專利名稱：并聯(lián)式熱交換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種并聯(lián)式熱交換裝置。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和能源危機(jī)，節(jié)能的重要性牽動(dòng)著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，應(yīng) 用在空調(diào)器、熱水機(jī)等領(lǐng)域的熱交換裝置也在朝著節(jié)能的方向的不斷改進(jìn)和更新，例如ZL200310101604.7中，公開了一種空氣能熱泵式熱水爐，所采用 的熱交換裝置(圖5)，其特點(diǎn)是以多個(gè)粗短中空容器作為儲(chǔ)水罐，內(nèi)腔有特 定形狀的另一流通高溫工質(zhì)的獨(dú)立通道，根據(jù)設(shè)計(jì)的出水溫度要求和壓縮機(jī) 功率大小，以多個(gè)上述容器串聯(lián)而成。當(dāng)要求出水溫度越高或出熱水量越大 時(shí)，串聯(lián)容器的數(shù)目就相應(yīng)增多。這種獨(dú)立裝置的熱交換能力很低，在中國(guó) 電力出版社2003年12月版"制冷空調(diào)系統(tǒng)的安全運(yùn)行、維修管理與節(jié)約環(huán) 保"一書第149頁(yè)，有詳細(xì)論述，當(dāng)中空容器的容積和工質(zhì)通道已固定，而且 "占空比"較小，當(dāng)進(jìn)入的涼水流通速度為1 2m/s時(shí)，每次通過水的溫升量 為6 8"C,由以上可見這種熱交換裝置，具有溫升慢，體積大，構(gòu)造復(fù)雜的 特征，此專利由2003年到2008年的實(shí)踐證明，使用這種特征的裝置所設(shè)計(jì) 的熱水爐，不能走向市場(chǎng)，未能轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。另一專利號(hào)為ZL200620054770. 5的實(shí)用新型專利，公開了一種熱交換裝 置(圖6)，包括一個(gè)細(xì)長(zhǎng)中空容器和內(nèi)腔安裝有與中空容器基本等長(zhǎng)的多條 管，二者分別構(gòu)成不同的流體獨(dú)立通道；從實(shí)質(zhì)上看，本設(shè)計(jì)是由 ZL200310101604. 7的設(shè)計(jì)演變面成、即當(dāng)粗短的多個(gè)串聯(lián)的中空容器，不斷縮小直徑，而與容器間相連通道的直徑相等時(shí)，即變成細(xì)長(zhǎng)中空容器，此裝置改善了專利ZL200310101604.7的弱點(diǎn)，從量上提高了換熱速度，但此裝置 仍存在不足的特點(diǎn)，如1、 單一條細(xì)長(zhǎng)空容器太長(zhǎng)，以5匹熱水機(jī)計(jì)，大約需要20米長(zhǎng)的細(xì)管， 流體通過的時(shí)間10秒以上，還是比較長(zhǎng)。2、 傳統(tǒng)性的這種熱交換裝置是以碳鋼管作為外容器，容器內(nèi)通過高溫工 質(zhì)，碳鋼管外壁易散熱，損失熱能，而且管壁易受腐蝕或氧化，內(nèi)置多條銅 管流通水，由于鋼管直徑小，水的流量也小，往往不能把工質(zhì)的熱量充分帶 走，當(dāng)還存有過多熱量的工質(zhì)循環(huán)回壓縮機(jī)時(shí)，能造成壓縮機(jī)的不斷升溫， 直接影響壓縮機(jī)壽命，甚至容易出現(xiàn)熱保護(hù)狀態(tài)，為了充分帶走熱量， ZL200620054770. 5的缺陷只能靠加長(zhǎng)容器長(zhǎng)度來(lái)解決，即熱交換時(shí)間加長(zhǎng)， 熱交換速度慢了。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種防腐蝕、 防氧化、換熱效率高、水溫升溫快的并聯(lián)式熱交換裝置。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明是由至少兩個(gè)等長(zhǎng)或不等長(zhǎng)的由不 銹鋼制成的中空細(xì)長(zhǎng)殼體并聯(lián)形成，并聯(lián)兩端的一端上連通有進(jìn)水口，另一 端連通有出水口；所述殼體內(nèi)腔設(shè)置有與殼體基本等長(zhǎng)的多條波紋管，所述 的多條波紋管并聯(lián)后連通一個(gè)工質(zhì)進(jìn)口， 一個(gè)工質(zhì)出口；所述進(jìn)水口和另一 端的出水口以及之間并聯(lián)的中空細(xì)長(zhǎng)殼體內(nèi)腔構(gòu)成了可迅速流通水流體的通 道，所述殼體內(nèi)腔放置多條異形截面的波紋銅管，波紋銅管有條理地穿過所 述殼體內(nèi)腔，而形成另一個(gè)獨(dú)立流體通道。在兩組互不相連的通道內(nèi)外兩腔，外腔通水流，內(nèi)腔通冷媒氣液體，形成水包冷媒的狀態(tài)。