CN202074656U - 热水空调换热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种热水空调换热装置，包括多个封闭的换热容器，每个换热容器设置一个换热模块，换热模块的两端分别与用于工质进出的工质进管和工质出管相连接，换热容器上固定连通有用于水进出的进水管和出水管，多个换热容器间的工质进管和工质出管及进水管和出水管均串联连接，其中工质与水逆向流动，在多个换热容器中，位于该换热装置水入口侧和出口侧的换热容器的容积明显小于位于中间的换热容器的容积。本实用新型不但可以有效提高水的温度，向用户提供高温水，同时，可以进一步降低换热后工质的温度，使工质保持在最佳的低温状态，得到相应的过冷度，有效降低空调系统冷凝侧的压力，提高空调系统的换热效率。

Description

热水空调换热装置

技术领域

本实用新型涉及的是一种换热装置，特别涉及一种用于热水空调系统中的换热装置。

背景技术

空调器一般都有制冷和制热两种工作模式，这两种工作模式下都存在非工作热能的损失，制冷模式时的冷凝器散热白白排向大气，造成热污染，进一步加强了“热岛效应”，影响生活环境。

现有技术中的热水空调系统则有效解决了上述问题，它既有空调机的制冷和制热功能，同时可以将空调的冷凝热能大部分收集起来，向用户提供生活用温水或热水，当做热水器使用，节能环保，热水空调系统可广泛应用于家庭、酒店、发廊、浴室等场所。

在现有的热水空调系统中，所使用的换热器基本上采用单级换热，既使用单个的换热器进行热交换，这样，会导致水的温度范围过窄，不能够满足用户想要获得高温水的要求，而且不能起到良好的蒸发或冷凝效果，特别在空调制冷运行时，无法获取较低温度的工质，使空调系统中冷凝侧压力偏高，从而影响热水空调系统的换热效率。

发明内容

本实用新型主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种结构简单，换热效率高，可以提供高温水同时有效降低热水空调系统冷凝侧压力的热水空调换热装置。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种热水空调换热装置，包括多个封闭的换热容器，每个换热容器设置一个换热模块，所述换热模块的两端分别与用于工质进出的工质进管和工质出管相连接，所述换热容器上固定连通有用于水进出的进水管和出水管；多个换热容器间的工质进管和工质出管按工质流动方向串联相连接，多个换热容器间的进水管和出水管按水的流动方向串联连接；所述工质的流动方向与水的流动方向相反；在多个换热容器中，位于该换热装置水入口侧和出口侧的换热容器的容积明显小于位于中间的换热容器的容积。

与每个所述换热容器连通的进水管的出口位于所述换热容器的底部，所述出水管的入口位于所述换热容器的顶部。

所述换热模块由一根换热盘管或多根并联的换热盘管组成。换热盘管有两种设置方式，一种是所述换热盘管设置在所述换热容器的内腔中，所述换热盘管的两端均固定在所述换热容器的底壁上，所述换热盘管包括直管和螺旋盘管两部分，所述直管的一端连接于所述工质进管，所述直管的另一端连接于所述螺旋盘管的顶部，所述螺旋盘管的底部连接于所述工质出管。另一种是所述换热盘管紧贴设置在所述换热容器的外部，其螺旋盘绕在所述换热容器的壳体上。

在所述位于中间的换热容器上再单独设置1个或1个以上的循环水出口及循环水入口。

在每个所述换热容器上至少设置一用于探测水温度的探温器。

与每个所述换热容器连通的进水管的顶部设置一用于改变水流动方向的挡水帽。

在每个所述换热容器的底壁上连通一排污管。

综上内容，本实用新型所述的一种热水空调换热装置，整体结构简单，换热效率高，通过工质与水逆向流动的方式，及采用容积不同的换热容器，不但可以有效提高水的温度，向用户提供高温水，同时，可以进一步降低换热后工质的温度，使工质保持在最佳的低温状态，得到相应的过冷度，有效降低空调系统冷凝侧的压力，提高空调系统的换热效率。

