专利名称：热水供给用热交换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用在热泵式热水供给设备上、用于使水和高温制冷剂进行热交换的热水供给用热交换器。
背景技术：
在例如用在热泵式热水供给设备上的热水供给用热交换器中，伴随水温的上升，有时溶解在水中的水锈成分(例如碳酸钙)会析出而附着在水通路内壁上。即，自来水中溶解有碳酸钙。如图9的溶解度曲线所示，该碳酸钙的溶解度随着水温的上升而下降，从而碳酸钙作为水锈成分析出。这样析出的水锈成分会附着在水通路内壁上。已经知道在管壁温度较高时、水速较小时、以及水流产生紊乱时等，该水锈成分的附着较为显著。因此，在水侧使用高效传热构件会受到限制，从而很难提高热水供给用热交换器的性能。
但是，有一种热水供给用热交换器，具有构成水通路的芯管、以及在该芯管外周卷绕成螺旋状而构成制冷剂通路的卷管，利用流经制冷剂通路的制冷剂对流经水通路的水进行加热。已经提出一种可在这种热水供给用热交换器中抑制水锈成分附着在水出口侧的芯管内壁上、或即使稍许有一些水锈成分附着也能充分确保水通路的技术(参照专利文献1)。
专利文献1日本专利特开2003-97898号公报但是，在上述专利文献1公开的热水供给用热交换器中，虽然可解决水出口侧的水锈成分附着问题，但在提高整个热交换器的性能方面仍存在问题。
本发明人通过同时实现水锈成分附着和促进传热两方面来提高热交换器的性能，从而得出本发明。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于在水通路的入口侧提高水温在规定温度以下的部分的热交换器性能。
第一发明的热水供给用热交换器，包括构成水通路W的水配管1、以及构成制冷剂通路R的制冷剂配管2，利用流经所述制冷剂通路R的制冷剂对流经所述水通路W的水进行加热。并且，在所述水通路W的入口部分，在水温处于规定温度以下的部分A上设置有高效传热构件。
采用上述构成，在水通路W的入口部分，促进水温处于规定温度以下的部分A(换言之是水温几乎不会使作为水锈成分的碳酸钙析出的部分)向水侧的传热。结果是，可大幅提高整个热交换器的性能。尤其是在将这种构成的热水供给用热交换器应用在热泵式热水供给设备上时，由于一般是水的传热性能比制冷剂差、且由于低温区域的与高温区域不同的物性值(例如在低温下降低的热传导率和在低温下增大的粘性系数等)的影响，水的热传导率低。因此，在水通路W的入口部分，在水温处于规定温度以下的部分A上设置高效传热构件可起到非常大的性能提高效果。
第二发明的热水供给用热交换器，包括构成水通路W的水配管1、以及构成制冷剂通路R的制冷剂配管2，利用流经所述制冷剂通路R的制冷剂对流经所述水通路W的水进行加热。并且，在所述水通路W的入口部分，水温处于规定温度以下的部分A处的所述水配管1由高效传热管构成。
采用上述构成，在水通路W的入口部分，促进水温处于规定温度以下的部分A(换言之是水温几乎不会使作为水锈成分的碳酸钙析出的部分)的水配管1向水侧的传热。结果是，可大幅提高整个热交换器的性能。尤其是在将这种构成的热水供给用热交换器应用在热泵式热水供给设备上时，由于一般是水侧的传热性能比制冷剂侧差、且由于低温区域的与高温区域不同的物性值(例如在低温下降低的热传导率和在低温下增大的粘性系数等)的影响，水侧的热传导率低。因此，在水通路W的入口部分，将水温处于规定温度以下的部分A处的所述水配管1用高效传热管构成可起到非常大的性能提高效果。
第三发明的热水供给用热交换器，将包括构成水通路W的水配管1、以及构成制冷剂通路R的制冷剂配管2的热交换单元H、H……层叠成多层，并分别连接所述水配管1及所述制冷剂配管2从而构成一连串的水通路W及制冷剂通路R，利用流经所述制冷剂通路R的制冷剂对流经所述水通路W的水进行加热。并且，在所述水通路W的入口侧，在水温处于规定温度以下的部分A上设置有高效传热构件。
