CN2924458Y - 一种管状夹套式换热器 - Google Patents

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一种管状夹套式换热器,其特征在于:包括至少一个换热单元[1],该单元[1]由内管[2]和外管[3]同心嵌套构成,内管[2]管壁与外管[3]管壁间留有空腔,空腔的两端封口构成一换热腔[4],在换热腔[4]上设进口[5]和出口[6],以此构成一换热通道;所述进口[5]和出口[6]的位置在管轴向上前后错开。本实用新型换热面积大,换热效率高,从而最终提高换热式热水器的总体加热效率。

Description

一种管状夹套式换热器
技术领域
本实用新型涉及一种换热器,具体涉及一种适用于换热式热水器中的换热器。该换热器可以直接接待加热水体,作为换热式电热水器或热泵热水器中的取热换热器使用,也可以接太阳能集热器,作为抗冻换热式太阳能热水器中的加热换热器使用,还可以接热泵机组,作为热泵热水器中的冷凝换热器使用。
背景技术
热水器是现代家庭必不可少的家电产品。热水器主要有电热水器、燃气热水器、太阳能热水器和热泵热水器等,以往这些热水器的加热方式大多是直接加热,即是以电能、热泵或太阳能等产生热量,以这些热量直接作用在水箱中的水体上,使水体升温。这种直接加热的热水器,构造、原理较简单,但是存在着安全性差、防冻性差等缺陷。
因此,后来从改变加热构造出发,设计出了换热式热水器,即先以电能、热泵或太阳能产生热量加热导热介质,再利用换热器将导热介质的热量传递给水体,使水体升温。这类换热式热水器,由于热源与水体相隔离,具有安全性高的优点,并且由于导热介质可采用防冻液,还具有防冻性好的优点,但不可否认其加热效率与直接加热相比是有所下降的。换热式热水器的加热效率直接取决于其中的换热器(即取热换热器、加热换热器或冷凝器),现有换热式热水器中普遍采用的是螺旋盘管换热器,这种换热器就是一根螺旋状盘绕的细管,它制作较方便,管内腔容积小,但是它是以细管的外壁作为换热面的,换热面积有限,换热效率不高。
因此,设计出高换热效率的换热器,近可能地缩小换热式热水器与直接加热式热水器两者间加热效率的差距,使换热式热水器性能更完善,是近年来热水器厂家主要研究的问题之一。
发明内容
本实用新型提供一种管状夹套式换热器,其目的是在保证小容积的前提下,近可能地增大换热面积,提高换热效率,从而最终提高换热式热水器的总体加热效率。
为达到上述目的,本实用新型采用的技术方案是:一种管状夹套式换热器,包括至少一个换热单元,该换热单元由内管和外管同心嵌套构成,内管管壁与外管管壁间留有空腔,空腔的两端封口构成一换热腔,在换热腔上设进口和出口,以此构成一换热通道;所述进口和出口的位置在管轴向上前后错开。
上述技术方案中的有关内容解释如下:1、上述方案中,“所述进口和出口的位置在管轴向上前后错开”,是指进口和出口所处位置在管轴向上前后相距设置,这里的“前后”是指管轴向上的前后,并不特指轴向的哪端是前,哪端是后,即只要进口和出口不设在换热腔的同一径向截面上即可,这样设计是为了避免发生进口直接接出口,换热腔被短路的现象。最佳方案是进口和出口中,一者设在换热腔的最前端,而另一者设在换热腔的最后端,充分利用换热腔的壁面面积。
至于进口和出口具体设置位置是:可以同设在换热腔的内壁上即内管管壁上,或同设在换热腔的外壁上即外管管壁上,也可以分设在换热腔的前后两端上;当然还可以两者分别设在上述换热腔的外壁、内壁、前端部和后端部四处中的任两处上。
2、上述方案中,当本换热器包括两个及两个以上换热单元时,这些换热单元的联接方式具体有以下两种:a、各换热单元的换热通道相串联,构成串联式换热回路;b、各换热单元的换热通道相并联,构成并联式换热回路。
3、上述方案中,当本换热器包括两个及两个以上换热单元时,这些换热单元的组合分布方式具体有以下两种:a、各换热单元成排分布,连接成一整体;b、各换热单元从内至外多层同心嵌套构成一整体,内层换热单元的外壁面与相临外层换热单元的内壁面间留有间隙。
4、上述方案中,所述进口为热液进口,出口为冷液出口,在工作状态下热液进口位于上部,冷液出口位于下部,以此构成液体自然循环通道;并且,为了排出换热通道内循环液体中夹杂的空气,在换热腔顶部设有排气管,排气管管口位于换热腔上方,并与大气相通,构成排气通道。
5、上述方案所述的换热器可以直接接待加热水体,作为换热式电热水器或热泵热水器中的取热换热器使用,也可以接太阳能集热器,作为抗冻换热式太阳能热水器中的加热换热器使用,还可以接热泵机组,作为热泵热水器中的冷凝换热器使用。当作为取热换热器使用时,换热通道中通入的是待加热的水;当作为抗冻太阳能加热换热器使用时,换热通道中通入的是防冻液;当作为冷凝换热器使用时,换热通道中通入的传热工质(如即制冷剂,如R22)。
6、上述方案中,为了近一步增大换热面积,可在所述内管管壁的内表面或/和外表面上设翅片或螺旋状波纹,在外管管壁的内表面或/和外表面上也设翅片或螺旋状波纹。