另外，多个换热容器可以实现对水的逐级加热，尤其是在中间换热容器上又另外单独设置循环水的入口和出口，可以实现提取多个温度段的水，满足用户对水温的不同需求。

本实用新型在换热容器的底部连通一排污管，可以实现在换热液体污浊时的有效排放，保证了液体的洁净，不但可以进一步提高换热效率，同时也使得换热后的液体达到卫生标准。

附图说明

图1本实用新型结构示意图；

图2本实用新型另一实施例结构示意图。

如图1和图2所示，换热容器1，换热模块2，工质进管3，工质出管4，进水管5，出水管6，换热盘管7，底壁8，循环水出口9，循环水入口10，探温器11，排污管12。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

实施例一：

如图1所示，一种热水空调换热装置，空调系统中从压缩机排出的高温工质进入该装置中与水进行热交换，水将工质散发的大部分热量吸收，用于加热水，向用户提供所需要的高温水，同时降低工质的温度，参与空调系统的制冷循环。

该热水空调换热装置由多个封闭的换热容器1串联组成，本实施例以由三个换热容器1组成为例，分别为1号换热容器1a、2号换热容器1b和3号换热容器1c。

每个换热容器1上均连通有用于工质进出的工质进管3和工质出管4，及用于水进出的进水管5和出水管6。三个换热容器1间的工质进管3和工质出管4按工质流动方向串联相连接，三个换热容器1间的进水管5和出水管6按水的流动方向串联连接，工质的流动方向与水的流动方向相反，这样即可以保证工质在热交换以后的过冷度，又可以得到高温水。

工质从1号换热容器1a的工质进管3进入，1号换热容器1a的工质出管4与2号换热容器1b的工质进管3连通，2号换热容器1b的工质出管4与3号换热容器1c的工质进管3连通，最后低温工质从3号换热容器1c的工质出管4流出，进入空调循环系统。

低温水从3号换热容器1c的进水管5进入到3号换热容器1c的内腔中，3号换热容器1c的出水管6与2号换热容器1b的进水管5连通，2号换热容器1b的出水管6与1号换热容器1a的进水管5连通，高温水最后从1号换热容器1a的出水管6流出供用户使用。

在每个换热容器1的内腔中设置换热模块2，换热模块2的两端分别与用于工质进出的工质进管3和工质出管4相连接。换热模块2可以是由一根换热盘管7组成，如图1所示的3号换热容器1c中的换热模块2，也可以是由多根并联的换热盘管7组成，对于普遍应用的热水空调器，一般采用两根并联的换热盘管7即可，如图1所示的1号换热容器1a和2号换热容器1b中的换热模块2。换热盘管7的总长是根据每个换热容器1内所需要进行的换热量来确定的，采用两根换热盘管7并联的方式，不但可以增大换热效率，还可以减少换热损失。两根换热盘管7并联的方式可以采用多种形式，可以以同一个缠绕半径交错缠绕，也可以采用缠绕半径不同，分内层和外层的方式进行缠绕。换热盘管7一般采用光滑的铜管，为了进一步提高换热效率，也可以采用内螺纹高效铜管。

换热盘管7包括直管7a和螺旋盘管7b两部分，直管7a的一端连接于工质进管3，直管7a的另一端连接于螺旋盘管7b的顶部，螺旋盘管7b的底部连接于工质出管4。当工质进管3内有高温工质流入时，直管7a部分可以保证高温工质在短时间内送到达换热容器1的上部，此时，工质与换热容器1内的水之间热交换较少，工质再通过螺旋盘管7b部分时与换热容器1内的水进行充分的热交换，以实现换热容器1内水温自上而下的有效分层，并保证换热容器1的顶部水温最高。

因为低温水的比重高于高温水的比重，为提高换热效率，并有助于水在换热容器1内从下至上实现不同温度区域的有效分层，进水管5的开口设置在换热容器1内腔中的底部，保证低温水从换热容器1的底部流入，出水管的开口设置在换热容器1内腔中的顶部，保证高温水从每个换热容器1的顶部流出换热容器1。

因为流入换热容器1内的水是具有一定压力的，为避免进水管5流出的水向上直接喷射至换热容器1的上部，在每个进水管5的顶部设置一用于挡水的挡水帽(图中未示出)，保证从进水管5流出的低温水先经过换热容器1的底部。

