套管式换热装置及具有其的二氧化碳热泵热水器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及热泵领域，特别是涉及一种套管式换热装置及具有其的二氧化碳热泵热水器。
【背景技术】
[0002]热泵热水器一般性可包括外机、水箱、水循环管路和循环泵，其中外机主要由压缩机、套管式换热装置、节流装置和蒸发器等几大部件组成，其工作原理是由压缩机工作产生高压高温的冷媒气体进入套管式换热装置后被冷凝降温，然后到节流装置进行节流膨胀，后进入蒸发器吸收空气的热量蒸发成低压蒸汽，低压冷媒蒸汽被吸入压缩机重新被压缩成高温高压气体。水循环管路可配置成将水箱内的水引入套管式换热装置内，被套管式换热装置内的冷媒加热后引流返回水箱，以使水箱的冷水由低温变为高温。
[0003]然而，现有套管式换热装置通常采用一根内管和一根外管，内管和外管同轴设置，使冷媒与水进行热交换的热交换面积小，换热效率比较低，尤其不适用于采用二氧化碳作为冷媒的跨临界二氧化碳热泵热水器中。此外，在家用二氧化碳热泵热水器中，由于体积趋向于小型化，热水器的水流量比较小，结构都较紧凑，套管式换热装置进一步地被要求在小的空间内达到大的换热效果，现有的套管式换热装置满足不了该要求。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型第一方面的一个目的旨在克服现有的套管式换热装置的至少一个缺陷，提供一种新颖的套管式换热装置，显著提高了套管式换热装置的热交换系数。
[0005]本实用新型第一方面的一个进一步的目的是使套管式换热装置的结构紧凑。
[0006]本实用新型第二方面的一个目的是提供一种具有上述套管式换热装置的二氧化碳热泵热水器。
[0007]根据本实用新型的第一方面，本实用新型提供了一种用于二氧化碳热泵热水器的套管式换热装置，其包括:
[0008]外管，其两端分别具有供流体流入流出所述外管的外管进口和外管出口 ；和
[0009]在所述外管内延伸的多根内管，每根所述内管的两端分别具有供流体流入流出该内管的内管进口和内管出口，其中
[0010]所述多根内管的至少部分管段彼此相互缠绕呈螺旋状，且
[0011]每根所述内管的外壁与所述外管的内壁接触抵靠。
[0012]可选地，所述多根内管的缠绕成螺旋状的管段彼此相互接触抵靠。
[0013]可选地，所述内管为两根，所述两根内管中一根内管的全部管段与另一内管的全部管段相互缠绕呈双螺旋状。
[0014]可选地，每根所述内管的缠绕成螺旋状的管段的导程角均为55°至70°。
[0015]可选地，每根所述内管的内管进口临近所述外管的一端，每根所述内管的内管出口临近所述外管的另一端，以使多根所述内管内的流体沿同一方向流动。
[0016]可选地，每根所述内管的内管进口临近所述外管的外管出口，每根所述内管的内管出口临近所述外管的外管进口，以使每根所述内管内的流体与所述外管和每根所述内管之间的流体逆向流动换热。
[0017]可选地，每根所述内管内流动的流体为二氧化碳；所述外管和每根所述内管之间流动的流体为水。
[0018]根据本实用新型的第二方面，本实用新型提供了一种二氧化碳热泵热水器，其包括:上述任一种套管式换热装置，所述套管式换热装置的每根内管的内管进口利用管路连接至所述二氧化碳热泵热水器的压缩机的冷媒出口，每根所述内管的内管出口利用管路连接至所述二氧化碳热泵热水器的节流装置的冷媒进口。
[0019]可选地，所述二氧化碳热泵热水器还包括:壳体，其具有底板和安装于所述底板的分隔板，所述分隔板配置成将所述壳体限定的容纳空腔分隔成压缩机腔和送风腔；且所述套管式换热装置位于所述送风腔内，并安装于所述底板；所述压缩机和所述节流装置安装在所述压缩机腔内。
[0020]可选地，所述套管式换热装置的外管的外管进口利用管路连接至自来水管网，所述套管式换热装置的外管的外管出口利用管路连接至用户用水管网或储存所述套管式换热装置加热后的水的水箱；或，所述二氧化碳热泵热水器还包括储存所述套管式换热装置加热后的水的水箱，所述水箱的下部利用管路经由循环泵连接至所述套管式换热装置的外管的外管进口，所述套管式换热装置的外管的外管出口利用管路连接至所述水箱的上部。
[0021]本实用新型的套管式换热装置及具有其的二氧化碳热泵热水器中因为每根内管具有螺旋延伸段，且每根内管和外管接触抵靠，显著提高了内管内的流体与外管内的流体之间的进行热交换的换热面积，进而提高了套管式换热装置的内管内的流体与外管内的流体之间的进行热交换的热交换系数。
[0022]进一步地，由于本实用新型的套管式换热装置及具有其的二氧化碳热泵热水器中，每根内管具有螺旋延伸段，可加速每根内管外侧流体流动时的扰动，减薄流体流动的平流层，进一步提高了套管式换热装置的热交换系数。
[0023]进一步地，由于本实用新型的套管式换热装置及具有其的二氧化碳热泵热水器中，多根内管的至少部分管段彼此相互缠绕呈螺旋状，显著地减小了套管式换热装置的体积，可使套管式换热装置的结构紧凑。
[0024]根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。
【附图说明】
[0025]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
[0026]图1是根据本实用新型一个实施例的套管式换热装置横截面的示意性结构图；
[0027]图2是根据本实用新型一个实施例的套管式换热装置纵切面的示意性局部结构图；
[0028]图3是根据本实用新型一个实施例的二氧化碳热泵热水器的示意性结构图；
[0029]图4是根据本实用新型一个实施例的二氧化碳热泵热水器的示意性结构图。
【具体实施方式】
[0030]图1是根据本实用新型一个实施例的套管式换热装置横截面的示意性结构图。如图1所示并参考图2，本实用新型实施例提供了一种套管式换热装置20，其具有较高的热交换系数，至少比现有的套管式换热装置的热交换系数提高12%，特别适用于二氧化碳热泵热水器。该套管式换热装置20包括外管21和在外管21内延伸的多根内管22。外管21的两端分别具有供流体流入流出外管21的外管进口和外管出口，即外管21的一端设置有外管进口，外管21的另一端设置有外管出口，以使流体从外管进口流入外管21并在外管21和内管22之间流动并与内管22内的流体进行热交换后从外管出口流出。每根内管22的两端分别具有供流体流入流出该内管22的内管进口和内管出口。特别地，多根内管22的至少部分管段彼此相互缠绕呈螺旋状，且每根内管22的外壁与外管21的内壁接触抵靠。优选地，多根内管22的缠绕成螺旋状的管段彼此相互接触抵靠。
[0031]具体地，内管22为两根，两根内管22中一根内管22的全部管段与另一内管22的全部管段相互缠绕呈双螺旋状。
[0032]由于该套管式换热装置20的多根内管22基本占据了外管21的较大内部空间，为了保证外管21和每根内管22之间的流体流动的通畅，将每根内管22的缠绕成螺旋状的管段的导程角配置为55°至70°。也就是说，每根内管22的缠绕成螺旋状的管段