壳管式换热器及空调器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种壳管式换热器和空调器，其中，所述换热外壳内设置有至少一个第一换热管和至少一个第二换热管，所述第一换热管的一端与所述第二换热管的一端连通，所述第一换热管的另一端与冷媒流入管密封连通，所述第二换热管的另一端与冷媒流出管密封连通，所述第一换热管的横截面积小于所述第二换热管的横截面积。本实用新型技术方案通过将用于流通液态冷媒的第一换热管的横截面流量设置成小于第二换热管的横截面流量，符合冷媒气液状态时的换热特性，大大提高了冷媒的换热效率。
【专利说明】
壳管式换热器及空调器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及空调领域，特别涉及一种壳管式换热器及空调器。
【背景技术】
[0002] 请参阅图1，壳管式换热器一般由换热筒体、进水管40 '和出水管50 '组成，换热筒 体由筒壳10'、换热铜管11'、折流板17'组成，形成一个由水和冷媒进行冷热交换的换热器， 改变水的温度，水做为载冷剂送到室内机进行热交换，从而改变室内温度，筒壳10'内部的 换热铜管11'采用直管换热结构，进出冷媒的换热铜管11'采用统一规格，冷媒的进出管径 大小相同，而折流板17'为多个沿换热外壳10'轴向依次间隔的设置在换热外壳10'的上下 部，进水管40'和出水管50'分别设置在换热外壳10'的两端外壁上，作为载冷剂的水流从进 水管40'的一端进入后在折流板17'的作用下沿换热外壳10'的轴向做波浪式流动。
[0003] 导致该壳管式换热器主要存在以下缺点：
[0004] -是冷媒的进出管径一样大，不符合冷媒气液状态转换时的换热特性，气态冷媒 需要换热空间大，液态冷媒需要换热空间小。
[0005] 二是载冷剂的水流在流动时阻力大，流动时与折流板之间形成漩涡死角。
[0006] 以上两点造成壳管式换热器换热效率低，空调机组制冷和制热能力低。 【实用新型内容】
[0007] 本实用新型的主要目的是提出一种壳管式换热器，旨在提高换热器的换热效率。
[0008] 为实现上述目的，本实用新型提出的一种壳管式换热器，包括换热外壳，所述换热 外壳内设置有至少一个第一换热管和至少一个第二换热管，所述第一换热管的一端与所述 第二换热管的一端连通，所述第一换热管的另一端与冷媒流入管密封连通，所述第二换热 管的另一端与冷媒流出管密封连通，所述第一换热管的横截面积小于所述第二换热管的横 截面积。
[0009] 优选地，所述第一换热管和第二换热管的内外壁上分别有多个径向凸起螺旋盘绕 形成多头螺旋管。
[0010]优选地，所述第一换热管的内外壁由三个径向凸起螺旋盘绕形成，所述第二换热 管的内外壁由四个径向凸起螺旋盘绕形成。
[0011]优选地，所述换热外壳的两端对应设有用于安装所述第一换热管和第二换热管的 分流端板和混合端板，所述第一换热管和第二换热管的两端对应连通所述分流端板和混合 端板。
[0012] 优选地，所述分流端板上密封盖设有分流端盖板，所述分流端盖板的内侧凹陷有 对应与冷媒流入管和冷媒流出管密封连通的分液腔和集气腔，所述分液腔与所有第一换热 管连通，所述集气腔与所有第二换热管连通。
[0013] 优选地，所述混合端板上密封盖设有混合端盖板，所述混合端盖板的内侧凹陷有 冷媒混合腔，所述冷媒混合腔与所有第一换热管和第二换热管连通。
[0014] 优选地，所述壳管式换热器还包括一将所述换热外壳的内腔分成上分隔腔和下分 隔腔的导流板，所述导流板远离所述分流端板的一端，设有一将所述换热外壳的上分隔腔 和下分隔腔连通的缺口，所述第一换热管设置于所述下分隔腔内，所述第二换热管设置于 所述上分隔腔内。
[0015] 优选地，所述壳管式换热器还包括进水管和出水管，所述进水管和出水管分别位 于所述换热外壳的上下两侧且与所述换热外壳远离所述导流板缺口的一端连通。
[0016]优选地，所述导流板水平的设置在所述换热外壳的对称轴上，将所述换热外壳平 分。
[0017] 本实用新型还提出一种空调器，包括壳管式换热器，所述壳管式换热器包括换热 外壳，所述换热外壳内设置有至少一个第一换热管和至少一个第二换热管，所述第一换热 管的一端对应与所述第二换热管的一端连通，所述第一换热管的另一端与冷媒流入管密封 连通，所述第二换热管的另一端与冷媒流出管密封连通，所述第一换热管的横截面流量小 于所述第二换热管。
[0018] 本实用新型技术方案通过将用于流通液态冷媒的第一换热管的横截面流量设置 成小于第二换热管的横截面流量，符合冷媒气液状态时的换热特性，且第一换热管和第二 换热管采用多头螺旋管结构，并与导流板平行，使得管内冷媒和管外水流的流动成螺旋状， 增加了冷媒和载冷剂的扰动，大大提高了冷媒的换热效率，同时避免了传统折流板形成波 浪式水流方式所存在的涡流死角，减少水流阻力。
【附图说明】
[0019] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0020] 图1为【背景技术】壳管式换热器的结构示意图；
[0021 ]图2为本实用新型壳管式换热器一实施例的结构示意图；
[0022]图3a为图2中第一换热管的侧视图；
[0023]图3b为图2中第一换热器A方向的截面图；
[0024]图4a为图2中第二换热管的侧视图；
[0025]图4b为图2中第二换热管A方向的截面图；
