CN217275707U - 换热器及热泵热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了换热器及热泵热水器，其中换热器包括两个集流管及平行流管组，所述平行流管组连接于两个所述集流管，所述平行流管组包括多个平行设置的扁管，每个所述扁管与所述集流管的连接处形成连接位，所述连接位的长度方向与所述集流管的轴向平行；其中，所述连接位在所述集流管上排布成多列，沿所述集流管的轴向，相邻两个连接位错开。连接位在集流管上布置为多列，平行流管组的多个扁管也被分成多列，由于相邻两个连接位错开，在集流管的轴向上，相邻的两个扁管之间的间距大于0mm，多个扁管能够交错拼合，大幅缩小扁管之间的缝隙，在同样尺寸的换热器中可以布置更多的扁管，提升换热器与内胆的换热效率，尤其适用于小容积内胆。

Description

换热器及热泵热水器

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，特别涉及一种换热器及应用其的热泵热水器。

背景技术

相关技术中，微通道换热器是一种采用扁管的新型高效换热器，具有换热效率高、成本低、抗电化学腐蚀能力强等优点，目前已大量应用于汽车空调、散热器以及热水器行业。热泵热水器的内胆采用的主流换热器即为微通道换热器，微通道换热器缠绕包覆在内胆的外表面。微通道换热器主要由微通道扁管、位于扁管两端的集流管、用来分流密封的集流管隔片、端盖以及输入/输出管接头组成。扁管插入集流管并焊接固定，为保证结构强度相邻的两个扁管之间需要预留足够的间距，造成换热器中扁管的数量少，小容积内胆接触的扁管数量较少，换热效率偏低。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种换热器，能够有效提高换热器中扁管的数量，有利于提升换热效率。

本实用新型同时提出采用上述换热器的热泵热水器。

根据本实用新型第一方面实施例的换热器，包括两个集流管及平行流管组，所述平行流管组连接于两个所述集流管，所述平行流管组包括多个平行设置的扁管，每个所述扁管与所述集流管的连接处形成连接位，所述连接位的长度方向与所述集流管的轴向平行；其中，所述连接位在所述集流管上排布成多列，沿所述集流管的轴向，相邻两个所述连接位错开。

根据本实用新型第一方面实施例的换热器，至少具有如下有益效果：连接位在集流管上布置为多列，平行流管组的多个扁管也被分成多列，由于相邻两个所述连接位错开，在集流管的轴向上，相邻的两个所述连接位之间的间距大于0mm，多个扁管能够交错拼合，大幅缩小扁管之间距离，在同样尺寸的换热器中可以布置更多的扁管，提升换热器与内胆的换热效率，尤其适用于小容积内胆。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述连接位在所述集流管上排布成两列，在所述扁管的横截面上，两列所述连接位与所述集流管的轴线之间的距离相等。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，沿所述集流管的周向，相邻两列所述连接位的之间的间距大于所述扁管的横截面宽度。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述平行流管组连接有至少一根固定条，所述固定条与多个所述扁管固定连接。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述固定条的数量为一根或多根，所述固定条的长度方向与所述集流管的轴向平行。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述固定条焊接在每个所述扁管的外管壁上。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述固定条上沿长度方向设置有多个间隔布置的卡环，每个所述卡环与一个所述扁管卡接。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述集流管的外壁设置有多个缺口，所述缺口中设置有隔板，所述隔板用于隔断所述集流管的内腔，沿所述集流管的轴向，所述隔板与所述扁管的之间的距离大于等于2mm。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，每个所述集流管连接有多个安装支架，所述安装支架朝背离所述平行流管组的方向延伸，所述安装支架设置有安装孔。

根据本实用新型第二方面实施例的热泵热水器，包含第一方面实施例所述的换热器。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的附加方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型第一方面实施例的换热器其中一个集流管的结构示意图；

图2为本实用新型第一方面实施例的换热器的结构示意图；

图3为本实用新型第一方面实施例的换热器另一个集流管的结构示意图；

图4为图1的A处局部放大视图；

图5为图2的B处局部放大视图；

图6为图3的C-C剖视图；

图7为本实用新型第二方面实施例的热泵热水器中内胆与换热器的结构示意图。

附图标号如下：

集流管100、扁孔101、冷媒输入接头102、冷媒输出接头103、缺口104、端盖110、安装支架120、安装孔121、拉簧130、隔板140；

扁管200；

加强条300；

内胆400。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本实用新型的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图5所示，本实用新型第一方面的实施例提出一种换热器，主要应用于热泵热水器，换热器缠绕包覆在热泵热水器的内胆400外表面，冷媒在换热器内流动，利用换热器与内胆400中的水进行热交换，从而制取热水。

