热交换器及包括该热交换器的凉白开饮水机的制作方法

1.本发明涉及饮水设备技术领域，具体提供一种热交换器及包括该热交换器的凉白开饮水机。


背景技术：

2.现有的凉白开饮水机通常采用热交换器达到热水降温或冷水升温的已实现调制凉白开水的目的。
3.目前，热交换器将开水从100度降温至40度的温开水，需要在热交换器内布置较长的换热管路。例如，现有的螺旋盘管式的换热管路中，螺旋盘管经过冷水区与冷水进行换热时，远离螺旋盘管边缘区域的冷水不易与螺旋盘管进行充分地换热，进而降低了热交换器的换热效率，用户体验不佳。
4.相应地，本领域需要一种新的热交换器来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明旨在解决上述技术问题，即，解决现有热交换器的换热效率不佳的问题。
6.在第一方面，本发明提供一种热交换器，该热交换器包括壳体以及设置在所述壳体内的螺旋盘管，所述壳体包括彼此隔离的第一腔室、第二腔室以及位于所述第一腔室和所述第二腔室之间的第三腔室，所述壳体上设有第一接口、第二接口、第三接口以及第四接口；所述第一接口与所述第一腔室连通；所述第二接口与所述第二腔室连通；所述螺旋盘管位于所述第三腔室内，所述螺旋盘管的一端与所述第一腔室连通，所述螺旋盘管的另一端与所述第二腔室连通，所述第三接口和所述第四接口分别与所述第三腔室的两端连通；其中，所述第三腔室内设有隔板，所述隔板支撑所述螺旋盘管并将所述第三腔室分隔为至少两层冷却区，所述螺旋盘管贯穿每个所述冷却区，所述第三腔室内的水依次流经每个所述冷却区与所述螺旋盘管进行换热。
7.在上述的热交换器的优选技术方案中，所述壳体内形成有与所述第三腔室连通的间隙通道，所述间隙通道分别位于所述第一腔室的外侧和所述第二腔室的外侧，所述第三接口和所述第四接口分别通过所述间隙通道与所述第三腔室连通。
8.在上述的热交换器的优选技术方案中，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述第一腔室、所述第二腔室、所述第三腔室、所述隔板以及所述螺旋盘管均对称分布在所述上壳体和所述下壳体上。
9.在上述的热交换器的优选技术方案中，所述隔板上设有与所述冷却区连通的多个通孔。
10.在上述的热交换器的优选技术方案中，所述螺旋盘管的一端与所述第一接口分别位于所述第一腔室的两端，并且/或者所述螺旋盘管的另一端与所述第二接口分别位于所述第二腔室的两端。
11.在上述的热交换器的优选技术方案中，所述第一接口、所述第二接口、所述第三接
口和所述第四接口均形成在所述上壳体或所述下壳体上。
12.在上述的热交换器的优选技术方案中，所述第一接口与所述第三接口在所述壳体宽度方向上对称分布，并且/或者所述第二接口与所述第四接口在所述壳体宽度方向上对称分布。
13.在上述的热交换器的优选技术方案中，所述螺旋盘管为金属管。
14.在第二方面，本发明提供了一种凉白开饮水机，包括所述的热交换器。
15.在上述的凉白开饮水机的优选技术方案中，所述凉白开饮水机还包括制冷单元，所述制冷单元能够向所述热交换器提供冷水。
16.本领域技术人员能够理解的是，本发明的热交换器包括包括壳体以及设置在壳体内的螺旋盘管，壳体包括彼此隔离的第一腔室、第二腔室以及位于第一腔室和第二腔室之间的第三腔室，壳体上设有第一接口、第二接口、第三接口以及第四接口；第一接口与第一腔室连通；第二接口与第二腔室连通；螺旋盘管位于第三腔室内，螺旋盘管的一端与第一腔室连通，螺旋盘管的另一端与第二腔室连通，第三接口和第四接口分别与第三腔室的两端连通；其中，第三腔室内设有隔板，隔板支撑螺旋盘管并将第三腔室分隔为至少两层冷却区，螺旋盘管贯穿每个冷却区，第三腔室内的水依次通过冷却区与螺旋盘管进行换热。通过这样的设置，热水经第一腔室或第二腔室进入螺旋盘管内与第三腔室内的冷水进行换热时，冷水能够依次流经每个冷却区与螺旋盘管充分地进行换热，进而提高了热交换器的换热效率。
