专利名称：高效筒式换热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种换热装置，尤其是涉及一种高效筒式换热器。
背景技术：
在现有的筒式换热器中采用单根盘管，当单根盘管断面直径较大时，盘管内靠近盘管轴心处的冷冻水与盘管外的冷媒之间的距离较大，冷冻水对冷媒的换热效果差。而且由于盘管断面直径较大，为了保证盘管外的冷媒的量，盘管螺旋盘绕的匝数不适宜制作的过大，因此，相同高度内匝数较少的盘管内的冷冻水的含量较小，进而降低换热效果。当单根盘管断面直径较小时，虽然方便增大盘管的匝数，但管径小造成盘管内的冷冻水含量少，而且冷媒由进口进入并由出口排出这个流动过程中受到阻碍较小、路径短，与盘管接触时间较短，降低换热效果，换热效率低。如中国专利公开号为:CN102042771A，于2011年5月4日公开的一种盘管式换热器，包括筒体，设在筒体内的盘管，将盘管固定在筒体内的支架、挂板和立板，所述的筒体通过设备法兰与上方的封头连接，在筒体底部壳体上设有外套管，外套管的下部与凹形法兰连接，凹形法兰与盲法兰用螺栓固定；盘管的进口设在外套管和凹形法兰的中心，盘管的进口与盲法兰中心的管道相通。该专利中的盘管采用单根，当单根盘管断面直径较大时，盘管内靠近盘管轴心处的冷冻水与盘管外的冷媒之间的距离较大，冷冻水对冷媒的换热效果差。而且由于盘管断面直径较大，为了保证盘管外的冷媒的量，盘管螺旋盘绕的匝数不适宜制作的过大，因此，相同高度内匝数较少的盘管内的冷冻水的含量较小，进而降低换热效果。当单根盘管断面直径较小时，虽然方便增大盘管的匝数，但管径小造成盘管内的冷冻水含量少，而且冷媒由进口进入并由出口排出这个流动过程中受到阻碍较小、路径短，与盘管接触时间较短，降低换热效果，换热效率低。
发明内容
本发明主要是针对现有换热器换热效果差、换热效率低等问题，提供一种能够有效地提高换热效率、增强换热效果的高效筒式换热器。本发明的目的主要是通过下述方案得以实现的:一种高效筒式换热器，包括外筒，所述的外筒中部设置有内筒，内筒内部与内筒外部相连通，外筒的内壁与内筒外壁之间设置有至少一组的盘管组，盘管组螺旋盘绕内筒，所述的盘管组包括第一螺旋盘管和第二螺旋盘管，第一螺旋盘管和第二螺旋盘管结构相同，每个螺旋盘管分成绕径有大小的两段，第二螺旋盘管绕径小的一端从第一螺旋盘管绕径大的一端旋入、第二螺旋盘管绕径大的一端盘绕在第一螺旋盘管绕径小的一端的外侧。外筒中部设置有内筒，而且内筒的内部与内筒外部相连通，当冷媒进入外筒内时，先经过内筒与外筒之间的腔体，再进入内筒的内部，由内筒排出，增加了冷媒的流动路径，进而增强了盘管组对冷媒的换热效果，而且内筒能够起到储存罐的作用存储冷媒。至少一组盘管组螺旋盘绕内筒，盘管组由第一螺旋盘管和第二螺旋盘管构成，每一组盘管组采用两个盘管，增大了外筒与内筒之间的部分中的障碍，进而延长了冷媒流动的路径，在外筒和内筒之间的部分宽度相同时，每个盘管组采用两个盘管能够缩小盘管的断面直径，缩小盘管轴心处的冷冻水与盘管外部的冷媒之间的距离，而且在相同高度内，能够增大盘管的匝数，进而增强换热效果。