换热器和具有其的热水器的制作方法

本实用新型涉及换热技术领域，具体而言，涉及一种换热器和具有其的热水器。

背景技术：

储水式热泵热水器的加热方式主要有容器内盘管和容器外绕盘管方式，由于内盘管方式腐蚀泄漏风险较大，已基本被外绕盘管方式取代。

相关技术中的具有外绕盘管的换热器主要用铜管截面为圆形或D型盘管绕在储水容器外壁，通过紧密贴合，铜管作为热泵热水器的冷凝器放热来加热储水容器内的水，然而，铜管内制冷剂流程长影响换热效率，且铜管的宽度较小及铜管之间具有一定间隙导致铜管与储水容器外壁的接触面积小，进而影响换热效率，而且加热温度不均匀，容易导致储水容器内的热水温度不均，影响使用效果。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种换热器，所述换热器采用扁管且减小相邻扁管之间的间隙，提高换热效率。

本实用新型还提出一种具有上述换热器的热水器。

根据本实用新型第一方面实施例的换热器，包括：第一集流管和第二集流管，所述第一集流管和所述第二集流管间隔开预定距离；多个扁管，所述扁管的一端与所述第一集流管相连，所述扁管的另一端与所述第二集流管相连，所述扁管沿其长度方向分为与所述第一集流管相连的第一扭转管段、与所述第二集流管相连的第二扭转管段以及连接在所述第一扭转管段和所述第二扭转管段之间的平直管段，所述平直管段的宽度方向平行于所述第一集流管和所述第二集流管的轴向。

根据本实用新型实施例的换热器，通过将扁管与第一集流管和第二集流管相连的管段设置成扭转管段，不仅可以减小相邻平直管段之间的间隙，有利于在同等面积下，增加扁管的数量，增加换热器的换热面积，从而提高换热器的换热效率。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一集流管和所述第二集流管平行且相对布置，每一个集流管的周壁具有多个沿其长度方向间隔布置的槽孔，所述扁管的端部插装于所述槽孔，所述槽孔的长度方向与所述第一集流管和所述第二集流管的轴向之间的夹角为α，其中，0°＜α≤90°。

可选地，所述槽孔的长度方向垂直于所述第一集流管和所述第二集流管的轴向，所述槽孔的宽度方向平行于所述第一集流管和所述第二集流管的轴向。

进一步地，每一个集流管的相邻两个所述槽孔之间的距离与所述扁管的厚度之和等于所述扁管的宽度。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一扭转管段的长度和所述第二扭转管段的长度分别大于或者等于所述扁管的宽度，可以防止扁管产生较大的拉伸变形，进而提高换热器的耐压强度和可靠性。

在一些示例中，当所述扁管的厚度大于或者等于1mm时，所述第一扭转管段和所述第二扭转管段的长度大于或者等于所述扁管的宽度和所述扁管的厚度乘积的十分之一与所述扁管的宽度之和。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一扭转管段的长度和所述第二扭转管段的长度分别小于或者等于所述扁管的宽度的四倍，可以防止扁管的扭转管段过长而影响换热器的换热面积，保证换热器的换热效果。

根据本实用新型的一个实施例，至少部分所述扁管的相邻平直管段之间无间隙。

根据本实用新型的一个实施例，所述扁管的一侧面具有导热介质。

根据本实用新型实施例的换热器还包括：至少一个连接板，所述连接板设在所述扁管的另一侧面，所述连接板垂直于所述平直管段的长度方向且所述连接板与至少部分所述扁管的平直管段连接。

可选地，所述连接板为具有复合层焊料的铝板；或所述连接板为型材且通过焊料与所述扁管焊接。

可选地，所述至少一个连接板包括:第一连接板和第二连接板，所述第一连接板与每个所述扁管的平直管段连接且邻近所述第一扭转管段，所述第二连接板与每个所述扁管的平直管段连接且邻近所述第二扭转管段。

