专利名称：套管换热器的制作方法
技术领域：
套管换热器技术领域[0001]本实用新型涉及一种热泵热水系统领域，尤其涉及一种套管换热器。
背景技术：
[0002]目前，大多数的热泵热水机使用的换热器为同轴套管换热器，同轴套管换热器的结构是外管内只有一个换热铜管，其只能使用一种冷媒剂与水进行热交换。[0003]现有的套管换热器，在制热水过程中，大多使用一种冷媒剂将水温从低温加热到高温。但是，由于制冷特性不同，使得水温加热的温度不高，或者使用单一的冷媒剂将水温加热到较高温度，但是其加热速度过慢，通常需要使用电辅热等方法来提高加热温度或者加热速率，造成资源利用率不高，且增加了成本。实用新型内容[0004]本实用新型的主要目的在于提供一种套管换热器，旨在提高套管换热器的换热速度和换热效率，且成本低。[0005]为了达到上述目的，本实用新型提出一种套管换热器，包括外管、套在外管内的第一换热管以及套在第一换热管内的第二换热管，所述外管和第一换热管之间为第一冷媒齐U，第一换热管和第二换热管之间为需要换热的流体介质，第二换热管内为第二冷媒剂；所述第一冷媒剂与第二冷媒剂具有温度差，并通过外部控制同时或异时与所述流体介质进行热交换。优选地，所述外管的两端分别设有第一冷媒剂入口和第一冷媒剂出口 ；所述第一换热管的两端分别设有水入口和水出口 ；所述第二换热管的两端分别设有第二冷媒剂入口和第二冷媒剂出口。[0007]优选地，所述外管为不锈钢、铸铁或碳钢材料；所述第一换热管和第二换热管为铜管或招管。[0008]优选地，所述第一换热管和第二换热管为内螺纹换热管、外螺纹换热管或螺旋管；所述第一冷媒剂和第二冷媒剂分别至少为以下之一 R22、R410A、R134A、R32、R290和 CO2。[0009]优选地，所述第一冷媒剂与第二冷媒剂为不同类型的冷媒剂；所述第一冷媒剂入口和出口、第二冷媒剂入口和出口为一个或者多个。[0010]优选地，所述第一冷媒剂的温度小于第二冷媒剂的温度；所述第一冷媒剂入口和出口、第二冷媒剂入口和出口的形状至少为以下之一圆柱型和方形。[0011]优选地，所述流体介质为水介质；所述第一冷媒剂与水介质的流动方向相同或相反；所述第二冷媒剂与水介质的流动方向相同或相反。[0012]优选地，所述套管换热器还连接有用于控制切换所述第一冷媒剂和第二冷媒剂对所述流体介质进行换热的控制器。[0013]本实用新型提出的一种套管换热器，利用热泵原理，在换热过程中通过两种不同温度的冷媒剂同时或异时对被换热的流体介质进行换热，将被换热流体介质从低温迅速加热到高温或者从高温迅速降低至低温，提高了套管换热器的换热速度和换热效率，从而解决了套管换热器换热速度低以及无法将流体介质加热到更高温度或降低至更低温度的问题，且成本低。
[0014]图I是本实用新型较佳实施例套管换热器的截面示意图；[0015]图2是本实用新型较佳实施例套管换热器的剖面结构示意图。[0016]为了使本实用新型的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。
具体实施方式
[0017]本实用新型实施例的解决方案主要是在外管内依次套设第一换热管以及第二换热管，由具有温度差的外管和第一换热管之间第一冷媒剂、第二换热管内的第二冷媒剂同时或异时与第一换热管和第二换热管之间的流体介质进行热交换，以实现流体介质的快速换热并将流体介质加热到更高温度或降低至更低温度的目的。如图I及图2所示，图I是本实用新型较佳实施例套管换热器的截面示意图；图 2是本实用新型较佳实施例套管换热器的剖面结构示意图。