[实用新型]一种适用于热泵热水器的微通道冷凝器有效

专利信息
申请号: 201921654887.0 申请日: 2019-09-30
公开(公告)号: CN211084458U 公开(公告)日: 2020-07-24
发明(设计)人: 刘彦杰;李凡;刘兴非;翟晓强;骆琼 申请(专利权)人: 春意环境科技有限公司;上海交通大学
主分类号: F24H9/18 分类号: F24H9/18;F24H4/02;F28F21/08;F28F1/02;F28F13/08;F28F13/00
代理公司: 无锡市大为专利商标事务所(普通合伙) 32104 代理人: 殷红梅
地址: 214522 江苏省泰州*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 适用于 热水器 通道 冷凝器
【说明书】:

本实用新型公开了一种适用于热泵热水器的微通道冷凝器,包含制冷剂侧流道和水侧流道。所述制冷剂侧流道包括制冷剂进气管、制冷剂出液管、第一集流管、第二集流管和连接于第一集流管和第二集流管之间的若干微通道扁管;在所述若干组微通道扁管外设置有外围保温层;所述水侧流道包括冷水进口管、热水出口管、内外两个圆柱形金属薄壁、上下两个圆环端盖和布置在外圆柱形金属薄壁上的内肋片。整个换热器最外层包裹有保温材料,避免热量损失。本实用新型加工工艺简单,易于推广使用;铝制微通道扁管承压能力优于圆管,减少了制冷剂充注量,降低了成本;环形通道增大了水侧流速,内肋片增强了流体扰动,有效地提高了换热效率。

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域,更具体地说涉及一种适用于热泵热水器的微通道冷凝器。

背景技术

热泵热水器由于充分利用了空气中的热能,具有明显的节能环保优势,成为继锅炉、电热水器、燃气热水器和太阳能热水器之后的新一代热水制取设备。传统的热泵热水器由压缩机、蒸发器、节流阀、冷凝器、水箱以及连接管路和控制系统组成。其中冷凝器大多采用圆铜管,一种是将铜管呈螺旋状盘绕在水箱外侧,另一种是将螺旋形绕管内置于水箱之中。水箱中的水不断吸收制冷剂在铜管内释放的冷凝热,最终达到设定温度。

然而,上述两种结构形式均有不足之处:第一种形式中的铜管和水箱外侧的接触为圆弧面与平面的接触,接触面积小,水箱中的水只能依靠圆铜管与水箱平面的线接触来吸收热量,换热效果较差;为了满足换热量,单根铜管缠绕密度高,冷凝器系统长,导致制冷剂侧流动阻力大,流速较低,换热效率进一步降低。

第二种形式中的铜管和水箱中的水直接接触,含有某些离子和杂质的水对铜管有一定的腐蚀作用,长期运行后,铜管表面可能产生积垢、锈蚀以及因微生物不断繁殖而造成的生物粘泥等问题,缩短了热泵使用寿命;现阶段市场上内盘式结构所占比例很小,内盘铜管结构形式逐渐被淘汰,虽然有些产品采用内盘钛合金圆管,但是成本较高。

经改进,一种由铝制微通道扁管构成的换热器因换热效率高、节约成本、质量轻等优点,受到了市场的普遍欢迎,可替代螺旋形外盘式铜管。这种扁管可与圆柱形水箱外侧紧密贴合,从而实现面接触,接触面积增大,换热效果较好;在扁管微型通道中的传热传质和流动有特殊的“尺寸效应”,可使对流换热系数显著增大,换热效率提高;同时采用铝制微通道扁管结构形式,能减少系统制冷剂充注量,提高换热器承压能力,降低成本,减轻整体重量。

然而,现有技术中的微通道扁管包覆在陶瓷水箱外侧,陶瓷导热系数低,增大了制冷剂和水之间的热阻,换热效率降低;水箱中的水为静态式加热,水侧通过自然对流吸收冷凝热,换热系数低,进一步降低了换热效率;另外,许多建筑需要不间断供应热水,如游泳馆、宾馆、学校等,冷水需要被不断补充循环加热成热水,因此无法采用静态加热方式。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点和不足,提供一种适用于热泵热水器的微通道冷凝器,能解决现有热泵热水器换热效率低、耗功功率大、应用范围受限等问题,其能使水侧流通面积减小,流速增大,换热增强;水流方向与制冷剂在微通道扁管内往复迂回的流动方向相互垂直交叉,有利于加强对流换热,从而增强了微通道扁管内部与水流动通道之间的热量交换。

按照本实用新型提供的技术方案,一种适用于热泵热水器的微通道冷凝器,所述微通道冷凝器由制冷剂侧流道、水侧流道及外围保温层构成;

所述制冷剂侧流道包括第一集流管、第二集流管、隔板、制冷剂进气管、制冷剂出液管和微通道扁管,所述制冷剂进气管及制冷剂出液管分别连接在第一集流管上,在所述第一集流管和第二集流管内部至少设有一块隔板,若干组微通道扁管连接于第一集流管和第二集流管之间,在所述若干组微通道扁管外设置有外围保温层;所述制冷剂进气管和制冷剂出液管与热泵对应管路连接构成制冷剂闭路循环通道;制冷剂由第一集流管流经第一组微通道扁管至第二集流管,再由第二集流管流经下一组微通道扁管至第一集流管,往复迂回流动,直至最终经所述制冷剂出液管流出。

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