CN205536559U - 换热装置及热泵热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换热装置及热泵热水器，其涉及热水工程技术领域。换热装置包括：具有内腔的壳体；设置于所述壳体的空腔中的第一换热管；设置在所述第一换热管内的第二换热管，所述第二换热管为螺旋盘管。热泵热水器，它包括：换热装置；热泵主机，其与所述换热装置中所述第二流道相连以形成制冷剂的循环回路。本实用新型中的换热装置及热泵热水器能够有效提高换热装置中流体之间的换热效率。

Description

换热装置及热泵热水器

技术领域

本实用新型涉及热水工程技术领域，特别涉及一种换热装置及热泵热水器。

背景技术

热泵热水器是一种较为节能环保的热水装置，由于其使用方便、节能性高的优点，已经在各种场所得到广泛的应用。

为了进一步减小热能损耗，中国发明专利公开号为CN102192595A的专利中公开一种套管换热水箱以及热泵热水器，其中，套管换热水箱包括箱体、换热外管及换热内管，换热外管置于箱体内，换热内管套设于换热外管内，换热内管内部形成内腔，换热内管与换热外管之间形成外腔；内腔的两端通过水管与所述箱体连通而形成回路，并在水管上设有水泵；外腔的两端相对于所述箱体外露。但是，由于箱体、换热外管和换热内管之间均为简单套设，导致该套管换热水箱的换热效率较低，由此需要更多长度的换热外管与换热内管以达到足够的换热量，这样不但会使得换热外管占据箱体中大量空间，且大大增加了整个套管换热水箱的制造成本。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型实施例所要解决的技术问题是提供了一种换热装置及热泵热水器，其能够有效提高换热装置中流体之间的换热效率。

本实用新型实施例的具体技术方案是：

一种换热装置，它包括：

具有内腔的壳体；

设置于所述壳体的空腔中的第一换热管；

设置在所述第一换热管内的第二换热管，所述第二换热管为螺旋盘管。

优选地，所述第二换热管为单独成形。

优选地，所述第一换热管沿纵向延伸并穿设于所述壳体内。

优选地，所述第二换热管沿纵向穿设在所述第一换热管中，在所述第一换热管内部，所述第二换热管的下方具有预设容置空间。

优选地，所述第一换热管与所述壳体之间形成第一流道，所述第二换热管与所述第一换热管之间形成第二流道，所述第二换热管内形成第三流道，所述第一流道内的流体的流动方向与所述第三流道内的流体的流动方向相同，所述第一流道内的流体的流动方向与所述第二流道内的流体的流动方向相反。

优选地，所述第一流道内的流体自下往上流动，所述第二流道内的流体自上往下流动，所述第三流道内的流体自下往上流动。

优选地，所述第一流道内的流体自上往下流动，所述第二流道内的流体自下往上流动，所述第三流道内的流体自上往下流动。

优选地，所述第一换热管由钢制成，其外壁镀设有搪瓷。

优选地，所述第二换热管由铜制成。

优选地，所述第一流道和所述第三流道用于通入的流体为水。

优选地，所述第二流道用于通入的流体为制冷剂。

优选地，沿所述螺旋盘管的中心线插设有用于固定所述螺旋盘管的固定件。

优选地，所述固定件沿纵向延伸，所述固定件的侧壁与所述螺旋盘管相紧贴，所述螺旋盘管的外侧与所述第一换热管的内壁相紧贴，所述第二换热管与所述第一换热管之间形成第二流道，所述第二流道呈圆柱螺旋线。

优选地，所述换热装置还包括沿所述螺旋盘管的中心线插设的第三换热管。

一种热泵热水器，它包括：上述所述的换热装置，所述第二换热管与所述第一换热管之间形成第二流道；

热泵主机，其与所述换热装置中所述第二流道相连以形成制冷剂的循环回路。

优选地，所述壳体上具有第一开口和第三开口，所述第二换热管具有第二换热管进口和第二换热管出口，所述第三开口和所述第二换热管进口用于与自来水相连接，所述第一开口连接有第一管路，所述第一管路上具有第一节点，所述第二换热管出口通过第二管路与所述第一节点相连。

优选地，所述壳体上还具有第二开口，所述第一节点与所述第二换热管出口之间的所述第二管路上具有第二节点，所述第二节点与所述壳体的所述第二开口之间通过第三管路相连，所述第三管路上设置有水泵。