采用上述构成，在水通路W的入口部分，促进水温处于规定温度以下的部分A(换言之是水温几乎不会使作为水锈成分的碳酸钙析出的部分)向水侧的传热。结果是，可大幅提高整个热交换器的性能。尤其是在将这种构成的热水供给用热交换器应用在热泵式热水供给设备上时，由于一般是水侧的传热性能比制冷剂侧差、且由于低温区域的与高温区域不同的物性值(例如在低温下降低的热传导率和在低温下增大的粘性系数等)的影响，水侧的热传导率低。因此，在水通路W的入口侧，在水温处于规定温度以下的部分A上设置高效传热构件可起到非常大的性能提高效果。
第四发明的热水供给用热交换器，将包括构成水通路W的水配管1、以及构成制冷剂通路R的制冷剂配管2的热交换单元H、H……层叠成多层，并分别连接所述水配管1及所述制冷剂配管2从而构成一连串的水通路W及制冷剂通路R，利用流经所述制冷剂通路R的制冷剂对流经所述水通路W的水进行加热。并且，在所述水通路W的入口侧，水温处于规定温度以下的热交换单元H处的所述水配管1由高效传热管构成。
采用上述构成，在水通路W的入口部分，促进水温处于规定温度以下的热交换单元H(换言之是水温几乎不会使作为水锈成分的碳酸钙析出的热交换单元)的水配管1向水侧的传热。结果是，可大幅提高整个热交换器的性能。尤其是在将这种构成的热水供给用热交换器应用在热泵式热水供给设备上时，由于一般是水侧的传热性能比制冷剂侧差、且由于低温区域的与高温区域不同的物性值(例如在低温下降低的热传导率和在低温下增大的粘性系数等)的影响，水侧的热传导率低。因此，在水通路W的入口侧，将水温处于规定温度以下的热交换单元H处的水配管1用高效传热管构成可起到非常大的性能提高效果。并且，由于在水通路W的入口部分将水温处于规定温度以下的热交换单元H用高效传热管构成，故该热交换单元H的构成容易，而且与其他热交换单元的连接也容易。
第五发明的热水供给用热交换器是在上述第一或第三发明中，作为所述高效传热构件可采用形成在所述水配管1的内表面上的螺旋槽7、7……。采用这种构成，可抑制水锈成分析出引起的不良状况，提高热交换性能，而且，与其他高效传热构件相比可将水侧压力损失的增大和成本的上升抑制得比较小。
第六发明的热水供给用热交换器是在上述第二或第四发明中，作为所述高效传热管可采用内表面设置有螺旋槽7、7……的内表面带槽的管。采用这种构成，可抑制水锈成分析出引起的不良状况，提高热交换性能，而且，与其他高效传热管相比可将水侧压力损失的增大和成本的上升抑制得比较小。
第七发明的热水供给用热交换器是在上述第一、第二、第三、第四、第五或第六发明中，可将所述制冷剂配管2接合在所述水配管1的外周上。采用这种构成，可提高从制冷剂配管2向水配管1的热传导率，进一步提高热交换性能。
发明效果第一发明的热水供给用热交换器，包括构成水通路W的水配管1、以及构成制冷剂通路R的制冷剂配管2，利用流经所述制冷剂通路R的制冷剂对流经所述水通路W的水进行加热，在所述水通路W的入口部分，在水温处于规定温度以下的部分A上设置有高效传热构件。结果是，在水通路W的入口部分，促进水温处于规定温度以下的部分A(换言之是水温几乎不会使作为水锈成分的碳酸钙析出的部分)向水侧的传热，因此具有可大幅提高整个热交换器的性能的效果。尤其是在将这种构成的热水供给用热交换器应用在热泵式热水供给设备上时，由于一般是水侧的传热性能比制冷剂侧差、且由于低温区域的与高温区域不同的物性值(例如在低温下降低的热传导率和在低温下增大的粘性系数等)的影响，水侧的热传导率低。因此，在水通路W的入口部分，在水温处于规定温度以下的部分A上设置高效传热构件可起到非常大的性能提高效果。