[0026]图5为图2中换热外壳与分流端盖、混合端盖的安装结构示意；
[0027]图6为图2中B处的局部放大图。
[0028] 附图标号说明：
[0029]
[0031 ]本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0032] 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的一部分实施例，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作出创造性劳动前提 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。
[0033] 需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、 后……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示）下各部件之间的相对 位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0034] 另外，若本实用新型实施例中有涉及"第一"、"第二"等的描述，则该"第一"、"第 二"等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指 示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括至少一 个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术 人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方 案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0035] 如图2所示，图2为本实用新型壳管式换热器一实施例的结构示意图。
[0036] 在本实用新型实施例中，该壳管式换热器包括换热外壳10,所述换热外壳10内设 置有至少一个第一换热管11和至少一个第二换热管12,所述第一换热管11的一端与所述第 二换热管12的一端连通，所述第一换热管11的另一端与冷媒流入管20密封连通，所述第二 换热管12的另一端与冷媒流出管30密封连通，所述第一换热管11的横截面积小于所述第二 换热管12的横截面积。
[0037]换热器在制冷工作时，液态冷媒自冷媒流入管20流入并分流至所有的第一换热管 11内从而与换热外壳10内的载冷剂进行换热，吸热蒸发过程中从液态转换成气态冷媒，并 进入到第二换热管12内继续与载冷剂进行换热，最后自冷媒流出管30流出；由于两种状态 冷媒所需的换热空间面积不同，本实施例通过将用于流通液态冷媒的第一换热管11的横截 面流量设置成小于第二换热管12的横截面流量，符合冷媒气液状态时的换热特性，大大提 高了冷媒的换热效率。
[0038]本实施例的壳管式换热器在制热工作时，冷媒的流向与上述制冷时相反，如图2所 示，气态冷媒从冷媒流出管30中流入到第二换热管12内与载冷剂进行换热，换热后凝结成 液态冷媒进入到第一换热管11，最后自冷媒流入管20流出。
[0039]具体的，参见图3a、图3b、图4a及图4b，所述第一换热管11和第二换热管12的内外 壁上分别具有多个径向凸起111、121螺旋盘绕形成多头螺旋管，使得管内冷媒和管外载冷 剂的流动成螺旋状，增加了冷媒和载冷剂的扰动，加大了冷媒与载冷剂的换热效率。优选 地，所述第一换热管11具有三个径向凸起111，形成三叶麻花形换热铜管，所述第二换热管 12具有四个径向凸起121，形成四叶麻花形换热铜管，第一换热管11的凸起111和第二换热 管12的凸起121大小结构相同，在确保通过第一换热管11以及第二换热管12内外壁的冷媒 及载冷剂流动成螺旋状的同时，使得第一换热管11的流通量小于第二换热管12，符合冷媒 气液状态时的换热特性。
[0040]进一步地，上述换热外壳10的两端对应设有用于安装第一换热管11和第二换热管 12的分流端板13和混合端板14,第一换热管11和第二换热管12的两端分别贯穿分流端板13 和混合端板14,且第一换热管11和第二换热管12的两端固定在分流端板13和混合端板14 上，增加了换热管与换热外壳10的连接强度，避免冷媒泄露进入载冷剂中或载冷剂泄露进 入到冷媒中而导致换热系统的损坏。
[0041 ]如图5所示，优选地，分流端板13的外侧密封盖设有分流端盖板15，分流端盖板15 的内侧凹陷有分别与冷媒流入管20和冷媒流出管30密封连通的分液腔151和集气腔152，分 液腔151与所有第一换热管11连通，该分液腔151用于将自冷媒流入管20流入的液态冷媒分 流至所有第一换热管11的流入管口 112;集气腔152与所有第二换热管12的流出管口 122连 通，用于将自第二换热管12流出的气态冷媒集合并流入至冷媒流出管30,使冷媒均分至各 换热内，增加换热效率。
[0042] 更进一步地，混合端板14上密封盖设有混合端盖板16，该混合端盖板16的内侧凹 陷有冷媒混合腔161，冷媒混合腔161与所有第一换热管11和第二换热管12连通，用于将自 第一换热管11中蒸发成气态的冷媒收集混合后分流导入第二换热管12中。当然，该冷媒混 合腔161内还可设置与第一换热管11和第二换热管12数量一致的半圆形或弧形连接管，连 接管将第一换热管和第二换热管一一对应的密封连接，实现第一换热管内的液态冷媒换热 蒸发后进入到第二换热管内。
