一種殼管式冷凝器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種空氣源熱泵裝置用殼管式冷凝器，其是由復(fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)的冷凝器單元構(gòu)成，于每個(gè)冷凝器單元內(nèi)形成有相互隔離的管程通道和殼程通道，所述的管程通道與進(jìn)水口和出水口連通；所述的殼程通道與冷媒進(jìn)口和冷媒出口連通；以水流的順序?yàn)閰⒄?，所述的?fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)的冷凝器單元中，第一個(gè)冷凝器單元的出水口與后續(xù)冷凝器單元進(jìn)水口通過管道連通，低溫水由第一個(gè)冷凝器單元的進(jìn)水口進(jìn)入，被逐漸加熱直至變成熱水后由最后一個(gè)冷凝器單元的出水口流出。本發(fā)明的冷凝器是有若干個(gè)冷凝器單元構(gòu)成，這些冷凝器單元通過整列分布，這樣可以在有限的空間內(nèi)安裝足夠的冷凝器單元，從而獲得足夠長(zhǎng)的換熱路徑，從而提高熱交換的效率。
【專利說明】
_種殼管式冷凝器
技術(shù)領(lǐng)域
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[0001]本發(fā)明涉及熱栗產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域，特指一種空氣源熱栗裝置用殼管式冷凝器。
【背景技術(shù)】
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[0002]熱栗系統(tǒng)的工作原理與制冷系統(tǒng)的工作原理是一致的。制冷系統(tǒng)(壓縮式制冷)一般由四部分組成:壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器。其工作過程為:低溫低壓的液態(tài)冷媒(例如氟利昂)，首先在蒸發(fā)器(例如空調(diào)室內(nèi)機(jī))里從高溫?zé)嵩?例如常溫空氣)吸熱并氣化成低壓蒸氣。然后冷媒氣體在壓縮機(jī)內(nèi)壓縮成高溫高壓的蒸氣，該高溫高壓氣體在冷凝器內(nèi)被低溫?zé)嵩?例如冷卻水)冷卻凝結(jié)成高壓液體。再經(jīng)節(jié)流元件(毛細(xì)管、熱力膨脹閥、電子膨脹閥等)節(jié)流成低溫低壓液態(tài)冷媒。如此就完成一個(gè)制冷循環(huán)。
[0003]目前制約熱栗系統(tǒng)中一個(gè)瓶頸就是如何提高冷凝器的熱交換效率。受常規(guī)冷媒性能和工作壓力的限制，即使降低能效比，也很難獲得高于55°C的熱水，因?yàn)槌Ｒ?guī)熱栗系統(tǒng)冷凝器換熱原理導(dǎo)致出水溫度很難超過系統(tǒng)冷媒冷凝溫度，熱栗高溫應(yīng)用的嘗試大都沿用研究特殊冷媒的技術(shù)路線。
[0004]常規(guī)的制冷器具有管程和殼程兩個(gè)通道，其中管程通道作為水的通道，而殼程通道作為冷媒的通道，如果要提高熱交換效率，通常的做法就是盡可能的延長(zhǎng)二者熱交換的路徑。但是對(duì)于一般的冷凝器而言，如果熱交換的路徑過長(zhǎng)，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)冷凝器的體積龐大。針對(duì)于此，本發(fā)明人提出了以下技術(shù)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]本發(fā)明索要解決的技術(shù)問題就在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種管殼式冷凝器。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了下述技術(shù)方案:該殼管式冷凝器是由復(fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)的冷凝器單元構(gòu)成，該冷凝器單元具有進(jìn)水口、出水口、冷媒進(jìn)口和冷媒出口，于每個(gè)冷凝器單元內(nèi)形成有相互隔離的管程通道和殼程通道，所述的管程通道與進(jìn)水口和出水口連通;所述的殼程通道與冷媒進(jìn)口和冷媒出口連通；以水流的順序?yàn)閰⒄?