CN215766621U - 一种热交换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热交换装置，包括内管和外管，内管中空设置形成第一通道，所述外管套设在所述内管外，并且与所述内管之间形成第二通道，所述外管的两端分别设置有水分配器，所述水分配器套设于所述内管上并且部分插入所述内管与外管之间使得内管与外管之间密封设置，分别连通进水口和出水口，所述内管的外壁型有凸起的第一螺旋结构，所述外管的内壁成型有与所述第一螺旋结构方向相反的第二螺旋结构，本实用新型的有益效果在于通过旋向互逆的两个螺旋结构作用，使得内外管之间的流体能够形成紊流的状态，增加换热面积，从而有效的提高换热效率。

Description

一种热交换装置

技术领域

本实用新型涉及空调系统，特别是一种热交换装置。

背景技术

现有的换能器当液态换热介质在经过由内管外壁高齿螺旋时形成螺旋离心力，在离心力的作用下，液态换热介质容易形成束状射流，从而使得实际的换能面积较小，从而造成换热的效能较低。

在中国专利公开号CN200520116728.7中公开了一种套管式防冻换能器，它的水分配器中央由压合套压接塑性材料的水套管，能消除因水介质固化的径向张力对换能器的损坏，实现了换能器利用水为介质的创新，但是这种换能器存在以下缺点，采用高齿螺旋换能管，液态介质在经流螺旋结构时容易形成螺旋离心力，从而使得液态介质形成束状射流，实际的换能面积小，换热效率低，换热的效果相对较差。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种热交换装置，能够有效的避免流通内外管之间的流体形成束状射流状态，使得其形成紊流状态，大面积的增加热交换的面积，从而提高热交换的效率。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种热交换装置，包括内管和外管，所述内管中空设置形成可容流体流通的第一通道，所述外管套设在所述内管外，并且与所述内管之间形成可容流体流通的第二通道，所述外管的两端分别设置有水分配器，所述水分配器套设于所述内管上并且部分插入所述内管与外管之间使得内管与外管之间密封设置，所述水分配器分别连通进水口和出水口，所述内管的外壁沿长度方向设有凸起的第一螺旋结构，所述外管的内壁沿长度方向设有与所述第一螺旋结构方向相反的第二螺旋结构。

本实用新型的工作原理在于：热交换装置双管设置，内管的外壁沿长度方向成型有凸起的第一螺旋结构，而在外管的内壁设置与第一螺旋结构反向的第二螺旋结构，使得内管的外壁和外管的内壁之间形成互逆的螺旋结构，使得流体介质在通道里流通流经具有螺旋结构的一段时在内管外壁和外管内壁的作用下流体形成两个反向的流动状态，两个流向相反的流体之间互相混合，将内外管之间的整个流体形成紊流的状态，从而大大增加了换热面积，进而有效的提高了换热的效率，使得换热能够更加高效快速。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二通道的容积大于所述第一通道的容积。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一通道用于流通制冷剂；所述第二通道用于流通介质水。

作为本实用新型的进一步改进，所述内管采用金属材质制成，所述外管采用塑性材质制成。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二螺旋结构为沿内壁长度方向延伸的螺旋状弹簧。

作为本实用新型的进一步改进，所述内管的内壁设有沿内管长度方向延伸的第三螺旋结构。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一螺旋结构和所述第三螺旋结构旋向相同并且交错设置，使得所述内管的管壁厚度均匀。

作为本实用新型的进一步改进，所述外管插入有水分配器的部分套设有橡胶密封件，用于密封外管与水分配器。

作为本实用新型的进一步改进，所述水分配器与所述内管之间套设有可沿内管轴线方向滑动的密封件，并且所述水分配器外套设有固定螺母与所述内管固定连接。

本实用新型的有益效果：

（1）通过内外管设置互逆的螺旋结构使得流通内外管之间的流体在两个螺旋结构的相互作用下形成流体的紊流状态，减少或者扰乱流体形成束状射流，从而增加热交换的面积，进而提高热交换装置的换热效率。

（2）采用管壁呈麻花状结构的内管使得内管的外壁和内壁均具有螺旋结构，从而使得通过内管内部的流体和通过内外管之间的流体均能够在螺旋结构的作用下被搅动，从而增加换热量，提高换热效率。

附图说明

图1为本实施例的具体结构示意图；

1-内管；11-第一通道；12-第一螺旋结构；13-第三螺旋结构；2-外管；21-第二通道；22-第二螺旋结构；3-橡胶密封件；4-水分配器；5-进水口；6-出水口；7-密封件；8-螺母。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本实用新型进行详细的说明。

