一種雙層螺紋擾流換熱器的製作方法
2023-07-20 11:04:26 2
專利名稱：一種雙層螺紋擾流換熱器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種熱泵熱水設備，尤其是一種應用於熱泵熱水設備的雙層螺紋擾流 換熱器。
背景技術：
熱泵熱水設備通過輸入少量電能即可獲得較高的熱能，是一種效果十分出色的熱 水供應設備，其利用吸熱工質吸收環境熱量，並通過換熱器將所吸收的熱量傳遞給水，實現 對水的加熱。目前，市面上常見熱泵熱水設備的換熱器有板式換熱器、雙層套管式換熱器、 列管式換熱器、管殼式換熱器等，這些常見的換熱器，結構都較為複雜，使用成本和產品制 造成本均比較高，換熱效率不夠理想，同時設備的故障率也較高；並且，這些換熱器的承壓 能力都較低，不適用於使用在高壓力換熱設備，如使用二氧化碳壓縮機的熱泵熱水設備上； 此外，板式換熱器採用銅釺焊、而其他換熱器為了提高換熱效率，裡面均採用銅管換熱，這 樣使用避免不了被腐蝕穿孔，使設備報廢的現象發生。
發明內容
本發明的目的在於提供一種換熱效率高、承受壓力高、製造成本低、抗結垢、抗腐 蝕、使用壽命長的雙層螺紋擾流高效換熱器。本發明為解決其技術問題所採用的技術方案是
一種雙層螺紋擾流換熱器，包括同軸且相互套設在一起的大、中、小管，其中大、中管之 間形成第一冷介質通道，中、小管之間形成熱介質通道，小管內形成第二冷介質通道，所述 中、小管為帶螺紋的擾流管，所述大管為光管或帶螺紋的擾流管。作為上述方案的進一步改進，中、小管的螺紋方向相反。作為上述方案的進一步改進，大、中、小管呈蛇形排布形成多排管道結構，相鄰兩 排管道之間的大、中、小管分別通過大、中、小連接管連接。作為上述方案的進一步改進，大、小管的一端端部通過一冷介質分流管連接冷介 質通道入口，另一端通過一冷介質分流管連接冷介質通道出口，所述中管一端連接熱介質 通道入口，另一端連接熱介質通道入口 ；熱介質通道入口與冷介質通道出口位於同一側； 熱介質通道出口與冷介質通道入口位於同一側。上述大、中、小管為不鏽鋼管。上述大、中、小管通過管道連接件連接，管道連接件與大、中、小管通過氬弧焊或釺 焊焊接在一起。上述大、中、小管與大、中、小連接管通過氬弧焊或釺焊焊接在一起。本發明的有益效果是
效率高相比傳統的兩條管道分別走、熱介質的結構，本發明採用獨特的三層管換熱結 構，根據雙層冷介質側夾一層熱介質，使冷介質能夠被充分加熱，同時熱介質的熱量利用效 率大大提高；而小管和中管均為螺紋管，可增加了熱介質的紊流，並提高了冷介質的對流速度，同時也提高了換熱效率，使換熱更加徹底；
成本低本發明採用不鏽鋼材料，滿足同樣換熱要求的換熱器，本發明的材料用量只有 銅管用量的40% (重量比銅管輕，價格比銅管低)，因此總價一般比銅管低，而且不鏽鋼強化 管的使用壽命是銅管的3倍，運行維護返修費用也低；
抗結垢汙垢的沉著與管壁附面層有關，本發明採用螺紋管擾流結構能徹底破壞了附 面層，因而汙垢不易附著；此外螺紋狀擾流結構使附著的汙垢呈離散的鱗片狀分布，在熱脹 差和水流的衝擊下很容易脫落，具有自潔作用；
抗腐蝕換熱器的腐蝕主要是因為積垢而產生的垢下腐蝕，抗垢特性使得垢下腐蝕減 輕或不復存在，加之不鏽鋼材料具有良好的抗腐蝕性能和耐衝蝕能力，因而抗蝕能力大大 提升；
壽命長本發明於使用不鏽鋼管用專用設備製造，管身無焊點，連接處採用氬弧焊及釺 焊，結構牢固，對不鏽鋼管無損傷，大大延長了使用壽命。
下面結合附圖和具體實施方式
作進一步的說明 圖1為本發明的縱截面結構示意圖2為本發明管道的橫截面結構示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明所提供的一種雙層螺紋擾流換熱器，包括同軸且相互套設在 一起的大管1、中管2及小管3，大管1、中管2及小管3採用不鏽鋼結構，可通過管道連接件 7進行連接固定，管道連接件7與各管道可採用氬弧焊或釺焊進行焊接。