第二发明的热水供给用热交换器，包括构成水通路W的水配管1、以及构成制冷剂通路R的制冷剂配管2，利用流经所述制冷剂通路R的制冷剂对流经所述水通路W的水进行加热，在所述水通路W的入口部分，水温处于规定温度以下的部分A处的所述水配管1由高效传热管构成。结果是，在水通路W的入口部分，促进水温处于规定温度以下的部分A(换言之是水温几乎不会使作为水锈成分的碳酸钙析出的部分)的水配管1向水侧的传热，因此，具有可大幅提高整个热交换器的性能的效果。尤其是在将这种构成的热水供给用热交换器应用在热泵式热水供给设备上时，由于一般是水侧的传热性能比制冷剂侧差、且由于低温区域的与高温区域不同的物性值(例如在低温下降低的热传导率和在低温下增大的粘性系数等)的影响，水侧的热传导率低。因此，在水通路W的入口部分，将水温处于规定温度以下的部分A处的所述水配管1用高效传热管构成可起到非常大的性能提高效果。
第三发明的热水供给用热交换器，将包括构成水通路W的水配管1、以及构成制冷剂通路R的制冷剂配管2的热交换单元H、H……层叠成多层，并分别连接所述水配管1及所述制冷剂配管2从而构成一连串的水通路W及制冷剂通路R，利用流经所述制冷剂通路R的制冷剂对流经所述水通路W的水进行加热，在所述水通路W的入口侧，在水温处于规定温度以下的部分A上设置有高效传热构件。结果是，在水通路W的入口部分，促进水温处于规定温度以下的部分A(换言之是水温几乎不会使作为水锈成分的碳酸钙析出的部分)向水侧的传热，因此，具有可大幅提高整个热交换器的性能的效果。尤其是在将这种构成的热水供给用热交换器应用在热泵式热水供给设备上时，由于一般是水侧的传热性能比制冷剂侧差、且由于低温区域的与高温区域不同的物性值(例如在低温下降低的热传导率和在低温下增大的粘性系数等)的影响，水侧的热传导率低。因此，在水通路W的入口侧，在水温处于规定温度以下的部分A上设置高效传热构件可起到非常大的性能提高效果。
第四发明的热水供给用热交换器，将包括构成水通路W的水配管1、以及构成制冷剂通路R的制冷剂配管2的热交换单元H、H……层叠成多层，并分别连接所述水配管1及所述制冷剂配管2从而构成一连串的水通路W及制冷剂通路R，利用流经所述制冷剂通路R的制冷剂对流经所述水通路W的水进行加热，在所述水通路W的入口侧，水温处于规定温度以下的热交换单元H处的所述水配管1由高效传热管构成。结果是，在水通路W的入口部分，促进水温处于规定温度以下的热交换单元H(换言之是水温几乎不会使作为水锈成分的碳酸钙析出的热交换单元)处的水配管1向水侧的传热，因此，具有可大幅提高整个热交换器的性能的效果。尤其是在将这种构成的热水供给用热交换器应用在热泵式热水供给设备上时，由于一般是水侧的传热性能比制冷剂侧差、且由于低温区域的与高温区域不同的物性值(例如在低温下降低的热传导率和在低温下增大的粘性系数等)的影响，水侧的热传导率低。因此，在水通路W的入口侧，将水温处于规定温度以下的热交换单元H处的水配管1用高效传热管构成可起到非常大的性能提高效果。并且，由于在水通路W的入口部分将水温处于规定温度以下的热交换单元H用高效传热管构成，故也具有该热交换单元H的构成容易、而且与其他热交换单元的连接也容易的效果。
第五发明的热水供给用热交换器是在上述第一或第三发明中，作为所述高效传热构件可采用形成在所述水配管1的内表面上的螺旋槽7、7……。采用这种构成，可抑制水锈成分析出引起的不良状况，提高热交换性能，而且，与其他高效传热构件相比，可将水侧压力损失的增大和成本的上升抑制得比较小。
第六发明的热水供给用热交换器是在上述第二或第四发明中，作为所述高效传热管可采用内表面设置有螺旋槽7、7……的内表面带槽的管。采用这种构成，可抑制水锈成分析出引起的不良状况，提高热交换性能，而且，与其他高效传热管相比，可将水侧压力损失的增大和成本的上升抑制得比较小。