在三个换热容器1中，位于该换热装置水入口侧的3号换热容器1c和位于水出口侧的1号换热容器1a的容积明显小于位于中间的2号换热容器1b的容积。在1号换热容器1a中，工质首先进入1号换热容器1a，此时工质的温度最高，而已在3号换热容器1c和2号换热容器1b进行了热交换的中温水在1号换热容器1a内再与高温的工质再进行热交换，由于1号换热容器1a的容积较小，水的容量就小，所以，换热后的水温会非常高，可以得到用户所需要的高温水。同理，在3号换热容器1c中，低温水首先进入3号换热容器1c，此时水的温度最低，而已在1号换热容器1a和2号换热容器1b进行了热交换的具有较低温度的工质在3号换热容器1c内再与低温的水再进行热交换，由于3号换热容器1c的容积较小，水的容量小，温度低，所以，换热后的工质温度会非常低，使工质保持在最佳的低温状态，得到相应的过冷温度，降低空调系统的冷凝侧压力，提高整个空调系统的换热效率。2号换热容器1b的容积选择超大容积，是为了可以储存更多的热能，较好地保持水的温度，这样，在水进入1号换热容器1a后可以快速的得到更高温度的水。

以制冷功率为3匹的空调系统举例：1号换热容器1a的容积优选为15升，其内的换热盘管7的总长为20米，每根换热盘管7的长度为10米；2号换热容器1b的容积优透为115升，其内的换热盘管7的总长为25米，每根换热盘管7的长度为12.5米；3号换热容器1c的容积优选为20升，其内的换热盘管7的总长为5米。这样，经过换热后的高温水的温度可以达到90℃，换热后的工质的温度可以达到35℃。

换热盘管7的两端均密封固定在换热容器1的底壁8上，2号换热容器1b和3号换热容器1c的进水管5和出水管6也均密封固定在底壁8上，这样，为保证底壁8的强度，可以只加厚底壁8的材料厚度，相应的换热容器1其它壁面的材料就可以相对地薄一些，从而可以降低材料成本，同时，无论换热容器1的底壁8采用焊接工艺或是采用法兰盘工艺进行安装，均可以简化整个装置的加工工艺，并可保证其安装强度，降低制造成本，大幅度提高其可靠性。在1号换热容器1a中，由于容积的限制，其进水管5和出水管6均开在1号换热容器1a的侧壁上。对于2号换热容器1b和3号换热容器1c，为保证换热后的高温水在短时间内流出出水管6，出水管6采用直管的形式。

如图1所示，在最大容积的2号换热容器1b的侧壁上另外设置有一个循环水入口10和一个循环水出口9，循环水入口10和循环水出口9的数量可以设置多个，这可以根据需要灵活设置，在每个循环水入口10和循环水出口9处均设置控制阀门(图中未示出)。如可以用于地暖中，向地暖的换热管道中输送所需温度的水，此时，可以打开相应的控制阀门，水就会在地暖管道、循环水入口10、2号换热容器1b、及循环水出口9之间循环往复流动。

在每个换热容器1上再至少设置一用于探测水温度的探温器11，探温器11可以设置在换热容器1的任何位置，探测换热容器1的某一位置的水的温度，通过换热量的计算，可以计算出其它位置的水的温度。一般情况下，对于1号换热容器1a因为需要得到高温水，而将探温器11设置在较高的位置，直接获得高温水的温度，对于3号换热容器1c，将探温器11设置在较低的位置，直接获得满足用户需求的出水温度。

在每个换热容器1的底壁8上再连通一排污管12，在每个排污管12上设置一排污阀(图中未显示)，排污管12应尽可能地开在底壁8的最低点位置，更有利于换热容器1内的液体排出。当换热容器1内的水污浊时，可以打开排污阀，将污浊的水从排污管12排出，这样不但可以进一步提高整个换热装置的换热效率，同时可以保证向用户提供的高温水的卫生标准。

该换热装置的工作流程如下：

高温工质(气体状态)从1号换热容器1a的工质进管5进入到换热盘管7中，经过热交换，再由工质出管4流出，进入2号换热容器1b的工质进管5，进而再流入换热盘管7中进行热交换，再由工质出管4流出，进入3号换热容器1c的工质进管5，进入换热盘管7中进行热交换，最后由工质出管6流出，进入空调系统。高温工质在此过程中，与三个换热容器1内的水逐级进行充分的热交换，完成高温工质的冷凝过程，分别释放工质的显热和潜热，最后，低温工质(液体状态)从3号换热容器1c的工质出管4流出，进入到空调系统中。