本实施例提出的一种套管换热器，与外部控制器连接，该套管换热器包括外管I、套在外管I内的第一换热管2以及套在第一换热管2内的第二换热管3，所述外管I和第一换热管2之间为第一冷媒剂，第一换热管 2和第二换热管3之间为需要换热的流体介质，本实施例以流体介质为水介质，并以对水进行加热来举例说明。[0019]第二换热管3内传输的是第二冷媒剂，该第二冷媒剂与第一冷媒剂具有温度差； 所述第一冷媒剂与第二冷媒剂通过外部控制器控制同时或异时与所述流体介质进行热交换。[0020]具体地，本实施例中外管I可以采用不锈钢、铸铁或碳钢材料等材料制成；所述第一换热管2和第二换热管3可以为铜管或铝管等材质。[0021]所述第一冷媒剂和第二冷媒剂可以为R22、R410A、R134A、R32、R290和CO2，且第一冷媒剂和第二冷媒剂可以采用相同的冷媒剂，也可以采用不同的冷媒剂。[0022]本实施例套管换热器利用热泵原理，在加热过程中通过两种不同的冷媒剂的转换将水温从低温迅速加热到高温，其具体工作原理如下[0023]如图2所示，外管I的两端从左至右分别设有第一冷媒剂入口和第一冷媒剂出口， 第一换热管2的两端从左至右分别设有水出口和水入口 ；第二换热管3的两端从左至右分别设有第二冷媒剂入口和第二冷媒剂出口。[0024]本实施例设定外管I与第一换热管2之间的第一冷媒剂的温度较低，第二换热管 3内的第二冷媒剂的温度较高。[0025]在外部控制器的控制下，可以通过第一冷媒剂和第二冷媒剂同时或异时对第一换热管2和第二换热管3之间的水进行换热。[0026]对于第一冷媒剂和第二冷媒剂同时对水进行换热的情形，首先，第二换热管3内以及外管I与第一换热管2之间，同时对应传输第一冷媒剂和第二冷媒剂，当第一换热管2和第二换热管3之间水的温度较低时,水同时与第一冷媒剂和第二冷媒剂进行热交换,第一换热管2和第二换热管3之间的水从水入口流入，通过第一换热管2的壁面与第一冷媒剂换热，同时通过第二换热管3的壁面与第二冷媒剂换热，之后从水出口流出，通过与第一冷媒剂和第二冷媒剂的换热，可以迅速将水温加热到较高的温度。[0027]当水被加热到一定温度后，外管I和第一换热管2之间的第一冷媒剂不能将水温再往上增加时，通过外部控制器控制，使第二换热管3内的第二冷媒剂继续对水进行热交换，将水加热到更高的温度，从而不仅实现了水的快速加热，提高了水的加热速度，而且水可以被加热到更高的温度，提高了水的换热效率。[0028]对于第一冷媒剂和第二冷媒剂异时对水进行换热的情形，通过外部控制器控制， 第一换热管2与第二换热管3之间的水首先与外管I和第一换热管2之间的第一冷媒剂进行热交换；当水温加热到一定温度后，外管I和第一换热管2之间的第一冷媒剂不能将水温再往上增加时，通过外部控制器控制进行切换，使水与第二换热管3内的第二冷媒剂进行热交换，将水温加 热到更高的温度。从而不仅实现了水的快速加热，提高了水的加热速度， 而且水可以被加热到更高的温度，提高了水的换热效率。[0029]作为优选方案，上述第一换热管2和第二换热管3可以采用内螺纹换热管、外螺纹换热管或螺旋管，可以更好的实现冷媒剂与水之间的换热。[0030]此外，上述第一冷媒剂入口和出口、第二冷媒剂入口和出口可以根据实际需要设定为一个，也可以设定为两个或更多个。[0031]所述第一冷媒剂入口和出口、第二冷媒剂入口和出口的形状可以采用圆柱型和方形等。[0032]此外，外管I与第一换热管2之间的所述第一冷媒剂的流向可以和第一换热管2 与第二换热管3之间的水的流向相同，即顺流，也可以相反，即逆流。[0033]同理，所述第二冷媒剂与水的流动方向可以相同或相反，具体根据实际情况，比如换热效果和冷媒剂的特性而定。[0034]本实施例中第一冷媒剂和第二冷媒剂与水的流动方向均相反。