第七发明的热水供给用热交换器，在上述第一、第二、第三、第四、第五或第六发明中，可将所述制冷剂配管2接合在所述水配管1的外周上。采用这种构成，可提高从制冷剂配管2向水配管1的热传导率，进一步提高热交换性能。
图1是本发明实施例中的热水供给用热交换器的俯视图。
图2是本发明实施例中的热水供给用热交换器的侧视图。
图3是表示本发明实施例中的热水供给用热交换器所采用的高效传热管一例的局部展开俯视图。
图4是表示本发明实施例中的热水供给用热交换器所采用的高效传热管另一例的局部展开俯视图。
图5是表示本发明实施例中的热水供给用热交换器所采用的高效传热管另一例的放大剖视图。
图6是表示本发明实施例中的热水供给用热交换器所采用的高效传热管另一例的放大剖视图。
图7是表示本发明实施例中的热水供给用热交换器所采用的高效传热管另一例的放大分解立体图。
图8是表示本发明实施例中的热水供给用热交换器所采用的高效传热管另一例的放大剖视图。
图9是表示碳酸钙的溶解度曲线的特性图。
(元件符号说明)1 水配管1′ 高效传热管2 制冷剂配管7 螺旋槽A 入口部分H(H1、H2) 热交换单元R 制冷剂通路W 水通路具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施例进行说明。
该热水供给用热交换器构成在热泵式热水供给设备中作为加热器使用的水用热交换器。如图1及图2所示，该热水供给用热交换器是由热交换单元H1、H2层叠为上下两层构成的，该热交换单元H1、H2具有以在同一平面上呈椭圆形状的形态形成为旋涡形状并构成水通路W的水配管1、以及在该水配管1的外周卷绕成螺旋状并构成制冷剂通路R的制冷剂配管2。并且，分别连接所述水配管1及所述制冷剂配管2从而构成一连串的水通路W及制冷剂通路R。
并且，上层热交换单元H2上的水配管1和下层热交换单元H1上的水配管1在旋涡的中心侧通过连接部3连接。上层热交换单元H2的卷绕在水配管1上的制冷剂配管2和下层热交换单元H1的卷绕在水配管1上的制冷剂配管2在旋涡的中心侧通过连接部4连接。所述水通路W的入口5设置在下层热交换单元H1的水配管1上的旋涡外周侧，所述水通路的最终出口6设置在上层热交换单元H2的水配管1上的旋涡外周侧。
在所述水通路W的入口侧，将水温处于规定温度以下的下层热交换单元H1处的所述水配管1用具有高效传热构件的高效传热管构成。
采用上述这种构成，在水通路W的入口部分，促进水温处于规定温度以下的下层热交换单元H1(换言之是水温几乎不会使作为水锈成分的碳酸钙析出的热交换单元)处的水配管1向水侧的传热。结果是，可大幅提高整个热交换器的性能。并且，由于在水通路W的入口部分将水温处于规定温度以下的下层热交换单元H1用高效传热管构成，故该热交换单元H1的构成容易，而且与其他热交换单元(即上层热交换单元H2)的连接也容易。
作为高效传热管可采用现在已知的各种高效传热管，以下例示典型的高效传热管。
如图3所示，作为高效传热管1′也可采用内表面形成有螺旋槽7、7……(换言之为高效传热构件)的内表面带槽的管。在此，槽深h＝0.05～0.5mm(最好为0.2mm)，槽斜度(溝ピツチ)p＝5～12度(最好为7.2度)，螺旋升角α＝5～30度(最好为15度)。此时，可抑制水锈成分析出引起的不良状况，提高热交换性能，而且，与其他高效传热管相比可将水侧压力损失的增大和成本的上升抑制得比较小。另外，如图4所示，作为高效传热管1′也可采用内表面形成有非对称槽8、8……(换言之为高效传热构件)的内表面带槽的管。另外，如图5所示，作为高效传热管1′也可采用内表面形成有十字形翅片9(换言之为高效传热构件)的内表面带翅片的管。另外，如图6所示，作为高效传热管1′也可采用内表面形成有沿向心方向延伸的大量翅片10、10……(换言之为高效传热构件)的内表面带翅片的管。另外，如图7所示，作为高效传热管1′也可采用通过在管内插入扭转带11(换言之为高效传热构件)而构成的扭转带插入管。另外，作为高效传热管1′也可采用图8所示的波纹管。另外，作为高效传热管也可采用其他细径管等。