本發明中，大管1與中管2之間形成第一冷介質通道41，中管2與小管3之間形 成熱介質通道5，小管3內形成第二冷介質通道42 ；如此一來，就形成了三個通道，其中熱介 質通道5通道用於流通熱介質，第一冷介質通道41及第二冷介質通道42用於流通冷介質， 而熱介質通道5位於第一冷介質通道41及第二冷介質通道42之間，在流通過程中，通過中 管2及小管3即可傳遞熱量，達到換熱效果；通常，可將大管1、小管3的一端通過一冷介質 分流管61連接冷介質通道入口 62，另一端通過另一冷介質分流管61連接冷介質通道出口 63，並將中管2 —端連接熱介質通道入口 64，另一端連接熱介質通道入口 65 ；而為達到較好 的換熱效果，通常熱介質通道入口 64與冷介質通道出口 63位於同一側，而熱介質通道出口 65與冷介質通道入口 62位於同一側，即如圖中箭頭所表示的介質流動方向一樣，在換熱器 內實現冷、熱介質方向相對流動。此外如圖2所示，本發明中，中管2及小管3為帶螺紋的擾流管，大管1則可設計 為光管或擾流管；介質通過時，螺紋結構可以起到擾流作用，使得介質朝一個方向旋轉，或 產生紊流，達到了攪動介質，利於熱傳遞的目的，並且作為優選的方案，中管2、小管3的螺 紋方向相反，這樣小管3內第二冷介質通道42通過時，具有一個方向的運動，而通過熱介質 通道5的熱介質，則會產生方向相反的運動，利於冷熱介質之間的充分換熱。如圖中所示，作為優選方案，大管1、中管2、小管3可呈蛇形排布形成多排管道結 構，利於節省空間，其中相鄰兩排管道之間的大管1通過大連接管11連接，中管2通過中連接管21連接，小管3通過小連接管31連接，並且相互之間可採用氬弧焊或釺焊焊接，達到 較好的密封效果。 本發明所提供的換熱器，能夠抗氯離子腐蝕，確保設備使用壽命；不鏽鋼三層螺紋 管的結構，確保整體均勻換熱，並可阻止管內冷橋及汙垢形成，確保換熱效率；且由於能夠 產生強大紊流，可加快管壁附近介質與管中心介質之間的熱量交換，確保換熱徹底，提高設 備效率，延長使用壽命；套管結構承壓能力強，確保由於設備運行過程中壓力過高、洩壓故 障及其他因素對設備所產生的影響，延長使用壽命。
權利要求
1.一種雙層螺紋擾流換熱器，其特徵在於包括同軸且相互套設在一起的大、中、小 管，其中大、中管之間形成第一冷介質通道，中、小管之間形成熱介質通道，小管內形成第二 冷介質通道，所述中、小管為帶螺紋的擾流管，所述大管為光管或帶螺紋的擾流管。
2.根據權利要求1所述的一種雙層螺紋擾流換熱器，其特徵在於所述中、小管的螺紋 方向相反。
3.根據權利要求1所述的一種雙層螺紋擾流換熱器，其特徵在於所述大、中、小管呈 蛇形排布形成多排管道結構，相鄰兩排管道之間的大、中、小管分別通過大、中、小連接管連 接。
4.根據權利要求1或2或3所述的一種雙層螺紋擾流換熱器，其特徵在於所述大、 小管的一端端部通過一冷介質分流管連接冷介質通道入口，另一端通過另一冷介質分流管 連接冷介質通道出口，所述中管一端連接熱介質通道入口，另一端連接熱介質通道入口 ；熱 介質通道入口與冷介質通道出口位於同一側；熱介質通道出口與冷介質通道入口位於同一 側。
5.根據權利要求4所述的一種雙層螺紋擾流換熱器，其特徵在於所述大、中、小管為 不鏽鋼管。
6.根據權利要求4所述的一種雙層螺紋擾流換熱器，其特徵在於所述大、中、小管通 過管道連接件連接，管道連接件與大、中、小管通過氬弧焊或釺焊焊接在一起。
7.根據權利要求3所述的一種雙層螺紋擾流換熱器，其特徵在於大、中、小管與大、 中、小連接管通過氬弧焊或釺焊焊接在一起。
全文摘要
一種雙層螺紋擾流換熱器，包括同軸且相互套設在一起的大、中、小管，其中大、中管之間形成第一冷介質通道，中、小管之間形成熱介質通道，小管內形成第二冷介質通道，所述中、小管為帶螺紋的擾流管，所述大管為光管或帶螺紋的擾流管。本發明所提供的換熱器，能夠抗氯離子腐蝕，確保設備使用壽命；不鏽鋼三層螺紋管的結構，確保整體均勻換熱，並可阻止管內冷橋及汙垢形成，確保換熱效率；且由於能夠產生強大紊流，可加快管壁附近介質與管中心介質之間的熱量交換，確保換熱徹底，提高設備效率，延長使用壽命；套管結構承壓能力強，確保由於設備運行過程中壓力過高、洩壓故障及其他因素對設備所產生的影響，延長使用壽命。
文檔編號F28F21/08GK102121799SQ20111005763
公開日2011年7月13日 申請日期2011年3月10日 優先權日2011年3月10日
發明者劉毅 申請人:中山市麥科爾熱能技術有限公司