專利名稱：一種噴淋自動(dòng)除垢換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于空氣能熱水器的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種噴淋自動(dòng)除標(biāo)換熱器，該換 熱器用于空氣能熱水器。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源短缺和污染問題日益嚴(yán)重，節(jié)能和環(huán)保已經(jīng)成為現(xiàn)代 經(jīng)濟(jì)發(fā)展主流，熱泵技術(shù)由于其自身具有的節(jié)能和環(huán)保的特點(diǎn)而受到重視，熱泵熱水 器就是利用熱泵原理開發(fā)的一種新型熱水器，工作原理如下(見附圖7)機(jī)器工作時(shí)壓 縮機(jī)排出高溫高壓的冷媒氣體進(jìn)入水氟換熱器，與換熱器中的冷水發(fā)生熱交換，把冷 水加熱成熱水提供給用戶，自身冷卻為中溫高壓的冷媒液體，經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流成為低溫 低壓的液體在蒸發(fā)器中吸收空氣中的熱量蒸發(fā)為低溫低壓的氣體被壓縮機(jī)吸入重新壓 縮為高溫高壓的氣體完成一個(gè)循環(huán)，如此反復(fù)達(dá)到提供熱水的目的?？蓞⒖紝＠?hào)為ZL200520038847.5(公告號(hào)為CN2767925Y)的中國實(shí)用新型專利《空氣能熱泵加熱循環(huán) 系統(tǒng)》。由此可見換熱器是熱泵系統(tǒng)里一個(gè)很重要的元件，它擔(dān)任著直接加熱熱水的功 能，它的換熱效率直接影響了機(jī)器的效率?，F(xiàn)有的換熱器主要有套管式和板式換熱器兩種，套管式是采用紫銅管外面套鋼 管，紫銅管里走冷媒，外面走水，然后彎成盤管形式而成(見附圖8)。還如一專利號(hào)為 ZL200310109863.4(公告號(hào)為CN1556353Y)的中國實(shí)用新型專利《空氣能熱水器》披露 了這樣一種空氣能熱水器，由連接有電控制器、電腦控制板的外殼內(nèi)，固定安裝有加 熱裝置，通過水管與水箱連接所組成，還包括固定在外殼內(nèi)的風(fēng)機(jī)，所述的加熱裝置 由集熱器的出液口通過連接器與節(jié)流器的進(jìn)液口連接，節(jié)流器的出液口與換熱器的進(jìn)液口連接，換熱器的出液口與壓縮機(jī)的進(jìn)液口連接，壓縮機(jī)的出液口與集熱器的進(jìn)液 口連接構(gòu)成的一個(gè)或一個(gè)以上的熱力循環(huán)回路所組成的整體，，所述的集熱器由帶有保 溫層的桶體內(nèi)，固定有換熱裝置所組成。這種套管式換熱器一般展開尺寸比較長、管 壁比較厚，水流屬于層流狀態(tài)，所以效率比較低。板式換熱器由沖壓成形的凹凸不銹鋼組成(見附圖9)，兩相鄰板片之山形凹凸紋路 成180度相反組合，因此兩板片之間凹凸脊線形成交錯(cuò)之接觸點(diǎn)，將接觸點(diǎn)以真空焊接 結(jié)合后便構(gòu)成換熱器的交錯(cuò)流道，其中一側(cè)走冷媒另一側(cè)走水，這種換熱器可以做到小型輕量化，但由于是采用沖壓成形，其流道一般都比較窄，很容易造成堵塞，另焊 接處耐高壓能力也比較差。還有，不管是哪種換熱器，由于都和熱水長期接觸，而水中有鈣離子等，因此很 容易在換熱器表面形成水垢，水垢的主要成分是碳酸鈣，是熱的不良導(dǎo)體，故時(shí)間一 長換熱表面就會(huì)被附上一層水垢，影響換熱器的換熱效率，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)氯鞯溃?現(xiàn)有的這兩種換熱器都是采用酸洗這種化學(xué)方法的解決，即在機(jī)器使用一段時(shí)間后采 用弱酸在換熱器中循環(huán)，利用酸和水垢發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來達(dá)到除垢的目的，所以這種方 式必須是停機(jī)后才能實(shí)施，降低了機(jī)器的使用效率，同時(shí)由于酸對(duì)銅或鐵都有腐蝕作 用，所以這種方法操作起來很不方便，如果操作不當(dāng)還會(huì)對(duì)換熱器造成傷害，嚴(yán)重甚 至?xí)斐蓳Q熱器的報(bào)廢。