本發(fā)明涉及空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種換熱器及空調(diào)器。
背景技術(shù):
滿液式殼管冷凝器包括殼管和設(shè)置在殼管內(nèi)的銅換熱管。銅換熱管內(nèi)部走水,制冷劑充盈在殼管和銅換熱管之間。殼管的上部具有冷媒入口,下部具有冷媒出口。氣態(tài)制冷劑從殼管上部的冷媒入口進入,氣態(tài)制冷劑在殼管內(nèi)部與銅換熱管進行熱交換以冷凝形成氣液兩相態(tài)制冷劑,兩相態(tài)制冷劑從殼管下部的冷媒出口流出。滿液式殼管換熱效果較好,但是冷媒需求量較大,通常液態(tài)制冷劑會浸滿所有銅換熱管,下層液態(tài)冷媒的擾動量較小。
根據(jù)傳熱理論,要加強傳熱,必須提高換熱壁兩側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)中較小的一項,因此提高換熱的方法可以是:1、在換熱管冷媒側(cè)增加波紋;2、增加殼管內(nèi)部冷媒的擾動。
目前,現(xiàn)有的殼管式冷凝器換熱管都已經(jīng)增加了波紋結(jié)構(gòu),但是在排氣流速確定的情況下,對于增加冷媒擾動一直沒有合適的方法。如果增加機械動力旋轉(zhuǎn)擾動,不但結(jié)構(gòu)不好實現(xiàn),還會增加輸入功率,對于提高整體能效得不償失。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明提供一種換熱器,主要目的在于提高換熱器的換熱效率。
本發(fā)明還提供一種應(yīng)用上述換熱器的空調(diào)器。
為達到上述目的,本發(fā)明主要提供如下技術(shù)方案:
一方面,本發(fā)明的實施例提供一種換熱器,包括殼管和設(shè)置在所述殼管內(nèi)的換熱管,所述殼管上設(shè)有冷媒入口;所述換熱器還包括:
擾流器,其具有動力接收部,所述擾流器可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述殼管內(nèi),以在轉(zhuǎn)動時擾動所述殼管內(nèi)的冷媒;
其中,從所述冷媒入口流入殼管內(nèi)的冷媒能沖擊在所述擾流器的所述動力接收部上,以提供所述擾流器旋轉(zhuǎn)的動力。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。
在前述的換熱器中,可選的,所述冷媒入口豎直設(shè)置或相對豎直方向呈大于0度且小于90度的夾角。
在前述的換熱器中,可選的,所述擾流器呈筒狀,且套設(shè)在所述殼管與所述換熱管之間,所述動力接收部位于所述擾流器的側(cè)面。
在前述的換熱器中,可選的,所述擾流器包括至少兩個平行設(shè)置的環(huán)形支撐板,相鄰的兩個環(huán)形支撐板之間設(shè)有沿圓周方向間隔排布的多個葉片,各環(huán)形支撐板與葉片配合以形成所述擾流器的筒形形狀;
其中,所述動力接收部包括各所述的葉片。
在前述的換熱器中,可選的,所述環(huán)形支撐板的數(shù)量為三個以上,以在所述擾流器的軸向方向上形成多排葉片;
其中,相鄰的兩排葉片錯開設(shè)置。
在前述的換熱器中,可選的,所述葉片包括相背的第一面和第二面,所述第一面為弧形凹面,所述第二面為弧形凸面,所述弧形凹面為圓柱體的柱面的一部分,所述圓柱體的中心線與所述擾流器的軸線平行。
在前述的換熱器中,可選的,換熱器還包括:
導(dǎo)流裝置,用于引導(dǎo)從所述冷媒入口流入殼管內(nèi)的冷媒,使所述冷媒?jīng)_擊在所述擾流器的所述動力接收部上,以提供所述擾流器旋轉(zhuǎn)的動力。
在前述的換熱器中,可選的,所述導(dǎo)流裝置包括設(shè)置在所述殼管內(nèi)部、且位于所述冷媒入口處的導(dǎo)流板;
所述導(dǎo)流板相對所述冷媒入口的橫截面傾斜設(shè)置,用于引導(dǎo)從所述冷媒入口流入殼管內(nèi)的冷媒,使冷媒?jīng)_擊在所述擾流器的所述動力接收部上,以提供所述擾流器旋轉(zhuǎn)的動力。
在前述的換熱器中,可選的,所述導(dǎo)流板上設(shè)有導(dǎo)流槽,以通過所述導(dǎo)流槽引導(dǎo)從所述冷媒入口流入殼管內(nèi)的冷媒,使冷媒?jīng)_擊在所述擾流器的所述動力接收部上,以提供所述擾流器旋轉(zhuǎn)的動力。
在前述的換熱器中,可選的,所述殼管的內(nèi)壁上設(shè)有限位凸臺,以通過所述限位凸臺對所述擾流器在殼管的軸向方向上進行限位。
在前述的換熱器中,可選的,所述限位凸臺的數(shù)量為兩個、且沿殼管的軸向間隔設(shè)置;
所述擾流器在所述殼管的軸向上位于兩個所述限位凸臺之間。
另一方面,本發(fā)明的實施例還提供一種空調(diào)器,包括上述任一種所述的換熱器。
借由上述技術(shù)方案,本發(fā)明換熱器及空調(diào)器至少具有以下有益效果:
在本發(fā)明提供的技術(shù)方案中,因為從冷媒入口流入殼管內(nèi)的冷媒能沖擊在擾流器的動力接收部上,以提供擾流器旋轉(zhuǎn)的動力,擾流器轉(zhuǎn)動時可以擾動殼管內(nèi)的冷媒,以在換熱面積不變的情況下提高本發(fā)明換熱器的換熱效率。