根据本实用新型第二方面实施例的热水器，包括：内胆和根据上述实施例所述的换热器，所述换热器设于所述内胆外且所述扁管的扁平面与所述内胆的外表面贴合。

根据本实用新型实施例的热水器，通过将内胆外的换热器的扁管两端设置成扭转管段，可以减小相邻平直管段之间的间隙，有利于在同等面积下，增加扁管的数量，增加换热器的换热面积，从而提高换热器的换热效率。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的换热器的结构示意图；

图2是图1中所示的换热器的主视图；

图3是根据本实用新型另一个实施例的换热器的结构示意图；

图4是图3中所示的换热器的主视图；

图5是根据本实用新型又一个实施例的换热器的结构示意图；

图6是图5中所示的换热器的主视图。

附图标记：

换热器100，

第一集流管11，第二集流管12，

第一扭转管段131，第二扭转管段132，平直管段133，

第一连接板141，第二连接板142。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1-图6描述根据本实用新型实施例的换热器100。

如图1-图6所示，根据本实用新型一个实施例的换热器100包括：第一集流管11、第二集流管12和多个扁管。

第一集流管11和第二集流管12间隔开预定距离，扁管的两端分别与第一集流管11 和第二集流管12相连，扁管沿其长度方向(如图1所示的a-a方向)分为第一扭转管段 131、第二扭转管段132以及平直管段133，第一扭转管段131与第一集流管11相连，第二扭转管段132与第二集流管12相连，平直管段133连接在第一扭转管段131和第二扭转管段132之间，即扁管的邻近第一集流管11的管段、扁管的邻近第二集流管12 的管段均设置成扭转管段。扁管的平直管段133的宽度方向平行于第一集流管11和第二集流管12的轴向(如图1所示的b-b方向)。

可以理解的是，多个扁管的两端分别插入第一集流管11和第二集流管12，从而将多个扁管的两端分别与第一集流管11和第二集流管12连通，换热管采用扁管的形式，相比圆管和D形管，增加了换热管与热水器内胆的外壁面的接触面积。

根据本实用新型实施例的换热器100，通过将扁管与第一集流管11和第二集流管12 相连的管段设置成扭转管段，由于横向开槽或斜向开槽比纵向开槽时集流管承压大，从而突破扁管宽度和间距对换热器承压能力的限制，不仅可以减小相邻平直管段133之间的距离，有利于在同等面积下，增加扁管的数量，增加换热器100的换热面积，从而提高换热效率，还可以提高换热器100的结构强度，防止换热器100在使用时发生变形。

根据本实用新型的一个实施例，第一集流管11和第二集流管12平行且相对布置，每一个集流管的周壁具有多个沿其长度方向(即集流管的轴向)间隔布置的槽孔，扁管的端部插装于槽孔，从而使扁管的两端分别与第一集流管11和第二集流管12连通，结构简单、装拆方便。

在一些示例中，槽孔的长度方向与第一集流管11和第二集流管12的轴向之间的夹角为α，0°＜α≤90°，当槽孔的长度方向与集流管的轴向的夹角为90°时，槽孔的长度方向沿横向延伸，即槽孔为横向槽孔；当槽孔的长度方向与集流管的轴向的夹角小于90°时，槽孔为斜向槽孔。由此，在集流管上开设横向或斜向槽孔，使相邻槽孔之间留有间隙，不仅可以保证集流管的结构强度，而且可以实现减小平直管段133之间的距离，甚至形成无间隙排列的平板结构。

例如，扁管的平直管段133的长度方向垂直于第一集流管11和第二集流管12的轴向，扁管的平直管段133的宽度方向平行于第一集流管11和第二集流管12的轴向，第一扭转管段131和第二扭转管段132可以分别相对于扁管顺时针扭转45°、90°、270°等，第一扭转管段131和第二扭转管段132也可以分别相对于扁管逆时针扭转45°、90°、270°等，通过局部扭转扁管，改变扁管与集流管连接方式，从而使相邻平直管段133可以紧凑排列在一起，充分利用扁管与内胆外壁接触面积，集流管承压能力有了进一步提高，为适用高压冷媒提供了解决方案。

如图1和图2所示，在一些可选的示例中，每个集流管上的槽孔的长度方向相对于集流管的轴向倾斜设置，这样可以使多个扁管排列更紧密，进一步提高相同外形尺寸的换热器100的有效换热面积，提高换热器100的换热效率。

