CN218480944U - 一种具有辅助加热功能的管壳式换热组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有辅助加热功能的管壳式换热组件，其包括箱体、换热器和加热器，所述箱体内设置有容置腔，所述箱体上还设置有箱门，所述箱门与所述箱体转动连接，所述箱门用于打开或封闭所述容置腔，所述换热器和所述加热器皆安装位于所述容置腔内，所述换热器和所述加热器相连通，所述加热器用于对流经的液体进行加热，所述箱体以及箱门的内壁和/或外壁上覆盖有隔热层；该换热组件具有结构合理、使用方便的优点。

Description

一种具有辅助加热功能的管壳式换热组件

技术领域

本实用新型属于热交换设备技术领域，具体涉及一种具有辅助加热功能的管壳式换热组件。

背景技术

换热器，又称为热交换器，是一种在不同温度的两种或两种以上的介质之间进行热量传递的设备。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有生要的地位，换热器可以作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。比如我们身边所熟知的空调，其室内机和室外机中的蒸发器和冷凝器皆是换热器中的一种。又如热泵型热水器其本质上也是一种充分利用空气能的换热器(冷凝器与水进行换热生成热水，或者蒸发器与水进行换热而生成冷水)，其具有安全性好，更节能且环保的优点，因此其学校、医院、酒店宾馆、桑拿泳池等场景下的应用很广泛。进一步来说，热泵型热水器一般可以将水加热到60度左右，因此，当有高水温的需求时，通常会在换热器内加入电热器用来辅助提高水温，例如申请号为201810888193.7中所公开的一种带辅助电加热功能的壳管换热器。但是，该种类型的换热器在使用时存在着一定的不便，具体来说，为了减少热量通过换热器的壳体向外部环境中散发，同时也避免在低温时换热器内的水结冰而可能造成换热器的损坏，因此会在换热器的外表包裹隔热层，而在使用过程中需要定期对换热器进行维护或检修，特别是电加热器件；此时，往往需要将包裹在换热器外表的隔热层破坏掉，当检修或维护完成后再重新包裹上新的隔热层，这给换热器的检修或维护带来了一定的不便性。另外，针对一些特定的应用场合，往往需要将换热器独立出来安装，例如，将换热器独立安装在热水供应室中，以减少不必要的管路布置，此时的换热器一般则是安装固定在墙壁上，即，换热器距离墙壁的距离往往相对较小，因此给换热器表面隔热层的包裹带来了一定的不便。其次，当加热器初装在换热器内部时，会增加热泵型热水器辅助加热时的耗电量；具体来说，处于压缩状态的高温制冷剂的温度一般在70-80度左右，当将加热器安装在换热器内并对水辅助加热时，例如，将水加热到超过制冷剂的温度时，那么水的热量便会有一部分反向传导给制冷剂或者说热水会给制冷剂进行反向加热，进而会增加了加热器不必要的能耗。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种结构合理、使用方便的具有辅助加热功能的管壳式换热组件。

为了解决上述技术问题，本实用新型所使用的技术方案是：

一种具有辅助加热功能的管壳式换热组件，包括箱体、换热器和加热器，所述箱体内设置有容置腔，所述箱体上还设置有箱门，所述箱门与所述箱体转动连接，所述箱门用于打开或封闭所述容置腔，所述换热器和所述加热器皆安装位于所述容置腔内，所述换热器和所述加热器相连通，所述加热器用于对流经的液体进行加热，所述箱体以及箱门的内壁和/或外壁上覆盖有隔热层。

作为对所述具有辅助加热功能的管壳式换热组件的进一步改进，所述换热器包括第一罐体和换热管，所述第一罐体内设置有换热腔，所述换热管置于所述换热腔内，所述第一罐体上设置有第一介质进口、第一介质出口、第二介质进口和第二介质出口，所述第一介质进口和第一介质出口分别与所述换热管的两端连接，所述第二介质进口和第二介质出口与所述换热腔连接。

作为对所述具有辅助加热功能的管壳式换热组件的进一步改进，所述换热管螺旋盘绕成换热筒；

或者，所述换热管设置有多根，且所述多根换热管所盘绕成的多个换热筒沿所述换热筒的径向由内至外依次层叠嵌套。

作为对所述具有辅助加热功能的管壳式换热组件的进一步改进，所述换热管的外壁上还设置有翅片，所述翅片与所述换热管固定连接；

和/或，所述翅片上沿其外周方向上设置有多个凹陷部，所述凹陷部间隔设置。

作为对所述具有辅助加热功能的管壳式换热组件的进一步改进，所述换热管为不锈钢管、铜管、钛管和镍铜管中的任一种，所述翅片材质为不锈钢、铜、镍铜或钛材中的任一种。

作为对所述具有辅助加热功能的管壳式换热组件的进一步改进，所述换热管的内壁上设置有多条凹槽，相对于所述换热管的周向，所述凹槽间隔设置。

作为对所述具有辅助加热功能的管壳式换热组件的进一步改进，所述第一罐体内还包括有内筒，所述内筒的两端与第一罐体密封固定，所述内筒中设置有内腔，所述内筒的侧壁上开设有通孔使所述内腔与所述换热腔相连通，所述换热筒并套设于内筒外，所述第二介质进口或第二介质出口与所述内筒相连通。

