CN1719178A - 隔水式换热器 - Google Patents

Abstract

一种隔水式换热器，安装使用在暖气供热管路上，通过热交换获取热水洗浴。包括：壳体，壳体上安装有热介质进口、热介质出口、冷水进口和热水出口。壳体内设计有隔水衬，隔水衬分为隔水衬套和隔水衬板两种结构。隔水衬将壳体内的空间分隔成热介质进口换热室和热介质出口换热室，两换热室为相通的。热介质进口换热室和热介质出口换热室内分别设计有吸热管，两换热室内的吸热管为连通的。吸热管的两端分别连接有冷水进口和热水出口。热介质进口与热介质进口换热室连接，热介质出口与热介质出口换热室连接。本发明构成逆流式换热结构，比其他换热方式传热平均温度差大，温度梯度减小快，换热效果好，洗浴热水出水温度高并可节约吸热管。

Description

隔水式换热器

                         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隔水式换热器。本发明也可用于制冷领域。

                         背景技术

为了使传统的散热器能够提供洗浴热水，本申请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2003 10105391.5，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。

对于换热器以及逆流式换热方式，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00255204、实用新型名称为“一种管式换热器”的专利，其其权利要求为“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。”

专利号为01261961、实用新型名称为“逆流弹性盘管换热器”的专利，该本实用新型提供了一种逆流弹性盘管换热器，属热交换技术领域。主要由上封头、下封头、筒体和多组弹性回旋复合盘管换热元件等组成。主要特征为在热媒进、出管上平行布置多组弹性回旋复合盘管，每组盘管均为上、下两层；每组盘管两侧对称设置了诱振块，使每圈盘管同步振动，均匀换热；冷媒通过布置于下封头内侧的逆向螺旋流喷嘴进入筒体，为逆流换热。其权利为要求为“一种逆流弹性盘管换热器，主要由上封头(1)、下封头(5)、筒体(2)和多组弹性回旋复合盘管(6)换热元件等组成，主要特征是在热媒进、出管(3、4)上平行布置多组弹性回旋复合盘管(6)，每组均设置成上、下两层，两层通过最外圈盘管弯曲过渡连成一体，上、下两层分别按“双圆心、串联半圆弧”的形状弯曲成形，弹性回旋复合盘管(6)两端分别固定在热媒进、出管(3、4)上。”

专利号为200420014645.2、实用新型名称为“单胆层隔式换热器”的专利，涉及一种单胆层隔式换热器，在胆体内设置有中间隔板，在胆体的上端设置有热水出口和热工质进气口，在胆体的下端设置有冷水进口和热工质出气口。本实用新型结合高效的逆流式换热器和容积式换热器的优点，采用逆流换热，利用流体温度分层原理，减少胆体内的热力大循环，形成多个小循环，在每个区间内形成不同的温度，自下而上流体温度越来越高，将加热体或者热工质流管均匀分布在各个区间，就可以在单胆内形成多个温度的空间，既储存大量的流体，又得到不同温度的流体，特别是应用于余热回收时，它可以将余热工质的热量最大限度的吸收，并且储存在换热器内，避免了能量的损失。其权利为要求为“一种单胆层隔式换热器，包括胆体和胆体内的加热盘管，其特征是：在胆体内设置有中间隔板，在胆体的上端设置有热水出口和热工质进气口，在胆体的下端设置有冷水进口和热工质出气口。”

专利号为86205832、实用新型名称为“一种双逆式换热器”，该实用新型提供一种双逆式换热器，其权利为要求为“一种由外壳圆筒〔1〕、传感壁圆筒〔2〕和内壁圆筒〔3〕套装成三层空间〔10、11、12〕的换热器，其特征是：三个圆筒〔1、2、3〕的顶部焊接一平封头〔6〕，传热壁圆筒〔2〕与内壁圆筒〔3〕的下部焊接一个环形封头〔14〕，外壳下部连接一锥封头〔15〕、平封头〔6〕上接有不凝气导管〔8〕和中间层介质导出管〔9〕，第一种介质输送管〔4〕从圆筒外层〔10〕上部侧面通入，末端封死，但末端侧面开有侧孔〔5〕，使第一种介质在外层由上而下作旋转流动；另一种介质输送管〔7〕从平封头顶上插入内层〔12〕直至内层下部通入中层〔11〕下部，其管端封死，但末端侧面开有侧孔〔13〕，侧孔〔13〕与侧孔〔5〕方向相反，使第二种介质沿中层由下而上作旋转流动，但方向与第一种介质相反。”

