管壳式换热器和空调系统的制作方法

本实用新型涉及空调技术领域，特别涉及一种管壳式换热器和应用该管壳式换热器的空调系统。

背景技术：

在现有的使用管壳式换热器的空调系统中，管壳式换热器的靠近管板一侧的进水管与管板之间往往间隔有一定的距离，且管壳式换热器通常只设有一根进水管，这样，易造成靠近管板的区域内局部水流不均的问题，导致靠近管板的区域成为低流速区，从而导致靠近管板的区域内出现低温区，最终造成换热管局部结冰，甚至损坏。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提供一种管壳式换热器，旨在使得靠近管板的区域内的水流更加均匀，从而有效避免低流速区及低温区的出现，保障换热管和管壳式换热器的工作性能，提高制冷系统运行的可靠性。

为实现上述目的，本实用新型提出的管壳式换热器包括：

筒体，所述筒体的一端设有法兰，所述筒体内部形成有容置腔；

换热管，所述换热管容置于所述容置腔内；

冷媒输入管，所述冷媒输入管设于所述筒体设有法兰的一端，且与所述换热管的一端连通；

进水管，所述进水管连通于所述筒体的周壁，并靠近所述法兰；

若干螺纹紧固件，每一所述螺纹紧固件均固设于所述法兰；

每一所述螺纹紧固件均位于所述进水管于所述法兰表面的正投影范围之外；或者，所述法兰正对所述进水管的范围内开设有螺纹孔或沉孔，与所述螺纹孔或沉孔配合的螺纹紧固件于所述法兰侧的一端容置于所述螺纹孔或沉孔内。

可选地，所述法兰正对所述进水管的范围内开设有螺纹孔，与所述螺纹孔配合的螺纹紧固件为螺栓，该螺栓于所述法兰侧的一端容置且锁合于所述螺纹孔内。

可选地，所述法兰正对所述进水管的范围内开设有螺纹孔，与所述螺纹孔配合的螺纹紧固件为双头螺柱，该双头螺柱于所述法兰侧的一端容置且锁合于所述螺纹孔内。

可选地，所述法兰正对所述进水管的范围内开设有沉孔，与所述沉孔配合的螺纹紧固件为螺栓，该螺栓于所述法兰侧的一端容置且抵持于所述沉孔内。

可选地，所述法兰背离所述筒体的表面设有管板，所述进水管与所述管板的间距不大于45mm。

可选地，所述进水管的入口位置面向所述筒体的轴心。

可选地，所述进水管的入口位置面向所述冷媒输入管侧的换热管。

可选地，所述进水管的入口位置位于所述筒体的底部。

可选地，所述管壳式换热器还包括出水管，所述出水管连通于所述筒体的周壁，并远离所述冷媒输入管。

本实用新型还提出一种空调系统，包括如上所述的管壳式换热器。

本实用新型技术方案，通过将每一螺纹紧固件设置在进水管于法兰表面的正投影范围之外，可使得在设置靠近法兰的进水管时，进水管与法兰之间的间距能够不受螺纹紧固件安装工艺的限制；或者，通过于法兰正对进水管的范围内开设螺纹孔或沉孔，可使得螺纹紧固件于法兰侧的一端能够依靠与螺纹孔中内螺纹的锁合作用或与沉孔中台阶面的抵持作用实现固定连接，避免法兰正对进水管的范围内，存在螺纹紧固件端部突出于法兰表面的情形，避免靠近法兰的进水管在设置时受到限制。

从而使得进水管与法兰之间的间距得以有效减小，使得进水管与管板之间的间距得以有效减小，进而使得筒体内靠近管板的区域内的水体可获得来自进水管的水流的冲击、扰动、及混合，使得筒体内靠近管板的区域内的水流更加均匀，有效避免了靠近管板的区域成为低流速区，避免了低温区的出现，防止了低温冰胀对管壳式换热器密封性的破坏，保障了换热管和管壳式换热器的工作性能，提高了制冷系统运行的可靠性。此外，水流的均匀化还有利于增强换热效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型管壳式换热器一实施例的俯视结构示意图；

图2为图1中Ⅱ处的放大结构示意图；

图3为本实用新型管壳式换热器另一实施例的俯视结构示意图；

图4为图3中Ⅳ处的放大结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1至图4所示，本实用新型提出一种管壳式换热器100。

请进一步参阅图1和图2，在本实用新型管壳式换热器100一实施例中，所述管壳式换热器100包括：

筒体10，所述筒体10的一端设有法兰11，所述筒体10内部形成有容置腔。

具体地，筒体10大致为圆筒状中空结构，其一端密封，另一端设有法兰11；法兰11背离筒体10的表面设有管板30，管板30背离法兰11的表面设有管箱50，即，管箱50位于最外侧。进一步地，法兰11可与筒体10一体成型得到。