作为对所述具有辅助加热功能的管壳式换热组件的进一步改进，所述加热器包括第二罐体、电热器件、进液口和出液口，所述第二罐体与的述箱体固定连接，所述第二罐体内设置有加热腔，所述电热器件置于所述加热腔内，且所述电热器件与所述第二罐体可拆卸式连接，所述出液口用于连接外部管路，所述进液口用于连通第一介质出口。

作为对所述具有辅助加热功能的管壳式换热组件的进一步改进，所述第二罐体上还设置有温控开关，所述温控开关与的述第二罐体固定连接，且所述温控开关与所述电热器件电连接。

作为对所述具有辅助加热功能的管壳式换热组件的进一步改进，所述第二罐体上还设置有排气阀，所述排气阀与所述第二罐体固定连接，且所述排气阀与所述加热腔相连通。

本实用新型所产生的技术效果主要体现在：通过将换热器和加热器分别安装在带有隔热功能的箱体内，即，在对换热器和加热器实现隔热保温的同时，也便于随时通过打开或关闭箱门来对箱体内的换热器和加热器进行检修或维护，即提高了具有辅助加热功能的管壳式换热组件使用的便捷性；另外，将换热器和加热器皆固定在箱体内，便于具有辅助加热功能的管壳式换热组件的模块化安装或者施工。其次，加热器与换热器分体设置，进而避免了加热器安装在换热器内并对水辅助加热时水的冷量反向传导给制冷剂，即，降低具有辅助加热功能的管壳式换热组件在使用时的能耗。

附图说明

通过附图中所示的本实用新型优选实施例更具体的说明，本实用新型上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1为本实用新型中一种具有辅助加热功能的管壳式换热组件的整体结构示意图；

图2为本实用新型中一种具有辅助加热功能的管壳式换热组件去掉箱体后的结构示意图；

图3为本实用新型中换热器的剖视结构示意图；

图4为本实用新型中换热筒的结构示意图；

图5为本实用新型中加热器的结构示意图；

图6为本实用新型中加热器的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定，在本实施例中，需要理解的是，术语“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，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定。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本实用新型中所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

如图1-6所示，本实用新型实施例提供了一种具有辅助加热功能的管壳式换热组件，包括箱体1、换热器2和加热器3，箱体1内设置有容置腔11，箱体1上还设置有箱门12，箱门12与箱体1通过合页或者说铰链形成转动连接，进而使得箱门12可相对于箱体1转动并打开或封闭容置腔11，换热器2和加热器3皆安装位于容置腔11内，且换热器2和加热器3皆与箱体1通过螺栓固定。进一步的，换热器2和加热器3相连通，加热器3用于对流经的液体这里的液体只指的是水进行加热，当需要温度更高的热水时，此时就可以通过加热器3对经过换热器加热的水进一步加热；当然，在不需要对水进行辅助加热时，则可以关闭加热器。进一步来说，箱体1以及箱门12的内壁和/或外壁上覆盖有隔热层(未图示)，隔热层可以是铝箔隔热卷材、石棉隔热层等材料。具体来说，通过将换热器2和加热器3分别安装在带有隔热功能的箱体1内，即，在对换热器2和加热器3实现隔热保温的同时，也便于随时通过打开或关闭箱门12进而对箱体1内的换热器2和加热器3进行检修或维护，即，提高了具有辅助加热功能的管壳式换热组件使用的便捷性；另外，将换热器2和加热器3皆固定在箱体1内，便于具有辅助加热功能的管壳式换热组件的模块化安装或者施工。其次，加热器3与换热器2分体设置，进而避免了加热器3安装在换热器2内并对水辅助加热时水的冷量反向传导给制冷剂，即，降低具有辅助加热功能的管壳式换热组件在使用时的能耗。

如图3所示，在优选实施例中，换热器2包括第一罐体21和换热管22，第一罐体21内设置有换热腔23，换热管22置于换热腔23内，第一罐体21上设置有第一介质进口24、第一介质出口25、第二介质进口26和第二介质出口27，第一介质进口24和第一介质出口25分别与换热管22的两端连接，第二介质进口26和第二介质出口27与换热腔23连接。具体来说，本实施例中的第一介质为水，第二介质为制冷剂，也就是说，压缩后的呈高温高压状态的制冷剂通过第二介质进口26进入到换热腔23内，进而通过换热管22对流过换热管的第一介质(水)进行加热，或者说，使第一介质(水)与第二介质(制冷剂)进行热交换。

