CN1667339A - 密排管逆流式换热器 - Google Patents

Abstract

一种密排管逆流式换热器，既能取暖又能通过热交换获得洗浴热水。包括供热进口、供热出口、冷水进口、热水出口及二支以上的供热管；供热管为扁管、圆管或椭圆管。两相邻供热管的一端交错设计有开口，使相邻两供热管导通；供热管内插有吸热管；供热管的两端通过堵板密封。冷水进口和热水出口分别与吸热管的两端连通；供热进口与供热管、开口、供热出口构成供暖热水定向流动通道，冷水进口与吸热管、热水出口构成洗浴水定向流动通道，洗浴水定向流动通道与供暖热水定向流动通道方向总体上相反，构成逆流式换热结构。本发明比其他换热方式传热平均温度差大、洗浴热水出水温度高，并可节省1/3的吸热铜管，且省掉了左右两个联箱，节约成本。

Description

密排管逆流式换热器

                           技术领域

本发明涉及一种安装使用在供热管路上的换热器，特别涉及一种既能散热取暖，又能通过热交换获取热水洗浴的密排管逆流式换热器。

                           背景技术

为了使传统的散热器能够提供洗浴热水，本发明人经过不断地摸索研究，于1998年2月10日向国家知识产权局申请了名称为″取暖淋浴热交换器″的实用新型专利，申请号为98220257.1，申请人为张伟。该专利申请于1999年5月12日被授予专利权，授权公告号为CN2325709Y。该专利的权利要求1为“一种取暖淋浴热交换器，它包括与供热管路相连接的热水进水管管接头(10)、热水回水管管接头(12)、其特征在于：它还包括直立的左水箱(3)、右水箱(11)，连通左水箱(3)、右水箱(11)的横向连通管(7)，插入连通管(7)内的吸热管(14)，交错焊接在吸热管(14)管头上连通吸热管(14)的弯管接头(2)，封住左水箱(3)、右水箱(11)底口的盖(1、13)，左水箱(3)上端壁上的安装放气阀的螺孔，封住左水箱(3)上口的盖(5)、盖(5)上有向上弯折的吸热管始端段管头(6)的伸出孔，通过焊接与盖(6)成整体，封住右水箱(11)上口的盖(9)，盖(9)上有向上弯折的吸热管末段管头(8)的伸出孔，通过焊接与盖(9)成整体。”

本发明人的上述专利产品已上市多年，将它安装在供暖管路上，平时用于取暖。洗浴时，打开自来水阀门，自来水便从吸热管始端流入，通过吸热管管壁与吸热管外的横向连通管内流动的供暖热水进行热交换。自来水在吸热管内流动过程中被加热，从吸热管末端流出洗浴热水。

本发明人又于2003年11月2日向国家知识产权局申请了“散热换热器”发明专利申请和实用新型申请专利。实用新型专利申请已授权，发明专利申请已进入实审。实用新型专利申请号为200320106748.7，授权公告日为2004年12月1日。发明专利申请号为200310105391.5，公开日为2004.10.27，公开号为1540275。

授权的实用新型专利公开了一种散热换热器，其安装使用在供热管路上。包括：两个联箱，和与联箱连通的多个连通管，联箱上设计有暖气进水口和暖气回水口，设计有排气阀口；在一部分连通管内设计有吸热盘管。吸热盘管的冷水进水口和热水出水口设计在联箱上。连通管可竖向设置或横向设置，连通管为单排或双排，吸热盘管在连通管内为一次盘绕或二次盘绕。吸热盘管为整体插入式或为分体插入密封连接式结构。在一部分连通管内插入吸热盘管，目的是为了进行热交换而获取自来水热水，而另一部分连通管作为暖气散热。该实用新型将暖气片和热交换器合二为一，占用空间小，连通管设计成双排时，既能增加暖气散热面积而所占空间又较小，又可延长吸热盘管的长度，增加自来水的温度。

其部分权利要求为：

“1、一种散热换热器，包括：联箱(3、8)，与联箱(3、8)连通的连通管(6)，联箱上设计有与供热管路相连接的暖气进水口(5)和暖气回水口(7)，联箱上设计有排气阀口(2)；其特征在于：在一部分连通管内设计有吸热盘管(4)，吸热盘管(4)的冷水进水口(1)和热水出水口(9)设计在联箱上。