相关技术中，换热器包括两个集流管100及平行流管组，具体地，平行流管组位于两个集流管100之间，平行流管组包括多个平行设置的扁管200，每个扁管200均连通两个集流管100，多个扁管200沿集流管100的轴向间隔分布，从换热的角度考虑，在内胆400容积不变的前提下，多个扁管200排布越紧密越好，能够取得最大的换热面积，提高换热效率及能效。但是，扁管200是通过钎焊焊接固定于集流管100，需要在集流管100上开设适配扁管200的扁孔101，扁孔101与扁管200一一对应，扁管200的端部插入扁孔101，再进行钎焊焊接。考虑到开设扁孔101后需要保障集流管100的结构强度，防止变形或者焊缝断裂，因此相邻的两个扁孔101必须预留足够的间距。现下集流管100仅在外壁开设一列扁孔101，因此平行流管组的多个扁管200排布较为稀疏，从而导致换热器与内胆400的接触面积偏少，换热效率较低，必须将换热器的体积增大以增加扁管200的数量，增大换热面积以满足换热效率。

本实用新型第一方面实施例提出的换热器，沿集流管100的轴向，在集流管100上开设多列扁孔101，相应的，多个扁管200也排布为多列，可以是两列、三列，甚至更多列数，其中两列为较佳选择，以下均以两列为例进行说明。如图4所示，两列扁孔101采用交错布置的布局方式，在集流管100的轴向上，相邻两个扁孔101错开，也即相邻的两个连接位错开，比如每列扁孔101中相邻两个扁孔101的间距定义为L1，扁孔101的长度尺寸定义为 L2，满足L1＞L2，一方面能够保证相邻两个扁孔101之间具有足够的间距，保障集流管100 的结构强度，另一方面L1＞L2使得两列扁管200可以拼合，多个扁管200拼合至同一平面，使得换热器弯曲包覆内胆400时，每一个扁管200都能够抵接内胆400或者与内胆400保持基本相同的距离(扁管200和内胆400之间设有导热硅脂)，满足进行换热的要求。

可以理解的是，当多个扁管200排布为三列，在集流管100的轴向上，只要任意相邻两个扁管200错开即可满足平行流管组的多个扁管200能够拼合，使得换热器弯曲包覆内胆400 时，每一个扁管200都能够抵接内胆400。

可以理解的是，换热器组装后，每个扁管200与集流管100的连接处形成连接位，连接位包括扁管200与集流管100支架的缝隙以及焊接形成的焊缝，连接位在集流管100上也是分布为两列或者更多列数，在集流管100的轴向上，相邻两个连接位错开，也即在集流管100 的轴向上任意相邻的两个扁管200不存在重叠，其中相邻两个连接位之间的距离为1mm是较佳方案，既不影响两列扁管200的拼合，又能尽量减少间隙。

可以理解的是，由于在集流管100上形成多列错开布置的连接位，平行流管组的多个扁管200对应采用多列错开排布的结构形式，能实现拼合，既能保障集流管100的结构强度，又能够使得多个扁管200紧密排布，大幅减少缝隙，在扁管200数量不变的前提下，能够减小换热器的体积，大约能减少1/4的体积，尤其适用于容积较小的内胆400，有利于热泵热水器的小型化，提高热泵热水器的换热能力和能效。

参照图4和图6，可以理解的是，集流管100上开设两列扁孔101，在扁管200的横截面上，集流管100的两列扁孔101布局为关于集流管100的轴线对称，两列扁孔101与集流管100的轴线为等间距布置，采用上述结构，换热器组装后，进行弯曲成型时，两列扁管200 的弯曲变形较为近似，有利于操作；而且，有利于在集流管100上加工扁孔101，防止扁孔 101过分偏离集流管100的轴线导致冲孔偏歪或者集流管100变形。

参照图6，可以理解的是，在集流管100的周向上，相邻两列扁孔101之间的距离大于扁孔101的宽度尺寸，将两列扁孔101之间的距离定义为L4，扁孔101的宽度尺寸定义为L3，在设计上满足L3＜L4＜2*L3，其中以1.5*L3＜L4为较佳选择，两列扁孔101之间预留充足的空间，也即在集流管100的周向上，相邻两个连接位之间的距离大于扁管200的横截面宽度，一方面保障集流管100的结构强度，另一方面便于进行焊接作业，防止扁管200之间过分靠近而影响焊接。