换热管，所述换热管容置于所述容置腔内。

具体地，换热管为U型，包括主体段及分别位于主体段两端的进口段和出口段，进口段和出口段分别插设于管板30的一安装通孔内，且胀接于对应的安装通孔的侧壁。

冷媒输入管51，所述冷媒输入管51设于所述筒体10设有法兰11的一端，且与所述换热管的一端连通。

具体地，管箱50分为相对独立的上下两部分，冷媒输入管51固设于管箱50的下部，并与管箱50的下部连通，而管箱50的下部则与换热管的进口段连通。管壳式换热器100还包括冷媒输出管52，冷媒输出管52固设于管箱50的上部，并与管箱50的上部连通，而管箱50的上部则与换热管的出口段连通。更进一步地，换热管设置有若干，若干换热管的进口段均与管箱50的下部连通，且若干换热管的出口段均与管箱50的上部连通。

这样，冷媒可由冷媒输入管51进入到管箱50的下部，并由管箱50的下部经若干换热管的进口段进入到呈阵列式排布的若干换热管中，之后，经若干换热管的出口段到达管箱50的上部，再由冷媒输出管52排出。

进水管70，所述进水管70连通于所述筒体10的周壁，并靠近所述法兰11。

具体地，进水管70包括靠近筒体10的进水段和远离筒体10的导流段，进水段连通于筒体10的靠近法兰11(即靠近冷媒输入管51)的周壁，导流段的一端与进水段连通，且另一端与进水总管连通，以导入水流。水流由进水管70进入筒体10，并使该筒体10充盈，这样，换热管便可包覆于水中，而冷媒与水之间则可通过换热管壁的导热作用完成热量交换过程。

若干螺纹紧固件13，每一所述螺纹紧固件13均固设于所述法兰11。

具体地，本实施例中，螺纹紧固件13为螺栓131，此时，每一螺栓131依次贯穿管箱50、管板30及法兰11，其头部突出且抵持于管箱50背离管板30的表面，其尾部(于法兰11侧的一端)则突出于法兰11靠近筒体10的表面且与一螺母133锁合，从而使得管箱50、管板30可固定连接于法兰11。

进一步地，每一所述螺纹紧固件13均位于所述进水管70于所述法兰11表面的正投影范围A之外。这样，每一螺纹紧固件13均在进水管70于法兰11表面的正投影范围A之外进行安装，此时，每一螺纹紧固件13的安装工艺均不会对进水管70的设置产生影响。

因此，可以理解的，本实用新型的技术方案，通过将每一螺纹紧固件13设置在进水管70于法兰11表面的正投影范围A之外，可使得在设置靠近法兰11的进水管70时，进水管70与法兰11之间的间距能够不受螺纹紧固件13安装工艺的限制，从而使得进水管70与法兰11之间的间距得以有效减小，使得进水管70与管板30之间的间距B得以有效减小，进而使得筒体10内靠近管板30的区域内的水体可获得来自进水管70的水流的冲击、扰动、及混合，使得筒体10内靠近管板30的区域内的水流更加均匀，有效避免了靠近管板30的区域成为低流速区，避免了低温区的出现，防止了低温冰胀对管壳式换热器100密封性的破坏，保障了换热管和管壳式换热器100的工作性能，提高了制冷系统运行的可靠性。此外，水流的均匀化还有利于增强换热效果。

此外，请进一步参阅图3和图4，在本实用新型管壳式换热器100另一实施例中，所述法兰11正对所述进水管70的范围A内开设有螺纹孔15或沉孔，与所述螺纹孔15或沉孔配合的螺纹紧固件13于所述法兰11侧的一端容置于所述螺纹孔15或沉孔内。

具体地，本实施例中，法兰11正对进水管70的范围A内开设有螺纹孔15，相应地，管板30和管箱50上对应位置处开设有通孔，与螺纹孔15配合的螺纹紧固件13为双头螺柱132，此时，该双头螺柱132远离法兰11的一端突出于管箱50背离管板30的表面且与一螺母133锁合，而该双头螺柱132于法兰11侧的一端则容置于螺纹孔15内且与该螺纹孔15中的内螺纹锁合，从而将管箱50、管板30固定连接于法兰11。

并且，可以理解的，在其他实施例中，当法兰11正对进水管70的范围A内开设有螺纹孔15时，管箱50上亦可开设螺纹孔与法兰11上的螺纹孔15相对应，此时，与法兰11上的螺纹孔15配合的螺纹紧固件13亦为双头螺柱，该双头螺柱远离法兰11的一端容置且锁合于管箱50上的螺纹孔内，而该双头螺柱于法兰11侧的一端则容置且锁合于法兰11上的螺纹孔15内。