而且第一螺旋盘管和第二螺旋盘管都分成绕径有大小的两段，即中部一侧的绕径较大、另一侧的绕径较小。将第二螺旋盘管绕径小的一端从第一螺旋盘管绕径大的一端旋入、第二螺旋盘管绕径大的一端盘绕在第一螺旋盘管绕径小的一端的外侧。第一螺旋盘管和第二螺旋盘管内流动的冷冻水靠近盘管轴心处的冷冻水距离盘管外部的冷媒距离较远，靠近盘管壁的冷冻水距离盘管外部的冷媒距离较近，进而造成靠近盘管轴心处的冷冻水与靠近盘管壁处的冷冻水温度不同。当第一螺旋盘管和第二螺旋盘管内的冷冻水流经到较大绕径与较小绕径相连接的部位时，能够对冷冻水形成小环境内的扰流，使靠近轴心处的冷冻水朝向盘管壁翻滚、使靠近盘管壁的冷冻水朝向盘管轴心翻滚，进而改变冷冻水的位置，进而增强换热效果，提高换热效率。第一螺旋盘管和第二螺旋盘管的结构相同，便于生产，装配时只需将第一螺旋盘管和第二螺旋盘管相对缠绕，并通过挤压形成盘管组。作为优选，所述的第一螺旋盘管的外壁与第二螺旋盘管的外壁相接触。第一螺旋盘管的外壁与第二螺旋盘管的外壁相接触，第一螺旋盘管与第二螺旋盘管的螺旋角相同，能够构成线接触，第一螺旋盘管的外壁和第二螺旋盘管的外壁均能有冷媒接触进行换热，而且构成线接触的第一螺旋盘管和第二螺旋盘管能够互相传递热量，相互之间形成热量干涉，增强第一螺旋盘管和第二螺旋盘管对冷媒的换热效果、提高换热效率。作为优选，所述的盘管组可以为一组，所述的盘管组与外筒内表面和内筒外表面均接触。当盘管组为一组时，盘管组与外筒内表面和内筒外表面均接触，因此，盘管组能够在内筒和外筒之间的部分形成一个螺旋形的冷媒通道，冷媒进入外筒与内筒之间的部分时，经过螺旋形的通道流动，增大了冷媒流动的路径，进而增强了盘管组对冷媒的换热效果、提高换热效率。所述的盘管组为也可以两组或两组以上，若干组盘管组依次同轴套接，相邻两个盘管组之间相接触，外侧的盘管组与外筒内表面相接触、内侧的盘管组与内筒外表面相接触。当盘管组为两组或者两组以上时，若干组的盘管组依次同轴套接，相邻两个盘管组之间相接触，而且外侧盘管组与外筒内表面相接触、内侧的盘管组与内筒外表面相接触，因此，盘管组能够在内筒和外筒之间的部分形成一个螺旋形的冷媒通道，冷媒进入外筒与内筒之间的部分时，经过螺旋形的通道流动，增大了冷媒流动的路径，进而增强了盘管组对冷媒的换热效果、提高换热效率。作为优选，所述的第一螺旋盘管和第二螺旋盘管的纵截面圆心之间的连线与水平面夹角为0-120度。当第一螺旋盘管和第二螺旋盘管在外筒与内筒之间的部分形成螺旋形的通道，第一螺旋盘管和第二螺旋盘管的纵截面圆心之间的连线与水平面夹角不同，螺旋形的通道的纵截面的形状不同，螺旋形通道内的冷媒体积不同，根据换热效果和换热效率的不同，在第一螺旋盘管和第二螺旋盘管的纵截面圆心之间的连线与水平面夹角为0-120度内进行选择。作为优选，所述的第一螺旋盘管和第二螺旋盘管外表面均设置有环纹齿。第一螺旋盘管和第二螺旋盘管外表面均设置有环纹齿，增大了第一螺旋盘管和第二螺旋盘管与盘管组外部的冷媒的接触面积，进而增强了换热效果、提高了换热效率。
