【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種直熱型熱泵熱水器多流程三套管換熱器。

背景技術(shù)：

熱泵熱水機組是利用逆卡諾原理，將空氣中的熱量，通過壓縮機做功搬運到水中，使水溫升高，進而滿足用戶的熱水需求，具有高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)勢，是繼鍋爐、燃氣熱水器、電熱水器和太陽能熱水器之后的新一代熱水制取裝置。相較于循環(huán)式熱水機組需要循環(huán)加熱生活用水，加熱時間較長，且需要特定的儲熱水箱，直熱式熱泵熱水機組的優(yōu)勢在于：能直接將水加熱到所需溫度，具有溫差大、流量小的特點,機組出來的熱水可以直接被使用。

然而在實際生產(chǎn)應(yīng)用環(huán)節(jié)上存在以下問題：a.直熱式熱泵熱水器使用套管換熱器進行熱交換時，采用較短流程的普通套管換熱管，換熱面積較少，換熱效率較低，形成溫差較小，出水溫度較低無法直接被使用。為了滿足即開即用，需要增加換熱管材料，使得熱水器體積偏大，耗費材料較多，經(jīng)濟性、便利性下降；b.熱泵熱水器需配備較多的傳感器，如溫度傳感器、壓力傳感器等，在套管換熱管間隔之間安裝困難，往往安裝在換熱器側(cè)面，以及多個用于制冷劑進出及生活用水進出的接口也安裝在換熱器側(cè)面，導(dǎo)致?lián)Q熱器保溫層及熱水器外殼密封性、整體性降低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提出一種直熱型熱泵熱水器多流程三套管換熱器，多流程套管換熱管可增強換熱效果，實現(xiàn)直熱型熱泵熱水器即開即用的功能，外殼設(shè)計可解決傳感器與接口放置問題，機組整體結(jié)構(gòu)緊湊，可減少送熱水過程中的熱量耗散。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種直熱型熱泵熱水器多流程三套管換熱器，包括熱水出口、制冷劑氣體進口、冷水進口、制冷劑液體出口和多流程套管換熱管，所述多流程套管換熱管包括第一套管、第二套管、第三套管、第一隔板和第二隔板，所述第三套管的兩端封閉，所述第三套管內(nèi)設(shè)有兩端分別與第三套管的上下兩端密封固定連接的第二套管，所述第二套管與第三套管之間還通過相對稱設(shè)置的第一隔板和第二隔板固定連接，所述第三套管的內(nèi)部通過第二套管、第一隔板和第二隔板的配合分成前腔體和后腔體，所述后腔體的上端設(shè)有制冷劑氣體進口，所述第二套管內(nèi)設(shè)有第一套管，所述第一套管的下端與后腔體的下端前部連通，所述第一套管的上端與前腔體的上端后部連通，所述前腔體的下端設(shè)有制冷劑液體出口，所述第三套管的上端設(shè)有與第二套管連通的熱水出口，所述第三套管的下端設(shè)有與第二套管連通的冷水進口。

作為優(yōu)選，還包括外殼，所述多流程套管換熱管通過支架固定安裝在外殼內(nèi)，所述多流程套管換熱管呈螺旋狀設(shè)置。

作為優(yōu)選，所述外殼由橫截面為半圓弧形和半橢圓弧形的殼體組合而成，半圓弧形的直徑與半橢圓弧形的短軸長度相等。

作為優(yōu)選，所述第三套管由橫截面為半圓弧形和半橢圓弧形的殼體組合而成，半圓弧形的直徑與半橢圓弧形的短軸長度相等。

作為優(yōu)選，所述第一隔板的上端和第二隔板的下端與第三套管的半圓弧形殼體與半橢圓弧形殼體結(jié)合處對應(yīng)。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過三套管多流程設(shè)計可增大換熱面積，提高管內(nèi)流速，增強換熱效果，以提高生活用水進出口溫差，實現(xiàn)直熱型熱泵熱水器即開即用的功能；第三套管截面的橢圓部分設(shè)計，流程截面由大變小，符合制冷劑體積隨著冷凝過程逐步減小的特點，其中較大的橢圓部分可增大制冷劑過熱蒸汽與冷水的換熱面積；外殼橫截面的橢圓形狀設(shè)計，拓寬了熱水器內(nèi)空間，用以解決傳感器及接口無處安置的問題。該直熱型熱泵熱水器結(jié)構(gòu)緊湊，體積及占地面積小，同時減少了送熱水過程中的熱量耗散。

本發(fā)明的特征及優(yōu)點將通過實施例結(jié)合附圖進行詳細說明。

【附圖說明】

圖1是本發(fā)明一種直熱型熱泵熱水器多流程三套管換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是外殼的橫截面的示意圖；

