CN214308275U - 绕管式换热器及制冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及制冷技术领域，特别是涉及绕管式换热器及制冷系统。一种绕管式换热器，包括筒体组件、中心筒及多根换热管，所述筒体组件内具有容纳壳程介质的壳腔，所述中心筒设于所述壳腔内，多根所述换热管分层环绕所述中心筒外且呈螺旋状，所述筒体组件上开设有第一开口；所述绕管式换热器还包括第一分液头，所述第一分液头设于所述第一开口处并部分伸入所述壳腔内，所述第一分液头上开设有多个第一分液孔，所述换热管的进口连接于所述第一分液孔的孔口处。本实用新型的优点在于：能够减少焊接点，且加强分液的均匀性。

Description

绕管式换热器及制冷系统

技术领域

本实用新型涉及制冷技术领域，特别是涉及绕管式换热器及制冷系统。

背景技术

绕管式换热器安装于制冷系统中，用于进行热交换，多根换热管螺旋式地缠绕于中心筒外，具有设计紧凑、占地面积小、换热效果好的特点。

现有的绕管式换热器，通过管板实现分液，管板上开设多个固定孔，换热管的进口胀接于管板的固定孔内，管板的分液均匀性较差，从而影响绕管式换热器的换热效果。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种绕管式换热器，技术方案如下：

一种绕管式换热器，包括筒体组件、中心筒及多根换热管，所述筒体组件内具有容纳壳程介质的壳腔，所述中心筒设于所述壳腔内，多根所述换热管分层环绕所述中心筒外且呈螺旋状，所述筒体组件上开设有第一开口；所述绕管式换热器还包括第一分液头，所述第一分液头设于所述第一开口处并部分伸入所述壳腔内，所述第一分液头上开设有多个第一分液孔，所述换热管的进口连接于所述第一分液孔的孔口处。

如此设置，通过第一分液孔分液，能够加强分液的均匀性，且换热管分层呈螺旋状地环绕于中心筒外，能够避免使用多个弯头串联换热管，减少焊接点，简化加工难度。

在其中一个实施方式中，所述第一分液头包括进液头、出液头及分液锥体，所述分液锥体位于所述进液头与所述出液头之间，所述进液头设于所述第一开口内并并具有供管程介质进入的流道，所述出液头位于所述壳腔内，多个所述第一分液孔呈圆周阵列分布且从所述出液头远离所述分液锥体的表面延伸至所述分液锥体内，并与所述流道连通，每个所述第一分液孔的轴线相对所述第一分液头的轴线倾斜设置。

在其中一个实施方式中，所述绕管式换热器还包括集气组件，所述筒体组件上开设有第二开口，所述集气组件设于所述第二开口处且靠近所述绕管式换热器远离所述第一开口的一侧设置，所述集气组件与所述换热管的出口连接。

在其中一个实施方式中，所述集气组件包括集气头，所述集气头上开设有多个第二分液孔，所述换热管的出口连接于所述第二分液孔的孔口处。

在其中一个实施方式中，所述集气组件包括管板及管箱，所述管板设于所述第二开口内，所述管箱设于所述第二开口处并与所述管板形成管腔，所述管板上开设有多个与所述管腔连通的固定孔，所述换热管的出口胀接于所述固定孔内。

在其中一个实施方式中，所述筒体组件上设有壳程进管及壳程出管，所述壳程进管与所述壳程出管与所述壳腔连通，所述壳腔内设有挡板，所述挡板靠近所述壳程进管及/或壳程出管的管口处设置。

如此设置，能够降低壳程介质的流速，减弱壳程介质对于换热管的冲击，同时强化壳程介质在壳腔内分布的均匀性。

在其中一个实施方式中，所述第一开口与所述第二开口分别位于所述筒体组件的中轴线的两侧，所述壳程进管与所述壳程出管分别位于所述筒体组件的中轴线的两侧，所述绕管式换热器具有相对设置的第一侧及第二侧，所述第一开口与所述壳程出管靠近所述第一侧设置，所述第二开口与所述壳程进管靠近所述第二侧设置。

如此设置，能够使管程介质与壳程介质接触更加充分，同时，减少壳程介质的流动死区。

在其中一个实施方式中，每相邻两层的所述换热管之间间隔设置。

如此设置，使得壳程介质能够进入相邻两层的换热管间隙内与管程介质进行换热。

在其中一个实施方式中，每相邻两层的所述换热管的螺旋方向相反。

如此设置，能够强化换热管之间壳程介质的紊流度，强化换热。

本实用新型还提供如下技术方案：

一种制冷系统，包括上述的绕管式换热器。

与现有技术相比，本实用新型提供的绕管式换热器，通过第一分液头进行分液，能够加强分液的均匀性，从而提高绕管式换热器的换热效果。

附图说明

图1为本实用新型提供的一实施例的绕管式换热器的结构剖视图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为图1中B处的局部放大图；