作为优选，所述的第一螺旋盘管和第二螺旋盘管内表面设置有螺旋齿。第一螺旋盘管和第二螺旋盘管内表面设置有螺旋齿，增大了盘管组内的冷冻水与第一螺旋盘管和第二螺旋盘管的接触面积，进而增强了换热效果、提高了换热效率。作为优选，所述的内筒底端设置有与通孔，冷媒进口位于外筒顶端，冷媒出口位于内筒顶端。内筒底端设置通孔，冷媒进口位于外筒顶端，冷媒出口位于内筒顶端。当冷媒由外筒顶端进入到外筒与内筒之间后向下流动，并通过内筒底端的通孔进入内筒内部，再向上流动由内筒顶端排出。冷媒的流动路径呈蛇形，增大了冷媒流动的路径，而且内筒底端的通孔能够限制冷媒进入内筒内部的流量，进而增大了冷媒在内筒与外筒之间时的时间，有效地增强换热效果。作为优选，所述的第一螺旋盘管和第二螺旋盘管下端的端头为冷冻水入口、上端的％5头为冷冻水出口。作为优选，所述的第一螺旋盘管的外壁与第二螺旋盘管的外壁相接触，所述的第一螺旋盘管和第二螺旋盘管的纵截面圆心之间的连线与水平面夹角为0-120度，所述的第一螺旋盘管和第二螺旋盘管外表面均设置有环纹齿，所述的第一螺旋盘管和第二螺旋盘管内表面设置有螺旋齿，所述的内筒底端设置有与通孔，冷媒进口位于外筒顶端，冷媒出口位于内筒顶端，所述的第一螺旋盘管和第二螺旋盘管下端的端头为冷冻水入口、上端的端头为冷冻水出口。因此，本发明的高效筒式换热器具备下述优点:1、外筒中部设置有内筒，而且内筒的内部与内筒外部相连通，当冷媒进入外筒内时，先经过内筒与外筒之间的腔体，再进入内筒的内部，由内筒排出，增加了冷媒的流动路径，进而增强了盘管组对冷媒的换热效果，而且内筒能够起到储存罐的作用存储冷媒；2、至少一组盘管组螺旋盘绕内筒，盘管组由第一螺旋盘管和第二螺旋盘管构成，每一组盘管组采用两个盘管，增大了外筒与内筒之间的部分中的障碍，进而延长了冷媒流动的路径，在外筒和内筒之间的部分宽度相同时，每个盘管组采用两个盘管能够缩小盘管的断面直径，缩小盘管轴心处的冷冻水与盘管外部的冷媒之间的距离，而且在相同高度内，能够增大盘管的匝数，进而增强了盘管组对冷媒的换热效果；3、第一螺旋盘管和第二螺旋盘管均包括绕径有大小的两段，即中部一侧的绕径较大、另一侧的绕径较小，将第二螺旋盘管绕径小的一端从第一螺旋盘管绕径大的一端旋入、第二螺旋盘管绕径大的一端盘绕在第一螺旋盘管绕径小的一端的外侧，当第一螺旋盘管和第二螺旋盘管内的冷冻水流经到较大绕径与较小绕径相连接的部位时，能够对冷冻水形成小环境内的扰流，增强换热效果，提高换热效率；4、第一螺旋盘管的外壁与第二螺旋盘管的外壁相接触，第一螺旋盘管与第二螺旋盘管的螺旋角相同，能够构成线接触，第一螺旋盘管的外壁和第二螺旋盘管的外壁均能有冷媒接触进行换热，而且构成线接触的第一螺旋盘管和第二螺旋盘管能够互相传递热量，相互之间形成热量干涉，增强第一螺旋盘管和第二螺旋盘管对冷媒的换热效果、提高换热效率；5、外侧盘管组与外筒内表面相接触、内侧的盘管组与内筒外表面相接触，因此，盘管组能够在内筒和外筒之间的部分形成一个螺旋形的冷媒通道，冷媒进入外筒与内筒之间的部分时，经过螺旋形的通道流动，增大了冷媒流动的路径，进而增强了盘管组对冷媒的换热效果、提高换热效率；6、第一螺旋盘管和第二螺旋盘管外表面均设置有环纹齿，增大了第一螺旋盘管和第二螺旋盘管与盘管组外部的冷媒的接触面积，进而增强了换热效果、提高了换热效率；7、第一螺旋盘管和第二螺旋盘管内表面设置有螺旋齿，增大了盘管组内的冷冻水与第一螺旋盘管和第二螺旋盘管的接触面积，进而增强了换热效果、提闻了换热效率。