，所述的?fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)的冷凝器單元中，第一個(gè)冷凝器單元的出水口與后續(xù)冷凝器單元進(jìn)水口通過管道連通，低溫水由第一個(gè)冷凝器單元的進(jìn)水口進(jìn)入，被逐漸加熱直至變成熱水后由最后一個(gè)冷凝器單元的出水口流出；以水流的順序?yàn)閰⒄?，所述的?fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)的冷凝器單元中，最后一個(gè)冷凝器的冷媒出口與前面相鄰的冷凝器單元的冷媒進(jìn)口連通，高溫高壓的冷媒由最后一個(gè)冷凝器單元的冷媒進(jìn)口進(jìn)入，逐漸放熱后，最后由第一個(gè)冷凝器單元的冷媒出口流出。
[0007]進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的冷凝器單元包括:管形殼體，于管形殼體的前后端面之間設(shè)置位于柱形殼體內(nèi)的復(fù)數(shù)個(gè)進(jìn)水管和出水管，于管形殼體前后端面還固定有前蓋體和后蓋體。
[0008]進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的進(jìn)水口、出水口設(shè)置于前蓋體上，并分別與進(jìn)水管和出水管連通;所述的冷媒進(jìn)口和冷媒出口分別設(shè)置于柱形殼體的上方和下方，并且冷媒進(jìn)口靠近后蓋體，冷媒出口靠近前蓋體。
[0009]進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述進(jìn)水管和出水管分別位于管形殼體內(nèi)的上下兩個(gè)區(qū)域中；其中進(jìn)水管位于管形殼體內(nèi)的下方區(qū)域，出水管位于管形殼體內(nèi)的上方區(qū)域。
[0010]進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的前蓋體內(nèi)部形成有隔板，通過隔板將進(jìn)水口和出水口隔離;所述的后蓋體與管形殼體后端面之間形成有一個(gè)空腔，所述的進(jìn)水管與出水管通過該空腔連通。
[0011 ]進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，至少兩個(gè)冷凝器單元被設(shè)置為一個(gè)冷凝器組件，該殼管式冷凝器至少包括兩個(gè)串聯(lián)的冷凝器組件。
[0012]進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的冷凝器組件中每個(gè)冷凝器單元上下疊加固定，相鄰兩冷凝器組件中的出水口與進(jìn)水口之間通過第一連接管道連通、冷媒進(jìn)口與冷媒出口通過第二連接管道連通。
[0013]進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的復(fù)數(shù)個(gè)冷凝器單元安裝在一個(gè)柜體中。
[0014]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下有益效果:
[0015]1、本發(fā)明的冷凝器是有若干個(gè)冷凝器單元構(gòu)成，這些冷凝器單元通過整列分布，這樣可以在有限的空間內(nèi)安裝足夠的冷凝器單元，從而獲得足夠長(zhǎng)的換熱路徑，從而提高熱交換的效率。
[0016]2、本發(fā)明所述的冷凝器單元采用了殼管式結(jié)構(gòu)，并且將構(gòu)成管程通道的水管設(shè)置成兩個(gè)區(qū)域，即進(jìn)水管區(qū)域和出水管區(qū)域，并且這兩個(gè)區(qū)域相互分離，冷媒首先經(jīng)過出水管區(qū)域，對(duì)其中的水進(jìn)行加熱，然后在經(jīng)過進(jìn)水管區(qū)域，利用冷媒的余熱對(duì)進(jìn)水管內(nèi)的水進(jìn)行預(yù)熱，這樣可提高熱交換效率，降低水管中的水的散失。
[0017]3、本發(fā)明中的進(jìn)水管、出水管均采用若干的較細(xì)的水管制作，這樣在每根水管的橫截面很小，水管中的水的會(huì)獲得更大的熱交換面積，從而大大提高熱交換的效率，同時(shí)提升熱交換的速度，令水管中的水能夠在單位時(shí)間內(nèi)獲得足夠的熱量，快速提升溫度。同時(shí)解決了冷凝器單位長(zhǎng)度內(nèi)水流量過大使冷凝器內(nèi)冷媒迅速冷凝，而無法合理有效利用高壓端冷媒過熱蒸汽顯熱制高溫?zé)崴膯栴}。
[0018]4、本發(fā)明采用單元化的模塊方式，解決了單根管道過長(zhǎng)難以加工的問題。
