专利名称：一种多功能组合式高效套管换热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种由同轴式套管换热器和管束式套管蒸发换热器组成的换热器，特别指在水源热泵中使用的既能实现制冷，采暖又能实现提供生活用热水的换热器，具体为一种多功能组合式高效套管换热器。
背景技术：
现有的组合式换热器有两种方式一种是由传统的三个单层管同轴式套管换热器组成；一种是由传统的三个管束式套管换热器组成。同轴式套管换热器是在钢管或铜管内套一根多头螺旋管或一根螺纹换热管；管束式套管换热管则是在钢管或铜管内穿多根螺纹换热管。上述两种换热器前者由于换热面积小，作蒸发器时传热系数低，后者由于水侧阻力大，做冷凝器时传热效果差。因此在水源热泵机组国标运行工况下能效比EER=4. 6左右，性能系数C0P=3. 3左右，在国家标准线附近勉强徘徊，节能减排效果不明显。尤其是在冬季运行提供热水的工况下，性能系数衰减更快，影响使用效果。同时由于其结构的局限，单机负荷一般为30KW左右。
发明内容为了解决上述组合式换热器存在的不足，进一步提高机组运行效率，扩大使用范围，本发明提供了一种多功能组合式高效套管换热器。本实用新型的技术方案是一种多功能组合式高效套管换热器，其特征在于该多功能组合式高效套管换热器整体呈螺旋形，包括自上而下依次连接的一级双层换热管同轴式套管冷凝换热器、二级双层换热管同轴式套管冷凝换热器和管束式套管蒸发换热器。所述的一级双层换热管同轴式套管冷凝换热器包括一级管道主体，在该一级管道主体的一端设置有高压气体连接管和一级出水管，在其另一端设置有与二级双层换热管同轴式套管冷凝换热器连接的高压饱和气体连接管和一级进水管。所述的二级双层换热管同轴式套管冷凝换热器包括二级管道主体，所述二级管道主体的一端与高压饱和气体连接管连接，并设置有冷却水出水管，在其另一端设置有高压液体汇流装置和冷却水进水管，所述的高压液体汇流装置连接有出液管，所述的出液管通过膨胀阀与制冷剂分配器的一端相连接，所述的制冷剂分配器的另一端与管束式套管蒸发换热器相连接。所述的管束式套管蒸发换热器包括换热器管道主体，该换热器管道主体的一端设置有低压回气管和冷冻水进水管，其另一端与制冷剂分配器相连接，并设置有冷冻水出水管。所述的一级管道主体包括依次套接的一级套管、一级八头螺旋管、一级高效螺纹管和一级双侧强化的螺纹管，所述的一级套管和一级八头螺旋管之间形成一级制冷剂第一通道，所述的一级高效螺纹管和一级双侧强化的螺纹管的外侧形成一级制冷剂第二通道，所述的一级八头螺旋管和一级高效螺纹管形成热水第一通道，所述的一级双侧强化的螺纹管的内侧形成热水第二通道。所述的二级管道主体包括依次套接的二级套管、二级八头螺旋管、二级高效螺纹管和二级双侧强化的螺纹管，所述的二级套管和二级八头螺旋管之间形成二级制冷剂第一通道，所述的二级高效螺纹管和二级双侧强化的螺纹管的外侧形成二级制冷剂第二通道，所述的二级八头螺旋管和二级高效螺纹管形成二级载冷剂第一通道，所述的二级双侧强化的螺纹管的内侧形成二级载冷剂第二通道。所述的换热器管道主体包括套管和套装在套管内的数根换热器高效螺纹管，所述的套管与换热器高效螺纹管之间形成载冷剂通道，所述的换热器高效螺纹管的内部形成制冷剂通道。所述的部分换热器高效螺纹管的外围套有柔性导流环。本实用新型的优点是一、二级冷凝器采用多层管同轴式换热器，而蒸发器则采用管外套有导流环的管束式套管换热器，一二级冷凝换热器的结构有利于冷凝膜变薄，热阻减小，冷媒和油流畅，热换效果比传统的冷凝器好，而蒸发器不仅增加了换热面积，而且改变了冷媒的流场分布，在管外增加了导流装置后，有利于扩大了流体的润湿渡和均勻度，其结果比传统的蒸发器的传热系数有了明显的提高。检测结果证明，在国标运行条件下，在供应一定量的生活用热水时，其制冷能效比EER=6. 04;其制热时的性能系数C0P=4. 3，与此同时单机使用的负荷达到了 90KW。上述两种换热器的优化组合使用，比传统组合换热器无论在效率方面，或是在应用范围方面都有了显著提高，是一种技术突破，极具推广应用价值。