如图3、4所示，在优选实施例中，换热管22螺旋盘绕成换热筒，即换热管22螺旋盘绕成换筒状可以有效增加换热管22在换热腔23的换热面积，进而提高第一介质与第二介质之间的换热效率。或者，换热管22设置有多根，且多根换热管22所盘绕成的多个换热筒沿换热筒的径向由内至外依次层叠嵌套；同理，使用多根换热管22，且多根据换热管螺旋盘绕成换筒状可以有效增加换热管22在换热腔23的换热面积，进而提高第一介质与第二介质之间的换热效率。本实施例中的换热管22使用三根，其具体数量可以根据不同的使用需求而灵活增减。例如，当压缩机制热量较小时，此时就可以选择减少换热管22的数量，同样当制热量相对更高时则可以增加换热管22的数量。

在优选实施例中，换热管22的外壁上还设置有翅片(未图示)，翅片与换热管22固定连接，翅片可以进一步增加换热管22的表面面积，进而进一步增加第一介质与第二介质之间的换热效率。进一步来说，在优选实施例中，翅片上沿其外周方向上设置有多个凹陷部或者说齿状部，且凹陷部间隔设置。压缩后的制冷剂的密度相较高，因此当制冷剂从第二介质进口26进入到换热腔23往往会直接下落或者说不易发散，而设置在翅片上的凹陷部则会容易使得经过的制冷剂产生乱流，或者说对经过的制冷剂进行扰动，使其能更加有效的发散，进而使制冷剂能与换热管充分接触，进而提高制冷剂(第二介质)与水(第一介质)之间的换热效率。进一步的，换热管22为不锈钢管、铜管、镍铜管和钛管中的任一种，翅片材质为不锈钢、铜、镍铜或钛材中的任一种；本实施例中的换热管22为不锈钢管制成，进一步的，换热管22表面的翅片则可以随换热管22扎制生成，例如，在不锈钢材质的换热管22进行扎制进而在进表面生成翅片。

进一步的，在优选实施例中，换热管22的内壁上设置有多条凹槽(未图示)，相对于换热管22的周向，凹槽间隔设置；同样，凹槽用于增加换热管22的有效面积，进而提高第一介质与第二介质之间的换热效率。

如图3所示，在优选实施例中，第一罐体21内还包括有内筒4，内筒4的两端与第一罐体21密封固定，内筒4中设置有内腔，内筒4的侧壁上开设有通孔41使内腔与换热腔23相连通，换热筒并套设于内筒4外，第二介质进口26或第二介质出口27与内筒4相连通。设置的内筒4可以隔离开位于最内层的换热筒中心部位的空间内，即，由换热管22螺绕盘绕成的换热筒的轴心处会呈中空状，因此将这部分空间隔离出来，可以使得进入到换热腔23内的制冷剂可以对换热筒(换热管22)形成充分的浸没。又或者说，内筒4与第一罐体21的内壁相对于换热管22来说形成一个夹层，第一罐体21的侧壁和内筒4的侧壁将换热管22夹于其之间，当第二介质由第二介质进口26进入第一罐体21的换热腔23内时，会沿着换热管2的螺旋方向而形成环流或湍流，进而提高了制冷剂在第一罐体21的流程或者说通过时间，从而使得两种介质(水和制冷剂)之间可以更加充分的换热，最终第二介质由内筒4底部的通孔41进入内筒4内，并通过第二介质出口27流出。

如图5、6所示，在优选实施例中，加热器3包括第二罐体31、电热器件32、进液口33和出液口34，第二罐体31与的述箱体1通过螺栓固定，第二罐体31内设置有加热腔35，电热器件32置于加热腔35内，且电热器件32与第二罐体31通过螺纹形成可拆卸式密封连接，电热器件32在使用过程中，即，对水加热的过程中其表面会产生成水垢，因此为了保证电热器件32的使用效率，需要定期对电热器件32的表面进行维护清理。出液口34用于连接外部管路，加热器3的进液口33则与换热器2的第一介质进口24相连通，具体来说，第一介质通过第一介质进口24进入到换热器2内，经过换热器2的初步加热后的第一介质(水)由第一介质出口25排出，接下第一介质(水)来通过加热器3的进液口33流入到加热腔35内，通过电热器件32将第一介质(水)进一步加热到相应的温度，最终第一介质(水)从出液口34排出，即，进入到应用环节中。