优选地，所述第二管路上设置有流量控制阀。

优选地，所述换热装置还包括沿所述螺旋盘管的中心线插设的第三换热管，所述第三换热管具有第三换热管进口和第三换热管出口，所述第三换热管进口与所述第二换热管进口相连通，所述第三换热管出口与所述第二换热管出口相连通。

本实用新型的技术方案具有以下显著有益效果：

1、本实用新型中的换热装置将第一换热管设置在壳体内，将螺旋盘管的第二换热管穿设在第一换热管中，第一换热管与第二换热管之间形成第二流道，第二换热管内形成第三流道，由于第二换热管为螺旋盘管，在一定长度的第一换热管中，其可以大大增加第二换热管的换热面积，如此能够提高第二流道与第三流道中流体之间的换热效率。

2、第一换热管与壳体之间形成第一流道，第二流道中的流体可以同时与第一流道以及第三流道中的流体进行热交换，如此，可以提高整个换热装置的换热效率。

3、沿所述螺旋盘管的中心线插设有固定件，由于固定件的侧壁与螺旋盘管相紧贴，所述螺旋盘管的外侧与所述第一换热管的内壁相紧贴，这使得第二换热管与所述第一换热管之间形成第二流道呈圆柱螺旋线，如此大大延长了第二流道的长度，第二流道中的流体无法沿螺旋盘管的中心线或螺旋盘管外侧与第一换热管之间的间隙流过，必须沿圆柱螺旋线流过第二流道，这样大大提高了第二流道中的流体与第三流道、第一流道中流体之间的换热效率，尤其是第二流道中的流体与第三流道中的流体之间的换热效率。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。

图1为本实用新型实施例中换热装置的结构示意图。

图2为换热装置中第一换热管、第二换热管以及固定件之间的关系图。

图3为本实用新型实施例中热泵热水器的结构示意图。

图4为具有第三换热管的热泵热水器的结构示意图。

以上附图的附图标记：

1、壳体；2、第一换热管；3、第二换热管；31、第二换热管进口；32、第二换热管出口；4、容置空间；5、第一流道；6、第二流道；7、第三流道；8、固定件；9、热泵主机；10、流量控制阀；11、第一开口；12、第二开口；13、第三开口；14、第一管路；15、第一节点；16、第二管路；17、第二节点；18、第三管路；19、水泵；20、第三换热管；21、第三换热管进口；22、第三换热管出口；23、单向阀；24、过滤器，25、电磁阀。

具体实施方式

结合附图和本实用新型具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本实用新型的细节。但是，在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。

图1为本实用新型实施例中换热装置的结构示意图，如图1所示，一种换热装置，它包括：具有内腔的壳体1；设置于壳体1的空腔中的第一换热管2；设置在第一换热管2内的第二换热管3，第二换热管3为螺旋盘管。

该换热装置将第一换热管2设置在壳体1内，将螺旋盘管的第二换热管3穿设在第一换热管2中，第一换热管2与第二换热管3之间形成第二流道6，第二换热管3内形成第三流道7，由于第二换热管3为螺旋盘管，在一定长度的第一换热管2中，其可以大大增加第二换热管3的换热面积，如此能够提高第二流道6与第三流道7中流体之间的换热效率。由于第二换热管3的体积较小，其与第一换热管2配合使用，这样可以节约两者占用壳体1内的空间，使得壳体1体积相对变小，从而有效减小换热装置的整体体积，解决了换热装置占用空间大的问题。

其次，第一换热管2与壳体1之间形成第一流道5，第二流道6中的流体可以同时与第一流道5以及第三流道7中的流体进行热交换，如此，有效提高了整个换热装置的换热效率。

下面将对本换热装置做进一步的解释和说明。如图1所示，壳体1的内部具有一内腔，在壳体1的内腔中可以容置第一换热管2以及第二换热管3。该壳体1整体可以呈各种形状，其不受任何限制。