附图1是本发明的一种结构示意 附图2是本发明在实施例1中的一种剖视 附图3是本发明中第一螺旋盘管的结构示意 附图4是附图3的俯视 附图5是本发明中第二螺旋盘管的结构示意 附图6是本发明中盘管组的结构示意 附图7是附图4中A处局部放大剖视 附图8是附图5中B处局部放大 附图9是本发明在实施例2中的一种剖视图。图示说明:1-外筒，2-内筒，3-通孔，4-冷媒进口，5-冷媒出口，6-第一螺旋盘管，7-第二螺旋盘管，8-冷冻水入口，9-冷冻水出口，10-裤三通，11-螺旋齿，12-环纹齿，13-冷媒通道，14-上封盖，15-下封盖，16-封头，17-固定脚。
具体实施例方式下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。实施例1:如图1、2所示，一种高效筒式换热器，包括外筒1，外筒I底部固定安装有固定脚17。外筒I的中部固定有内筒2，内筒2与外筒I之间形成环形空腔，外筒I的上端盖有上封盖14、下端盖有下封盖15,内筒2的下端盖有封头16。内筒2的底端具有两个相对分布的通孔3，内筒2的内部通过通孔3与内筒2的外部相连通。在外筒I的顶部具有冷媒进口 4，内筒2的顶部具有冷媒出口 5，冷媒进口 4与外筒I和内筒2之间的空腔相连通，冷媒出口 5与内筒2的内部相连通。在内筒2与外筒I之间的空腔内安装有一组盘管组，盘管组螺旋盘绕内筒2。盘管组包括第一螺旋盘管6和第二螺旋盘管7，第一螺旋盘管6和第二螺旋盘管7均采用铜等导热性较好的金属材料制作。如图7、8所示，第一螺旋盘管6和第二螺旋盘管7外表面均具有环纹齿12，内表面均具有螺旋齿11。如图3、4、5所示，第一螺旋盘管6和第二螺旋盘管7的结构相同，均包括绕径有大小的两段，即第一螺旋盘管6和第二螺旋盘管7中部一侧的绕径较大、中部另一侧的绕径较小。如图6所示，第二螺旋盘管7绕径小的一端从第一螺旋盘管6绕径大的一端旋入、第二螺旋盘管7绕径大的一端盘绕在第一螺旋盘管6绕径小的一端的外侧，而且第一螺旋盘管6的外壁与第二螺旋盘管7的外壁相接触。由于第一螺旋盘管6和第二螺旋盘管7的结构相同，即螺旋角相同，因此，第一螺旋盘管6的外壁与第二螺旋盘管7的外壁形成线接触。第一螺旋盘管6和第二螺旋盘管7的纵截面圆心之间的连线与水平面夹角为15度。盘管组与外筒I的内表面和内筒2的外表面均接触，因此，盘管组在外筒I和内筒2之间的空腔内形成螺旋形的冷媒通道13。第一螺旋盘管6和第二螺旋盘管7的下端的端头通过裤三通10相连通形成冷冻水入口 8，上端的端头通过裤三通10相连通形成冷冻水出口 9。第一螺旋盘管的外壁与第二螺旋盘管的外壁相接触，第一螺旋盘管与第二螺旋盘管的螺旋角相同，能够构成线接触，第一螺旋盘管的外壁和第二螺旋盘管的外壁均能有冷媒接触进行换热，而且构成线接触的第一螺旋盘管和第二螺旋盘管能够互相传递热量，相互之间形成热量干涉，增强第一螺旋盘管和第二螺旋盘管对冷媒的换热效果、提高换热效率。