由于上述技术方案运用,本实用新型与现有技术相比具有下列优点:1、由于本实用新型的特殊结构,换热腔为夹套式,换热腔的容积不大,但换热腔的内壁面和外壁面均是换热面,从而成倍地增加了换热面积,提高了换热效率。
2、由于本实用新型的特殊结构,是内管和外管内外嵌套构成,制作时,可将内管、外管嵌套直接焊接组装即可,制作方便、制作成本较低;至于外管和内管管壁上的翅片或螺旋状波纹,可在内管、外管制作时一体加工成型,制作也很方便。
附图说明
附图1为本实用新型实旋例一结构示意图;附图2为本实用新型实旋例一应用在换热式太阳能热水器中时的连接示意图;附图3为本实用新型实旋例二结构示意图。
以上附图中:1、换热单元;2、内管;3、外管;4、换热腔;5、进口;6、出口;7、排气管;8、管口;9、换热器;10、太阳能集热器;11、水箱;12、管道;13、管道;14、端盖。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述:实施例一:参见附图1所示,一种管状夹套式换热器,由一个换热单元1构成,该单元1由内管2和外管3同心嵌套构成,内管2管壁与外管3管壁间留有空腔,空腔的两端以端盖14封口构成一换热腔4,在换热腔4的内壁(即内管2的管壁)的顶部和底分设进口5和出口6,进口5和出口6一上一下,两者在管轴向上前后错开,并且在工作状态下,进口5为热液进口处于上位,出口6为热液出口处于下位,以此构成液体自然循环的换热通道。所述的进口5和出口6分别接管道12和13,管道12的顶端上接有一排气管7,排气管7的管口8位于换热腔4上方,并与大气相通,构成排气通道,以此排除换热腔4内循环液体中夹杂的空气。
本实施例可用作换热式太阳能热水器中的加热换热器,使用示意图如附图2所示,将本换热器9插设在水箱11中,管道12和管道13分别接太阳能集热器10的进口和出口,以此本换热器9与太阳能集热器10串联构成一加热自然循环回路,回路中充入的是防冻液,以达到良好防冻效果。工作时,太阳能集热器10采集太阳能加热防冻液,加热后的防冻液自然循环至本换热器9中,通过其换热面将热量传递给水箱中的水体,将水箱中的水体加热成热水,供人们使用。
实施例二:参见附图3所示,一种管状夹套式换热器,与实施一的不同之处在于:本换热器由两个换热单元1组成,这两换热单元1内外同心嵌套构成,内层换热单元1的外壁面与外层换热单元1的内壁面间留有间隙,外层换热单元1的进口5经管道并接内层换热单元1的管道12上,外层换热单元1的出口6经管道并接在内层换热单元1的管道13上,以此两层换热单元1的换热通道相并联,构成并联式换热回路。各个换热单元1的具体结构同实施例一,这里不再赘述。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施,并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种管状夹套式换热器,其特征在于:包括至少一个换热单元[1],该换热单元[1]由内管[2]和外管[3]同心嵌套构成,内管[2]管壁与外管[3]管壁间留有空腔,空腔的两端封口构成一换热腔[4],在换热腔[4]上设进口[5]和出口[6],以此构成一换热通道;所述进口[5]和出口[6]的位置在管轴向上前后错开。
2.根据权利要求1所述的管状夹套式换热器,其特征在于:所述换热器包括两个及两个以上换热单元[1],这些换热单元[1]的换热通道相串联,构成串联式换热回路。
3.根据权利要求1所述的管状夹套式换热器,其特征在于:所述换热器包括两个及两个以上换热单元[1],这些换热单元[1]的换热通道相并联,构成并联式换热回路。
4.根据权利要求2或3所述的管状夹套式换热器,其特征在于:所述各换热单元[1]成排分布,连接成一整体。
5.根据权利要求2或3所述的管状夹套式换热器,其特征在于:所述各换热单元[1]从内至外多层同心嵌套构成一整体,内层换热单元[1]的外壁面与相临外层换热单元[1]的内壁面间留有间隙。
6.根据权利要求1所述的管状夹套式换热器,其特征在于:所述内管[2]管壁的内表面或/和外表面上设有翅片或螺旋状波纹。
7.根据权利要求1所述的管状夹套式换热器,其特征在于:所述外管[3]管壁的内表面或/和外表面上设有翅片或螺旋状波纹。
8.根据权利要求1所述的管状夹套式换热器,其特征在于:所述进口[5]为热液进口,出口[6]为冷液出口,在工作状态下热液进口位于上部,冷液出口位于下部,以此构成液体自然循环通道;并且,在换热腔[4]顶部设有排气管[7],排气管[7]管口[8]位于换热腔[4]上方,并与大气相通,构成排气通道。
9.根据权利要求1所述的管状夹套式换热器,其特征在于:所述换热通道内通入防冻液、水或传热工质。
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