一种高效桶式换热器及其并联结构的制作方法

本实用新型涉及空调设备领域，尤其涉及一种高效桶式换热器。

背景技术：

目前，我国年产各类空调逾1亿台，每年空调运行耗电达8000亿度，约占全国电力消耗的20%；氟利昂制冷剂年使用量27万吨，二氧化碳当量排放4.6亿吨，占全球三分之二。然而，现有技术中空调内的换热器的换热效率不足，使能耗转化不足，资源得不到充分利用。因此，提高换热器能效，减少二氧化碳排放是中国乃至世界空调制造业面临的难题。“翅片螺旋管高效桶式换热器”项目针对R410A新型环保制冷剂而研发，R410A新冷媒技术的推广应用，通过对高效管的强化换热作用，可显著提高换热效率和减少制冷剂充注量，是空调设备领域解决减少二氧化碳排放量这一难题的有效途径。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种高效桶式换热器，该换热器的单位面积换热金属耗量低、换热面积充分、换热效果好。

为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

一种高效桶式换热器，包括壳体，以及设置在壳体内的芯管，以及缠绕在芯体外侧的螺旋盘管；所述壳体与螺旋盘管之间为制冷剂流道，壳体上设有与制冷剂流道相通的制冷剂进口和制冷剂出口；所述螺旋盘管的内部通道为载冷剂流道，螺旋盘管的管体两端伸出壳体外侧分别为载冷剂进口和载冷剂出口；所述载冷剂流道的介质流向与制冷剂流道的介质流向相反；其特征在于：所述螺旋盘管包括沿螺旋形轨迹盘旋的盘管，盘管由若干条管翼周向环形封闭连接而成，相邻两管翼之间形成管翼槽；所述盘管内部设有中部的主管腔，以及与主管腔相通的若干个管翼腔；管翼腔由单条管翼围合构成，主管腔由所有管翼周向围合构成。

作为优先，所述管翼是沿盘管轴线盘旋设置的螺纹形管翼。上述结构中，螺纹形管翼形成的管翼腔也是沿盘管轴线盘旋设置的螺纹形，该结构的管翼腔有利于促进载冷剂流动，使载冷剂换热充分，提升换热效果。

作为优先，所述盘管的内壁或外壁或内外两壁上具有与管体连为一整体的翅片。上述结构中的盘管表面上设有翅片，相比于传统换热管，它通过运用上述翅片将流层经过时分割成很薄的流层，使盘管的传热性能优异，增大了强化传热面积，更优地提升换热效果。

作为优先，所述翅片是直列式翅片、错列式翅片或混合式的环形翅片。

作为优先，所述盘管包括第一盘管和第二盘管，第一盘管和第二盘管相互盘旋交叉设置；第一盘管的上端部包覆在第二盘管的上端部外侧，第二盘管的下端部包覆在第一盘管的下端部外侧。

作为优先，所述壳体为圆柱形壳体，芯管设置在圆柱形壳体的轴心线上，壳体上端与芯管之间还设有端盖封闭。

作为优先，所述盘管为铜管、或钛管、不锈钢管或铜镍合金管。

一种高效桶式换热器的并联结构，包括载冷剂输入主管、载冷剂输出主管，以及并排设置的多个高效桶式换热器；所述高效桶式换热器为上述高效桶式换热器，高效桶式换热器上的载冷剂进口与载冷剂输入主管相通，载冷剂出口与载冷剂输出主管相通。上述结构解决了单台换热器无法做大换热量的问题，具体是将单桶形式改进成双桶或多桶并联形式，此结构将换热器的换热能力充分利用起来，组合方便，使用灵活且更加经济实惠。

本实用新型采用上述技术方案，该高效桶式换热器中的螺旋盘管成型后装入壳体内部，壳体与螺旋盘管之间为制冷剂流道，螺旋盘管内部设有载冷剂流道。所述螺旋盘管的盘管由若干条管翼周向环形封闭连接而成；该结构下，相邻两管翼之间形成管翼槽，使盘管外的制冷剂流道侧壁面积增加；盘管内部形成主管腔和管翼腔，使得盘管内的载冷剂流道侧壁面积大大增加，从而整体上增加了载冷剂与制冷剂之间的换热面积，提升了换热效果。