外筒中部设置有内筒，内筒底端设置通孔，冷媒进口位于外筒顶端，冷媒出口位于内筒顶端。当冷媒由外筒顶端进入到外筒与内筒之间后向下流动，并通过内筒底端的通孔进入内筒内部，再向上流动由内筒顶端排出。冷媒的流动路径呈蛇形，增大了冷媒流动的路径，而且内筒底端的通孔能够限制冷媒进入内筒内部的流量，进而增大了冷媒在内筒与外筒之间时的时间，有效地增强换热效果，而且内筒能够起到储存罐的作用存储冷媒。盘管组与外筒内表面和内筒外表面均接触，因此，盘管组能够在内筒和外筒之间的部分形成一个螺旋形的冷媒通道，冷媒进入外筒与内筒之间的部分时，经过螺旋形的冷媒通道流动，增大了冷媒流动的路径，进而增强了盘管组对冷媒的换热效果、提高换热效率。至少一组盘管组螺旋盘绕内筒，盘管组由第一螺旋盘管和第二螺旋盘管构成，每一组盘管组采用两个盘管，增大了外筒与内筒之间的部分中的障碍，进而延长了冷媒流动的路径。在外筒和内筒之间的部分宽度相同时，盘管组采用两个盘管能够缩小盘管的断面直径，缩小盘管轴心处的冷冻水与盘管外部的冷媒之间的距离，而且在相同高度内，能够增大盘管的匝数，进而增强换热效果。而且第一螺旋盘管和第二螺旋盘管均呈阶梯形柱体结构，即中部一侧的绕径较大、另一侧的绕径较小。将第一螺旋盘管绕径大的一端与第二螺旋盘管绕径小的一端套接、第二螺旋盘管绕径大的一端与第一螺旋盘管绕径小的一端套接。第一螺旋盘管和第二螺旋盘管内流动的冷冻水靠近盘管轴心处的冷冻水距离盘管外部的冷媒距离较远，靠近盘管壁的冷冻水距离盘管外部的冷媒距离较近，进而造成靠近盘管轴心处的冷冻水与靠近盘管壁处的冷冻水温度不同。当第一螺旋盘管和第二螺旋盘管内的冷冻水流经到较大绕径与较小绕径相连接的部位时，能够对冷冻水形成小环境内的扰流，使靠近轴心处的冷冻水朝向盘管壁翻滚、使靠近盘管壁的冷冻水朝向盘管轴心翻滚，进而改变冷冻水的位置，进而增强换热效果，提高换热效率。第一螺旋盘管和第二螺旋盘管的结构相同，便于生产，装配时只需将第一螺旋盘管和第二螺旋盘管相对缠绕，并通过挤压形成盘管组。第一螺旋盘管和第二螺旋盘管外表面均设置有环纹齿，增大了第一螺旋盘管和第二螺旋盘管与盘管组外部的冷媒的接触面积，进而增强了换热效果、提高了换热效率。第一螺旋盘管和第二螺旋盘管内表面设置有螺旋齿，增大了盘管组内的冷冻水与第一螺旋盘管和第二螺旋盘管的接触面积，进而增强了换热效果、提高了换热效率。当第一螺旋盘管和第二螺旋盘管在外筒与内筒之间的部分形成螺旋形的通道，第一螺旋盘管和第二螺旋盘管的纵截面圆心之间的连线与水平面夹角不同，螺旋形的通道的纵截面的形状不同，螺旋形通道内的冷媒体积不同，根据换热效果和换热效率的不同，选择第一螺旋盘管和第二螺旋盘管的纵截面圆心之间的连线与水平面夹角为15度。冷媒进口通入冷媒，即R410A制冷剂，冷冻水入口通入冷冻水，在工况为12/7的条件下进行试验并测量数据，如表I所示。表I
权利要求
1.一种高效筒式换热器，包括外筒，其特征在于，所述的外筒中部设置有内筒，内筒内部与内筒外部相连通，外筒的内壁与内筒外壁之间设置有至少一组的盘管组，盘管组螺旋盘绕内筒，所述的盘管组包括第一螺旋盘管和第二螺旋盘管，第一螺旋盘管和第二螺旋盘管结构相同，每个螺旋盘管分成绕径有大小的两段，第二螺旋盘管绕径小的一端从第一螺旋盘管绕径大的一端旋入、第二螺旋盘管绕径大的一端盘绕在第一螺旋盘管绕径小的一端的外侧。