图1是本实用新型的主体结构示意图；图2是图1的A-A剖视图；图3是图1的B-B剖视图；图4是图1的C-C剖视图。
具体实施方式
参见图1至图4，本实用新型涉及一种多功能组合式高效套管换热器，该多功能组合式高效套管换热器整体呈螺旋形，包括自上而下依次连接的一级双层换热管同轴式套管冷凝换热器2、二级双层换热管同轴式套管冷凝换热器4和管束式套管蒸发换热器5。所述的一级双层换热管同轴式套管冷凝换热器2包括一级管道主体，在该一级管道主体的一端设置有高压气体连接管1和一级出水管3，在其另一端设置有与二级双层换热管同轴式套管冷凝换热器4连接的高压饱和气体连接管13和一级进水管14。所述的二级双层换热管同轴式套管冷凝换热器2包括二级管道主体，所述二级管道主体的一端与高压饱和气体连接管13连接，并设置有冷却水出水管6，在其另一端设置有高压液体汇流装置16和冷却水进水管12，所述的高压液体汇流装置16连接有出液管30，所述的出液管30通过膨胀阀(未图示)与制冷剂分配器11的一端相连接，所述的制冷剂分配器11的另一端与管束式套管蒸发换热器5相连接。所述的管束式套管蒸发换热器5包括换热器管道主体，该换热器管道主体的一端设置有低压回气管9和冷冻水进水管7，其另一端与制冷剂分配器11相连接，并设置有冷冻水出水管10。所述的一级管道主体包括依次套接的一级套管17、一级八头螺旋管18、一级高效螺纹管21和一级双侧强化的螺纹管22，所述的一级套管17和一级八头螺旋管18之间形成一级制冷剂第一通道20，所述的一级高效螺纹管21和一级双侧强化的螺纹管22的外侧形成一级制冷剂第二通道对，所述的一级八头螺旋管18和一级高效螺纹管21形成热水第一通道19，所述的一级双侧强化的螺纹管的内侧形成热水第二通道23。所述的二级管道主体包括依次套接的二级套管31、二级八头螺旋管32、二级高效螺纹管33和二级双侧强化的螺纹管36，所述的二级套管31和二级八头螺旋管32之间形成二级制冷剂第一通道34，所述的二级高效螺纹管33和二级双侧强化的螺纹管36的外侧形成二级制冷剂第二通道38，所述的二级八头螺旋管32和二级高效螺纹管35形成二级载冷剂第一通道33，所述的二级双侧强化的螺纹管36的内侧形成二级载冷剂第二通道37。所述的换热器管道主体包括套管25和套装在套管25内的数根换热器高效螺纹管26，所述的套管25与换热器高效螺纹管沈之间形成载冷剂通道四，所述的换热器高效螺纹管26的内部形成制冷剂通道观，所述的换热器高效螺纹管沈的外围套有柔性导流环27。一级管道主体与一级进水管14和一级出水管3、二级管道主体与冷却水进水管12和冷却水出水管6，以及换热器管道主体与冷冻水进水管7和冷冻水出水管10均通过三通15相连接。本实用新型的工作原理是从压缩机出来的高压制冷剂气体由高压气体连接管1进入一级双层换热管同轴式套管冷凝换热器2，热交换后高压气体再通过高压饱和气体连接管13进入二级双层换热管同轴式套管冷凝换热器4进行二次冷凝，冷凝后高压液体通过膨胀阀后变成低压液体，低压液体进入含有管束式套管蒸发换热器5，进行蒸发吸热，变成气体后通过低压回气管9进入压缩机，再次循环。与此同时载冷剂(本实施例以水为例)与高压气体的流向相反，从一级双层换热管同轴式套管冷凝换热器加热后供生活用热水，载冷剂从二级双层换热管同轴式套管冷凝换热器的冷却水进水管12进入，从冷却水出水管6出去进行冷却循环；同时载冷剂还从管束式套管蒸发换热器的冷冻水进水管7进入，从冷冻水出水管10出去供空调系统循环使用。本实用新型将两种结构不同的换热器进行优化组合以后，取得了比较满意的效果，不仅提高了传热效率，而且增加了热负荷，扩大了应用范围，同时在管束式提高蒸发换热器是在原换热器的基础上在部分高效换热器外增加了柔性导流圈，改善了传热效果，提高了传热系数。通过对BGSHP—20W机组检测结果表明；在国标工况下，机组提供一定量的生活用热水(36度——45度)后能效比EER=6.04.性能系数C0P=4. 3.其节能效果十分显著，与传统的机组比较两项主要指标分别提高了 31. 3%和30. 3%，具有很强的使用价值。