17.进一步地，壳体内形成有与第三腔室连通的间隙通道，间隙通道分别位于第一腔室的外侧和第二腔室的外侧，第三接口和第四接口分别通过间隙通道与第三腔室连通。通过这样的设置，设置在壳体端部上的第三接口和第四接口无需分别穿越第一腔室和第二腔室与第三腔室连通，简化了壳体复杂的结构设计，成本低。
18.进一步地，壳体包括上壳体和下壳体，第一腔室、第二腔室、第三腔室、隔板以及螺旋盘管均对称分布在上壳体和下壳体上。通过这样的设置，只需一套热交换器模具即可制备出能够彼此盖合的上盖体和下盖体，降低制作成本。
19.进一步地，隔板上设有与冷却区连通的多个通孔。通过这样的设置，隔板将第三腔室隔成冷却区后，冷水透过通孔直接向的相邻的冷却区流动。
20.进一步地，螺旋盘管的一端与第一接口分别位于第一腔室的两端，并且/或者螺旋盘管的另一端与第二接口分别位于第二腔室的两端。通过这样的设置，便于在第一腔室或第二腔室内分流/汇集的水进行充分流道，进一步提高热交换器的换热效率。
21.进一步地，第一接口和第三接口形成在上壳体，第二接口和第四接口形成在下壳体上。第一接口与第三接口在壳体宽度方向上对称分布，并且/或者第二接口与第四接口在壳体宽度方向上对称分布。通过这样的设置，便于与外围管路的匹配连接，提升了热交换器的整体美观度。
22.此外，本发明在上述技术方案的基础上进一步提供的凉白开饮水机，该凉白开饮水机还包括制冷单元，由于采用了上述的热交换器，因而具备上述热交换器所具备的技术效果，相比于现有的凉白开饮水机，本发明的凉白开饮水机换热效果更佳，大大缩短制备凉白开水的时间，提升了用户体验。
附图说明
23.下面结合附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：
24.图1是本发明的热交换器的整体结构示意图；
25.图2是本发明的热交换器的上壳体的结构示意图；
26.图3是本发明的热交换器的下壳体的结构示意图；
27.图4是图1中a-a处的剖视结构的示意图；
28.图5是本发明的凉白开饮水机的结构示意图。
29.附图标记列表：
30.1、热交换器；101、上壳体；102、下壳体；11、第一腔室；111、第一接口；12、第二腔室；121、第二接口；13、第三腔室；131、第三接口；132、第四接口；141、第一间隙通道；142、第二间隙通道；2、螺旋盘管；3、隔板；31、通孔；4、水泵；5、加热体；6、水龙头；7、调节阀；71、第一进口；72、第二进口；73、第一出口、74、第二出口；8、制冷单元；81、蒸发器；82、压缩机；9、回流阀。
具体实施方式
31.下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
32.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“水平“、“竖直“、“左“、“右“等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示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发明的限制。