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種熱交換效率高的 換熱器，具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、熱交換充分的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供一種具有無需酸洗而自動(dòng)除垢功能的換 熱器。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為 一種噴淋自動(dòng)除垢換熱器，包括 有儲(chǔ)水箱，儲(chǔ)水箱上插設(shè)有進(jìn)水管、出水管、冷媒進(jìn)管及冷媒出管，儲(chǔ)水箱內(nèi)設(shè)有供 冷媒在其內(nèi)流動(dòng)的換熱管；其特征在于所述的儲(chǔ)水箱內(nèi)間隔設(shè)置有四塊隔板，而將 儲(chǔ)水箱自上而下依次分割成第一冷媒腔、進(jìn)水腔、換熱腔、出水腔及第二冷媒腔；所 述的進(jìn)水管和出水管分別與進(jìn)水腔和出水腔相通，所述的冷媒進(jìn)管和冷媒出管分別與 第一冷媒腔和第二冷媒腔相通；所述的換熱管依次穿過各隔板，且換熱管的進(jìn)口和出 口分別與第一冷媒腔和第二冷媒腔相通；所述的進(jìn)水腔和換熱腔之間的隔板上開有可 使冷水朝換熱管噴淋的進(jìn)水孔，所述的換熱腔和出水腔之間的隔板上開有出水孔。為解決本發(fā)明的第二個(gè)技術(shù)問題，上述的換熱腔側(cè)壁上設(shè)置有具有除垢作用的超 聲波發(fā)生器。當(dāng)換熱器結(jié)垢時(shí)，可以在不停機(jī)的狀態(tài)下超聲波發(fā)生器開始工作，利用 物理方法產(chǎn)生大量的小水泡沖擊換熱管外表面上的水垢，將其震碎為毫米級(jí)的微粒脫 離換熱管表面，隨著熱水一同排出，確保了換熱管表面的清潔。為提高該換熱器的換熱效率，上述的換熱管有數(shù)根，它們相互間隔設(shè)置，且所述 的換熱管呈為直管狀。換熱管采用直管狀有如下優(yōu)點(diǎn)，第一自管狀的換熱管便于安 裝，第二自管狀的換熱管，展開尺寸小，而且管壁薄。為進(jìn)一步提高該換熱器的換熱效率，上述的每根換熱管對(duì)應(yīng)有一進(jìn)水孔，各換熱 管穿過對(duì)應(yīng)的進(jìn)水孔，所述的各進(jìn)水孔橫截面呈梯形，且該呈梯形的進(jìn)水孔滿足以下 條件所述的進(jìn)水孔臨近進(jìn)水腔的開口大于臨近換熱腔的開口。其為進(jìn)水孔的一種設(shè)置方案，該進(jìn)水孔的外形及設(shè)置方式，可使進(jìn)水腔內(nèi)的水經(jīng)過進(jìn)水孔進(jìn)入混合腔后均 勻的噴淋到換熱管的外表面，噴淋的方式能使水和換熱管表面充分接觸并且更加的均 勻，同時(shí)噴淋的沖力使水產(chǎn)生強(qiáng)烈的紊流，提高了換熱效率。同理，上述的每根換熱管對(duì)應(yīng)有二個(gè)進(jìn)水孔，二個(gè)進(jìn)水孔分別位于換熱管的兩 側(cè)，所述的各進(jìn)水孔橫截面呈梯形，且該呈梯形的進(jìn)水孔滿足以下條件所述的進(jìn)水 孔臨近進(jìn)水腔的開口大于臨近換熱腔的開口 。其為進(jìn)水孔的第二種設(shè)置方案。上述的每根換熱管對(duì)應(yīng)有一出水孔，各換熱管穿過對(duì)應(yīng)的出水孔，所述的各出水 孔橫截面呈梯形，且該呈梯形的出水孔滿足以下條件所述的出水孔臨近換熱腔的開 口大于臨近出水腔的開口。其為出水孔的一種設(shè)置方式，該出水孔的外形及設(shè)置方 式，可使換熱腔內(nèi)的水經(jīng)過出水孔后還能與換熱管保持充分而均勻的接觸，提高熱交 換效率。同理，上述的每根換熱管對(duì)應(yīng)有二個(gè)出水孔，二個(gè)出水孔分別位于換熱管的兩 側(cè)，所述的各出水孔橫截面呈梯形，且該呈梯形的出水孔滿足以下條件所述的出水 孔臨近換熱腔的開口大于臨近出水腔的開口。其為出水孔的第二種設(shè)置方案。為保證冷水能充分均勻進(jìn)入進(jìn)水腔，上述的進(jìn)水管一直深入至進(jìn)水腔內(nèi)部，且在 進(jìn)水管的管壁上開有多個(gè)出水口。這樣，可保證進(jìn)入進(jìn)水腔內(nèi)的水保持相通的壓力， 可進(jìn)一步提高冷水通過進(jìn)水孔后的噴淋效果。