特征在于：所述主接管和两个所述分接管为一体成型结构。

3.根据权利要求1所述的一种低温空气源热泵采暖机水侧换热器，其特征在于：两个所述上导水管与两组所述蛇形螺旋换热管的两上端相对应，且相贯通，两个所述下导水管与两组所述蛇形螺旋换热管的两下端相对应，且相贯通。

4.根据权利要求1所述的一种低温空气源热泵采暖机水侧换热器，其特征在于：所述蛇形螺旋换热管为铜管、钛管、不锈钢管或碳钢管。

5.根据权利要求1所述的一种低温空气源热泵采暖机水侧换热器，其特征在于：两组所述蛇形螺旋换热管之间的间距为3.5～6.5mm。

6.根据权利要求1所述的一种低温空气源热泵采暖机水侧换热器，其特征在于：所述承压壳体和所述换热套壳的材料为铸铁、青铜碳钢或不锈钢材料。

7.根据权利要求1所述的一种低温空气源热泵采暖机水侧换热器，其特征在于：所述三通管道的内侧壁上设置有防腐层。

8.根据权利要求1所述的一种低温空气源热泵采暖机水侧换热器，其特征在于：所述三通管道的外侧壁上设置有防锈层。

9.一种基于权利要求1所述的低温空气源热泵采暖机水侧换热器的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

(a)承压壳体制作：选择与设计图纸相对应规格的钢板，再采用半自动火焰切割机对钢板进行切割，使其符合设计图纸的尺寸，再在钢板的表面划出上导水管、导气管、下导水管和导液管的孔位加工线，接着在各个孔位加工线处做上十字标志，然后根据十字标志进行打孔，再将钢板放置到卷板机的两个卷取辊之间，将钢板的周长方向的侧面与卷取辊垂直，将钢板纵向的侧面与卷取辊平行，对钢板进行弯卷成形，卷制过程分2-4次进行，然后采用起吊拉直方式对弯卷成形的钢板的纵缝进行校正，将两条纵缝相互对齐，然后对纵缝处进行焊接，再对焊缝进行电加热，并用保温防火棉覆盖保温，加热温度控制在150-200℃，加热时间控制在12-18h，然后对焊接处采用射线检测方式检验；

(b)蛇形螺旋换热管安装：先将蛇形螺旋换热管盘绕到换热套壳上，再采用两块弧形板对蛇形螺旋换热管进行包裹，然后在两块弧形板的底部之间设置连接板，并采用螺栓将连接板与弧形板固定连接，将两块弧形板固定，两块弧形板之间的距离小于承压壳体的内径，再将换热套壳放置到连接板上，然后吊起弧形板，弧形板、蛇形螺旋换热管和换热套壳组成一个整体，匀速将弧形板垂直放入到承压壳体中，当蛇形螺旋换热管和换热套壳设于承压壳体的设计位置时，将蛇形螺旋换热管的顶部和换热套壳的顶部固定，然后在连接板处施加向下作用力，将弧形板脱离承压壳体，然后在承压壳体的底端固定底盖，再在承压壳体的顶端固定顶盖；

(c)三通管道制作：根据设计图纸选择两根相应内径的分接管和一根相应内径的主接管，再根据分液管在承压壳体上的焊接位置，确定分液管底部的弧形部并划出加工线，然后按照加工线对分液管的底部进行切割，再根据两个上导水管之间的距离和两个下导水管之间的距离，将两个切割完成的分接管放入到夹具上，然后控制两个分接管之间的距离，再采用连接块焊接在两个分接管之间，然后过滤网板放入到主接管底部的槽口中，再将主接管的底部焊接到两个分接管的顶部处，制作成三通管道，再对三通管道的外表面刷涂一层防锈涂料，同时对三通管道的内表面刷涂一层防腐涂料；

(d)采用两个三通管道分别焊接在承压壳体的上导水管和下导水管处；

(e)换热测试。