附图说明

图1为实施例一中高效桶式换热器的结构示意图。

图2为实施例一中高效桶式换热器的螺旋盘管结构示意图。

图3为实施例一中高效桶式换热器的盘管剖视图。

图4为实施例二中高效桶式换热器并联结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的优选实施方案作进一步详细的说明。

实施例1：

如图1~3所示的一种高效桶式换热器，包括壳体1，以及设置在壳体1内的芯管2，以及缠绕在芯体外侧的螺旋盘管3；所述壳体1为圆柱形壳体1，芯管2设置在圆柱形壳体1的轴心线上，壳体1上端与芯管2之间还设有端盖4封闭。所述壳体1与螺旋盘管3之间为制冷剂流道，壳体1上设有与制冷剂流道相通的制冷剂进口51和制冷剂出口52；所述螺旋盘管3的内部通道为载冷剂流道，螺旋盘管3的管体两端伸出壳体1外侧分别为载冷剂进口53和载冷剂出口54，载冷剂流道的介质流向与制冷剂流道的介质流向相反。

具体地，所述螺旋盘管3包括第一盘管31和第二盘管32，第一盘管31和第二盘管32均是沿螺旋形轨迹盘旋的盘管，盘管可以选为铜管、或钛管、不锈钢管或铜镍合金管。所述第一盘管31和第二盘管32相互盘旋交叉设置，即第一盘管31的上端部包覆在第二盘管32的上端部外侧，第二盘管32的下端部包覆在第一盘管31的下端部外侧。所述盘管由若干条管翼33周向环形封闭连接而成，管翼是沿盘管轴线盘旋设置的螺纹形管翼，相邻两管翼之间形成管翼槽34。所述盘管内部设有中部的主管腔，以及与主管腔相通的若干个管翼腔；管翼腔36由单条管翼围合构成，主管腔35由所有管翼周向围合构成。上述结构下，相邻两管翼之间形成管翼槽，使盘管外的制冷剂流道侧壁面积增加；盘管内部形成主管腔和管翼腔，使得盘管内的载冷剂流道侧壁面积大大增加，从而整体上增加了载冷剂与制冷剂之间的换热面积，提升了换热效果。另外，管翼是沿盘管轴线盘旋设置的螺纹形管翼，螺纹形管翼形成的管翼腔也是沿盘管轴线盘旋设置的螺纹形，该结构的管翼腔有利于促进载冷剂流动，使载冷剂换热充分，提升换热效果。

另外，所述盘管的内壁或外壁或内外两壁上具有与管体连为一整体的翅片。翅片是直列式翅片、错列式翅片或混合式的环形翅片。如图3所示，盘管的外壁上设有翅片37，该结构相比于传统换热管，它通过运用上述翅片将流层经过时分割成很薄的流层，使盘管的传热性能优异，增大了强化传热面积，更优地提升换热效果。

上述高效桶式换热器的工作原理如下：

1.载冷剂（水）由换热器下方的两个载冷剂进口53进入载冷剂流道；

2.制冷剂从换热器上方的制冷剂进口51进入，流入一条由螺旋盘管和圆柱形壳体内壁形成的制冷剂流道；

3.气态的制冷剂在制冷剂流道内与载冷剂流道内的载冷剂（水）进行热交换，气态制冷剂冷凝成液态并向水中排放热量；由于螺旋盘管中的盘管由若干条管翼周向环形封闭连接而成，制冷剂流道冷凝面积是光管的5.7倍，轴向盘旋的制冷剂流道使制冷剂快速冷凝，这样使制冷剂侧压降很小，并且没有杂质残留在上面；

4.液态制冷剂从换热器下方的制冷剂出口52流出，热水从上面的两个载冷剂出口54流出。

实施例2：

如图4所示的一种高效桶式换热器的并联结构，包括载冷剂输入主管61、载冷剂输出主管62，以及并排设置的多个高效桶式换热器；所述高效桶式换热器为实施例1中所述的高效桶式换热器，高效桶式换热器上的载冷剂进口53与载冷剂输入主管61相通，载冷剂出口54与载冷剂输出主管62相通。上述结构解决了单台换热器无法做大换热量的问题，具体是将单桶形式改进成双桶或多桶并联形式，此结构将换热器的换热能力充分利用起来，组合方便，使用灵活且更加经济实惠。