第一换热管2可以沿纵向延伸并穿设于壳体1内。第一换热管2与壳体1之间形成第一流道5，该第一流道5用于通入流体。第一换热管2可以通过直管直接加工而成，其可以由钢制成。在第一换热管2的外壁可以镀设有搪瓷。当第一流道5中通过的流体为水或其它对第一流道5的外壁造成伤害的物质时，搪瓷可以对第一换热管2的外壁形成保护层，以防止其受到伤害。例如，当第一换热管2由钢或铁制成时，第一流道5中长期通入水后，第一换热管2的外壁会慢慢开始生锈。铁锈附着在第一换热管2的外壁，第一换热管2的换热系数就会变低，使得换热装置的换热效率下降。当第一换热管2的外壁镀设有搪瓷后能够避免上述情况的发生。

第二换热管3为螺旋盘管，其单独成形而成。第二换热管3与第一换热管2之间形成第二流道6，第二换热管3内形成第三流道7。第一流道5、第二流道6以及第三流道7均相互独立，可以用于通过流体。第二换热管3可以由铜制成，由于铜的导热系数高，其可以提高第二流道6中流体与第三流道7中流体之间的换热效率。

在一个可选的实施方式中，第一流道5和第三流道7用于通入的流体为水。第二流道6用于通入的流体为制冷剂。在第二流道6中的制冷剂温度高于第一流道5和第三流道7中的水的温度，第二流道6中的制冷剂与第一流道5和第三流道7中的水发生换热，于是可以将第一流道5和第三流道7中的水同时进行加热，经加热后的第一流道5和第三流道7中的水可以供给用户使用。

作为优选的，第一流道5内的流体的流动方向与第三流道7内的流体的流动方向相同，第一流道5内的流体的流动方向与第二流道6内的流体的流动方向相反。第二流道6分别与第一流道5和第三流道7形成逆向对流，逆向对流有利于提高第二流道6中制冷剂与第一流道5和第三流道7中水的换热效率。具体的，第一流道5内的流体自下往上流动，第二流道6内的流体自上往下流动，第三流道7内的流体自下往上流动。或者，第一流道5内的流体自上往下流动，第二流道6内的流体自下往上流动，第三流道7内的流体自上往下流动。如图1所示，换热装置可以是竖直放置，当然的，换热装置也可以是水平放置，此时，第一流道5、第二流道6和第三流道7的方向可以是沿水平方向。在申请中，并不对第一流道5、第二流道6和第三流道7的方向做任何限制，同时，第一流道5、第二流道6和第三流道7中流体的方向可以任意配合，上述情况只是一些优选的实施方式，其可以更有效的提高换热效率，但是，其它流动方向的配合都是可行的，在此并不做任何限制。

图2为换热装置中第一换热管2、第二换热管3以及固定件8之间的关系图，如图2所示，沿螺旋盘管的中心线插设有用于固定螺旋盘管的固定件8。该固定件8用于对螺旋盘管起到支撑和固定作用。当第二换热管3较长时，如果其沿竖直方向设置，容易出现倾斜或弯曲，设置固定件8后可以避免上述情况的发生。在一个更为优选的实施方式中，固定件8沿纵向延伸，固定件8的侧壁与螺旋盘管相紧贴，螺旋盘管的外侧与第一换热管2的内壁相紧贴，第二换热管3与第一换热管2之间形成第二流道6，第二流道6呈圆柱螺旋线。此时，由于固定件8的侧壁与螺旋盘管相紧贴，螺旋盘管的外侧与第一换热管2的内壁相紧贴，这使得第二换热管3与第一换热管2之间形成第二流道6呈圆柱螺旋线，如此，大大延长了第二流道6的长度，第二流道6中的流体无法沿螺旋盘管的中心线或螺旋盘管外侧与第一换热管2之间的间隙流过，其必须沿圆柱螺旋线流过第二流道6，这样大大提高了第二流道6中的流体与第三流道7、第一流道5中流体之间的换热效率，尤其是第二流道6中的流体与第三流道7中的流体之间的换热效率。

图4为具有第三换热管20的热泵热水器的结构示意图，如图4所示，换热装置还可以包括沿螺旋盘管的中心线插设的第三换热管20。该第三换热管20可以替代上述固定件8。第三换热管20可以沿纵向延伸，第三换热管20的侧壁与螺旋盘管相紧贴，螺旋盘管的外侧与第一换热管2的内壁相紧贴，如此，同样可以达到固定件8的功能。其次，第三换热管20中同样可以通入流体，例如水等，在一种可行的情况下，第三换热管20中的水可以与第一换热管2和第二换热管3之间的第二流道6中的制冷剂发生换热，如此对第三换热管20中的水进行加热，这样可以进一步再提高整个换热装置的换热效率。