权利要求1.一种多功能组合式高效套管换热器，其特征在于该多功能组合式高效套管换热器整体呈螺旋形，包括自上而下依次连接的一级双层换热管同轴式套管冷凝换热器、二级双层换热管同轴式套管冷凝换热器和管束式套管蒸发换热器。
2.根据权利要求1所述的一种多功能组合式高效套管换热器，其特征在于所述的一级双层换热管同轴式套管冷凝换热器包括一级管道主体，在该一级管道主体的一端设置有高压气体连接管和一级出水管，在其另一端设置有与二级双层换热管同轴式套管冷凝换热器连接的高压饱和气体连接管和一级进水管。
3.根据权利要求2所述的一种多功能组合式高效套管换热器，其特征在于所述的二级双层换热管同轴式套管冷凝换热器包括二级管道主体，所述二级管道主体的一端与高压饱和气体连接管连接，并设置有冷却水出水管，在其另一端设置有高压液体汇流装置和冷却水进水管，所述的高压液体汇流装置连接有出液管，所述的出液管通过膨胀阀与制冷剂分配器的一端相连接，所述的制冷剂分配器的另一端与管束式套管蒸发换热器相连接。
4.根据权利要求3所述的一种多功能组合式高效套管换热器，其特征在于所述的管束式套管蒸发换热器包括换热器管道主体，该换热器管道主体的一端设置有低压回气管和冷冻水进水管，其另一端与制冷剂分配器相连接，并设置有冷冻水出水管。
5.根据权利要求2所述的一种多功能组合式高效套管换热器，其特征在于所述的一级管道主体包括依次套接的一级套管、一级八头螺旋管、一级高效螺纹管和一级双侧强化的螺纹管，所述的一级套管和一级八头螺旋管之间形成一级制冷剂第一通道，所述的一级高效螺纹管和一级双侧强化的螺纹管的外侧形成一级制冷剂第二通道，所述的一级八头螺旋管和一级高效螺纹管形成热水第一通道，所述的一级双侧强化的螺纹管的内侧形成热水第二通道。
6.根据权利要求3所述的一种多功能组合式高效套管换热器，其特征在于所述的二级管道主体包括依次套接的二级套管、二级八头螺旋管、二级高效螺纹管和二级双侧强化的螺纹管，所述的二级套管和二级八头螺旋管之间形成二级制冷剂第一通道，所述的二级高效螺纹管和二级双侧强化的螺纹管的外侧形成二级制冷剂第二通道，所述的二级八头螺旋管和二级高效螺纹管形成二级载冷剂第一通道，所述的二级双侧强化的螺纹管的内侧形成二级载冷剂第二通道。
7.根据权利要求4所述的一种多功能组合式高效套管换热器，其特征在于所述的换热器管道主体包括套管和套装在套管内的数根换热器高效螺纹管，所述的套管与换热器高效螺纹管之间形成载冷剂通道，所述的换热器高效螺纹管的内部形成制冷剂通道。
8.根据权利要求7所述的一种多功能组合式高效套管换热器，其特征在于所述的部分换热器高效螺纹管的外围套有柔性导流环。
专利摘要本实用新型涉及一种多功能组合式高效套管换热器，其特征在于该多功能组合式高效套管换热器整体呈螺旋形，包括自上而下依次连接的一级双层换热管同轴式套管冷凝换热器、二级双层换热管同轴式套管冷凝换热器和管束式套管蒸发换热器。本实用新型的优点是上述两种换热器的优化组合使用，比传统组合换热器无论在效率方面，或是在应用范围方面都有了显著提高，是一种技术突破，极具推广应用价值。
文档编号F25B39/00GK202328912SQ201120409139
公开日2012年7月11日 申请日期2011年10月25日 优先权日2011年10月25日
发明者邢万里, 邢清鑫, 郑引河 申请人:邢万里, 邢清鑫, 郑引河