溫度高的冷媒被水完全包圍，通過波紋狀的管壁，快速 將熱量傳給溫度低的水，從而達(dá)到快速熱交換目的。進(jìn)一步的方案是所述進(jìn)水口包括進(jìn)水口 I和進(jìn)水口 II ，所述進(jìn)水口 I和進(jìn)水口n分別與所述殼體連通，兩個(gè)不同的進(jìn)口連接不同的水路系統(tǒng)，即形 成即熱式和循環(huán)式熱交換裝置的組合。所述的進(jìn)水口i、進(jìn)水口n與所述工質(zhì)出口設(shè)置于所述殼體并聯(lián)后的同 一端；所述出水口與所述工質(zhì)進(jìn)口設(shè)置在另一端，形成了兩種不同流體的逆 向循環(huán)。所述殼體的軸線在空間內(nèi)彎制成任意曲線，所以更佳的方案是將細(xì)長(zhǎng)殼 體彎成曲管，例如在可用空間內(nèi)對(duì)細(xì)長(zhǎng)殼體進(jìn)行盤巻作成圓盤狀，這樣可大 大縮小空間體積。所述多條波紋管的外徑截面積之和與所述殼體的內(nèi)徑截面積之和的比值即為占空比，且占空比必須小于1，而進(jìn)一步占空比的優(yōu)選系數(shù)為0. 32 0. 4。 本發(fā)明的有益效果是1、 傳統(tǒng)的套管熱交換裝置冷媒在外、水在內(nèi)腔，即是"熱包冷"狀態(tài)， 外管多采用碳鋼管，管壁易受腐蝕，同時(shí)管壁容易向外散熱，本發(fā)明外管采 用不銹鋼管并通水流體，內(nèi)腔殼體采用有擾動(dòng)作用并加大接觸面的波紋管，極大的提高熱交換效果，熱交換速度可提高35%左右，波紋管內(nèi)通高溫冷媒， 即是"冷包熱"狀態(tài)，高溫工質(zhì)的熱量不會(huì)外泄到空氣中，提高了換熱效率。2、 外管采用不銹鋼材料，防腐蝕、防氧化。3、 將二組或二組以上的"冷包熱"細(xì)長(zhǎng)殼體相并聯(lián)，使得過水時(shí)間縮 短，效率提高，并且外腔連同二個(gè)不同的進(jìn)口，連接不同的水路系統(tǒng)，而只 保持一個(gè)出口，即形成獨(dú)特的循環(huán)式與及熱式兩種熱交換裝置的組合，擴(kuò)大 機(jī)構(gòu)的使用范圍。4、特定的占空比系數(shù)C概念，即熱工質(zhì)管外截面積之和比冷液管內(nèi)截面 積之和，并規(guī)定C二O. 32 0. 4之間為優(yōu)選數(shù)值，在此范圍內(nèi)既能保證很高的換 熱效率，也能保證壓縮機(jī)的壽命。


圖1是本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的一種具體外觀結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例中空氣源熱泵即熱循環(huán)兩用熱水機(jī)外觀圖； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例中空氣源熱泵即熱循環(huán)兩用熱水機(jī)的原理圖； 圖5是現(xiàn)有專利ZL200310101604. 7的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是現(xiàn)有專利ZL200620054770. 5的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示，本發(fā)明是由兩個(gè)(需要時(shí)可為多個(gè))等長(zhǎng)或不等長(zhǎng) 的由不銹鋼管制成的中空細(xì)長(zhǎng)殼體1并聯(lián)形成，所述殼體1在空間內(nèi)盤巻作 成圓盤狀，大大縮小了占用空間，并聯(lián)兩端的一端上接有兩個(gè)進(jìn)口進(jìn)水口13 和進(jìn)水口 114,所述進(jìn)水口 I 3和進(jìn)水口 114相并聯(lián)且與所述殼體1連通，另 一端連通有出水口 5;所述殼體內(nèi)腔設(shè)置有與殼體基本等長(zhǎng)的多條波紋管2， 所述的多條波紋管2并聯(lián)后連通一個(gè)工質(zhì)進(jìn)口 7， 一個(gè)工質(zhì)出口 6。所述的進(jìn) 水口 13、進(jìn)水口II4與所述工質(zhì)出口6設(shè)置于所述殼體1并聯(lián)后的同一端； 所述出水口 5與所述工質(zhì)進(jìn)口 7設(shè)置在另一端，形成了兩種不同流體的逆向 循環(huán)。所述多條波紋管2的外徑截面積之和與所述殼體1的內(nèi)徑截面積之和的 比值為0.32 0.4。在"冷包熱"的狀態(tài)下熱截面/冷截面<1，當(dāng)冷流體的流 速為1—2m/s時(shí)，合理的占空比，可以得到最佳的熱交換效果，但細(xì)長(zhǎng)外殼 體必須采用不會(huì)被水氧化的不銹鋼材料，我們實(shí)驗(yàn)得出占空比c等于 0.32-0.40為最佳數(shù)值，當(dāng)c〈0.32時(shí)，熱交換面積偏小、熱傳遞不足水溫升高慢。當(dāng)C〉 0. 40時(shí)。