在将所述热交换单元H、H……层叠到3层以上时，若层数为N，则可将入口侧的第一层至第N-1层的热交换单元的芯管用作高效传热管。
在上述实施例中，是将热交换单元H处的水配管1形成为旋涡状，并将制冷剂配管2以螺旋状卷绕在水配管1的外周，但热交换单元H处的水配管1的形状也可形成为其他形状，另外，制冷剂配管2只要接合在水配管1的外周即可，接合的形状可自由选择。
所谓的在水通路上设置高效传热构件，也包括在上述构成的热水供给用热交换器的入口侧设置使水流产生紊流的构件(例如振动施加构件等)。
本发明当然并不局限于上述实施例，还可得到各种实施例。
产业上的可利用性如上所述，本发明对于利用制冷剂通路中的制冷剂对水通路中的水进行加热的热水供给用热交换器来说有用。
权利要求
1.一种热水供给用热交换器，包括构成水通路(W)的水配管(1)、以及构成制冷剂通路(R)的制冷剂配管(2)，利用流经所述制冷剂通路(R)的制冷剂对流经所述水通路(W)的水进行加热，其特征在于，在所述水通路(W)的入口部分，在水温处于规定温度以下的部分(A)上设置有高效传热构件。
2.一种热水供给用热交换器，包括构成水通路(W)的水配管(1)、以及构成制冷剂通路(R)的制冷剂配管(2)，利用流经所述制冷剂通路(R)的制冷剂对流经所述水通路(W)的水进行加热，其特征在于，在所述水通路(W)的入口部分，水温处于规定温度以下的部分(A)处的所述水配管(1)由高效传热管构成。
3.一种热水供给用热交换器，将包括构成水通路(W)的水配管(1)、以及构成制冷剂通路(R)的制冷剂配管(2)的热交换单元(H、H……)层叠成多层，并分别连接所述水配管(1)及所述制冷剂配管(2)从而构成一连串的水通路(W)及制冷剂通路(R)，利用流经所述制冷剂通路(R)的制冷剂对流经所述水通路(W)的水进行加热，其特征在于，在所述水通路(W)的入口侧，在水温处于规定温度以下的部分(A)上设置有高效传热构件。
4.一种热水供给用热交换器，将包括构成水通路(W)的水配管(1)、以及构成制冷剂通路(R)的制冷剂配管(2)的热交换单元(H、H……)层叠成多层，并分别连接所述水配管(1)及所述制冷剂配管(2)从而构成一连串的水通路(W)及制冷剂通路(R)，利用流经所述制冷剂通路(R)的制冷剂对流经所述水通路(W)的水进行加热，其特征在于，在所述水通路(W)的入口侧，水温处于规定温度以下的热交换单元(H)处的所述水配管(1)由高效传热管构成。
5.如权利要求1或3所述的热水供给用热交换器，其特征在于，作为所述高效传热构件，采用形成在所述水配管(1)的内表面上的螺旋槽(7、7……)。
6.如权利要求2或4所述的热水供给用热交换器，其特征在于，作为所述高效传热管，采用内表面设置有螺旋槽(7、7……)的内表面带槽的管。
7.如权利要求1至4中任一项所述的热水供给用热交换器，其特征在于，所述制冷剂配管(2)接合在所述水配管(1)的外周上。
全文摘要
一种热水供给用热交换器，包括构成水通路(W)的水配管(1)、以及构成制冷剂通路(R)的制冷剂配管(2)，利用流经制冷剂通路(R)的制冷剂对流经水通路(W)的水进行加热。并且，在水通路(W)的入口部分，在水温处于规定温度以下的部分(A)上设置有高效传热构件，从而可大幅提高整个热交换器的性能。
文档编号F24H9/00GK1914470SQ20058000406
公开日2007年2月14日 申请日期2005年2月4日 优先权日2004年2月6日
发明者柴田豊, 中田春男 申请人:大金工业株式会社