申请号为99254018、实用新型名称为“新型逆流式平板肋片式换热器”，其权利为要求为“一种新型逆流式平板肋片式换热器，其芯体由隔板、肋片组成。其特征是换热器芯体的隔板(1)在流体流动的方向上延伸到肋片(2)之外。延伸部分逐渐变窄，两块隔板的延伸部位的部分边缘通过封条或直接结合在一起，形成芯体流道的进出口部分。

                         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隔水式换热器。

为了实现上述发明目的，本发明包括：壳体，壳体上安装有热介质进口、热介质出口、冷水进口和热水出口；其特征在于：壳体内设计有隔水衬，隔水衬将壳体内的空间分隔成热介质进口换热室和热介质出口换热室；热介质进口换热室和热介质出口换热室相通；热介质进口换热室和热介质出口换热室内分别设计有吸热管，两换热室内的吸热管为连通的；吸热管的两端分别连接有所述的冷水进口和热水出口；所述的热介质进口与热介质进口换热室连接，所述的热介质出口与热介质出口换热室连接。

根据所述的隔水式换热器，其特征在于：热介质进口与热介质进口换热室、热介质出口换热室、热介质出口构成供暖热介质定向流动通道，冷水进口与吸热管、热水出口构成洗浴水定向流动通道，供暖热介质定向流动通道方向与洗浴水定向流动通道方向相反，构成逆流式换热结构。

根据所述的隔水式换热器，其特征在于：所述的隔水衬为隔水衬套，隔水衬套的一端封闭一端开口。

根据所述的隔水式换热器，其特征在于：所述的隔水衬为隔水衬板。

根据所述的隔水式换热器，其特征在于：所述的隔水衬板为一个及其以上个。

根据所述的隔水式换热器，其特征在于：所述的吸热管为螺旋形。

根据所述的隔水式换热器，其特征在于：所述的壳体为圆柱形、矩形、椭圆形。

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。而本发明在洗浴用换热器中采用逆流式换热方式换热，逆流式换热方式比其他换热方式传热平均温度差大，温度梯度减小快，导热优于其他种流动传热方式。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，可节省吸热管(铜管)，外壳体积也相对较小，因此本发明生产成本低。

3、本发明安装方便，热介质进口、热介质出口可以设计在同一个水平线上，方便安装。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的另一种实施例结构示意图。

附图中：1、壳体；2、隔水衬套；3、吸热管；4、热介质出口；5、热介质出口换热室；6、冷水进口；7、热介质进口换热室；8、热水出口；9、热介质进口；10、隔水衬板。

                         具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步地说明。

本发明如图1、图2所示，包括：壳体1，壳体可以为圆柱形、矩形、椭圆形。壳体1上安装有热介质进口9、热介质出口4、冷水进口6和热水出口8。壳体1内设计有隔水衬，隔水衬分为两种结构：第一种结构如图1所示，为隔水衬套2；第二种结构如图2所示，为隔水衬板10。隔水衬套2、隔水衬板10都可将壳体1内的空间分隔成热介质进口换热室7和热介质出口换热室5。热介质进口换热室7和热介质出口换热室5为相通的。

图1所示的实施例中，隔水衬设计为隔水衬套2，隔水衬套2为桶形，隔水衬套2的上部封闭，下部开口。隔水衬套2将壳体1内的空间分隔成热介质进口换热室7和热介质出口换热室5，热介质进口换热室7和热介质出口换热室5为相通的。隔水衬套2内为热介质进口换热室7，热介质进口换热室7内设计有吸热管3，为了增加吸热管3的流程，吸热管3可为螺旋形，并且吸热管3可以为双根或多根。热介质出口4与热介质出口换热室5连接并相通。隔水衬套2的外部为热介质出口换热室5，热介质出口换热室5内设计有吸热管3，吸热管3可盘绕在隔水衬套2的外面。隔水衬套2内的吸热管3与隔水衬套2外的吸热管3为连通的。热介质出口4安装在壳体1上，热介质出口4与热介质出口换热室5相通。