[0019]5、常規(guī)熱栗冷凝器的換熱原理使冷凝器出水溫度低于冷凝溫度，即一般不超過55°C。本發(fā)明可以使冷媒在冷凝器內(nèi)緩慢降溫且緩慢相變，也就是說，其可使其冷凝時(shí)間變長(zhǎng)，水的預(yù)熱加熱時(shí)間變長(zhǎng)，充分利用冷媒高壓端過熱蒸汽對(duì)水溫進(jìn)行提升，使出水溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于冷凝溫度，出水溫度可高達(dá)80°C至100°C。
【附圖說明】
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[0020]圖1是本發(fā)明中內(nèi)部結(jié)構(gòu)立體圖；
[0021 ]圖2是本發(fā)明中冷凝器單元的立體圖；
[0022]圖3是本發(fā)明的冷凝器單元中管形殼體的立體圖。
[0023]圖4是本發(fā)明中冷凝器單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
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[0024]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0025]見圖1-4所示，本發(fā)明為一種殼管式冷凝器，該殼管式冷凝器由復(fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)的冷凝器單元I構(gòu)成，
[0026]參見圖2-4所示，所述的冷凝器單元I具有進(jìn)水口 11、出水口 12、冷媒進(jìn)口 13和冷媒出口 14，于每個(gè)冷凝器單元I內(nèi)形成有相互隔離的管程通道和殼程通道，所述的管程通道與進(jìn)水口 11和出水口 12連通;所述的殼程通道與冷媒進(jìn)口 13和冷媒出口 14連通。冷凝器單元的具體結(jié)構(gòu)如下:所述的冷凝器單元I包括:管形殼體101，于管形殼體101的前后端面之間設(shè)置位于柱形殼體101內(nèi)的復(fù)數(shù)個(gè)進(jìn)水管102和出水管103，于管形殼體101前后端面還固定有前蓋體104和后蓋體105。
[0027]所述的進(jìn)水口11、出水口 12設(shè)置于前蓋體104上，并分別與進(jìn)水管102和出水管103連通;所述的冷媒進(jìn)口 13和冷媒出口 14分別設(shè)置于柱形殼體101的上方和下方，并且冷媒進(jìn)口 13靠近后蓋體105，冷媒出口 14靠近前蓋體104。
[0028]所述進(jìn)水管102和出水管103分別位于管形殼體101內(nèi)的上下兩個(gè)區(qū)域中；其中進(jìn)水管102位于管形殼體101內(nèi)的下方區(qū)域，出水管103位于管形殼體101內(nèi)的上方區(qū)域。
[0029]所述的前蓋體104內(nèi)部形成有隔板1041，通過隔板1041將進(jìn)水口 11和出水口 12隔離;所述的后蓋體105與管形殼體101后端面之間形成有一個(gè)空腔1051，所述的進(jìn)水管102與出水管103通過該空腔1051連通。
[0030]工作時(shí)，管程通道是用于水的流通，其流動(dòng)路徑為:外部的冷水由進(jìn)水口11進(jìn)入冷凝器單元I中，然后通過前蓋體104內(nèi)被隔板1041隔離的腔體進(jìn)入進(jìn)水管102;接著，進(jìn)水管102中的水經(jīng)過空腔1051后進(jìn)入出水管103，最后由出水口 12流出。殼程通道是用于冷媒的流通，其流動(dòng)路徑為:外部的高溫高壓冷媒氣體由冷媒進(jìn)口 13進(jìn)入冷凝器單元I中，然后由冷媒出口 14流出。冷媒在流動(dòng)的過程中，由于冷媒進(jìn)口 13和冷媒出口 14分別設(shè)置于柱形殼體101的上方和下方，并且冷媒進(jìn)口 13靠近后蓋體105，冷媒出口 14靠近前蓋體104。所以冷媒的流經(jīng)過程是從上向下、從右向左流動(dòng)。這種流動(dòng)的過程帶來的好處就是，冷媒首先對(duì)出水管103中的水進(jìn)行熱交換，然后再利用余熱對(duì)進(jìn)水管102中的水進(jìn)行熱交換。這樣通過余熱首先對(duì)進(jìn)水管102中溫度相對(duì)較低的水進(jìn)行預(yù)熱，然后水流經(jīng)到出水管103中后，再直接與溫度相對(duì)較高的冷媒進(jìn)行熱交換，既避免了熱量的散失，又提高了熱交換的效率，可以進(jìn)一步提升由出水口 12流出的水的溫度。