2.根据权利要求1所述的高效筒式换热器，其特征在于，所述的第一螺旋盘管的外壁与第二螺旋盘管的外壁相接触。
3.根据权利要求2所述的高效筒式换热器，其特征在于，所述的盘管组为一组，所述的盘管组与外筒内表面和内筒外表面均接触。
4.根据权利要求2所述的高效筒式换热器，其特征在于，所述的盘管组为两组或两组以上，若干组盘管组依次同轴套接，相邻两个盘管组之间相接触，外侧的盘管组与外筒内表面相接触、内侧的盘管组与内筒外表面相接触。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的高效筒式换热器，其特征在于，所述的第一螺旋盘管和第二螺旋盘管的纵截面圆心之间的连线与水平面夹角为0-120度。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的高效筒式换热器，其特征在于，所述的第一螺旋盘管和第二螺旋盘管外表面均设置有环纹齿。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的高效筒式换热器，其特征在于，所述的第一螺旋盘管和第二螺旋盘管内表面设置有螺旋齿。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的高效筒式换热器，其特征在于，所述的内筒底端设置有与通孔，冷媒进口位于外筒顶端，冷媒出口位于内筒顶端。
9.根据权利要求1或2或3或4所述的高效筒式换热器，其特征在于，所述的第一螺旋盘管和第二螺旋盘管下端的端头为冷冻水入口、上端的端头为冷冻水出口。
10.根据权利要求1所述的高效筒式换热器，其特征在于，所述的第一螺旋盘管的外壁与第二螺旋盘管的外壁相接触，所述的第一螺旋盘管和第二螺旋盘管的纵截面圆心之间的连线与水平面夹角为0-90度，所述的第一螺旋盘管和第二螺旋盘管外表面均设置有环纹齿，所述的第一螺旋盘管和第二螺旋盘管内表面设置有螺旋齿，所述的内筒底端设置有与通孔，冷媒进口位于外筒顶端，冷媒出口位于内筒顶端，所述的第一螺旋盘管和第二螺旋盘管下％5的％5头为冷冻水入口、上％5的％5头为冷冻水出口。
全文摘要
本发明涉及一种换热装置，尤其是涉及一种高效筒式换热器。该高效筒式换热器，包括外筒，所述的外筒中部设置有内筒，内筒内部与内筒外部相连通，外筒的内壁与内筒外壁之间设置有至少一组的盘管组，盘管组螺旋盘绕内筒，所述的盘管组包括第一螺旋盘管和第二螺旋盘管，第一螺旋盘管和第二螺旋盘管结构相同，每个螺旋盘管分成绕径有大小的两段，第二螺旋盘管绕径小的一端从第一螺旋盘管绕径大的一端旋入、第二螺旋盘管绕径大的一端盘绕在第一螺旋盘管绕径小的一端的外侧。本发明具有能够有效地提高换热效率、增强换热效果等有益效果。
文档编号F28D7/02GK103115507SQ20131004838
公开日2013年5月22日 申请日期2013年2月4日 优先权日2013年2月4日
发明者方彦 申请人:方彦