冷水进口6与与隔水衬套2外的吸热管3的一端连接，热水出口(8)与隔水衬套2内的吸热管3的一端连接。

本发明安装在暖气供热管路上，暖气供热管路中的暖气热水(热介质)从热介质进口9进入隔水衬套2内，在压力的作用下，从上方往下方急剧下流，流出隔水衬套2后急剧上折，从热介质出口4流回供热管路。冷的自来水从冷水进口6进入吸热管3，然后在吸热管内流动，冷的自来水在流动过程中通过吸热管管壁与吸热管外的暖气热水进行热交换，将冷的自来水加热，被加热的自来水从热水出口8流出用于洗浴。

为了提高换热效果以及节省吸热管，本发明热介质进口9与介质进口换热室7、热介质出口换热室5、热介质出口4构成供暖热介质定向流动通道，冷水进口6与吸热管3、热水出口8构成洗浴水定向流动通道，供暖热介质定向流动通道方向与洗浴水定向流动通道方向相反，构成逆流式换热结构。

本发明热介质进口9、热介质出口4、冷水进口6和热水出口8在满足逆流式换热方式的情况下可以互换，并且根据需要可以安装在壳体的不同位置。

当然，本发明安装使用中不按逆流式换热方式安装同样也能使用，但效果差一些。但不论如何安装使用都是本发明的技术方案，属于本发明的保护范围。

图2所示的另一种实施例中，隔水衬设计为隔水衬板10，隔水衬板10将壳体1内的空间分隔成热介质进口换热室7和热介质出口换热室5，热介质进口换热室7和热介质出口换热室5内分别设计有吸热管3，两换热室内的吸热管为相通的。同图1所示的实施例中一样，换热器构成逆流式换热结构。本实施例的隔水衬板10可以为一个及其以上个，交错设计在壳体的上部和下部，将壳体1分隔成多个换热室，同样也构成逆流式换热结构。

本发明安装方便，热介质进口、热介质出口可以设计在同一个水平线上，方便安装。

本发明由于是逆流式换热结构，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。

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。

Claims (7)

1、一种隔水式换热器，包括：壳体(1)，壳体(1)上安装有热介质进口(9)、热介质出口(4)、冷水进口(6)和热水出口(8)；其特征在于：壳体(1)内设计有隔水衬，隔水衬将壳体(1)内的空间分隔成热介质进口换热室(7)和热介质出口换热室(5)；热介质进口换热室(7)和热介质出口换热室(5)相通；热介质进口换热室(7)和热介质出口换热室(5)内分别设计有吸热管(3)，两换热室内的吸热管(3)为连通的；吸热管(3)的两端分别连接有所述的冷水进口(6)和热水出口(8)；所述的热介质进口(9)与热介质进口换热室(7)连接，所述的热介质出口(4)与热介质出口换热室(5)连接。

2、根据权利要求1所述的隔水式换热器，其特征在于：热介质进口(9)与热介质进口换热室(7)、热介质出口换热室(5)、热介质出口(4)构成供暖热介质定向流动通道，冷水进口(6)与吸热管(3)、热水出口(8)构成洗浴水定向流动通道，供暖热介质定向流动通道方向与洗浴水定向流动通道方向相反，构成逆流式换热结构。

3、根据权利要求1或2所述的隔水式换热器，其特征在于：所述的隔水衬为隔水衬套(2)，隔水衬套(2)的一端封闭一端开口。

4、根据权利要求1或2所述的隔水式换热器，其特征在于：所述的隔水衬为隔水衬板(10)。

5、根据权利要求4所述的隔水式换热器，其特征在于：所述的隔水衬板(10)为一个及其以上个。

6、根据权利要求1或2所述的隔水式换热器，其特征在于：所述的吸热管(3)为螺旋形。

7、根据权利要求1或2所述的隔水式换热器，其特征在于：所述的壳体为圆柱形、矩形、椭圆形。

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