33.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.基于背景技术指出的现有热交换器的换热效率不佳的问题。本发明提供了一种热交换器，通过将螺旋盘管所在的腔室通过隔板分为至少两层冷却区，便于冷水与螺旋盘管充分地换热，提升了热交换器的换热效率。
35.具体地，参阅图1至图5，本发明的热交换器1包括壳体以及设置在壳体内的螺旋盘管2，壳体内被划分为彼此隔离的第一腔室11、第二腔室12以及位于第一腔室11和第二腔室12之间的第三腔室13，壳体上设有第一接口111、第二接口121、第三接口131以及第四接口132；第一接口111与第一腔室11连通；第二接口121与第二腔室12连通；第三接口131和第四接口132分别与第三腔室13的两端连通；螺旋盘管2位于第三腔室13内，螺旋盘管2的一端与第一腔室11连通，螺旋盘管2的另一端与第二腔室12连通；其中，第三腔室13内设有隔板3，隔板3支撑螺旋盘管2并将第三腔室13分隔为至少两层冷却区。
36.示例性地，参阅图2至图4，壳体的外形构成为盒状结构，沿从上到下的方向上，第三腔室13位于壳体内的中间区域，第一腔室11位于壳体内的上部区域，第二腔室12位于壳体内的下部区域，第一腔室11和第二腔室12均为横向布置的条状结构。壳体的上端设有与
第一腔室11连通的第一接口111和与第三腔室13连通的第三接口131；壳体的下端设有与第二腔室12连通的第二接口121和与第三腔室13连通的第四接口132。其中，螺旋盘管2位于第三腔室13内，螺旋盘管2的上端与第一腔室11连通，螺旋盘管2的下端与第二腔室12连通；第三腔室13内设有两个隔板3，两个隔板3支撑螺旋盘管2并沿水平方向将第三腔室13从上到下分隔为三个冷却区。三个冷却区串联设置，最上层和最下层的两个冷却区分别与第三接口131和第四接口132连通。其中，每个隔板3上均设置有多个通孔31。优选地，相邻隔板3上的通孔31错位设置，以便水流能够冷却区以s型结构在第三腔室13内流动。
37.冷水经第三接口131流入第三腔室13并从第四接口132流出，其中，冷水能够依次从最上层的冷却区向下流动并透过隔板3上的通孔31向下层流动；热水经第一接口111流入第一腔室11，然后通过第一腔室11分流至螺旋盘管2在第三腔室13内换热流出至第二腔室12形成温水，最后通过第二接口121流出。
38.其中，第三腔室13为冷水浸泡区，其占用较大的空间，螺旋盘管2的外形为圆形盘旋结构，螺旋盘管2占据第三腔室13的中心位置时，远离螺旋盘管2边缘区域的冷水不易与螺旋盘管2发生换热，进而导致冷水与螺旋盘管2内热水换热效果不理想。通过设置隔板3将第三腔室13分隔为串联的冷却区，使得冷水能够依次流经每个冷却区以使第三腔室13内的冷水能够与螺旋盘管2进行充分地换热，进而提高与螺旋盘管2内热水的换热效果。
39.需要说明的是，隔板3的数量不局限上述设置，根据实际应用，本领域技术人员可以设置一个或者两个以上的隔板3，只要能够将第三腔室13内换热后的冷水及时排出即可，这种对隔板3的具体数量的调整和改变并不偏离本发明的原理和范围，均应限定在本发明的保护范围之内。
40.此外，需要说明的是，根据实际应用，本领域技术人员也可以，使冷水经第四接口132流入第三腔室13并从第三接口131流出，热水经第二接口121流入第二腔室12，然后通过第二腔室12分流至螺旋盘管2在第三腔室13内换热流出至第一腔室11形成温水，最后通过第一接口111流出，这种对热交换器1的具体进水和出水方向的调整和改变并不偏离本发明的原理和范围，均应限定在本发明的保护范围之内。
41.还需要说明的是，通过调整螺旋盘管2的直径，还可以使螺旋盘管2的上部分和下部分分别穿过第一腔室11和第二腔室12，进而增加螺旋盘管2的换热流道的长度和在壳体内的空间利用率。
