CN212842324U - 一种防结垢空气源热泵换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种防结垢空气源热泵换热器，包括换热器本体，换热器本体为柱形机构，包括外壳体、内壳体以及设置在内壳体与外壳体之间的螺旋盘管，螺旋盘管内设有换热水通道；螺旋盘管包括进水口和出水口，进水口与出水口均伸出至外壳体外部，进水口位于出水口下方；螺旋盘管内壁设有防结垢涂层。本实用新型所述的一种防结垢空气源热泵换热器包括螺旋盘管，螺旋盘管内壁为波纹状，与光管相比，可增大换热面积，有助于制冷剂在处于液态时产生紊流运动，获得高效传热；同时其内壁附有涂层，该涂层与螺旋盘管内壁紧密结合，具有高耐磨性及耐腐蚀性。

Description

一种防结垢空气源热泵换热器

技术领域

本实用新型属于热交换领域，尤其是涉及一种防结垢空气源热泵换热器。

背景技术

目前，我国年产各类空调逾1亿台，每年空调运行耗电达8000亿度，约占全国电力消耗的20％；氟利昂制冷剂年使用量27万吨，二氧化碳当量排放4.6亿吨，占全球三分之二。然而，现有技术中空调内的换热器随时间会出现结垢现象，导致换热效率不足，从而使能耗转化不足，资源得不到充分利用。因此，换热管防结垢，提高换热器能效是面临的难题。

针对换热器污垢问题，分为除结垢和防结垢两类。目前主要为除结垢，方法分为化学法和物理法。目前化学除垢多采用磷系配方，其中最多的是有机多元磷酸，在中国工业中广泛使用。化学除垢法处理简单，效果明显，但化学除垢剂存在污染和局限性问题，化学试剂的加入使地热水受到不同程度的污染，不利于地热水回灌和重复利用。机械搅拌、振动是较原始的除垢方法，但其需要在停车状态下进行，从而造成生产中断，而且能耗增加，成本高，技术尚不成熟，不能从根本上防止污垢产生，因此没有在工业生产中得到广泛使用。

理论和实践都证明:如果表面张力小,则沉淀物无处着床,粘附不上, 即不会造成结垢。有机高分子聚合物表面张力小、难润湿，抗沾粘是理想的防结垢涂层。但是有两个问题需要考虑，一是矿水中含有少量固体颗粒，所以应增加涂层耐磨性；二是高聚物与金属结合较差，容易脱落，应采用过渡层。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种防结垢空气源热泵换热器，提供一种防结垢空气源热泵换热器，该换热器采用波纹状内壁的螺旋盘管与防结垢涂层相结合，防结垢涂层从内到外依次设置的固化层、疏水结构层、低表面能层、耐磨表层，既可以是使涂层与管壁稳定结合，又可以使管内流动液体直接与耐磨层结合，增加涂层耐磨性，此外，低表面能层可大大降低液体附着性，可提高空气源热泵换热器的换热效率，同时防结垢涂层可保护基底金属免遭腐蚀，增加使用寿命。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种防结垢空气源热泵换热器，包括换热器本体，换热器本体为柱形机构，包括外壳体、内壳体以及设置在内壳体与外壳体之间的螺旋盘管，螺旋盘管内设有换热水通道；

螺旋盘管包括进水口和出水口，进水口与出水口均伸出至外壳体外部，进水口位于出水口下方；

外壳体与内壳体之间形成密闭的冷却空间，外壳体上设有与冷却空间内部连通的制冷液进口和制冷液出口，制冷液进口位于制冷液出口上方；

螺旋盘管内壁设有防结垢涂层。

进一步的，换热器本体内制冷液的流向与螺旋管内的液体流向相反；

螺旋盘管内壁设有用于降低污垢附着性的波纹状结构。

进一步的，防结垢涂层包括用于降低螺旋盘管内壁表面能的低表面能层以及用于对螺旋盘管起到疏水作用的疏水结构层。

进一步的，低表面能层远离疏水结构层一侧还设有耐腐蚀层，耐腐蚀层用于与螺旋盘管内液体接触。

进一步的，疏水结构层远离低表面能层一侧还设有固化层，固化层一侧与疏水结构层连接，另一侧与螺旋盘管内壁连接。

进一步的，所述的低表面能层为溴化十六烷基三甲基铵、十二烷基氨基丙酸、十二烷基苯磺酸钠、聚四氟乙烯和氟树脂中的一种或两种以上的组合。

进一步的，所述的疏水结构层为疏水气相二氧化硅和溶胶-凝胶法纳米二氧化硅中的一种，所述的纳米颗粒的粒径在10-500nm。

进一步的，所述的耐腐蚀层为疏水型纳米氧化铝、碳氮化钛和氮化铝钛中的一种或两种以上的组合。

进一步的，所述的固化层为甲基硅树脂、环氧树脂、聚丙烯酰胺和聚氨酯中的一种或两种以上的组合。

进一步的，所述固化层的厚度为0.1-0.5um；

疏水结构层的厚度为0.1-0.5um；

低表面能层的厚度为0.3-3um；

耐腐蚀层的厚度为0.1-0.3um。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种防结垢空气源热泵换热器具有以下优势：

(1)本实用新型所述的一种防结垢空气源热泵换热器，体积紧凑，具有换热效率高，体积小，水路流通截面大、有效减少污垢；

(2)本实用新型所述的一种防结垢空气源热泵换热器包括螺旋盘管，螺旋盘管内壁为波纹状，与光管相比，可增大换热面积，有助于制冷剂在处于液态时产生紊流运动，获得高效传热；