如图5所示，在优选实施例中，第二罐体31上还设置有温控开关35，温控开关35与的述第二罐体31通过螺栓固定，且温控开关35与电热器件32电连接，温控开并35用于检测水温，也就是说当水温达到预设温度时，温控开关35关断电热器件32，以达到节能的目的，同时也可实现对电热器件的保护。进一步的，第二罐体31上还设置有排气阀36，排气阀36与第二罐体31密封固定，且排气阀36与加热腔35相连通；具体来说，对于高水温的应用场景下，电热器件32会将水加热到沸腾状态，此时，则会产生水蒸汽，进而会使得加热腔35内的压力升高，而为了保证加热器3的使用安全，因此需要通过排气阀36来排气，进而使得加热器3内的压力维持在合理的范围内。

本实用新型所产生的技术效果主要体现在：通过将换热器和加热器分别安装在带有隔热功能的箱体内，即，在对换热器和加热器实现隔热保温的同时，也便于随时通过打开或关闭箱门来对箱体内的换热器和加热器进行检修或维护，即提高了具有辅助加热功能的管壳式换热组件使用的便捷性；另外，将换热器和加热器皆固定在箱体内，便于具有辅助加热功能的管壳式换热组件的模块化安装或者施工。其次，加热器与换热器分体设置，进而避免了加热器安装在换热器内并对水辅助加热时水的冷量反向传导给制冷剂，即，降低具有辅助加热功能的管壳式换热组件在使用时的能耗。

在本说明书中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“优选实施例”、“另一实施例”、“其他实施例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种具有辅助加热功能的管壳式换热组件，其特征在于：包括箱体、换热器和加热器，所述箱体内设置有容置腔，所述箱体上还设置有箱门，所述箱门与所述箱体转动连接，所述箱门用于打开或封闭所述容置腔，所述换热器和所述加热器皆安装位于所述容置腔内，所述换热器和所述加热器相连通，所述加热器用于对流经的液体进行加热，所述箱体以及箱门的内壁和/或外壁上覆盖有隔热层。

2.根据权利要求1所述的具有辅助加热功能的管壳式换热组件，其特征在于：所述换热器包括第一罐体和换热管，所述第一罐体内设置有换热腔，所述换热管置于所述换热腔内，所述第一罐体上设置有第一介质进口、第一介质出口、第二介质进口和第二介质出口，所述第一介质进口和第一介质出口分别与所述换热管的两端连接，所述第二介质进口和第二介质出口与所述换热腔连接。

3.根据权利要求2所述的具有辅助加热功能的管壳式换热组件，其特征在于：所述换热管螺旋盘绕成换热筒；

或者，所述换热管设置有多根，且所述多根换热管所盘绕成的多个换热筒沿所述换热筒的径向由内至外依次层叠嵌套。

4.根据权利要求2所述的具有辅助加热功能的管壳式换热组件，其特征在于：所述换热管的外壁上还设置有翅片，所述翅片与所述换热管固定连接；

和/或，所述翅片上沿其外周方向上设置有多个凹陷部，所述凹陷部间隔设置。

5.根据权利要求4所述的具有辅助加热功能的管壳式换热组件，其特征在于：所述换热管为不锈钢管、铜管、钛管和镍铜管中的任一种，所述翅片材质为不锈钢、铜、镍铜或钛材中的任一种。

6.根据权利要求2所述的具有辅助加热功能的管壳式换热组件，其特征在于：所述换热管的内壁上设置有多条凹槽，相对于所述换热管的周向，所述凹槽间隔设置。

7.根据权利要求3所述的具有辅助加热功能的管壳式换热组件，其特征在于：所述第一罐体内还包括有内筒，所述内筒的两端与第一罐体密封固定，所述内筒中设置有内腔，所述内筒的侧壁上开设有通孔使所述内腔与所述换热腔相连通，所述换热筒并套设于内筒外，所述第二介质进口或第二介质出口与所述内筒相连通。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的具有辅助加热功能的管壳式换热组件，其特征在于：所述加热器包括第二罐体、电热器件、进液口和出液口，所述第二罐体与的述箱体固定连接，所述第二罐体内设置有加热腔，所述电热器件置于所述加热腔内，且所述电热器件与所述第二罐体可拆卸式连接，所述出液口用于连接外部管路，所述进液口用于连通第一介质出口。

9.根据权利要求8所述的具有辅助加热功能的管壳式换热组件，其特征在于：所述第二罐体上还设置有温控开关，所述温控开关与的述第二罐体固定连接，且所述温控开关与所述电热器件电连接。

10.根据权利要求8所述的具有辅助加热功能的管壳式换热组件，其特征在于：所述第二罐体上还设置有排气阀，所述排气阀与所述第二罐体固定连接，且所述排气阀与所述加热腔相连通。

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