[0043] 本实施例的分流端盖板15和混合端盖板16的结构简单，安装方便，通过螺栓可快 速的与换热外壳10两端上的分流端板13和混合端板14密封连接，密封性能好。
[0044] 参照图2和图6,在一优选实施例中，壳管式换热器还包括一将所述换热外壳10的 内腔分成上分隔腔和下分隔腔的导流板17,导流板17远离所述分流端板13的一端设有将换 热外壳10的所述上分隔腔和下分隔腔连通的缺口 171，第一换热管11设置于所述下分隔腔 内，第二换热管12设置于所述上分隔腔内。
[0045] 具体的，导流板17水平设置，与第一换热管11和第二换热管12相平行，其一端固定 在分流端板13上，另一端向混合端板14方向延伸，并与混合端板14之间具有一距离形成上 述缺口 171，载冷剂绕着第一换热管11麻花形外螺纹之间以及多个第二换热管12麻花形外 螺纹之间的空隙螺旋式流动，载冷剂与冷媒得到充分换热，大大提高载冷剂的流动性，从而 进一步的提高了冷媒与载冷剂的换热效率，只需导流板上下层分流，避免传统挡板波浪式 水流方式所存在的涡流死角，减少水阻力。
[0046] 进一步地，导流板17水平的设置在所述换热外壳10的对称轴上，将换热外壳10平 分成上分隔腔和下分隔腔，本实施例的壳管式换热器还包括进水管40和出水管50,进水管 40和出水管50分别位于所述换热外壳10的上下两侧且与所述换热外壳10远离所述导流板 缺口 171的一端连通，进水管40与所述上分隔腔连通，出水管50与所述下分隔腔连通。本实 施例通过水作为载冷剂，水流进入换热外壳10的上分隔腔后先沿着第二换热管12的轴向流 动，经过导流板17与混合端板14之间形成的缺口 171流入到换热外壳10的的下分隔腔内，再 沿着第一换热管11的轴向流动，充分换热后从出水管50流出，避免了传统折流板形成波浪 式水流方式所存在的涡流死角，减少水流阻力。
[0047] 本实用新型还提出一种空调器，包括壳管式换热器，壳管式换热器的具体结构参 照上述实施例，由于本空调器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述 实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0048] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围， 凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变 换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种壳管式换热器，其特征在于，包括换热外壳，所述换热外壳内设置有至少一个第 一换热管和至少一个第二换热管，所述第一换热管的一端与所述第二换热管的一端连通， 所述第一换热管的另一端与冷媒流入管密封连通，所述第二换热管的另一端与冷媒流出管 密封连通，所述第一换热管的横截面积小于所述第二换热管的横截面积。2. 如权利要求1所述的壳管式换热器，其特征在于，所述第一换热管和第二换热管的内 外壁上分别有多个径向凸起螺旋盘绕形成多头螺旋管。3. 如权利要求2所述的壳管式换热器，其特征在于，所述第一换热管的内外壁由三个径 向凸起螺旋盘绕形成，所述第二换热管的内外壁由四个径向凸起螺旋盘绕形成。4. 如权利要求2所述的壳管式换热器，其特征在于，所述换热外壳的两端对应设有用于 安装所述第一换热管和第二换热管的分流端板和混合端板，所述第一换热管和第二换热管 的两端对应连通所述分流端板和混合端板。5. 如权利要求4所述的壳管式换热器，其特征在于，所述分流端板上密封盖设有分流端 盖板，所述分流端盖板的内侧凹陷有对应与冷媒流入管和冷媒流出管密封连通的分液腔和 集气腔，所述分液腔与所有第一换热管连通，所述集气腔与所有第二换热管连通。6. 如权利要求5所述的壳管式换热器，其特征在于，所述混合端板上密封盖设有混合端 盖板，所述混合端盖板的内侧凹陷有冷媒混合腔，所述冷媒混合腔与所有第一换热管和第 二换热管连通。7. 如权利要求5所述的壳管式换热器，其特征在于，所述壳管式换热器还包括一将所述 换热外壳的内腔分成上分隔腔和下分隔腔的导流板，所述导流板远离所述分流端板的一 端，设有一将所述换热外壳的上分隔腔和下分隔腔连通的缺口，所述第一换热管设置于所 述下分隔腔内，所述第二换热管设置于所述上分隔腔内。8. 如权利要求7所述的壳管式换热器，其特征在于，所述壳管式换热器还包括进水管和 出水管，所述进水管和出水管分别位于所述换热外壳的上下两侧且与所述换热外壳远离所 述导流板缺口的一端连通。9. 如权利要求7所述的壳管式换热器，其特征在于，所述导流板水平的设置在所述换热 外壳的对称轴上，将所述换热外壳平分。10. -种空调器，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的壳管式换热器。
【文档编号】F28D7/02GK205593410SQ201620396610
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月3日
【发明人】李玉权, 赖枝林, 王洪, 黄志方
【申请人】Tcl空调器(中山)有限公司