2、根据权利要求1所述的散热换热器，其特征在于：所述连通管(6)竖向设计时，与竖向连通管相连通的联箱(3、8)为上、下设置；所述连通管横向设计时，与横向连通管相连通的联箱为左、右设置。

3、根据权利要求1所述的散热换热器，其特征在于：吸热盘管(4)在连通管(6)内为一次盘绕或二次盘绕。

4、根据权利要求1或2或3所述的散热换热器，其特征在于：所述的连通管(6)为单排或双排及其以上结构。

5、根据权利要求4所述的散热换热器，其特征在于：所述的连通管(6)为圆管或扁管；连通管之间为分离或合并结构。”

但是上述专利申请或专利中的吸热盘管内的自来水与吸热盘管外、连通管内的暖气热水进行热交换的方式为并流、折流或混合流。而不是逆流换热方式。

对于逆流式换热方式，其他技术领域已有的技术为：

申请号96111750、发明名称为“换热器”的专利申请，其权利要求为“换热器，尤其是一种用于伴随剧烈的负荷变化和/或温度变化工作的设备的换热器，例如用作燃气轮机的冷却空气冷却器，该换热器带有将放热介质，尤其是空气，与吸热介质，尤其是水，分隔开的管子(7)，其中换热以逆流方式进行，作为吸热介质流动通路的管子(7)成蛇曲状延伸，设置在入口总管(5)和出口总管(6)之间并且放热介质环绕此成蛇曲状延伸的管子流动，其特征在于：总管(5，6)从两端穿透换热器(1)的外壳(2)，其中总管(5，6)在入口和出口侧与外壳(2)密封连接并且在对面端通向一与外壳(2)密封连接的吸收室(11)。”

专利号为97213320、实用新型名称为“直通式双旋流套管换热器”的专利，其权利要求为“一种直通式双旋流套管换热器，其特征在于该换热器是用直通式双旋流套管作换热元件，使之按最大程度密排列构成的单行程换热器。在该换热器的总体结构中，各换热元件的外旋流管2的下端口与烟气下孔板6相焊接，开口直接对着烟道，上端口与烟气上孔板7相焊接，开口对着烟气汇流箱8，烟气上孔板7周边与膨胀圈9相连。各换热元件的外套管3下端口与空气下孔板10相焊接，上端口与空气上孔板12相焊接。空气下孔板10与烟气下孔板6之间为空气汇流箱11，空气上孔板12与烟气上孔板7之间为空气配流箱13。空气上孔板12的周边与膨胀圈14相连。换热器整个管束体装在外围筒15内，外围筒15的二端焊有法兰16和17用于设备安装或加装检修盖板18。外围筒15上端开有烟气出口和冷空气入口分别与烟气汇流箱8和空气配流箱13相通；下端开有热空气出口，与空气汇流箱11相通。以上整体结构系结合逆流式换热和在下烟道上使用而叙述，如用于架空的上烟道，总体结构不变，只需反向安装。”

专利号为00255204、实用新型名称为“一种管式换热器”的专利，其权利要求为“一种套管式换热器，其特征在于，它包括有外套管及两端分别连接的锥形管，两个锥形管的锥底部分别设有隔板，在两块隔板上至少设有一对相对应的圆孔，其中穿套有内套管，该管两端伸入锥形管内或直接伸出至锥形管外，在外套管的壁面上还设有进、出接口管。”

专利号为90224474、实用新型名称为“可拆环筒式换热器”的专利，其权利要求为“一种带有冷热流体进出口法兰管的环筒式换热器，其特征在于若干个不同直径的直筒依次由小到大层层互套，互套在一起的直筒两端各紧固一可拆卸的端盖，它与直筒端头间装有密封垫，端盖中心开有一流体进口，最细芯直筒上开有一个通孔，其余直筒两端分别各开有一个通孔，最外层除外的每个直筒的一个通孔外壁上都有一个接管与其外层直筒的同端通孔连接，相邻两直筒间形成一条管道，芯筒内自成一条管道，所有管道通过接管被连接成两条互为间隔密封的分流通冷热流体的，且冷热流体在其内互为逆流地通道。”

