一種盤管式冷凝換熱器的制造方法
【專利摘要】一種盤管式冷凝換熱器，包括設置于內膽內的盤管，所述盤管由換熱管沿內膽的徑向水平繞設為多層形成，所述換熱管設置有工質入口和工質出口，所述工質入口設置于最外層，所述工質出口設置于最內層，所述換熱管設置為由外至內繞制的多層螺紋盤管。另外，對于更大功率熱泵系統，由于冷凝盤管需要相應大幅增加換熱面積而大幅增加盤管總長度，因而導致管路過長而出現換熱效率大幅降低、排氣壓力增大等問題，甚至導致設計困難。本實用新型的多層盤管可通過分流的方法將各層支路并聯起來，形成的單程支路只有盤管總長度幾分之一，從而能分成有效地解決這一問題。
【專利說明】一種盤管式冷凝換熱器

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及水箱【技術領域】，具體涉及一種盤管式冷凝換熱器。

【背景技術】
[0002]本實用新型涉及一種熱泵水箱的冷凝換熱器，特別地，涉及一種內浸盤管式冷凝換熱器。
[0003]目前，家用熱泵熱水器的主要部件一一冷凝換熱器大多采用浸泡于水箱內膽中的內浸螺旋盤管方式，如圖1所示，由11內膽上封頭；12內膽桶身；13內膽下封頭；21出水管(口)；22入水管(口)；41螺旋盤管冷凝器；42工質出管；43工質入管等組成。當熱泵系統運行時，冷凝器內循環的工質熱能通過熱傳導到盤管外表面及與之接觸的冷水，再逐漸傳導到外層的冷水；期間會伴隨著少量因水的溫差導致的內部對流換熱。制備好熱水后，在用戶使用時打開水箱出水管截止閥，通過水路管網的壓力將冷水從入水口注入內膽，并將熱水從出水管擠出內膽供用戶使用。
[0004]這樣結構形式的冷凝換熱器，由于盤管總長度較長，一般多達數十米(三十米以上)，致使整個盤管高度較高，接近內膽高度約70%。這種結構模式導致兩個問題。
[0005]一是當系統處于水箱無進出水的靜態加熱過程中時，整個內膽上下部水溫基本處于均勻上升狀態，因溫差引起的上下流動很少。根據熱泵原理，冷熱端溫度確定后，熱泵系統的效率(能效比C0P)取決于換熱器的表面傳熱系數，該系數隨著水溫上升導致的冷熱端溫差減小而減小。所以這種結構形式的冷凝換熱器在一個靜態工作過程中其效率逐漸降低。
[0006]二是當系統處于用戶使用熱水過程中、存在進出水的動態加熱過程中時，由于系統效率較低致使未能及時制備用戶要求溫度的熱水，導致系統持續供應熱水的能力不強，即水箱出水率低下。
[0007]因此，針對現有技術中的存在問題，亟需提供一種加熱效率高的盤管式冷凝換熱器的技術顯得尤為重要。


【發明內容】

[0008]本實用新型的目的在于避免現有技術中的不足之處而提供一種加熱效率高的盤管式冷凝換熱器。
[0009]本實用新型的發明目的通過以下技術方案實現:
[0010]提供一種盤管式冷凝換熱器，包括設置于內膽內的盤管，所述盤管由換熱管沿內膽的徑向水平繞設為多層形成，所述換熱管設置有工質入口和工質出口，所述工質入口設置于最外層，所述工質出口設置于最內層，所述換熱管設置為由外至內繞制的多層螺紋盤管。
[0011]其中，任一層的換熱管嵌設于相鄰的一層換熱管的層間距的凹部。
[0012]其中，奇數層的換熱管的纏繞方向與偶數層的換熱管的纏繞方向相同。
[0013]其中，奇數層的換熱管的纏繞方向與偶數層的換熱管的纏繞方向的走向相反。
[0014]其中，所述換熱管設置于所述內膽下部。
[0015]其中，所述換熱管組由一根換熱管繞設構成。
[0016]本實用新型的有益效果:
[0017]一種盤管式冷凝換熱器，包括設置于內膽內的盤管，所述盤管由換熱管沿內膽的徑向水平繞設為多層形成，所述換熱管設置有工質入口和工質出口，所述工質入口設置于最外層，所述工質出口設置于最內層，所述換熱管設置為由外至內繞制的多層螺紋盤管。
[0018]為了最大限度地降低盤管整體高度，在內膽內徑D、盤管總長度L、盤管外徑Dp、最內層螺旋內徑D1、螺旋間距Dc、層間距Dl等限制參數條件下，采用內膽內徑D內可以排布的最多層數的設計方法計算出總層數Lmax、每層基準圈數C和通過優化調整后取值可以為C、(C+1)或(C-1)的各層圈數。
[0019]盤管制作過程中，把管定位纏繞形成第一層盤管之后，在這個第一層盤管的上面定位纏繞第二層盤管，使第二層盤管以層間距Dl嵌合在上述第一層盤管外表面的管之間的凹部，以后，同樣的方法，在第二層盤管上表面，定位纏繞第三層盤管，第三層盤管上表面定位纏繞第四層盤管而形成多層盤管。其中，奇、偶數層的盤管纏繞方向相同、走向相反。這樣設計出來的盤管盡可能地利用了內膽徑向空間，并將盤管高度降至最低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]利用附圖對本實用新型作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本實用新型的任何限制。
[0021]圖1是本實用新型的現有技術的結構示意圖。
[0022]圖2是本實用新型的盤管的結構示意圖。
[0023]圖3是本實用新型的盤管的剖面示意圖。
[0024]圖4是本實用新型的盤管的另一角度的結構示意圖。
[0025]圖5是本實用新型的盤管的安裝結構示意圖。
[0026]在圖1、圖2、圖3、圖4、圖5中包括有:
[0027]I——盤管、2——工質入口、3——工質出口、4——換熱管、5——內膽。