為保證熱水能快速從出水管排出，上述的出水管一直深入至出水腔內(nèi)部，且在出 水管的管壁上開有多個(gè)進(jìn)水口。由于冷媒混合液中含有潤滑油，因此，需要我們確保在空氣能熱泵加熱循環(huán)系統(tǒng) 中冷媒始終含有適量的潤滑油，上述的冷媒出管位于第二冷媒腔內(nèi)部分的尾部向下彎 折。由于位于第二冷媒腔內(nèi)的冷媒混合液已經(jīng)液化成液體，因此潤滑油是囤積在第二 冷媒腔的底部，當(dāng)我們將冷媒出管的尾部設(shè)計(jì)成向下彎折的形狀，可以便于回油，以 保證壓機(jī)工作時(shí)始終有潤滑油潤滑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于該換熱器在工作時(shí)，進(jìn)入進(jìn)水腔內(nèi)的水通 過進(jìn)水孔后可均勻的噴淋到位于換熱腔內(nèi)的換熱管的外表面，保證水和換熱管表面充 分接觸并且更加的均勻，同時(shí)噴淋的沖力使水產(chǎn)生強(qiáng)烈的紊流，提高了換熱效率。而 且也不會(huì)存在板式換熱器中流道比較窄，容易造成堵塞的缺陷，以及焊接處耐高壓能 力也比較差的缺陷。


圖l為本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2圖1的A處放大圖；圖3為圖1的B處放大圖；圖4為本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;圖5為圖4的C處放大圖；圖6為圖4的D處放大圖；圖7為背景技術(shù)中熱泵原理示意圖；圖8為背景技術(shù)中套管式的示意圖；圖9為背景技術(shù)中板式換熱器的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。 如圖l、 2、 3所示為本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例。一種噴淋自動(dòng)除垢換熱器，包括有儲(chǔ)水箱l，儲(chǔ)水箱l一般其殼體是由保溫材料制 成的，儲(chǔ)水箱l的外形可以是多樣的，所述的儲(chǔ)水箱1上插設(shè)有進(jìn)水管2、出水管3、冷 媒進(jìn)管4及冷媒出管5，儲(chǔ)水箱1內(nèi)設(shè)有多根供冷媒在其內(nèi)流動(dòng)的換熱管6。所述的儲(chǔ)水箱1內(nèi)間隔設(shè)置有四塊隔板7，而將儲(chǔ)水箱l自上而下依次分割成第一冷 媒腔ll、進(jìn)水腔12、換熱腔13、出水腔14及第二冷媒腔15。所述的進(jìn)水管2和出水管3分別與進(jìn)水腔12和出水腔14相通。進(jìn)水管2—直深入至進(jìn) 水腔12內(nèi)部，且在進(jìn)水管2的管壁上開有多個(gè)出水口21。出水管3—直深入至出水腔14 內(nèi)部，且在出水管3的管壁上開有多個(gè)進(jìn)水口31。所述的冷媒進(jìn)管4和冷媒出管5分別與第一冷媒腔11和第二冷媒腔15相通。其中冷 媒出管5位于第二冷媒腔15內(nèi)部分的尾部向下彎折。所述的換熱管6為直管狀，該換熱管6依次穿過各隔板7，且相互間隔設(shè)置，所述的 各換熱管6進(jìn)口和出口分別與第一冷媒腔l 1和第二冷媒腔15相通。所述的進(jìn)水腔12和換熱腔13之間的隔板7上開有多個(gè)可使冷水朝換熱管6噴淋的進(jìn) 水孔71，進(jìn)水孔71的設(shè)置可采用如下方式，每根換熱管6對(duì)應(yīng)有一進(jìn)水孔71，各換熱管 6穿過對(duì)應(yīng)的進(jìn)水孔71，所述的各進(jìn)水孔71橫截面呈梯形，且呈縮口狀，即呈梯形的進(jìn) 水孔71滿足以下條件所述的進(jìn)水孔71臨近進(jìn)水腔12的開口大于臨近換熱腔13的開 □。所述的換熱腔13和出水腔14之間的隔板7上開有出水孔72，出水孔72的設(shè)置可采用 如下方式，所述的每根換熱管6對(duì)應(yīng)有一出水孔72，各換熱管6穿過對(duì)應(yīng)的出水孔72， 所述的各出水孔72橫截面呈梯形，且呈倒置的縮口狀，即該呈梯形的出水孔72滿足以 下條件所述的出水孔72臨近換熱腔13的開口大于臨近出水腔14的開口。為使該換熱器具有無需酸洗而自動(dòng)除垢功能，所述的換熱腔13側(cè)壁上設(shè)置有具有 除垢作用的超聲波發(fā)生器8，超聲波發(fā)生器8通過外部電路來控制，控制超聲波發(fā)生器 的電路為常規(guī)技術(shù)。如圖4、 5、 6所示為本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例。