第二换热管3沿纵向穿设在第一换热管2中，在第一换热管2内部，第二换热管3的下方具有预设容置空间4。当第二换热管3与第一换热管2之间形成的第二流道6中通入制冷剂时，制冷剂与第一流道5和第三流道7中的流体发生换热。制冷剂可以从第二流道6的上部通入，第二流道6的下部流出，尤其制冷剂在刚通入时呈气态，随着制冷剂与第一流道5和第三流道7中的流体发生换热，其温度慢慢下降，当其流至第二流道6的下部时，其转化成液态或气液混合态。当然的，通过设计计算，可以使得第二流道6的长度偏长，如此能够保证当制冷剂的过冷度，当其流至第二流道6下部时完全转化成液态。此时，第二换热管3的下方具有预设容置空间4，该容置空间4可以用于容置转化成液态的制冷剂，这样以后，在外部可以不设置对制冷剂进行存储的储液器，从而达到降低成本的目的。

图3为本实用新型实施例中热泵热水器的结构示意图，如图3所示，本申请中还提出了一种热泵热水器，它包括上述任意一种换热装置；热泵主机9，其与换热装置中第二流道6相连以形成制冷剂的循环回路。该热泵热水器中的换热装置可以如图3中所示为竖直方向放置，当然的，在其它实施方式中热泵热水器中的换热装置也可以沿水平方向放置。

当第二换热管3的下方具有预设容置空间4时，该容置空间4可以用于容置转化成液态的制冷剂，对于整个热泵热水器而言，在热泵热水器中可以不设置对制冷剂进行存储的储液器，如此可以降低成本。

该热泵热水器的第一流道5(壳体1与第一换热管2之间)内通入水，第二流道6(第一换热管2与第二换热管3之间)与热泵主机9形成循环回路，该循环回路中通入制冷剂，第三流道7(第二换热管3内)同样通入水。如此，通过热泵主机9使得第二流道6中的制冷剂对第一流道5和第三流道7中的水进行加热，加热后的水可以供给用户使用。

在一个实施方式中，如图3所示，壳体1上具有第一开口11和第三开口13，第二换热管3具有第二换热管3进口和第二换热管3出口，第三开口13和第二换热管3进口用于与自来水相连接，第一开口11连接有第一管路14，第一管路14上具有第一节点15，第二换热管3出口通过第二管路16与第一节点15相连。通过上述连接，自来水可以对第二换热管3(第三流道7)以及壳体1内(第一流道5)进行供水，水经过加热后，第二换热管出口32与壳体1的第一开口11相连通后可以给用户进行供水。在第一节点15与第二换热管出口32之间连接有单向阀23，该单向阀23可以防止在对壳体1中进行供水时，壳体1中的水通过第一管路14形成倒流，由第二换热管出口32流入第二换热管3。

第二管路16上还可以设置有流量控制阀10。壳体1的第三开口13处还可以设置有电磁阀25。在一种情况下，当电磁阀25关闭时，自来水可以直接经过第二换热管3(第三流道7)被加热后供给用户使用。在另一种情况下，若自来水经过第二换热管3(第三流道7)加热后未能达到要求，可以通过流量控制阀10调节第二换热管3中的出水，减小出水量进而使得流过第二换热管3的水被充分加热后达到要求。或者，打开电磁阀25，壳体1内存贮的被加热完全的水从第一开口11流出与第二换热管3中的出水混合后再供给用户使用，如此，通过流量控制阀10使得混合后得出水温度达到要求。

在一个优选的实施方式中，壳体1上还可以具有第二开口12，第一节点15与第二换热管出口32之间的第二管路16上具有第二节点17，第二节点17与壳体1的第二开口12之间通过第三管路18相连，第三管路18上设置有水泵19。在该种连接方式下，热泵热水器可以具有储热过程。当用户不使用热水时，热泵热水器根据壳体1内存储的水的温度判断是否进行内循环加热。当壳体1内存储的水的温度不满足要求时，开启内循环加热：打开电磁阀25，开启水泵19。壳体1中的水从壳体1的第三开口13流出进入第二换热管3中进行加热，再通过水泵19、壳体1的第二开口12流入至壳体1中，直至壳体1中的水的温度满足要求。在第三管路18上还可以设置有一过滤器24，该过滤器24可以对流入壳体1中的水进行过滤，以保证壳体1中不会出现沉淀等杂质。