[0031]本發(fā)明是將多個(gè)冷凝器單元I串聯(lián)構(gòu)成。其中，至少兩個(gè)冷凝器單元I被設(shè)置為一個(gè)冷凝器組件10，一臺(tái)完整的殼管式冷凝器至少包括兩個(gè)串聯(lián)的冷凝器組件10。參見圖2所示，本發(fā)明采用了四個(gè)冷凝器單元I構(gòu)成一個(gè)冷凝器組件10。冷凝器組件10中每個(gè)冷凝器單元I上下疊加固定，其管程通道與殼程通道的連接方式為:
[0032]以水流的順序?yàn)閰⒄眨龅乃膫€(gè)串聯(lián)的冷凝器單元I中，第一個(gè)冷凝器單元I的出水口 12與后續(xù)冷凝器單元I進(jìn)水口通過管道連通，低溫水由第一個(gè)冷凝器單元I的進(jìn)水口進(jìn)入，被逐漸加熱直至變成熱水后由最后一個(gè)冷凝器單元的出水口 12流出；
[0033]以水流的順序?yàn)閰⒄眨龅膹?fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)的冷凝器單元I中，最后一個(gè)冷凝器I的冷媒出口 14與前面相鄰的冷凝器單元I的冷媒進(jìn)口 13連通，高溫高壓的冷媒由最后一個(gè)冷凝器單元I的冷媒進(jìn)口 13進(jìn)入，逐漸放熱后，最后由第一個(gè)冷凝器單元I的冷媒出口 14流出。
[0034]組裝完冷凝器組件10后，再將若干個(gè)冷凝器組件10連接起來，本發(fā)明采用了六組冷凝器組件10，平均分列為兩排組合，以盡量減少整個(gè)冷凝器產(chǎn)品的體積。其中，相鄰兩冷凝器組件10中的出水口與進(jìn)水口之間通過第一連接管道16連通、冷媒進(jìn)口與冷媒出口通過第二連接管道17連通。最后，將所有的組裝好的冷凝器單元I安裝在一個(gè)柜體中。
[0035]使用本發(fā)明時(shí)，由于本發(fā)明是有若干個(gè)冷凝器單元10構(gòu)成，這些冷凝器單元10通過整列分布，這樣可以在有限的空間內(nèi)安裝足夠的冷凝器單元10，從而獲得足夠長(zhǎng)的換熱路徑，從而提高熱交換的效率。另外，本發(fā)明所述的冷凝器單元I采用了殼管式結(jié)構(gòu)，并且將構(gòu)成管程通道的水管設(shè)置成兩個(gè)區(qū)域，即進(jìn)水管區(qū)域和出水管區(qū)域，并且這兩個(gè)區(qū)域相互分離，冷媒首先經(jīng)過出水管區(qū)域，對(duì)其中的水進(jìn)行加熱，然后在經(jīng)過進(jìn)水管區(qū)域，利用冷媒的余熱對(duì)進(jìn)水管內(nèi)的水進(jìn)行預(yù)熱，這樣可提高熱交換效率，降低水管中的水的散失。
[0036]本發(fā)明中的進(jìn)水管102、出水管103均采用若干的較細(xì)的水管制作，這樣在每根水管的橫截面很小，水管中的水的會(huì)獲得更大的熱交換面積，從而大大提高熱交換的效率，同時(shí)提升熱交換的速度，令水管中的水能夠在單位時(shí)間內(nèi)獲得足夠的熱量，快速提升溫度。同時(shí)解決了冷凝器單位長(zhǎng)度內(nèi)水流量過大使冷凝器內(nèi)冷媒迅速冷凝，而無法合理有效利用高壓端冷媒過熱蒸汽顯熱制高溫?zé)崴膯栴}。
[0037]本發(fā)明的有點(diǎn)在于:本發(fā)明采用單元化的模塊方式，解決了單根管道過長(zhǎng)難以加工的問題。常規(guī)熱栗冷凝器的換熱原理使冷凝器出水溫度低于冷凝溫度，即一般不超過55°C。本發(fā)明可以使冷媒在冷凝器內(nèi)緩慢降溫且緩慢相變，也就是說，其可使其冷凝時(shí)間變長(zhǎng)，水的預(yù)熱加熱時(shí)間變長(zhǎng)，充分利用冷媒高壓端過熱蒸汽對(duì)水溫進(jìn)行提升，使出水溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于冷凝溫度，出水溫度可高達(dá)80°C至100°C。