【具體實施方式】
[0028]結合以下實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0029]實施例1
[0030]—種盤管式冷凝換熱器，如圖2、圖3、圖4、圖5包括設置于內膽5內的盤管I,所述盤管I由換熱管4沿內膽5的徑向水平繞設為多層形成，所述換熱管4設置有工質入口2和工質出口 3，所述工質入口 2設置于最外層，所述工質出口 3設置于最內層，所述換熱管4設置為由外至內繞制的多層螺紋盤管I。
[0031]為了最大限度地降低盤管I整體高度，在內膽5內徑D、盤管總長度L、盤管外徑Dp、最內層螺旋內徑D1、螺旋間距Dc、層間距Dl等限制參數條件下，采用內膽5內徑D內可以排布的最多層數的設計方法計算出總層數Lmax、每層基準圈數C和通過優化調整后取值可以為C、(C+1)或(C-1)的各層圈數。
[0032]盤管I制作過程中，把管定位纏繞形成第一層盤管I之后，在這個第一層盤管I的上面定位纏繞第二層盤管1，使第二層盤管I以層間距Dl嵌合在上述第一層盤管I外表面的管之間的凹部，以后，同樣的方法，在第二層盤管I上表面，定位纏繞第三層盤管1，第三層盤管I上表面定位纏繞第四層盤管I而形成多層盤管I。其中，奇、偶數層的盤管I纏繞方向相同、走向相反。這樣設計出來的盤管I盡可能地利用了內膽5徑向空間，并將盤管I高度降至最低。
[0033]具體的，任一層的換熱管4嵌設于相鄰的一層換熱管4的層間距的凹部。
[0034]采用上述方式使用換熱管4繞制為盤管I能夠最大程度的增大換熱管4的表面積，同時降低盤管I的高度。
[0035]奇數層的換熱管4的纏繞方向與偶數層的換熱管4的纏繞方向相同。
[0036]奇數層的換熱管4的纏繞方向與偶數層的換熱管4的纏繞方向的走向相反。
[0037]所述換熱管4設置于所述內膽5下部。
[0038]其中，所述換熱管4組由一根換熱管4繞設構成。
[0039]系統工作時，冷凝器中的給水側的熱交換被限制在內膽5下部盡可能短的一段(下段)，致使該段水溫盡可能快地上升，從而形成與上段水溫盡可能大的溫差。
[0040]內膽5上下段水溫的大溫差加速內膽5內部水的對流，形成高溫水上升、低溫水下降的往復對流循環。
[0041]該對流循環過程一直以最大對流溫差的方式持續到內膽5水被加熱到設定溫度后系統停止工作而逐漸結束。
[0042]對于具有相同總長度的冷凝盤管1，放置于內膽5底部時若其高度越低則與之通過直接傳導換熱的水越少、水溫上升越快，進而與內膽5上部的水形成的溫差越大，導致內膽5水的上下對流越快。靜態加熱過程中，總是能保證內膽5下部形成最大冷凝溫差，從而保證系統處于最高效率的工作狀態。動態加熱過程中，內膽5上部的熱水以一定速率被放出使用，從內膽5底部補充的冷水以同樣速率進入內膽5后被以最大冷凝溫差迅速加熱，從而保證系統效率最聞、制熱能力最強，進而保證水箱出水率最聞。
[0043]另外，對于更大功率熱泵系統，由于冷凝盤管I需要相應大幅增加換熱面積而大幅增加盤管I總長度，因而導致管路過長而出現換熱效率大幅降低、排氣壓力增大等問題，甚至導致設計困難。本實用新型的多層盤管I可通過分流的方法將各層支路并聯起來，形成的單程支路只有盤管I總長度幾分之一，從而能分成有效地解決這一問題。
[0044]最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對本實用新型保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的實質和范圍。
【權利要求】
1.一種盤管式冷凝換熱器，其特征在于:包括設置于內膽內的盤管，所述盤管由換熱管沿內膽的徑向水平繞設為多層形成，所述換熱管設置有工質入口和工質出口，所述工質入口設置于最外層，所述工質出口設置于最內層，所述換熱管設置為由外至內繞制的多層螺紋盤管。
2.根據權利要求1所述的一種盤管式冷凝換熱器，其特征在于:任一層的換熱管嵌設于相鄰的一層換熱管的層間距的凹部。
3.根據權利要求2所述的一種盤管式冷凝換熱器，其特征在于:奇數層的換熱管的纏繞方向與偶數層的換熱管的纏繞方向相同。
4.根據權利要求3所述的一種盤管式冷凝換熱器，其特征在于:奇數層的換熱管的纏繞方向與偶數層的換熱管的纏繞方向的走向相反。
5.根據權利要求4所述的一種盤管式冷凝換熱器，其特征在于:所述換熱管設置于所述內膽下部。
6.根據權利要求4所述的一種盤管式冷凝換熱器，其特征在于:所述換熱管組由一根換熱管繞設構成。
【文檔編號】F24H9/00GK203964383SQ201420298055
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年6月5日 優先權日:2014年6月5日
【發明者】趙密升, 嚴和平 申請人:廣東紐恩泰新能源科技發展有限公司