此外，当法兰11正对进水管70的范围A内开设有螺纹孔15时，与螺纹孔15配合的螺纹紧固件13还可为螺栓，此时，该螺栓的头部突出并抵持于管箱50背离管板30的表面，而该螺栓的尾部(于法兰11侧的一端)则容置于螺纹孔15内且与该螺纹孔15中的内螺纹锁合，从而将管箱50、管板30固定连接于法兰11。

另外，可以理解的，在另一些实施例中，当法兰11正对进水管70的范围A内开设有沉孔时，与该沉孔配合的螺纹紧固件13可为螺栓，该螺栓的尾部(即该螺栓远离法兰11的一端)与一螺母锁合于管箱50背离管板30的表面，或与管箱50上的螺纹孔锁合；而该螺栓于法兰11侧的一端则容置且抵持于所述沉孔内，从而将管箱50、管板30固定连接于法兰11。

本实施例的技术方案，通过于法兰11正对进水管70的范围A内开设螺纹孔15或沉孔，可使得螺纹紧固件13于法兰11侧的一端能够依靠与螺纹孔15中内螺纹的锁合作用或与沉孔中台阶面的抵持作用实现固定连接，避免法兰11正对进水管70的范围A内，存在螺纹紧固件13端部突出于法兰11表面的情形，避免靠近法兰11的进水管70在设置时受到限制，从而使得进水管70与法兰11之间的间距得以有效减小，使得进水管70与管板30之间的间距B得以有效减小，进而使得筒体10内靠近管板30的区域内的水体可获得来自进水管70的水流的冲击、扰动、及混合，使得筒体10内靠近管板30的区域内的水流更加均匀，有效避免了靠近管板30的区域成为低流速区，避免了低温区的出现，防止了低温冰胀对管壳式换热器100密封性的破坏，保障了换热管和管壳式换热器100的工作性能，提高了制冷系统运行的可靠性。此外，水流的均匀化还有利于增强换热效果。

需要说明的是，法兰11正对进水管70的范围A内(形成、设置、开设、包含或包括)有，包括与范围A有交集和完全落入范围A内两种情形。

请再次参阅图1和图2，优选地，所述进水管70与所述管板30的间距B不大于45mm。具体地，进水管70靠近法兰11的端面与管板30靠近法兰11的端面之间的距离B不大于45mm。

如此，可使得进水管70的设置位置更加合理且有效，不仅能够有效保证筒体10内靠近管板30的区域内的水流均匀性，还可有利于进水管70的焊接工艺，使得生产效率得以提高，资源投入得以节省，进而提升了管壳式换热器100的实用性。

需要说明的是，当法兰11正对进水管70的范围A内开设有沉孔，与该沉孔配合的螺纹紧固件13为螺栓时，可预先将进水管70于法兰11表面的正投影范围A内的螺纹紧固件13穿设好，以在有效实现本实用新型技术效果的同时，便于结构的安装布置，提高生产效率，降低资源消耗。

优选地，所述进水管70的入口位置面向所述筒体10的轴心，这样，可使得由进水管70进入到筒体10内部的水流周围的水体分布更加均匀，从而使得水流对靠近管板30的区域内的水体的冲击、扰动、及混合作用可进行得更加充分且有效，进而进一步提高该区域内的水流的均匀性，避免低流速区及低温区的出现，防止低温冰胀的破坏。

优选地，所述进水管70的入口位置位于所述筒体10的底部。

可以理解的，这样的设置，可对筒体10内靠近管板30的区域内的沉积在筒体10底部的水体进行有效的冲击、扰动、及混合，避免水流沉积，从而进一步改善筒体10内靠近管板30的区域内的水流的均匀性。

优选地，所述进水管70的入口位置面向所述冷媒输入管51侧的换热管。这样，可有效增强靠近管板30的区域内冷媒输入管51侧的换热管周围的水流扰动，提高水流速度，在增强换热效果的同时，有效避免局部低温的形成，防止低温冰胀对管壳式换热器100的密封性造成破坏。

优选地，所述管壳式换热器100还包括出水管90，所述出水管90连通于所述筒体10的周壁，并远离所述冷媒输入管51。这样，水体在筒体10内部可流动且具有一行程，从而可使得筒体10内换热管的换热过程能够进行得更加充分且有效，进而可有效提高管壳式换热器100的换热效率，同时，还可有效避免局部水体温度不均所带来的危害。

本实用新型还提出一种空调系统，该空调系统包括如上所述的管壳式换热器100，该管壳式换热器100的具体结构参照上述实施例，由于本空调系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。