可以理解的是，扁孔101采用冲孔工艺成型，扁管200的端部插入扁孔101，然后进行钎焊固定，为了防止扁管200过度插入，通常在扁管200上设置凸点，利用凸点限定扁管200 插入扁孔101的深度，还有利于集流管100内的冷媒流入扁管200。

参照图2和图5，每个集流管100的两端均固定有端盖110，以使集流管100的内部形成密闭的内腔，端盖110通常为焊接固定，保障结构稳定性及密封性。在其中一个集流管100上连接有用于连接冷媒管路的冷媒输入接头102及冷媒输出接头103，冷媒输入接头102和冷媒输出接头103均为焊接固定于集流管100，如图7所示，换热器包围在内胆400的外壁，通过冷媒输入接头102和冷媒输出接头103连接热泵热水器的冷媒管路，因此冷媒输入接头102和冷媒输出接头103位于背离平行流管组的一侧，既便于进行连接冷媒管路的焊接作业，又能够避免冷媒输入接头102、冷媒输出接头103占用扁管200的空间。

参照图2，可以理解的是，平行流管组位于两个集流管100之间，平行流管组的多个扁管200长度较大，在弯曲成型及后续装配中易出现变形的问题，针对平行流管组易变形的问题，在平行流管组上增加一根或多根加强条300，通过加强条300加强平行流管组的刚性，防止在装配时因平行流管组的刚性不足而变形，保证在装配时平行流管组中的相邻扁管200 之间的间距固定，从而使得平行流管组的多个扁管200与内胆400外壁的接触面的间隙稳定，并能够使平行流管组与内胆400的外壁较为均匀地贴合，提升传热效果。

当然，加强条300可以是与每路扁管200固定连接的一整根加强条，如图2所示；也可以包括多根断开的加强条，多根断开的加强条沿集流管100的轴向依次设置，并连接平行流管组中不同位置的多个扁管200，同样能够实现防止平行流管组变形。

可以理解的是，加强条300的长度方向与每个扁管200的长度方向垂直，是较佳方案，可以采用相对较短的加强条300且起到较强的结构加强效果；当然，也可以设计加强条300 的长度方向与每个扁管200的长度方向倾斜，两者之间的夹角大于45度且小于90度，以在满足结构强度的同时，降低加强条300在每路扁管200上固定位置的精度要求，从而提高组装效率。

可以理解的是，加强条300可以通过焊接在每个扁管200的外管壁上，采用焊接的方式将加强条300与每个扁管200的外管壁固定连接，加工方便，固定牢固，提升结构加强效果；另外，焊接加强条300后，有助于限定平行流管组的相邻扁管200之间的间距，进而使得平行流管组的多个扁管200与内胆400外壁的接触面更为均匀，有利于提升传热效率。

可以理解的是，加强条300与扁管200还可以采用卡扣固定，在加强条300上沿其长度方向布置多个卡环(图中未示出)，每个卡环与一个扁管200卡接固定。采用在加强条300上设置多个卡环的方式，将多个卡环分别卡接在平行流管组的多个扁管200上，实现加强条300 对平行流管组的结构加强，装配方便，固定牢固；并且多个卡环沿加强条300的长度方向间隔设置，以确保平行流管组的多个扁管200间的间距固定，从而使得平行流管组的多路扁管 200与内胆400外壁的接触更加均匀，有利于提升传热效率。

可以理解的是，加强条300的数量可以根据换热器的尺寸进行选择，具体地，若平行流管组的扁管200长度较大，可以采用两条或者更多的加强条300，多个加强条300可以是平行布置，也可以是非平行布置，比如布置为八字形。

如图2所示，加强条300的数量为一根，加强条300固定在平行流管组沿长度方向的中间位置，可以理解的是，由于每个扁管200沿长度方向的中间位置为最易变形部位，采用一根加强条300，并将该加强条300固定在每个扁管200的中间位置，以对最易变形的部位进行固定和加强，防止扁管200变形的效果最好，并且降低加工难度，提高效率。

可以理解的是，加强条300固定在每个扁管200上背离内胆400的一侧，将加强条300 布置在背离内胆400的位置，使得加强条300的设置不影响每个扁管200与内胆400外表面的紧密贴合。