如图3至图6所示，在另一些可选的示例中，槽孔的长度方向垂直于第一集流管11 和第二集流管12的轴向，槽孔的宽度方向平行于第一集流管11和第二集流管12的轴向。也就是说，槽孔的长度方向所在的平面可以与第一集流管11和第二集流管12的中线轴线的法面共面，槽孔的长度方向与第一集流管11和第二集流管12的轴向之间的夹角α为90°。

进一步地，每一个集流管的相邻两个槽孔之间的距离与扁管的厚度之和等于扁管的宽度。即扁管的平直管段133的宽度尺寸减去扁管的平直管段133的厚度尺寸等于第一集流管11/第二集流管12中相邻两个槽孔之间的距离，从而使相邻扁管紧密排列，提高相同外形尺寸的换热器100的有效换热面积，提高水和冷媒的换热效率，进而提高换热器100的换热效率。

而且，换热管在包覆热水器内胆前，扁管的朝向内胆的一侧面需要涂覆导热介质，多根扁管相邻间隙过大，导致导热介质用量浪费及涂覆效率低下，影响热水器大批量生产时的效率，通过将扁管的两端设为扭转管段的结构，使各扁管构成一体式平板，极大地提高了刷涂工艺的效率及效果，避免导热介质的浪费及污染生产线设备。

在一些示例中，平直管段133的厚度方向垂直于第一集流管11和第二集流管12的轴向，平直管段133的宽度方向平行于第一集流管11和第二集流管12的轴向。也就是说，扁管的平直管段133的长度方向垂直于第一集流管11和第二集流管12的轴向，扁管的平直管段133的宽度方向平行于第一集流管11和第二集流管12的轴向。

在一些示例中，扁管的长度方向垂直于第一集流管11和第二集流管12的轴向，即多个扁管平行布置，在保证第一集流管11和第二集流管12的承压能力的同时，有利于增加换热器100与储水容器或内胆的接触面积，从而提高换热效率。多个扁管的端部插入到第一集流管11和第二集流管12中，制冷剂可以同时进入多个平行布置的扁管中进行换热，改善了水温分布不均匀。同时，换热器100表面平整，不仅便于包装、运输及安装，而且便于安装时在其换热器100表面涂覆导热介质，进一步提高换热效率。

如图3至图6所示，在一些示例中，第一扭转管段131和第二扭转管段132分别相对于平直管段133扭转90°。通过对扁管的两端绕其长度方向扭转90°，实现相邻扁管紧密排布，并提高了第一集流管11、第二集流管12和扁管焊接后的整体耐压强度。

在一些可选的示例中，任意相邻两个第一扭转管段131的扭转方向相同；和/或，任意相邻两个第二扭转管段132的扭转方向相同。

例如，多个扁管的第一扭转管段131相对于平直管段133均顺时针扭转，多个扁管的第二扭转管段132相对于平直管段133均逆时针扭转；再例如，多个扁管的第一扭转管段131相对于平直管段133均逆时针扭转，多个扁管的第二扭转管段132相对于平直管段133均顺时针扭转；又例如，多个扁管的第一扭转管段131和第二扭转管段132相对于平直管段133均顺时针扭转/逆时针扭转。

在另一些可选的示例中，任意相邻两个第一扭转管段131的扭转方向相反；和/或，任意相邻两个第二扭转管段132的扭转方向相反。例如，多个扁管的第一扭转管段131 和第二扭转管段132可以对称布置。

在又一些可选的示例中，多个扁管的第一扭转管段131的扭转方向均相同，而多个扁管的第二扭转管段132的扭转方向不完全相同。再如，多个扁管的第一扭转管段131 的扭转方向不完全相同，而多个扁管的第二扭转方向相同。

考虑到当扁管的延伸率/延展率ε小于或者等于15％时，不会致使扁管产生拉裂隐患，而若扭转管段的长度过小，扁管容易产生较大的拉伸变形，从而导致换热器100的耐压强度降低，可靠性减小。因而，根据本实用新型的一个实施例，第一扭转管段131的长度和第二扭转管段132的长度分别大于或者等于扁管的宽度，防止扁管产生较大的拉伸变形，进而提高换热器100的耐压强度和可靠性。