参见图1，本实用新型，一种热交换装置，包括内管1和外管2，所述内管1中空设置形成可容流体流通的第一通道11，所述外管2套设在所述内管1外，并且与内管1之间形成可容流体流通的第二通道21，第二通道21的容积大于第一通道的容积，使得单位时间内流过第二通道的流体多与流过第一通道，第二通道内的流体多换热面积大，能够有效的提高换热的效率，所述内管1的外壁沿长度方向成型有凸起的第一螺旋结构12，所述内管1的内壁沿长度方向成型有与所述第一螺旋结构12旋向相同的第三螺旋结构13，所述第一螺旋结构12和第三螺旋结构13交错设置，使得所述内管1的管壁厚度均匀，优选地，本实用新型采用麻花管作为内管，麻花管的管壁沿圆周方向反复扭制形成麻花状结构，从而形成第一螺旋结构12和第三螺旋结构13，现有技术中采用翅片结构作为内管的螺旋结构来增加流体的流动性，但是采用翅片结构的内管往往是采用的直管在外壁上焊接翅片结构，这种结构螺旋结构仅分布在内管的外侧，内管的内部仍然是直形管，也就是流通内管内部的流体并没有一个螺旋结构来搅动，而本实用新型优选的采用麻花管作为内管，麻花管的螺旋结构是由整个管壁经过反复扭转而形成的，这样就使得整个内管无论是外壁还是内壁都具有螺旋结构，因此流体无论是流经内管内部也就是第一通道还是流经内外管之间的第二通道都能在螺旋结构的作用下被搅动，两个通道内的流体都在不断的搅动相比于翅片只有单侧流体被搅动的情况换热效果会更好，所述外管2的内壁沿长度方向成型有第二螺旋结构22，所述第二螺旋结构22的旋向与所述第一螺旋结构12的旋向相反，使得流体在经过螺旋结构的时候在第一螺旋结构和第二螺旋结构的作用下形成方向互逆的两股水流，两股水流在搅动过程中混合形成紊流状态，单内管外壁设置螺旋结构水流在经过螺旋结构的时候形成螺旋离心力，在离心力的作用下，水流容易形成束状射流，水流形成束状射流后被搅动的流体的范围就会减小，只有靠近内管的一侧形成搅动状态，这样就会造成实际的换热面积较小，换热的效率也不高，因此在外管的内壁设置与第一螺旋结构反向的第二螺旋结构，这样流体在第一螺旋结构的作用下形成水流的搅动，同时在第二螺旋结构的作用下形成互逆的水流方向，这样搅动方向互逆的两股水流混合，能够有效的减少和扰乱内外管之间的流体形成束状射流，使得水流形成紊流状态，改善了原先的束状射流状态，有效的增加了被搅动的水流的范围，从而加大了换热面积，而换热面积增大能够有效的提高换热的效率，使得热交换装置的换热效果更好，所述外管2的两端分别设置有水分配器2，所述水分配器4套设在所述内管1上并且部分插入内外管之间，水分配器4分别连通进出口5和出水口6，水分配器4和内管之间通过密封件7密封，密封件7套设在内管1上并且可沿内管1的轴线方向滑动，为了能够使得内管1和外管2之间密封的更加牢固，在水分配器4和内管1之间还连接有螺母8，通过螺母的紧固作用使得两者密封更加可靠。