                           发明内容

本发明的目的是提供一种既能散热取暖，又能通过热交换获取热水洗浴的密排管逆流式换热器。

为了实现上述目的，本发明密排管逆流式换热器，包括供热进口、供热出口、冷水进口和热水出口，其特征在于：包括二支及二支以上的供热管；两相邻供热管的一端交错设计有开口，使相邻两供热管导通；供热管内插入有吸热管；供热管的两端通过堵板密封；冷水进口和热水出口分别与吸热管的两端连通；供热进口与供热管、开口、供热出口构成供暖热水定向流动通道，冷水进口与吸热管、热水出口构成洗浴水定向流动通道，洗浴水定向流动通道与供暖热水定向流动通道方向总体上相反，构成逆流式换热结构。

根据所述的密排管逆流式换热器，其特征在于：所述的堵板可以为整体结构，也可以为单个结构。

根据所述的密排管逆流式换热器，其特征在于：所述的供热管为横向设置。

根据所述的密排管逆流式换热器，其特征在于：所述的供热管为竖向设置。

根据所述的密排管逆流式换热器，其特征在于：所述的供热管为扁管、圆管或椭圆管。

根据所述的密排管逆流式换热器，其特征在于：所述的吸热管为螺旋形结构。

根据所述的密排管逆流式换热器，其特征在于：所述的供热管前后方向上为双排结构。

根据所述的密排管逆流式换热器，其特征在于：所述的供热管中，部分供热管内插入有吸热管。

本发明同已有技术相比具有以下优点：

1、已有的既能散热取暖又能通过热交换获取热水洗浴的取暖淋浴热交换器、换热器，其吸热盘管(本发明相应名称为吸热管)内的自来水与吸热盘管外、连通管(本发明对应名称为供热管)内的暖气热水进行热交换的方式为并流、错流、折流(包括复杂折流)或混合型热交换。而本发明热交换的方式主要是逆流式换热方式，逆流式换热方式比其他换热方式传热平均温度差大，换热效率高、换热效果好，洗浴热水出水温度高。

2、本发明同已有专利的并流、错流、折流(包括复杂折流)或混合型洗浴换热器相比，可节省1/3的吸热管(铜管)，外壳体积也相对较小，并且可以省掉已有专利的左、右两个联箱，达到节省联箱材料的目的。因此本发明生产成本低。

3、本发明供热进口、供热出口可以设计在同一个水平线上，好安装。当供热进口、供热出口设定后，安装时不论左右方向，不论横、竖方向均可安装。由于是逆流式换热结构，本发明可以不安装排气阀，但为了更好地排气也可以安装排气阀。排气阀也可根据安装位置自由装配，即在与换热器连接处安装，此种安装排气阀的方法为公知技术。

4、根据用户空间需要，本发明密排管逆流式换热器的体积可大可小，不受空间、面积制约。

5、本发明解决了人们认为容积大、热介质储量多、吸热铜管较长(流程长)换热器效果才好的偏见。本发明在洗浴用换(散)热器中采取流体逆流换热，温度梯度减小快，导热优于其他种流动传热方式。此技术方案是洗浴用换热器领域的新突破。

                           附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1、冷水进口；2、堵板；3、开口；4、热水出口；5、供热管；6、吸热管；7、供热进口；8、供热出口。

                           具体实施方式

本发明如图1所示，包括供热进口7、供热出口8、冷水进口1和热水出口4，其特征在于：包括二支及二支以上的供热管5；两相邻供热管5的一端交错设计有开口3，使相邻两供热管5导通；供热管5内插入有吸热管6；供热管5的两端通过堵板2密封；所述的堵板2可以为整体结构，也可以为单个结构。冷水进口1和热水出口4分别与吸热管6的两端连通；供热进口7与供热管5、开口3、供热出口8构成供暖热水定向流动通道，冷水进口1与吸热管6、热水出口4构成洗浴水定向流动通道，洗浴水定向流动通道与供暖热水定向流动通道方向总体上相反，构成逆流式换热结构。所谓洗浴水定向流动通道与供暖热水定向流动通道方向总体上相反，是指洗浴水在吸热管6内的流动方向与供暖热水在供热管5内、吸热管6外的流动方向在整个换热器中大部分方向相反或全部方向相反。大部分方向相反如图1所示，除了最上端和最下端供热管5内的吸热管6为折流外，其余的为相反方向构成逆流。最上端和最下端供热管5内的吸热管6为折流的目的是为了有效利用供热管5内的空间，增加吸热管6的流程，增加换热时间，当然也可以设计成全逆流结构。本发明换热方式可以主要是逆流式换热结构，也可以全部是逆流式换热结构。