高溫工質(zhì)有多余的熱量循回壓縮機(jī)造成縮機(jī)的溫升過 高。例:采用中空細(xì)管，一支為10米，一支為8米(工藝要求)并聯(lián)而成，直徑 19毫米。內(nèi)管采用外徑0) 6. 5波紋管三條,則外管內(nèi)截面等于283. 4平方毫米， 內(nèi)管外截面積之和等于99. 5平方毫米.c=99. 5/283. 4=0. 351在優(yōu)選值內(nèi). 一般過水速度為2米/秒，最大過水距離是10米，則最長(zhǎng)過水時(shí)間為5秒。在本實(shí)施例中該并聯(lián)式熱交換裝置可用于空氣源熱泵即熱循環(huán)兩用熱水機(jī)(如圖3、圖4):包括具有壓縮機(jī)的空調(diào)室外機(jī)及至少一組所述的并聯(lián)式熱交換裝置二個(gè)進(jìn)口一個(gè)出口，即進(jìn)水口I3通過小流量即熱方式直接產(chǎn)生熱水，而進(jìn)水口IH采用大流量并連接到水箱，當(dāng)水箱的水溫度過低時(shí)可通過進(jìn)水口IH形成循環(huán)加熱，并且經(jīng)過水電系統(tǒng)控制可隨時(shí)作即熱式或循環(huán)式熱水機(jī)使用?？照{(diào)室外機(jī)根據(jù)不同氣溫條件地區(qū)，有以下三種組合(圖4)1) 壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、毛細(xì)管、熱交換裝置；2) 壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、壓力膨脹伐、過濾器、儲(chǔ)液罐、熱交換裝置；3) 壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、電子膨脹伐、過濾器、儲(chǔ)液罐、熱交換裝置。
權(quán)利要求
1、并聯(lián)式熱交換裝置，包括由不銹鋼制成的中空細(xì)長(zhǎng)殼體(1)，其特征在于該并聯(lián)式熱交換裝置是由至少兩個(gè)等長(zhǎng)或不等長(zhǎng)的所述殼體(1)并聯(lián)形成，并聯(lián)兩端的一端上連通有進(jìn)水口，另一端連通有出水口(5)；所述殼體內(nèi)腔設(shè)置有與殼體基本等長(zhǎng)的多條波紋管(2)，所述的多條波紋管(2)并聯(lián)后連通一個(gè)工質(zhì)進(jìn)口(7)，一個(gè)工質(zhì)出口(6)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)式熱交換裝置，其特征在于所述進(jìn)水口包 括進(jìn)水口I (3)和進(jìn)水口II (4)，所述進(jìn)水口 I (3)和進(jìn)水口II (4) 分別與所述殼體(1)連通。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的并聯(lián)式熱交換裝置，其特征在于所述的進(jìn) 水口與所述工質(zhì)出口 (6)設(shè)置于所述殼體(1)并聯(lián)后的同一端；所述 出水口 (5)與所述工質(zhì)進(jìn)口 (7)設(shè)置在另一端。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的并聯(lián)式熱交換裝置，其特征在于所述多條 波紋管(2)的外徑截面積之和與所述殼體(1)的內(nèi)徑截面積之和的比 值為0. 32 0.4。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的并聯(lián)式熱交換裝置，其特征在于所述殼體(1)的軸線在空間內(nèi)彎制成任意曲線。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種并聯(lián)式熱交換裝置，該并聯(lián)式熱交換裝置是由至少兩個(gè)等長(zhǎng)或不等長(zhǎng)的由不銹鋼管制成的中空細(xì)長(zhǎng)殼體(1)并聯(lián)形成，并聯(lián)兩端的一端上接有兩個(gè)進(jìn)口進(jìn)水口I(3)和進(jìn)水口II(4)，所述進(jìn)水口I(3)和進(jìn)水口II(4)相并聯(lián)且與所述殼體(1)連通，另一端連通有出水口(5)；所述殼體內(nèi)腔設(shè)置有與殼體基本等長(zhǎng)的多條波紋管(2)，所述的多條波紋管(2)并聯(lián)后連通一個(gè)工質(zhì)進(jìn)口(7)，一個(gè)工質(zhì)出口(6)。本發(fā)明外表殼體防腐蝕、防氧化、且大大提高了換熱效率高、縮短了過水時(shí)間，加快了水溫升溫的速度。
文檔編號(hào)F25B39/00GK101532756SQ20081019854
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月16日
發(fā)明者林金正, 鐘志楠 申請(qǐng)人:林金正;鐘志楠