申请人发现，扁管的扭转管段的长度既与扁管的宽度尺寸有关，又与扁管的厚度尺寸有关。具体地，扁管的厚度越大，在将扁管的一部分加工成扭转管段时所需要的力矩也越大，使得扭转管段的长度也越大，并且扁管厚度的增加还会减小扁管的延伸率/延展率。

因而，扁管的扭转管段的最小长度受到扁管的厚度的影响，再考虑到扁管的耐压性能对扁管的厚度的要求，综合考虑各项因素的影响，在一些示例中，当扁管的厚度T≥1mm时，扭转管段的最小长度为W+(T×W)/10，其中，W为扁管的宽度，T为扁管的厚度。

也就是说，当扁管的厚度大于或者等于1mm时，第一扭转管段131的长度和第二扭转管段132的长度分别大于或者等于扁管的宽度和扁管的厚度乘积的十分之一与扁管的宽度之和。

根据本实用新型的一个实施例，第一扭转管段131的长度和第二扭转管段132的长度分别小于或者等于扁管的宽度的四倍。通过限定第一扭转管段131和第二扭转管段 132满足上述条件，可以防止扁管的扭转管段过长而影响换热器100的换热面积，保证换热器100的换热效果。

根据本实用新型进一步的实施例，第一扭转管段131的长度和第二扭转管段132的长度分别大于或者等于扁管的宽度，第一扭转管段131的长度和第二扭转管段132的长度分别小于或者等于扁管的宽度的四倍，由此既可以保证换热器100的耐压强度和可靠性，又可以保证换热器100的换热效果。

如图1至图4所示，根据本实用新型的一个实施例，至少部分扁管的相邻平直管段 133之间无间隙，多个扁管的平直管段133拼接成平板结构，可以防止换热器100包覆热水器的内胆或储水容器、在承受施加在集流管或平板结构上的拉力时扭转位置发生变形反弹。其中，扁管的一侧面具有导热介质。

根据本实用新型进一步实施例的换热器100还包括：至少一个连接板，连接板设在扁管的另一侧面，连接板垂直于平直管段133的长度方向且连接板与至少部分扁管的平直管段133连接，连接板将多个扁管中的至少部分扁管固定在一起，可以将至少部分扁管拼接成平板状，当换热器100包覆热水器的内胆或者储水容器时，可以承受施加在集流管(第一集流管11和第二集流管12)或扁管上的拉力，避免扁管的扭转位置(扭转管段)发生变形、反弹。

如图5和图6所示，在一些示例中，连接板设在扁管的另一侧面，连接板垂直于平直管段133的长度方向且连接板与所有的扁管的平直管段133连接，连接板将所有的扁管固定在一起，可以将所有的扁管拼接成平板状。

在一些示例中，连接板为具有复合层焊料的铝板，铝板通过复合层焊料与扁管连接。在另一些示例中，连接板为型材且通过焊料与扁管焊接。由此，通过钎焊使多个扁管焊接在铝板或型材上，起到保持多个扁管拼接成平板形状的功能，防止换热器100包覆热水器的内胆或储水容器、在承受施加在集流管或固定板上的拉力时扭转位置发生变形反弹。

在一些示例中，至少一个连接板包括：第一连接板141和第二连接板142，第一连接板141与每个平直管段133连接且邻近第一扭转管段131，第二连接板142与每个平直管段133连接且邻近第二扭转管段132。

也就是说，第一连接板141垂直连接于多个平直管段133的邻近第一扭转管段131 的一端，第二连接板142垂直连接于多个平直管段133的邻近第二扭转管段132的一端，第一连接板141和第二连接板142可以将多个扁管拼装一起，从而进一步提高换热器100 的结构强度。