参照图2和图5，可以理解的是，两个集流管100上均设有安装支架120，安装支架120 的作用是将流换热器固定在内胆400的外表面，从而使得换热器的每个扁管200能够与内胆 400的外表面紧密贴合，保证传热效率。如图7所示，安装支架120设置有安装孔121，可以通过拉簧130将两个集流管100的安装支架120连接，拉簧130的端部设有拉钩以勾住安装孔121，拉簧130提供拉力，促使换热器的每个扁管200能够与内胆400的外表面紧密贴合。当然，安装支架120也可以通过螺栓等紧固件固定于内胆400，安装便捷。

参照图2和图5，每个集流管100上设置有多个隔板140，隔板140用于隔断集流管100 的内腔，两个集流管100上的隔板140为交错布置。冷媒经冷媒输入接头102进入第一个集流管100，在隔板140的限制下，冷媒在两个集流管100和平行流管组中沿S形的弯折路径流动，最终从冷媒输出接头103流出，既能加快冷媒的流速，又能提高分流的均匀性，提高换热效率。

集流管100设置有缺口104，隔板140装入缺口104中并且进行焊接固定，隔板140抵接在集流管100的内壁上，实现隔断。

可以理解的是，缺口104所在的位置，为了保障集流管100的结构强度，设计上要求扁孔101与缺口104之间的距离大于等于2mm，也即在所述集流管的轴向上，隔板140与扁管200之间的距离大于等于2mm,具有足够的间距，提高结构强度。

换热器与内胆400装配时，先将换热器的平行流管组弯曲，平行流管组的两列扁管200 拼合至同一曲面，然后将换热器贴合于内胆400外表面，再通过设备或人工安装拉簧130，使得换热器固定在内胆400的外表面上，多个扁管200抵接内胆400，实现换热器与内胆400 的装配。

本实用新型的第二方面实施例提出的热泵热水器，包括内胆400及第一方面实施例的换热器，其中换热器包括两个集流管100及平行流管组，平行流管组包括多个平行设置的扁管 200，换热器组装后，每个扁管200与集流管100的连接处形成连接位，连接位在集流管100 上分布为多列，在集流管100的轴向上，相邻两个连接位错开，也即在集流管100的轴向上任意相邻的两个扁管200不存在重叠，其中相邻两个连接位之间的距离为1mm是较佳方案，既不影响两列扁管200的拼合，又能尽量减少间隙，在扁管200数量不变的前提下，能够减小换热器的体积，大约能减少1/4的体积，尤其适用于容积较小的内胆400，有利于热泵热水器的小型化，提高热泵热水器的换热能力和能效。

当然，上述的换热器不限于应用在热泵热水器上，还可以应用于空调器等其他需要换热的产品上，只要不脱离本实用新型的设计构思，均应在本实用新型的保护范围内。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下，作出各种变化。

Claims (10)

1.换热器，其特征在于，包括：

两个集流管；

平行流管组，连接于两个所述集流管，所述平行流管组包括多个平行设置的扁管，每个所述扁管与所述集流管的连接处形成连接位，所述连接位的长度方向与所述集流管的轴向平行；

其中，所述连接位在所述集流管上排布成多列，沿所述集流管的轴向，相邻两个所述连接位错开。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述连接位在所述集流管上排布成两列，在所述扁管的横截面上，两列所述连接位与所述集流管的轴线之间的距离相等。

3.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，沿所述集流管的周向，相邻两列所述连接位之间的间距大于所述扁管的横截面宽度。

4.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述平行流管组连接有至少一根固定条，所述固定条与多个所述扁管固定连接。

5.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，所述固定条的数量为一根或多根，所述固定条的长度方向与所述集流管的轴向平行。

6.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，所述固定条焊接在每个所述扁管的外管壁上。

7.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，所述固定条沿长度方向设置有多个间隔布置的卡环，每个所述卡环与一个所述扁管卡接。

8.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述集流管的外壁设置有多个缺口，所述缺口中设置有隔板，所述隔板用于隔断所述集流管的内腔，沿所述集流管的轴向，所述隔板与所述扁管之间的距离大于等于2mm。

9.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，每个所述集流管连接有多个安装支架，所述安装支架朝背离所述平行流管组的方向延伸。

10.热泵热水器，其特征在于，包含如权利要求1至9中任一项所述的换热器。

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