(3)本实用新型所述的一种防结垢空气源热泵换热器包括螺旋盘管，其内壁附有涂层，该涂层与螺旋盘管内壁紧密结合，具有高耐磨性及耐腐蚀性；

(4)本实用新型所述的附有涂层的螺旋盘管，涂层由于为低表面能，水流过管壁不易沉积，摩擦力大大降低，有效防止管壁结垢，提高换热器的换热效率及使用寿命。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的一种防结垢空气源热泵换热器整体示意图；

图2为本实用新型实施例所述的螺旋盘管内壁涂层示意图。

附图标记说明：

1-外壳体；2-内壳体；3-螺旋盘管；301-固化层；302-疏水结构层；303- 低表面能层；304-耐腐蚀层；4-出水口；5-制冷液进口；6-进水口；7-制冷液出口；8-支撑架。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1和图2所示，一种防结垢空气源热泵换热器，包括换热器本体，换热器本体为柱形机构，包括外壳体1、内壳体2以及设置在内壳体2与外壳体1之间的螺旋盘管3，螺旋盘管3内设有换热水通道；

螺旋盘管3包括进水口6和出水口4，进水口6与出水口4均伸出至外壳体1外部，进水口6位于出水口4下方；

外壳体1与内壳体2之间形成密闭的冷却空间，外壳体1上设有与冷却空间内部连通的制冷液进口5和制冷液出口7，制冷液进口5位于制冷液出口7上方；

螺旋盘管3内壁设有防结垢涂层。

换热器本体内制冷液的流向与螺旋管内的液体流向相反；

螺旋盘管3内壁设有用于降低污垢附着性的波纹状结构。

防结垢涂层包括用于降低螺旋盘管3内壁表面能的低表面能层303以及用于对螺旋盘管3起到疏水作用的疏水结构层302。

低表面能层303远离疏水结构层302一侧还设有耐腐蚀层304，耐腐蚀层304用于与螺旋盘管3内液体接触。

疏水结构层302远离低表面能层303一侧还设有固化层301，固化层301 一侧与疏水结构层302连接，另一侧与螺旋盘管3内壁连接。

所述的低表面能层303为溴化十六烷基三甲基铵、十二烷基氨基丙酸、十二烷基苯磺酸钠、聚四氟乙烯和氟树脂中的一种或两种以上的组合。

所述的疏水结构层302为疏水气相二氧化硅和溶胶-凝胶法纳米二氧化硅中的一种，所述的纳米颗粒的粒径在10-500nm。

所述的耐腐蚀层304为疏水型纳米氧化铝、碳氮化钛和氮化铝钛中的一种或两种以上的组合。

所述的固化层301为甲基硅树脂、环氧树脂、聚丙烯酰胺和聚氨酯中的一种或两种以上的组合。

所述固化层301的厚度为0.1-0.5um；

疏水结构层302的厚度为0.1-0.5um；

低表面能层303的厚度为0.3-3um；

耐腐蚀层304的厚度为0.1-0.3um。

在具体实施过程中，一种防结垢空气源热泵换热器包括外壳体1、内壳体2以及外壳体1和内壳体2之间螺旋盘管3，所述螺旋盘管3内部为水通道，所述的螺旋盘管3的进水端6自外壳体的下部穿出，水管的出水端4自外壳体的上部穿出，所述螺旋盘管3内部附有防结垢涂层，所述防结垢涂层从内到外依次设置的固化层301、疏水结构层302、低表面能层303、耐磨表层304，所述外壳体1、内壳体2与螺旋盘管3之间为制冷剂流道，壳体上设有与制冷剂流道相通的制冷剂进口5和制冷剂出口7，所述自来水流向与制冷剂流向相反，所述的外壳体的底部设有支撑架8。

所述的螺旋盘管3内壁为波纹状，可降低污垢的附着性。

所述的螺旋盘管3内壁附有防结垢涂层，该涂层耐磨且表面能低，可大大减少污垢与内壁的结合。

所述螺旋盘管3内的流通液体为自来水。

所述自来水自外壳体下方出口6流入，上方出口4流出，流通时自来水与螺旋盘管的内壁防结垢涂层接触。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种防结垢空气源热泵换热器，包括换热器本体，其特征在于：换热器本体为柱形机构，包括外壳体(1)、内壳体(2)以及设置在内壳体(2)与外壳体(1)之间的螺旋盘管(3)，螺旋盘管(3)内设有换热水通道；

螺旋盘管(3)包括进水口(6)和出水口(4)，进水口(6)与出水口(4)均伸出至外壳体(1)外部，进水口(6)位于出水口(4)下方；

外壳体(1)与内壳体(2)之间形成密闭的冷却空间，外壳体(1)上设有与冷却空间内部连通的制冷液进口(5)和制冷液出口(7)，制冷液进口(5)位于制冷液出口(7)上方；

螺旋盘管(3)内壁设有防结垢涂层。

2.根据权利要求1所述的一种防结垢空气源热泵换热器，其特征在于：换热器本体内制冷液的流向与螺旋管内的液体流向相反；

螺旋盘管(3)内壁设有用于降低污垢附着性的波纹状结构。

3.根据权利要求1所述的一种防结垢空气源热泵换热器，其特征在于：防结垢涂层包括用于降低螺旋盘管(3)内壁表面能的低表面能层(303)以及用于对螺旋盘管(3)起到疏水作用的疏水结构层(302)。

4.根据权利要求3所述的一种防结垢空气源热泵换热器，其特征在于：低表面能层(303)远离疏水结构层(302)一侧还设有耐腐蚀层(304)，耐腐蚀层(304)用于与螺旋盘管(3)内液体接触。

5.根据权利要求4所述的一种防结垢空气源热泵换热器，其特征在于：疏水结构层(302)远离低表面能层(303)一侧还设有固化层(301)，固化层(301)一侧与疏水结构层(302)连接，另一侧与螺旋盘管(3)内壁连接。

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