根据本实用新型的一个实施例，平直管段133的横截面的外轮廓线包括两个平行且间隔布置的直线段和两个圆弧段，每个圆弧段的两端分别与两个直线段的两端相连，即直线段与两个圆弧段圆弧过渡连接，从而使扁管的外表面光滑，进而有利于提高换热器 100的换热效果。其中，直线段平行于第一集流管11和第二集流管12的轴向。

根据本实用新型实施例的换热器100形成平板式结构，便于包装运输及安装，尤其在包覆前涂布导热膏状介质时带来便利，相对于逐根扁管涂布，提高了操作便利性及生产效率。

下面结合图1至图6，详细描述根据本实用新型的换热器100的三个具体实施例。

实施例一

如图1和图2所示，换热器100包括第一集流管11、第二集流管12和多个扁管，第一集流管11和第二集流管12平行且相对布置，多个扁管平行且间隔布置，每个扁管的两端分别与第一集流管11和第二集流管12连接。

每个扁管沿其长度方向分别与第一集流管11相连的第一扭转管段131、与第二集流管12相连的第二扭转管段132以及连接在第一扭转管段131和第二扭转管段132之间的平直管段133，平直管段133的长度方向和厚度方向均垂直于第一集流管11和第二集流管12的轴向，平直管段133的宽度方向平行于第一集流管11和第二集流管12的轴向，第一集流管11和第二集流管12的周壁上多个沿其长度方向间隔布置的槽孔，每个槽孔的长度方向与第一集流管11和第二集流管12的轴向之间的夹角为45°，从而使得第一扭转管段131和第二扭转管段132分别相对于平直管段133扭转45°。

实施例二

如图3和图4所示，换热器100包括第一集流管11、第二集流管12和多个扁管，第一集流管11和第二集流管12平行且相对布置，多个扁管沿第一集流管11和第二集流管12的轴向紧密排布，每个扁管的两端分别与第一集流管11和第二集流管12连接。

每个扁管沿其长度方向分别与第一集流管11相连的第一扭转管段131、与第二集流管12相连的第二扭转管段132以及连接在第一扭转管段131和第二扭转管段132之间的平直管段133，平直管段133的长度方向和厚度方向均垂直于第一集流管11和第二集流管12的轴向，平直管段133的宽度方向平行于第一集流管11和第二集流管12的轴向，第一集流管11和第二集流管12的周壁上多个沿其长度方向间隔布置的槽孔，每个槽孔的长度方向与第一集流管11和第二集流管12的轴向之间的夹角为90°，从而使得第一扭转管段131和第二扭转管段132分别相对于平直管段133扭转90°。

实施例三

如图5和图6所示，本实施例的换热器100的结构与实施例二的换热器100的结构相同，各扁管的相邻平直管段133之间无间隙。换热器100还包括第一连接板141和第二连接板142，第一连接板141与每个平直管段133焊接相连且邻近第一扭转管段131，第二连接板142与每个平直管段133焊接相连且邻近第二扭转管段132。

下面详细描述根据本实用新型实施例的热水器(未示出)。

根据本实用新型实施例的热水器包括内胆和根据上述实施例所述的换热器100，换热器100设于内胆外且扁管的扁平面与内胆的外表面贴合。

具体地，扁管的扁平表面一侧与内胆贴合，有利于增加换热器100与内胆之间的换热接触面积，从而提高换热效率。同时，换热器100的表面平整，便于安装时在其表面涂覆导热介质，提高了装配效率。

其中，用于储水式热泵热水器的储水容器用换热器100包括立式、卧式等安放模式，其主要作用是作为热泵热水器的冷凝器，换热器100的集流管和扁管内制冷剂的热量通过管壁和储水容器壁面传递给储水容器内的水(或其他介质)，从而达到加热的目的。

由于根据本实用新型实施例的换热器100具有上述技术效果，因此根据本实用新型实施例的热水器具有上述技术效果，即所述热水器的内胆与换热器100的换热面积较大，可以提高热水器的加热效率。

在一些示例中，内胆为立式储水容器，紧凑排列的换热器100便于布置在内胆下部，更好地促进储水容器内水的对流，使水温更均匀，避免出现上热下冷现象。

根据本实用新型实施例的换热器100和热水器的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。