图4为图1中C处的局部放大图；

图5为本实用新型提供的另一实施例的管式换热器的部分结构剖视图。

图中各符号表示含义如下：

100、绕管式换热器；101、第一侧；102、第二侧；10、筒体组件；11、壳腔；111、挡板；12、筒体；13、第一封盖；131、第一开口；132、壳程出管；14、第二封盖；141、第二开口；142、壳程进管；20、中心筒；30、换热管；31、垫条；32、包扎筒；40、第一分液头；41、第一分液孔；42、进液头；43、出液头；44、分液锥体；50、集气组件；51、管板；511、固定孔；52、管箱；53、管腔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请一并参阅图1至图5，本实用新型提供的一种绕管式换热器100，该绕管式换热器100安装于制冷系统中，用于进行换热。

请参见图1及图5，绕管式换热器100包括筒体组件10、中心筒20及多根换热管30，筒体组件10内具有壳腔11，多根换热管30呈螺旋式且分层地环绕于中心筒20外侧，螺旋状能够加强换热管30的抗震性并缓解不同温度造成的伸缩应力，中心筒20及换热管30设于壳腔11内。

具体地，筒体组件10包括筒体12、第一封盖13及第二封盖14，第一封盖13及第二封盖14分别盖设于筒体12的两端以形成壳腔11并密封筒体12。

绕管式换热器100具有相对设置的第一侧101及第二侧102，第一封盖13位于第一侧101，第二封盖14位于第二侧102，第一封盖13上设有壳程出管132，第二封盖14上设有壳程进管142，壳程进管142及壳程出管132均与壳腔11连通，壳程介质从壳程进管142流进壳腔11，与换热管30内的管程介质换热后，从壳程出管132中流出。

进一步地，第一封盖13上开设有第一开口131，第二封盖14上开设有第二开口141，管程介质从第一开口131处进入，从第二开口141处流出，管程介质的流动方向与壳程介质的流动方向相反，形成逆流，能够加强换热效果。

第一开口131与第二开口141分别位于筒体组件10的中轴线的两侧，壳程进管142与壳程出管132分别位于筒体组件10的中轴线的两侧，即，若第一开口131位于第一封盖13上靠近下方的位置，则第二开口141位于第二封盖14上靠近上方的位置，壳程进管142位于第二封盖14上靠近下方的位置，壳程出管132位于第一封盖13上靠近上方的位置。如此设置，使得壳程介质与管程介质接触更加充分，并且减少壳程介质的流动死区。

壳腔11内设有挡板111，挡板111靠近壳程进管142及/或壳程出管132的管口处设置，挡板111能够减小壳程介质的流速，壳程介质对于换热管30进行冲击，并且能够强化壳程介质在壳腔内分布的均匀性。

相邻两层的换热管30相互间隔设置，沿着中心筒20的径向，相邻层的换热管30之间的间隙为1mm～4mm，相邻层之间的间隙用于供壳程介质流动，以使管程介质与壳程介质充分换热。可以理解，若相邻层的换热管30的间隙太小，则壳程介质无法流动，或流速太快增加流动阻力；若相邻层的换热管30的间隙太大，则会降低壳程介质的流速，降低换热系数。相邻层的换热管30之间的间隙为可为1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、4mm或1mm～4mm之间的任意数值。需要说明的是，在本实施例中，管程介质可为制冷剂，壳程介质可为水，根据介质性质的不同，选择合适的介质走管程，另一种介质走壳程。

优选地，相邻层的换热管30之间的间隙为1mm～2mm。

相邻的两层换热管30之间设有垫条31，以分隔各层换热管30，使得相邻换热管30之间保持间距，同时起到固定换热管30的作用。

优选地，相邻两层的换热管30的螺旋方向相反，能够强化换热管30之间的壳程介质的紊流度，强化换热，提高换热效率。

请参见图3，最外层的换热管30与筒体12的内壁之间设有包扎筒32，包扎筒32缠绕最外层的换热管30外，包扎筒32固定于筒体12的内壁上，包扎筒32起到导流作用，防止壳程介质从最外层的换热管30与筒体12的内壁之间旁通，从而影响换热效果，同时也起到防止筒体12的内壁与换热管30之间的摩擦，防止换热管30被摩擦破裂从而产生泄漏。

换热管30内壁上设有螺纹(图未示)，增加换热管30的换热面积。

绕管式换热器100还包括第一分液头40，第一分液头40固定于第一开口131内，第一分液头40的一端伸入壳腔11内，伸入部分开设有多个第一分液孔41，多个第一分液孔41呈圆周阵列分布，每根换热管30均具有相对的进口及出口，多个第一分液孔41与多个换热管30的进口通过毛细管焊接连接。可以理解的是，第一分液头40的能够将管程介质均匀地分配给各根换热管30。

请参见图2，第一分液头40包括进液头42、出液头43及分液锥体44，进液头42、出液头43及分液锥体44一体成型设置，分液锥体44位于进液头42与出液头43之间，进液头42设于第一开口131内，进液头42内具有流道(图未示)，用于供管程介质的进入，出液头43位于壳腔11内，出液头43上开设有多个第一分液孔41，第一分液孔41从出液头43远离分液锥体44的表面延伸至分液锥体44内，并与进液头42的流道连通，第一分液孔41的轴线相对第一分液头40的轴线倾斜设置，以使管程介质分配均匀。