在一个优选的实施方式中，图4为具有第三换热管20的热泵热水器的结构示意图，如图4所示。换热装置中包括沿螺旋盘管的中心线插设的第三换热管20，第三换热管20具有第三换热管进口21和第三换热管出口22，第三换热管进口21与第二换热管进口31相连通，第三换热管出口22与第二换热管出口32相连通。如此，自来水不仅可以通过第二换热管3内部进行加热，还可以通过第三换热管20内部进行加热，第二换热管3和第三换热管20加热后的水汇合后供给用户使用。通过上述方式，进一步提高了热泵热水器中换热装置的换热效率。

上述多个不同的方式均提高了换热装置的换热效率，进而进一步提高了整个热泵热水器的能效等级，从而更好的达到了节能环保的目标。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种换热装置，其特征在于，它包括：

具有内腔的壳体；

设置于所述壳体的空腔中的第一换热管；

设置在所述第一换热管内的第二换热管，所述第二换热管为螺旋盘管。

2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述第二换热管为单独成形。

3.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述第一换热管沿纵向延伸并穿设于所述壳体内。

4.根据权利要求3所述的换热装置，其特征在于，所述第二换热管沿纵向穿设在所述第一换热管中，在所述第一换热管内部，所述第二换热管的下方具有预设容置空间。

5.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述第一换热管与所述壳体之间形成第一流道，所述第二换热管与所述第一换热管之间形成第二流道，所述第二换热管内形成第三流道，所述第一流道内的流体的流动方向与所述第三流道内的流体的流动方向相同，所述第一流道内的流体的流动方向与所述第二流道内的流体的流动方向相反。

6.根据权利要求5所述的换热装置，其特征在于，所述第一流道内的流体自下往上流动，所述第二流道内的流体自上往下流动，所述第三流道内的流体自下往上流动。

7.根据权利要求5所述的换热装置，其特征在于，所述第一流道内的流体自上往下流动，所述第二流道内的流体自下往上流动，所述第三流道内的流体自上往下流动。

8.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述第一换热管由钢制成，其外壁镀设有搪瓷。

9.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述第二换热管由铜制成。

10.根据权利要求5所述的换热装置，其特征在于，所述第一流道和所述第三流道用于通入的流体为水。

11.根据权利要求5所述的换热装置，其特征在于，所述第二流道用于通入的流体为制冷剂。

12.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，沿所述螺旋盘管的中心线插设有用于固定所述螺旋盘管的固定件。

13.根据权利要求12所述的换热装置，其特征在于，所述固定件沿纵向延伸，所述固定件的侧壁与所述螺旋盘管相紧贴，所述螺旋盘管的外侧与所述第一换热管的内壁相紧贴，所述第二换热管与所述第一换热管之间形成第二流道，所述第二流道呈圆柱螺旋线。

14.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述换热装置还包括沿所述螺旋盘管的中心线插设的第三换热管。

15.一种热泵热水器，其特征在于，它包括：如权利要求1中所述的换热装置，所述第二换热管与所述第一换热管之间形成第二流道；

热泵主机，其与所述换热装置中所述第二流道相连以形成制冷剂的循环回路。

16.根据权利要求15所述的热泵热水器，其特征在于，所述壳体上具有第一开口和第三开口，所述第二换热管具有第二换热管进口和第二换热管出口，所述第三开口和所述第二换热管进口用于与自来水相连接，所述第一开口连接有第一管路，所述第一管路上具有第一节点，所述第二换热管出口通过第二管路与所述第一节点相连。

17.根据权利要求16所述的热泵热水器，其特征在于，所述壳体上还具有第二开口，所述第一节点与所述第二换热管出口之间的所述第二管路上具有第二节点，所述第二节点与所述壳体的所述第二开口之间通过第三管路相连，所述第三管路上设置有水泵。

18.根据权利要求16所述的热泵热水器，其特征在于，所述第二管路上设置有流量控制阀。

19.根据权利要求16所述的热泵热水器，其特征在于，所述换热装置还包括沿所述螺旋盘管的中心线插设的第三换热管，所述第三换热管具有第三换热管进口和第三换热管出口，所述第三换热管进口与所述第二换热管进口相连通，所述第三换热管出口与所述第二换热管出口相连通。