其和第一個(gè)實(shí)施例的不同點(diǎn)在于，相應(yīng)隔板7上進(jìn)水孔71和出水孔72的設(shè)置方式不同。
進(jìn)水孔71的設(shè)置方式，所述的每根換熱管6對(duì)應(yīng)有二個(gè)進(jìn)水孔71， 二個(gè)進(jìn)水孔71分 別位于換熱管6的兩側(cè)，所述的各進(jìn)水孔71橫截面呈梯形，且呈縮口狀，即該呈梯形的 進(jìn)水孔71滿足以下條件所述的進(jìn)水孔71臨近迸水腔12的開口大于臨近換熱腔13的開 □。
出水孔72的設(shè)置方式，所述的每根換熱管6對(duì)應(yīng)有二個(gè)出水孔72， 二個(gè)出水孔72分 別位于換熱管6的兩側(cè)，所述的各出水孔72橫截面呈梯形，且呈倒置的縮口狀，即該呈 梯形的出水孔72滿足以下條件所述的出水孔72臨近換熱腔13的開口大于臨近出水腔 14的開口。
該二個(gè)實(shí)施例的工作原理和過程相同。
冷媒進(jìn)管4和冷媒出管5設(shè)置在熱泵熱水器的空氣能熱泵加熱循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)為 現(xiàn)有技術(shù)，在這不再詳細(xì)對(duì)其工作原理進(jìn)行闡述。
換熱器工作時(shí)，冷水經(jīng)由進(jìn)水管2進(jìn)入到進(jìn)水腔12內(nèi)，再經(jīng)過進(jìn)水腔12和換熱腔13 之間的隔板7上的進(jìn)水孔71，使水流均勻的噴淋到換熱管6的外表面，完成熱交換，噴 淋的方式能使水和換熱管6表面充分接觸并且更加的均勻，同時(shí)噴淋的沖力使水產(chǎn)生強(qiáng) 烈的紊流，提高了換熱效率，使水流在換熱腔13內(nèi)被充分加熱，加熱后的水流通過換 熱腔13和出水腔14之間的隔板7上的出水孔72后，進(jìn)入到出水腔14內(nèi)，加熱后的熱水經(jīng) 由出水管3排出，以供使用。
當(dāng)換熱腔13中的換熱管6外表面結(jié)垢后，可以在不停機(jī)的狀態(tài)下超聲波發(fā)生器8開 始工作，利用物理方法產(chǎn)生大量的小水泡沖擊換熱管8外表面上的水垢，將其震碎為毫 米級(jí)的微粒脫離換熱管表面，隨著熱水一同排出，確保了換熱管8表面的清潔。這種物 理方法除垢對(duì)換熱器無任何傷害，既提高了機(jī)器的使用效率又確保換熱管表面無水 垢?？梢蕴岣邠Q熱器的使用壽命和換熱效率。
權(quán)利要求
1、一種噴淋自動(dòng)除垢換熱器，包括有儲(chǔ)水箱(1)，儲(chǔ)水箱上插設(shè)有進(jìn)水管(2)、出水管(3)、冷媒進(jìn)管(4)及冷媒出管(5)，儲(chǔ)水箱內(nèi)設(shè)有供冷媒在其內(nèi)流動(dòng)的換熱管(6)；其特征在于所述的儲(chǔ)水箱(1)內(nèi)間隔設(shè)置有四塊隔板(7)，而將儲(chǔ)水箱(1)自上而下依次分割成第一冷媒腔(11)、進(jìn)水腔(12)、換熱腔(13)、出水腔(14)及第二冷媒腔(15)；所述的進(jìn)水管(2)和出水管(3)分別與進(jìn)水腔(12)和出水腔(14)相通，所述的冷媒進(jìn)管(4)和冷媒出管(5)分別與第一冷媒腔(11)和第二冷媒腔(15)相通；所述的換熱管(6)依次穿過各隔板(7)，且換熱管(6)的進(jìn)口和出口分別與第一冷媒腔(11)和第二冷媒腔(15)相通；所述的進(jìn)水腔(12)和換熱腔(13)之間的隔板(7)上開有可使冷水朝換熱管(6)噴淋的進(jìn)水孔(71)，所述的換熱腔(13)和出水腔(14)之間的隔板(7)上開有出水孔(72)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的噴淋自動(dòng)除垢換熱器，其特征在于所述的換熱腔(13) 側(cè)壁上設(shè)置有具有除垢作用的超聲波發(fā)生器(8)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的噴淋自動(dòng)除垢換熱器，其特征在于所述的換熱管( 6)有數(shù)根，它們相互間隔設(shè)置，且所述的換熱管(6)呈為直管狀。