优选地，本实施例中，内管1采用金属材质制成，外管2采用塑性材质制成，一方面金属外管不具备防冻的功能，冬天温度较低的情况下热交换装置存在冻裂损坏的问题，塑性材料具有较好的防冻功能，即使在温度较低的情况下也不容易被冻裂，另外，采用塑性材质相对于其他材质成本较低，形成螺旋结构的加工工艺也相对较为简单，成品率高，后期的更换更方便，另一方面，塑性材料热胀冷缩，在夏季制冷状态下，由于夏季温度较高，外管在高温状态下可径向膨胀，增加内外管之间的间隙，使得第二通道的容积增加，现有的热交换装置为了避免满峰值状态往往是过峰值要求设计，需要通过增大设计功率来解决可能出现的冲击性峰值要求，但实际工况中仍然存在跳机等问题，而将外管设计为塑性材料，通过其高温可轴向膨胀的性能，增加内外管之间的间隙从而使得热交换装置本身具有额外的刚性冗余，在做热交换装置设计时就无须再考虑过峰值设计，本实施例实际运行过程中，40-50摄氏度的户外，72小时运行未出现跳机现象，另外，水分配器与内管之前的密封件可沿轴向滑动，当外管受热径向膨胀第二通道内的流体容积增加，同时推动两端的密封件向外滑动，带动水分配器和与之固定的外管实现轴向上的拉伸，从而进一步增大第二通道的容积，提高换热效率，同时也能通过扩张防止换能液体低温冻结破坏管体，并且能够加强高温峰值时液体的流通量，从而提高换热效率，避免发生过峰跳机的情况，为了能够匹配外管的弹性变形，优选地第二螺旋结构22为沿内壁长度方向延伸设置的螺旋状弹簧，弹簧具有弹性，当外壁受热径向膨胀时，弹簧能够随外壁一起扩张，若采用其他材质，当外壁朝径向膨胀时会限制外壁的膨胀，使得外壁无法扩张，另外优选地，本实用新型中，第一通道11用于流通制冷剂，例如氟利昂等，第二通道21用于流通介质水，现有技术中，通常采用内管内部流通介质水、内外管之间流通制冷剂的形式来进行换热，由于内管采用金属材料制得，而金属材料容易吸附水中的杂质，长时间使用后就会在管壁形成一层水垢，使得内管内部的流体和内外管之间的厚度增加，从而降低换热的效果，因此对水质的要求相对较高，本实用新型中采用内管内部走制冷剂、内外管之间走水的方式能够有效的避免内管内部形成水垢，从而提高换热效率，并且本实用新型中外管采用塑性材料制得，塑性材料不容易跟金属离子产生反应，因此杂质也就不容易在外管内壁沉积形成水垢，另外经流内管外壁的水流在离心力的作用下杂质通常随离心力被甩向外管，不容易在内管外壁沉积产生水垢，甩向外管后，外管采用塑性材质不易吸附金属离子，因此内外管之间就不容易产生水垢，热交换装置对水质的要求就相对较低，可满足各种环境的水质。

所述外管2两端通过套设在其外的橡胶密封件3与水分配器4密封固定，橡胶密封件3具有一定的弹性，套设在外管插入有水分配器的部分，使得外管和水分配器之间能够很好的被密封，从而保证内外管之间的密封，确保换能液体也就是介质水不会渗漏。

最后应说明的是：以上实施案例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施案例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施案例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施案例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种热交换装置，包括内管（1）和外管（2），所述内管（1）中空设置形成可容流体流通的第一通道（11），所述外管（2）套设在所述内管（1）外，并且与所述内管（1）之间形成可容流体流通的第二通道（21），所述外管（2）的两端分别设置有水分配器（4），所述水分配器（4）套设于所述内管（1）上并且部分插入所述内管（1）与外管（2）之间使得内管与外管之间密封设置，所述水分配器（4）分别连通进水口（5）和出水口（6），其特征在于，所述内管（1）的外壁沿长度方向设有凸起的第一螺旋结构（12），所述外管（2）的内壁沿长度方向设有与所述第一螺旋结构（12）方向相反的第二螺旋结构（22）。

2.根据权利要求1所述的一种热交换装置，其特征在于，所述第二通道（21）的容积大于所述第一通道（11）的容积。

3.根据权利要求1所述的一种热交换装置，其特征在于，所述第一通道（11）用于流通制冷剂；所述第二通道（21）用于流通介质水。

4.根据权利要求1或3所述的一种热交换装置，其特征在于，所述内管（1）采用金属材质制成，所述外管（2）采用塑性材质制成。

5.根据权利要求4所述的一种热交换装置，其特征在于，所述第二螺旋结构（22）为沿内壁长度方向延伸的螺旋状弹簧。

6.根据权利要求1所述的一种热交换装置，其特征在于，所述内管（1）的内壁设有沿其长度方向延伸的第三螺旋结构（13）。

7.根据权利要求6所述的一种热交换装置，其特征在于，所述第一螺旋结构（12）和所述第三螺旋结构（13）旋向相同并且交错设置，使得所述内管（1）的管壁厚度均匀。

8.根据权利要求1所述的一种热交换装置，其特征在于，所述外管插入有水分配器（4）的部分套设有橡胶密封件（3），用于密封外管（1）与水分配器（4）。

9.根据权利8所述的一种热交换装置，其特征在于，所述水分配器（4）与所述内管之间套设有可沿内管（1）轴线方向滑动的密封件（7），并且所述水分配器（4）外套设有固定螺母（8）与所述内管（1）固定连接。

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