CN102313466A - 一种变径管路换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变径管路换热器，本发明的内管包括第一导管及与第一导管相通的第二导管，且第一导管的内径小于第二导管的内径，当冷媒为高温高压气体在第一导管内流动时，因第一导管管径较小，从而流速慢有较长的换热时间，而在第二导管内流动时，因热量已大部分传导出去，因而有较多的液体存在，而且第二导管管径较大，产生的液体能够加快流走，从而避免了换热器大部分面积处于低效冷凝状态。通过上述结构的改进，本发明在功率较小的情况下也能做到一次加热，在温度、压力和流量相同的情况下，当冷媒进入换热器时，制作相同热量所需的管长为一般换热器的二分之一，不仅节省材料成本，还可减小换热器尺寸。

Description

一种变径管路换热器
技术领域
本发明涉及一种热水器，特别是涉及一种热水器中的换热器。
背景技术
作为空气调节温度的设备称为空调机。这些空调机的性能都是为该机组而制定，空调热水机（又称热泵热水机）则将制冷、采暖、制热水一机共融，并要做到不损害现有空调的表现时，又能发挥良好的制热水效果及安全和可靠性能。然而，现在市场上的空调热水机冷媒热水机存在以下问题：
因为一般空调热水器功率小，做不到一次加热，即15oC入水而60oC出水。因此，大都采用循环式热泵，但循环式热泵存在一定的问题：如随着温度的上升，机组的冷凝温度、排气温度、排气压力和运行电流都会随之上升，当水温升到45oC以上时，水和工质的温差变小，吸热能力变差，导致换热效率大大降低。事实上，中温循环式热泵热水机由于混水问题，长时间处于中高温循环状态，导致压缩机长时间超负荷运行，使得效率低，耗能大，甚至缩短压缩机的使用寿命。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种效率高、耗能小、的变径管路换热器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种变径管路换热器，包括换热管及设置于换热管内的冷媒，其特征在于：所述换热管包括外管及设置于外管内的内管，该内管包括第一导管及与第一导管相通的第二导管，且第一导管的内径小于第二导管的内径，所述冷媒由第一导管流向第二导管。
所述第一导管及第二导管的连接处设有过渡管。
所述内管上设有中管，且该中管的内壁与内管的外壁紧密接触。
所述外管及中管间设有花瓣片，该花瓣片上设有过流孔。
所述第一导管的冷媒入口端设有缓冲增压装置，且该第一导管的冷媒入口端与缓冲增压装置的冷媒输出端相连。
本发明的有益效果是：本发明的内管包括第一导管及与第一导管相通的第二导管，且第一导管的内径小于第二导管的内径，当冷媒为高温高压气体在第一导管内流动时，因第一导管管径较小，从而流速快，获得更大的雷谘史诺数，而在第二导管内流动时，因热量已大部分传导出去，因而有较多的液体存在，而且第二导管管径较大，让产生的液体能够加快流走，从而避免了换热器大部分面积处于低效冷凝状态；本发明的外管及中管间设置了花瓣片，该花瓣片上设有过流孔，因而增加了水的扰动，加强了换热效果；第一导管的冷媒入口端与增压装置的冷媒输出端相连，通过增压装置的加压，可以使冷媒分流更均匀。
通过上述结构的改进，本发明在功率较小的情况下也能做到一次加热，在温度、压力和流量相同的情况下，当冷媒进入换热器时，制作相同热量所需的管长为一般换热器的二分之一，不仅节省材料成本，还可减小换热器尺寸。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本发明的剖面图；
图2是图1的A-A剖面视图；
图3是本发明的整体视图。
具体实施方式
参照图1至图3，本发明公开了一种变径管路换热器，包括换热管9及设置于换热管9内的冷媒，换热管9包括外管1及设置于外管1内的内管，该内管包括第一导管2及与第一导管2相通的第二导管3，且第一导管2的内径小于第二导管3的内径，所述冷媒由第一导管2流向第二导管3。
于本具体实施例中，所述第一导管2及第二导管3的连接处设有过渡管4，通过过渡管4能够减小变径时管壁对冷媒流动的形成的阻力及因此而产生的扰流。所述内管上设有中管5，且该中管5的内壁与内管的外壁紧密接触，冷媒在双壁管道内流动可针对冷媒泄露时提供保护。所述外管1及中管5间设有花瓣片8，该花瓣片8上设有过流孔7，因而增加了水的扰动，加强了换热效果。
所述第一导管2的冷媒入口端设有缓冲增压装置6，且该第一导管2的冷媒入口端与缓冲增压装置6的冷媒输出端相连，缓冲增压装置6可以使冷媒分流更均匀，并增大冷媒入独立变径微管路换热器时的压力，提高换热系数。
本发明的工作原理如下：由于独立变径微管路换热器的套管直径微细，相同流量下，冷媒和水的流速增大，可以获得较大的雷诺数，加上液态冷媒厚度减薄导致滞流层厚度大大减小，因此换热系数能大大提高，使得传热速度更快。在冷媒通道末端加大管径，有助使冷凝液尽快流出。冷媒在换热器凝结换热，从进口的过热或饱和高温高压气体一直冷凝至管内出口饱和或过冷液体。冷凝液的存在阻碍了高温高压气体和管壁面接触，成为凝结换热的主要热阻。由于越近末端，冷凝液体的比例越多，加大冷凝管道的直径可以减少流动阻力，令冷凝液体加快流出。由于流体具有粘性，所以流动时产生内摩擦力，形成流动阻力，根据范宁公式及牛顿粘性定律可以推知层流时，压强降值与冷媒通道圆管管径平方成反比。
在完全湍流时,流动阻力只与速度的平方成正比.加大管径,冷凝液的流速减慢,无论在层流或是湍流,流动阻力或是压强降值都会减小,因此流量的减慢会显著降低。这种分段扩宽,增大流量,减低压降的设计使当冷媒为高温高压气体主导阶段时有较长的换热时间,在较多冷凝液体产生时加快流走,避免换热器大部分面积处于低效冷凝过程。而且外管及中管间设有花瓣片，该花瓣片上设有过流孔，花瓣片及过流孔能够增加水的扰动，通过扰动而加强换热效果。
通过使用改进后的换热器，即使是小功率冷媒热水机，也能做到一次加热。在冷媒进入换热器时，当温度，压力和流量相同的情况下，制作相同热量所需的管长为一般换热器的二分之一。这不仅节省材料成本，还可减小换热器尺寸。

Claims (5)

1.一种变径管路换热器，包括换热管及设置于换热管内的冷媒，其特征在于：所述换热管包括外管及设置于外管内的内管，该内管包括第一导管及与第一导管相通的第二导管，且第一导管的内径小于第二导管的内径，所述冷媒由第一导管流向第二导管。
2.根据权利要求1所述的一种变径管路换热器，其特征在于：所述第一导管及第二导管的连接处设有过渡管。
3.根据权利要求1所述的一种变径管路换热器，其特征在于：所述内管上设有中管，且该中管的内壁与内管的外壁紧密接触。
4.根据权利要求3所述的一种变径管路换热器，其特征在于：所述外管及中管间设有花瓣片，该花瓣片上设有过流孔。
5.根据权利要求1所述的一种变径管路换热器，其特征在于：所述第一导管的冷媒入口端设有缓冲增压装置，且该第一导管的冷媒入口端与缓冲增压装置的冷媒输出端相连。
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Address before: The 519000 Bay area Guangdong city of Zhuhai province red Hong Kong Industrial Zone area Yongan Road No. 21 building

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