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴淋自動(dòng)除垢換熱器，其特征在于所述的每根換熱管 (6)對(duì)應(yīng)有一進(jìn)水孔(71)，各換熱管穿(6)過對(duì)應(yīng)的進(jìn)水孔(71)，所述的各進(jìn)水孔(71)橫截 面呈梯形，且該呈梯形的進(jìn)水孔(71)滿足以下條件所述的進(jìn)水孔C71)臨近進(jìn)水腔(12) 的開口大于臨近換熱腔(13)的開口。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的噴淋自動(dòng)除垢換熱器，其特征在于所述的每根換熱管 (6)對(duì)應(yīng)有一出水孔(72)，各換熱管(6)穿過對(duì)應(yīng)的出水孔(72)，所述的各出水孑L(72)橫截 面呈梯形，且該呈梯形的出水孔(72)滿足以下條件所述的出水孔(72)臨近換熱腔(13) 的開口大于臨近出水腔(14)的開口。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴淋自動(dòng)除垢換熱器，其特征在于所述的每根換熱管 (6)對(duì)應(yīng)有二個(gè)進(jìn)水孔(71)， 二個(gè)進(jìn)水孔(71)分別位于換熱管(6)的兩側(cè)，所述的各進(jìn)水孔(71) 橫截面呈梯形，且該呈梯形的進(jìn)水孔(71)滿足以下條件所述的進(jìn)水孔(71)臨近進(jìn) 水腔(12)的開口大于臨近換熱腔(13)的開口 。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的噴淋自動(dòng)除垢換熱器，其特征在于所述的每根換熱管 (6)對(duì)應(yīng)有二個(gè)出水孔(72)， 二個(gè)出水孔(72)分別位于換熱管(6)的兩側(cè)，所述的各出水孔(72) 橫截面呈梯形，且該呈梯形的出水孔(72)滿足以下條件所述的出水孔(72)臨近換 熱腔(13)的開口大于臨近出水腔(14)的開口。
8、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴淋自動(dòng)除垢換熱器，其特征在于所述的進(jìn)水管(2) — 直深入至進(jìn)水腔(12)內(nèi)部，且在進(jìn)水管(2)的管壁上開有多個(gè)出水口(21)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴淋自動(dòng)除垢換熱器，其特征在于所述的出水管(3) —直深入至出水腔(14)內(nèi)部，且在出水管(3)的管壁上開有多個(gè)進(jìn)水口 (31)。
10、根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴淋自動(dòng)除垢換熱器，其特征在于所述的冷媒出管( 5)位于第二冷媒腔(15)內(nèi)部分的尾部向下彎折。
全文摘要
一種噴淋自動(dòng)除垢換熱器，包括有儲(chǔ)水箱、進(jìn)水管、出水管、冷媒進(jìn)管、冷媒出管及換熱管；儲(chǔ)水箱內(nèi)間隔設(shè)置有四塊隔板，而將儲(chǔ)水箱自上而下依次分割成第一冷媒腔、進(jìn)水腔、換熱腔、出水腔及第二冷媒腔；進(jìn)水管和出水管分別與進(jìn)水腔和出水腔相通，冷媒進(jìn)管和冷媒出管分別與第一冷媒腔和第二冷媒腔相通；換熱管依次穿過各隔板，且換熱管的進(jìn)口和出口分別與第一冷媒腔和第二冷媒腔相通；進(jìn)水腔和換熱腔之間的隔板上開有進(jìn)水孔，換熱腔和出水腔之間的隔板上開有出水孔。該換熱器在工作時(shí)，水通過進(jìn)水孔后可均勻的噴淋到位于換熱腔內(nèi)的換熱管的外表面，保證水和換熱管表面充分接觸并且更加的均勻，同時(shí)噴淋的沖力使水產(chǎn)生強(qiáng)烈的紊流，提高了換熱效率。
文檔編號(hào)F28G7/00GK101245959SQ20081006014
公開日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2008年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者汪吉平, 顏世峰 申請(qǐng)人:寧波博浪熱能設(shè)備有限公司