[0038]當(dāng)然，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并非來限制本發(fā)明實(shí)施范圍，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所述構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種殼管式冷凝器，其特征在于:該殼管式冷凝器由復(fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)的冷凝器單元(I)構(gòu)成，該冷凝器單元(I)具有進(jìn)水口(II)、出水口(12)、冷媒進(jìn)口(I3)和冷媒出口( 14)，于每個(gè)冷凝器單元(I)內(nèi)形成有相互隔離的管程通道和殼程通道，所述的管程通道與進(jìn)水口(11)和出水口( 12)連通;所述的殼程通道與冷媒進(jìn)口( 13)和冷媒出口( 14)連通； 以水流的順序?yàn)閰⒄?，所述的?fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)的冷凝器單元(I)中，第一個(gè)冷凝器單元(I)的出水口(12)與后續(xù)冷凝器單元(I)進(jìn)水口通過管道連通，低溫水由第一個(gè)冷凝器單元(I)的進(jìn)水口進(jìn)入，被逐漸加熱直至變成熱水后由最后一個(gè)冷凝器單元的出水口(12)流出； 以水流的順序?yàn)閰⒄?，所述的?fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)的冷凝器單元(I)中，最后一個(gè)冷凝器(I)的冷媒出口(14)與前面相鄰的冷凝器單元(I)的冷媒進(jìn)口(13)連通，高溫高壓的冷媒由最后一個(gè)冷凝器單元(I)的冷媒進(jìn)口(13)進(jìn)入，逐漸放熱后，最后由第一個(gè)冷凝器單元(I)的冷媒出口(14)流出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種殼管式冷凝器，其特征在于:所述的冷凝器單元(I)包括:管形殼體(101)，于管形殼體(101)的前后端面之間設(shè)置位于柱形殼體(101)內(nèi)的復(fù)數(shù)個(gè)進(jìn)水管(102)和出水管(103)，于管形殼體(101)前后端面還固定有前蓋體(104)和后蓋體(105)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種殼管式冷凝器，其特征在于:所述的進(jìn)水口(11)、出水口(12)設(shè)置于前蓋體(104)上，并分別與進(jìn)水管(102)和出水管(103)連通;所述的冷媒進(jìn)口(13)和冷媒出口(14)分別設(shè)置于柱形殼體(101)的上方和下方，并且冷媒進(jìn)口(13)靠近后蓋體(105)，冷媒出口(14)靠近前蓋體(104)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種殼管式冷凝器，其特征在于:所述進(jìn)水管(102)和出水管(103)分別位于管形殼體(101)內(nèi)的上下兩個(gè)區(qū)域中；其中進(jìn)水管(102)位于管形殼體(101)內(nèi)的下方區(qū)域，出水管(103)位于管形殼體(101)內(nèi)的上方區(qū)域。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種殼管式冷凝器，其特征在于:所述的前蓋體(104)內(nèi)部形成有隔板(1041)，通過隔板(1041)將進(jìn)水口(11)和出水口(12)隔離;所述的后蓋體(105)與管形殼體(101)后端面之間形成有一個(gè)空腔(1051)，所述的進(jìn)水管(102)與出水管(103)通過該空腔(I 051)連通。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的一種殼管式冷凝器，其特征在于:至少兩個(gè)冷凝器單元(I)被設(shè)置為一個(gè)冷凝器組件(10)，該殼管式冷凝器至少包括兩個(gè)串聯(lián)的冷凝器組件(1)07.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種殼管式冷凝器，其特征在于:所述的冷凝器組件(10)中每個(gè)冷凝器單元(I)上下疊加固定，相鄰兩冷凝器組件(10)中的出水口與進(jìn)水口之間通過第一連接管道(16)連通、冷媒進(jìn)口與冷媒出口通過第二連接管道(17)連通。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種殼管式冷凝器，其特征在于:所述的復(fù)數(shù)個(gè)冷凝器單元(I)安裝在一個(gè)柜體中。
【文檔編號(hào)】F25B39/04GK105910346SQ201610197014
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日
【發(fā)明人】鄭劍澤, 李昌
【申請(qǐng)人】廣東衡峰熱泵設(shè)備科技有限公司