42.优选地，参阅图2和图3，本发明的壳体内形成有与第三腔室13连通的间隙通道，间隙通道分别位于第一腔室11的外侧和第二腔室12的外侧，第三接口131和第四接口132分别通过间隙通道与第三腔室13连通。
43.示例性地，参阅图2和图3，间隙通道包括第一间隙通道141和第二间隙通道142，第一间隙通道141位于第一腔室11的左边的外侧，第二间隙通道142位于第二腔室12的右边的外侧。其中，第三接口131与第一间隙通道141连通，第四接口132与第二间隙通道142连通。
44.通过这样的设置，设置在端部的第一接口111和第二接口121无需分别穿越第一腔室11和第二腔室12，简化了复杂的结构设计，成本低。
45.需要说明的是，间隙通道的结构不局限上述设置，根据实际应用，本领域技术人员可以将间隙通道替换或设置为穿过第一腔室11和第二腔室12的管道，这种对间隙通道的具体形式的调整和改变并不偏离本发明的原理和范围，均应限定在本发明的保护范围之内。
46.优选地，参阅图1至图4，本发明的壳体包括上壳体101和下壳体102，第一腔室11、第二腔室12、第三腔室13、隔板3以及螺旋盘管2均对称分布在上壳体101和下壳体102上。
47.示例性地，参阅图1至图4，在上壳体101和下壳体102的上部区域，第一腔室11形成对称的条形槽结构；在上壳体101和下壳体102的下部区域，第二腔室12形成对称的条形槽结构；在上壳体101和下壳体102的中间区域，第三腔室13形成对称的长方形槽结构，其中，二个隔板3均分为2对肋板结构。螺旋盘管2分为两组，两组螺旋盘管2均匀分布在上壳体101和下壳体102上。
48.通过这样的设置，只需一套热交换器1模具即可制备出能够彼此盖合的上盖体和下盖体，降低制作成本。
49.优选地，参阅图2至图4，本发明的螺旋盘管2平行并且分层排列设置。
50.示例性地，参阅图2至图4，沿壳体厚度方向上设置为四层螺旋盘管2。其中，每层螺旋盘管2的上端分别插入第一腔室11的下方的内侧壁上的4个开孔内，每层螺旋盘管2的下端分别插入第二腔室12的上方的内侧壁上的4开孔内。每层螺旋盘管2均穿过两个隔板3。
51.优选地，参阅图2至图4，螺旋盘管2的一端与第一接口111分别位于第一腔室11的两端，并且/或者螺旋盘管2的另一端与第二接口121分别位于第二腔室12的两端。
52.示例性地，参阅图3，第一接口111分别位于第一腔室11的右侧，螺旋盘管2的上端位于第一腔室11的左侧，第二接口121分别位于第二腔室12的左侧，螺旋盘管2的下端位于第二腔室12的右侧。通过这样的设置，热水从第一接口111进入第一腔室11进行分流时，热水能够沿第一腔室11从左到右流动后再将热水分流至四个螺旋盘管2的上端，当水流从四个螺旋盘管2的下端流出后，流出的温水经过第二腔室12汇集后再经第二接口121流出。水流通过在第一腔室11和第二腔室12内分流和汇集流动散热时，进一步提高了热交换器1的换热效率。
53.需要说明的是，螺旋盘管2的数量和层数不局限上述设置，根据实际应用，本领域技术人员可以根据热交换器1的厚度和宽度具体调整螺旋盘管2和层数，例如，螺旋盘管2可以设置2层，6层，这种对螺旋盘管2的层数的具体调整和改变并不偏离本发明的原理和范围，均应限定在本发明的保护范围之内。
54.优选地，本发明的螺旋盘管2为金属管。具体地，螺旋盘管2选用不锈钢管。
55.需要说明的是，螺旋盘管2的材质选择并不局限上述材料，根据实际应用，本领域技术人员可以选择铜管或铝管，这种对螺旋盘管2的材质的选择和改变并不偏离本发明的原理和范围，均应限定在本发明的保护范围之内。