现有的壳管式换热器，一组换热管通过弯头多次折返实现流程长度的增加，一组换热管配置一个分液头分配介质，而分液头及弯头导致焊接点增加，焊接难度大，而本实用新型通过绕管式的换热管结构，加上第一分液头40与各根换热管30焊接，能够减少约80％的焊点。

请参见图4，绕管式换热器100还包括集气组件50，集气组件50设于第二开口141处，集气组件50与换热管30的出口连接。集气组件50可为管板51、分液头等具有分液作用的分液组件。

在其中一个实施例中，集气组件50包括管板51及管箱52，管板51通过焊接固定于第二开口141内，管箱52设于第二开口141处并与管板51形成管腔53，管板51上开设有多个与管腔53连通的固定孔511，换热管30的出口通过毛细管胀接于固定孔511内。

在另一实施例中，绕管式换热器100还可不设置集气组件50。

在其他实施例中，集气组件50包括集气头(图未示)，集气头上开设有多个呈圆周阵列分布的集气孔(图未示)，换热管30的出口通过毛细管焊接连接于第二分液孔的孔口处。

本实用新型还提供一种制冷系统，包括上述的绕管式换热器100。

在工作过程中，管程介质自第一分液头40进入，经第一分液头40均匀分液后，进入各根换热管30的进口内，管程介质作螺旋状流动，壳程介质自壳程进管142中进入，进入各层换热管30的间隙中，与管程介质进行换热，管程介质自集气组件50或第二开口141内流出，壳程介质自壳程出管132中流出，完成换热。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种绕管式换热器，包括筒体组件(10)、中心筒(20)及多根换热管(30)，所述筒体组件(10)内具有容纳壳程介质的壳腔(11)，所述中心筒(20)设于所述壳腔(11)内，多根所述换热管(30)分层环绕所述中心筒(20)外且呈螺旋状，所述筒体组件(10)上开设有第一开口(131)；

其特征在于，所述绕管式换热器还包括第一分液头(40)，所述第一分液头(40)设于所述第一开口(131)处并部分伸入所述壳腔(11)内，所述第一分液头(40)上开设有多个第一分液孔(41)，所述换热管(30)的进口连接于所述第一分液孔(41)的孔口处。

2.根据权利要求1所述的绕管式换热器，其特征在于，所述第一分液头(40)包括进液头(42)、出液头(43)及分液锥体(44)，所述分液锥体(44)位于所述进液头(42)与所述出液头(43)之间，所述进液头(42)设于所述第一开口(131)内并具有供管程介质进入的流道，所述出液头(43)位于所述壳腔(11)内，多个所述第一分液孔(41)呈圆周阵列分布且从所述出液头(43)远离所述分液锥体(44)的表面延伸至所述分液锥体(44)内，并与所述流道连通，每个所述第一分液孔(41)的轴线相对所述第一分液头(40)的轴线倾斜设置。

3.根据权利要求1所述的绕管式换热器，其特征在于，所述绕管式换热器还包括集气组件(50)，所述筒体组件(10)上开设有第二开口(141)，所述集气组件(50)位于所述第二开口(141)处且靠近所述绕管式换热器远离所述第一开口(131)的一侧设置，所述集气组件(50)与所述换热管(30)的出口连接。

4.根据权利要求3所述的绕管式换热器，其特征在于，所述集气组件(50)包括集气头，所述集气头上开设有多个集气孔，所述换热管(30)的出口连接于所述集气孔的孔口处。

5.根据权利要求3所述的绕管式换热器，其特征在于，所述集气组件(50)包括管板(51)及管箱(52)，所述管板(51)设于所述第二开口(141)内，所述管箱(52)设于所述第二开口(141)处并与所述管板(51)形成管腔(53)，所述管板(51)上开设有多个与所述管腔(53)连通的固定孔(511)，所述换热管(30)的出口胀接于所述固定孔(511)内。

6.根据权利要求3所述的绕管式换热器，其特征在于，所述筒体组件(10)上设有壳程进管(142)及壳程出管(132)，所述壳程进管(142)与所述壳程出管(132)与所述壳腔(11)连通，所述壳腔(11)内设有挡板(111)，所述挡板(111)靠近所述壳程进管(142)及/或所述壳程出管(132)的管口处设置。

7.根据权利要求6所述的绕管式换热器，其特征在于，所述第一开口(131)与所述第二开口(141)分别位于所述筒体组件(10)的中轴线的两侧，所述壳程进管(142)与所述壳程出管(132)分别位于所述筒体组件(10)的中轴线的两侧，所述绕管式换热器具有相对设置的第一侧(101)及第二侧(102)，所述第一开口(131)与所述壳程出管(132)靠近所述第一侧(101)设置，所述第二开口(141)与所述壳程进管(142)靠近所述第二侧(102)设置。

8.根据权利要求1所述的绕管式换热器，其特征在于，每相邻两层的所述换热管(30)之间间隔设置。

9.根据权利要求1所述的绕管式换热器，其特征在于，每相邻两层的所述换热管(30)的螺旋方向相反。

10.一种制冷系统，其特征在于，包括如权利要求1～9任意一项所述的绕管式换热器。

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