[0035]需要说明的是，具有不同温度的上述第一冷媒剂和第二冷媒剂在套热管换热器中的位置可以不作限定，即外管I与第一换热管2之间的冷媒剂的温度可以较第一换热管I 与第二换热管2之间的冷媒剂的温度高或低。[0036]本实施例套管换热器不仅提高了被加热流体介质的换热速度，提高了套管换热器的换热效率，而且该套管换热器加工工艺简单，只需将外管I、第一换热管2和第二换热管 3三根管相互套入后固定，之后再将三根管折弯成型即可。另外，本实用新型套管换热器由于不需要辅助加热设备，由此提高了资源利用率，并降低了成本。[0037]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， 凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求1.一种套管换热器，其特征在于，包括外管、套在外管内的第一换热管以及套在第一换热管内的第二换热管，所述外管和第一换热管之间为第一冷媒剂，第一换热管和第二换热管之间为需要换热的流体介质，第二换热管内为第二冷媒剂；所述第一冷媒剂与第二冷媒剂具有温度差，并通过外部控制同时或异时与所述流体介质进行热交换。
2.根据权利要求I所述的套管换热器，其特征在于，所述外管的两端分别设有第一冷媒剂入口和第一冷媒剂出口 ；所述第一换热管的两端分别设有水入口和水出口 ；所述第二换热管的两端分别设有第二冷媒剂入口和第二冷媒剂出口。
3.根据权利要求I所述的套管换热器，其特征在于，所述外管为不锈钢、铸铁或碳钢材料；所述第一换热管和第二换热管为铜管或铝管。
4.根据权利要求I所述的套管换热器，其特征在于，所述第一换热管和第二换热管为内螺纹换热管、外螺纹换热管或螺旋管；所述第一冷媒剂和第二冷媒剂分别至少为以下之一 R22、R410A、R134A、R32、R290 和 C02。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的套管换热器，其特征在于，所述第一冷媒剂与第二冷媒剂为不同类型的冷媒剂；所述第一冷媒剂入口和出口、第二冷媒剂入口和出口为一个或者多个。
6.根据权利要求5所述的套管换热器，其特征在于，所述第一冷媒剂温度小于第二冷媒剂的温度；所述第一冷媒剂入口和出口、第二冷媒剂入口和出口的形状至少为以下之一 圆柱型和方形。
7.根据权利要求6所述的套管换热器，其特征在于，所述流体介质为水介质；所述第一冷媒剂与水介质的流动方向相同或相反；所述第二冷媒剂与水介质的流动方向相同或相反。
8.根据权利要求I所述的套管换热器，其特征在于，所述套管换热器还连接有用于控制切换所述第一冷媒剂和第二冷媒剂对所述流体介质进行换热的控制器。
专利摘要本实用新型公开一种套管换热器，包括外管、套在外管内的第一换热管以及套在第一换热管内的第二换热管，外管和第一换热管之间为第一冷媒剂，第一换热管和第二换热管之间为需要换热的流体介质，第二换热管内为第二冷媒剂；第一冷媒剂与第二冷媒剂具有温度差，并通过外部控制同时或异时与流体介质进行热交换。本实用新型利用热泵原理，在换热过程中通过两种不同温度的冷媒剂同时或异时对被换热的流体介质进行换热，将被换热流体介质从低温迅速加热到高温或者从高温迅速降低至低温，从而解决套管换热器换热速度低以及无法将流体介质加热到更高温度或降低至更低温度的问题。
文档编号F28D7/10GK202792546SQ20122045688
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者邓建云, 李安民 申请人:广东美的暖通设备有限公司