56.此外，需要说明的是，上述的螺旋盘管2的结构不局限上述圆形盘旋结构，根据实际应用，本领域技术人员可以螺旋盘管2设置为方形盘旋结构或者多边形盘旋结构，只要使得螺旋盘管2能够提高对第三腔室13空间利用率即可，这种对螺旋盘管2的具体盘旋形状的调整和改变并不偏离本发明的原理和范围，均应限定在本发明的保护范围之内。
57.优选地，参阅图1至图3，本发明的第一接口111、第二接口121、第三接口131或第四接口132形成在上壳体101或下壳体102上。
58.具体地，参阅图1至图3，第一接口111、第二接口121、第三接口131和第四接口132均形成在下壳体102上。第一接口111和第三接口131形成在下壳体102的上端，第二接口121和第四接口132形成在上壳体101的下端。其中，第一接口111与第三接口131在壳体1宽度方
向上对称分布，并且第二接口121与第四接口132在壳体宽度方向上对称分布。
59.需要说明的是，第一接口111、第二接口121、第三接口131和第四接口132不局限上述设置方式，根据实际应用，本领域技术人员可以将第一接口111、第二接口121、第三接口131和第四接口132均设置在上壳体101上，或者，也可以将第一接口111、第二接口121、第三接口131和第四接口132均设置在下壳体102上，再或者，可以将第一接口111和第四接口132均设置在上壳体101上，可以将第二接口121和第三接口131均设置在下壳体102上，这种对第一接口111、第二接口121、第三接口131和第四接口132具体设置位置的调整和改变并不偏离本发明的原理和范围，均应限定在本发明的保护范围之内。
60.最后，本发明还提供了一种凉白开饮水机，凉白开饮水机包括上述的热交换器1。
61.具体地，参阅图5，本发明的凉白开饮水机包括热交换器1、水泵4、加热体5、水龙头6、调节阀7、制冷单元8以及回流阀9。其中，水泵4用于抽取制冷单元8制冷后的冷水至热交换器1的第三接口131，热交换器1的第四接口132与加热体5的进水端连通，加热体5的出水端与热交换器1的第一接口111连通，热交换器1的第二接口121与调节阀7的第一进口71连通，调节阀7的第二进口72与加热体5的出水端连通，调节阀7的第一出口73与水龙头6连通，调节阀7的第二出口74与通过回流阀9与水泵4的进水端连通。其中，制冷单元8为包括冷胆和位于冷胆下底部的蒸发器81和压缩机82，蒸发器81与压缩机82连通的管路在冷胆的腔室内，冷胆的进水口接原水，冷胆的出水口与水泵4的进水端连通。当水泵4抽送冷胆内的冷水至热交换器1的第三腔室13，加热体5将从第三腔室13内的冷水加热至开水状态通过第一腔室11进入螺旋盘管2内换热后形成温水，温水在第二腔室12内汇集后通向调节阀7，当关闭调节阀7的第二进口72，打开调节阀7的出口73即可向水龙头6提供换热后的凉白开水。其中，通过调节调节阀7的第二进口72的热水流量，可以调节凉白开水至合适的温度。其中，当进入的螺旋盘管2的水未达到开水状态时，可以开启第二出口74使热交换器1的螺旋盘管2内的水回流。
62.通过这样的设置，由于热水通过多层并联的螺旋盘管2，冷水依次流经每个冷却区能够与螺旋盘管2进行充分地换热，制冷单元8提供的冷水加快了螺旋盘管2降温速度，大大缩短了制备凉白开水的时间，提升了用户体验。
63.需要说明的是，热交换器1的应用并不局限上述凉白开饮水机的具体结构，根据实际应用，不同结构的凉白开饮水机也可以使用该热交换器1进行换热调温，这种对热交换器1在不同凉白开饮水机使用并不影响偏离本发明的原理和范围，均应限定在本发明的保护范围之内。
64.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。