本发明所述的供热管5可以为横向设置，也可以为竖向设置。供热管5可以为扁管(即矩形管)、圆管或椭圆管。

本发明为了增加吸热管6的流程，所述的吸热管6可以为螺旋形结构。为了增加换热量本发明的吸热管6可以为双根或多根。

密排管逆流式换热器的供热进口7、供热出口8根据需要可以设计在供热管5的不同位置，如供热管5的同侧、异侧。并且为了安装方便所述的供热进口7与供热出口8可以分别设计在供热管5的同一水平线上。在满足逆流式换热的条件下，供热进口7、供热出口8它们之间可以互换，而且根据需要还可以在供热管5上设计两组供热进口、供热出口。在满足逆流式换热的条件下，冷水进口1、热水出口4根据需要也可以设计在供热管5的不同位置，如左侧、上方、下方等，并且它们之间可以互换。

本发明由于是逆流式换热结构，因此本发明可以不安装排气阀。但是为了更好地排气也可以安装排气阀。排气阀也可根据安装位置自由装配，即在与换热器连接处安装，此种安装排气阀的方法为公知技术。

本发明为了提高换热效率、利于散热，可以将供热管5在前后方向上设计为双排(双层)结构。为了更好地取暖和获得热水，在全部的供热管5中，只在部分供热管内插入有吸热管6用于吸热，另一部分不插入吸热管而作取暖用。对于供热管为双排结构的，可以将双排结构中的一排插入吸热管用于获得自来水热水，另一排不插入吸热管而直接用于取暖。对于供热管为单排结构的，只在其中部分供热管内插入吸热管用于吸热，另一部分不插入吸热管而作取暖用。

本发明可以有较多种实施例，本发明所述方案不限于本实施例之中。

本发明使用时，供热进口7和供热出口8分别与供热管路(如暖气供热管路)连接，冷水进口1接自来水管，热水出口4接洗浴水阀。供暖热水由供热进口7进入供热管5内，在供热管5内形成流动，由供热出口8流回暖气供热管路。冷的自来水由冷水进口1进入吸热管6，在吸热管6内流动，通过吸热管6的管壁吸热，将冷的自来水在流动中加热，从热水出口4处流出热的自来水。

Claims (8)

1、一种密排管逆流式换热器，包括供热进口(7)、供热出口(8)、冷水进口(1)和热水出口(4)，其特征在于：包括二支及二支以上的供热管(5)；两相邻供热管(5)的一端交错设计有开口(3)，使相邻两供热管(5)导通；供热管(5)内插入有吸热管(6)；供热管(5)的两端通过堵板(2)密封；冷水进口(1)和热水出口(4)分别与吸热管(6)的两端连通；供热进口(7)与供热管(5)、开口(3)、供热出口(8)构成供暖热水定向流动通道，冷水进口(1)与吸热管(6)、热水出口(4)构成洗浴水定向流动通道，洗浴水定向流动通道与供暖热水定向流动通道方向总体上相反，构成逆流式换热结构。

2、根据权利要求1所述的密排管逆流式换热器，其特征在于：所述的堵板(2)可以为整体结构，也可以为单个结构。

3、根据权利要求1所述的密排管逆流式换热器，其特征在于：所述的供热管(5)为横向设置。

4、根据权利要求1所述的密排管逆流式换热器，其特征在于：所述的供热管(5)为竖向设置。

5、根据权利要求1所述的密排管逆流式换热器，其特征在于：所述的供热管(5)为扁管、圆管或椭圆管。

6、根据权利要求1所述的密排管逆流式换热器，其特征在于：所述的吸热管6)为螺旋形结构。

7、根据权利要求1所述的密排管逆流式换热器，其特征在于：所述的供热管(5)前后方向上为双排结构。

8、根据权利要求1或7所述的密排管逆流式换热器，其特征在于：所述的供热管(5)中，部分供热管内插入有吸热管(6)。