低温水从3号换热容器1c的进水管5进入到内腔中，经过与换热盘管7内的工质进行热交换后，由出水管6流出，经过2号换热容器1b的进水管5，进入2号换热容器1b的内腔中，再经过热交换，由出水管6流出，经过1号换热容器1a的进水管5，进入到1号换热容器1a的内腔中，经过热交换，最后由1号换热容器1a的出水管6流出，供用户使用。由于每个换热容器1中的换热模块2内的高温工质基本上是从上向下流动，所以换热容器1内的水从上至下温度逐步降低。低温水在此过程中，与三个换热容器1中的换热模块2内的高温工质逐级进行热交换，最后，高温水从1号换热容器1a的出水管6流出，供用户使用。

工质的流动方向与水的流动方向相反，可以实现对工质显热和潜热的分别提取，对水进行逐级加热升温，实现水温的有效分层，在最短时间内获得所需要的高温水，同时达到降低工质冷凝温度的目的，提高空调系统的效率。

实施例二：

如图2所示，该换热器的结构和工作流程与实施例一中描述基本一致，不同之处在于，换热模块2设置在换热容器1的外部，组成换热模块2的换热盘管7可以是一根，也可以是并联的两根，换热盘管7紧贴换热容器1的壳体螺旋盘绕。这样，虽然在换热效率上有所降低，但是，可以使换热盘管7不与水直接接触，避免由于换热盘管7的泄露导致工质和工质里所带的压缩机油等杂质进入水中，而影响水的卫生质量。

该种结构的换热盘管7可以只有螺旋盘管7b部分，也可以如实施例一所述的包括直管7a和螺旋盘管7b两部分。

如上所述，结合附图和实施例所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种热水空调换热装置，其特征在于：

包括多个封闭的换热容器，每个换热容器设置一个换热模块，所述换热模块的两端分别与用于工质进出的工质进管和工质出管相连接，所述换热容器上固定连通有用于水进出的进水管和出水管；

多个换热容器间的工质进管和工质出管按工质流动方向串联相连接，多个换热容器间的进水管和出水管按水的流动方向串联连接；

所述工质的流动方向与水的流动方向相反；

在多个换热容器中，位于该换热装置水入口侧和出口侧的换热容器的容积明显小于位于中间的换热容器的容积。

2.根据权利要求1所述的热水空调换热装置，其特征在于：与每个所述换热容器连通的进水管的出口位于所述换热容器的底部，所述出水管的入口位于所述换热容器的顶部。

3.根据权利要求1所述的热水空调换热装置，其特征在于：所述换热模块由一根换热盘管或多根并联的换热盘管组成。

4.根据权利要求3所述的热水空调换热装置，其特征在于：所述换热盘管设置在所述换热容器的内腔中，所述换热盘管的两端均固定在所述换热容器的底壁上。

5.根据权利要求4所述的热水空调换热装置，其特征在于：所述换热盘管包括直管和螺旋盘管两部分，所述直管的一端连接于所述工质进管，所述直管的另一端连接于所述螺旋盘管的顶部，所述螺旋盘管的底部连接于所述工质出管。

6.根据权利要求3所述的热水空调换热装置，其特征在于：所述换热盘管紧贴设置在所述换热容器的外部，其螺旋盘绕在所述换热容器的壳体上。

7.根据权利要求1所述的热水空调换热装置，其特征在于：在所述位于中间的换热容器上再单独设置1个或1个以上的循环水出口及循环水入口。

8.根据权利要求1所述的热水空调换热装置，其特征在于：在每个所述换热容器上至少设置一用于探测水温度的探温器。

9.根据权利要求1所述的热水空调换热装置，其特征在于：与每个所述换热容器连通的进水管的顶部设置一用于改变水流动方向的挡水帽。

10.根据权利要求1所述的热水空调换热装置，其特征在于：在每个所述换热容器的底壁上连通一排污管。 

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