圖3是多流程套管換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖3中a-a的剖視圖。

圖中：1-熱水出口、2-制冷劑氣體進口、3-冷水進口、4-制冷劑液體出口、5-多流程套管換熱管、6-外殼、7-支架、51-第一套管、52-第二套管、53-第三套管、54-第一隔板、55-第二隔板、56-前腔體、57-后腔體。

【具體實施方式】

參閱圖1、圖2、圖3和圖4，本發(fā)明一種直熱型熱泵熱水器多流程三套管換熱器，包括熱水出口1、制冷劑氣體進口2、冷水進口3、制冷劑液體出口4和多流程套管換熱管5，所述多流程套管換熱管5包括第一套管51、第二套管52、第三套管53、第一隔板54和第二隔板55，所述第三套管53的兩端封閉，所述第三套管53內(nèi)設(shè)有兩端分別與第三套管53的上下兩端密封固定連接的第二套管52，所述第二套管52與第三套管53之間還通過相對稱設(shè)置的第一隔板54和第二隔板55固定連接，所述第三套管53的內(nèi)部通過第二套管52、第一隔板54和第二隔板55的配合分成前腔體56和后腔體57，所述后腔體57的上端設(shè)有制冷劑氣體進口2，所述第二套管52內(nèi)設(shè)有第一套管51，所述第一套管51的下端與后腔體57的下端前部連通，所述第一套管51的上端與前腔體56的上端后部連通，所述前腔體56的下端設(shè)有制冷劑液體出口4，所述第三套管53的上端設(shè)有與第二套管52連通的熱水出口1，所述第三套管53的下端設(shè)有與第二套管52連通的冷水進口3，還包括外殼6，所述多流程套管換熱管5通過支架7固定安裝在外殼6內(nèi)，所述多流程套管換熱管5呈螺旋狀設(shè)置，所述外殼6由橫截面為半圓弧形和半橢圓弧形的殼體組合而成，半圓弧形的直徑與半橢圓弧形的短軸長度相等，所述第三套管53由橫截面為半圓弧形和半橢圓弧形的殼體組合而成，半圓弧形的直徑與半橢圓弧形的短軸長度相等，所述第一隔板54的上端和第二隔板55的下端與第三套管53的半圓弧形殼體與半橢圓弧形殼體結(jié)合處對應(yīng)。

本發(fā)明工作過程：

本發(fā)明一種直熱型熱泵熱水器多流程三套管換熱器在工作過程中，過熱制冷劑蒸氣由制冷劑氣體進口2進入后腔體57中，經(jīng)過后腔體57后進入第一套管51，經(jīng)過第一套管51后進入前腔體56，并最終由制冷劑液體出口4排出，期間過熱制冷劑蒸氣由氣體逐漸冷凝為液體。冷水由冷水進口3進入到第二套管52，最終由熱水出口1排出，期間通過熱交換，冷水逐漸升溫成熱水，出口可直接作為生活熱水使用。

本發(fā)明的三套管多流程設(shè)計可增大換熱面積，提高管內(nèi)流速，增強換熱效果，以提高生活用水進出口溫差，實現(xiàn)直熱型熱泵熱水器即開即用的功能；第三套管53橫截面的橢圓部分設(shè)計，流程截面由大變小，符合制冷劑體積隨著冷凝過程逐步減小的特點，其中較大的橢圓部分可增大制冷劑過熱蒸汽與冷水的換熱面積；外殼6橫截面的橢圓形狀設(shè)計，拓寬了熱水器內(nèi)空間，用以解決傳感器及接口無處安置的問題。該直熱型熱泵熱水器可將翅片換熱器、壓縮機、套管換熱器等集中安裝，無需另外設(shè)置儲水箱，結(jié)構(gòu)緊湊，體積及占地面積小，同時減少了送熱水過程中的熱量耗散。

上述實施例是對本發(fā)明的說明，不是對本發(fā)明的限定，任何對本發(fā)明簡單變換后的方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種直熱型熱泵熱水器多流程三套管換熱器，包括熱水出口、制冷劑氣體進口、冷水進口、制冷劑液體出口和多流程套管換熱管，所述多流程套管換熱管包括第一套管、第二套管、第三套管、第一隔板和第二隔板，所述第三套管的兩端封閉，所述第三套管內(nèi)設(shè)有兩端分別與第三套管的上下兩端密封固定連接的第二套管，所述第二套管與第三套管之間還通過相對稱設(shè)置的第一隔板和第二隔板固定連接，與現(xiàn)有技術(shù)相比，多流程套管換熱管可增強換熱效果，實現(xiàn)直熱型熱泵熱水器即開即用的功能，外殼設(shè)計可解決傳感器與接口放置問題，機組整體結(jié)構(gòu)緊湊，可減少送熱水過程中的熱量耗散。

技術(shù)研發(fā)人員：王志毅;羅晨嫻;王高遠
受保護的技術(shù)使用者：浙江理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.18
技術(shù)公布日：2017.11.03