另外,本發(fā)明提供的空調(diào)器由于設(shè)置上述換熱器的緣故,因此也具有換熱效率較高的優(yōu)點。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述,為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段,并可依照說明書的內(nèi)容予以實施,以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的一實施例提供的一種換熱器的第一視角的部分剖面視圖;
圖2是本發(fā)明的一實施例提供的一種換熱器的第二視角的部分剖面視圖;
圖3是圖2中A處的放大結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是本發(fā)明的一實施例提供的一種擾流器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效,以下結(jié)合附圖及較佳實施例,對依據(jù)本發(fā)明申請的具體實施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效,詳細說明如后。在下述說明中,不同的“一實施例”或“實施例”指的不一定是同一實施例。此外,一或多個實施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特點可由任何合適形式組合。
如圖1至圖3所示,本發(fā)明的一個實施例提出的一種換熱器100,包括殼管1和擾流器2。殼管1上設(shè)有冷媒入口11,以通過該冷媒入口11向殼管1內(nèi)通入冷媒。擾流器2具有動力接收部。擾流器2可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在殼管1內(nèi),以在轉(zhuǎn)動時擾動殼管1內(nèi)的冷媒。其中,從冷媒入口11流入殼管1內(nèi)的冷媒能沖擊在擾流器2的動力接收部上,以提供擾流器2旋轉(zhuǎn)的動力。
在上述示例中,擾流器2轉(zhuǎn)動時可以擾動殼管1內(nèi)的冷媒,從而可以在換熱面積不變的情況下提高本發(fā)明換熱器100的換熱效率。另外,通過將從冷媒入口11流入的高速冷媒氣流的沖擊作為動力使擾流器2轉(zhuǎn)動,無需增加外部動力,從而在實現(xiàn)擾流器2擾動效果的同時又無需增加輸入功率,進而保證了本發(fā)明換熱器100的整機能效。另外,由于換熱效率的提高,可以使換熱器100的體積減小、重量和成本大大降低。
在一個示例中,前述的冷媒入口11可以豎直設(shè)置或相對豎直方向呈大于0度且小于90度的夾角。通過調(diào)整冷媒入口11與擾流器2的動力接收部之間的夾角,使從冷媒入口11流入殼管1內(nèi)的冷媒能直接沖擊在擾流器2的動力接收部上,以提供擾流器2旋轉(zhuǎn)的動力。
這里需要說明的是:上述的冷媒入口11豎直設(shè)置是指冷媒入口11的中心線豎直設(shè)置。相應(yīng)的,冷媒入口11相對豎直方向呈大于0度且小于90度的夾角,是指冷媒入口11的中心線相對豎直方向呈大于0度且小于90度的夾角。
如圖1至圖3所示,本發(fā)明換熱器100還包括設(shè)置在殼管1內(nèi)的換熱管4。前述的擾流器2呈筒狀、且套設(shè)在殼管1與換熱管4之間。前述的動力接收部位于擾流器2的側(cè)面。
如圖1所示,本發(fā)明換熱器100的殼管1上還具有冷媒出口12,以供換熱后的冷媒從冷媒出口12流出。換熱器100還包括與換熱管4的一端連通的進水管5和與換熱管4的另一端連通的出水管6,以通過進水管5通入熱水或冷水,并通過出水管6將換熱后的水導(dǎo)出換熱管4。
這里需要說明的是:上述擾流器2的外徑可以略小于殼管1的內(nèi)徑。擾流器2的內(nèi)徑可以盡可能大些,避免與換熱管4發(fā)生干涉。當(dāng)擾流器2轉(zhuǎn)動時,由于殼管1內(nèi)壁的限制,使得擾流器2只能在殼管1內(nèi)旋轉(zhuǎn),不會做徑向的移動,因此不必擔(dān)心擾流器2碰撞換熱管4。
進一步的,如圖4所示,前述的擾流器2包括至少兩個平行設(shè)置的環(huán)形支撐板21。相鄰的兩個環(huán)形支撐板21之間均設(shè)有沿圓周方向間隔排布的多個葉片22。各環(huán)形支撐板21與葉片22配合以形成前述擾流器2的筒形形狀。其中,前述的動力接收部包括各所述的葉片22,即前述的導(dǎo)流裝置3引導(dǎo)從冷媒入口11流入的冷媒?jīng)_擊在上述的葉片22上,以帶動整個擾流器2轉(zhuǎn)動。
進一步的,如圖4所示,前述環(huán)形支撐板21的數(shù)量為三個以上,由于相鄰的兩個環(huán)形支撐板21之間均設(shè)有沿圓周方向間隔排布的多個葉片22,從而可以在擾流器2的軸向方向上形成多排葉片。其中,相鄰的兩排葉片可以并排設(shè)置,也可以錯開設(shè)置。優(yōu)選的,相鄰的兩排葉片錯開設(shè)置,如此可以提高擾流器2的擾動效果。
進一步的,如圖4所示,葉片包括相背的第一面和第二面,第一面為弧形凹面,第二面為弧形凸面。弧形凹面為圓柱體的柱面的一部分,圓柱體的中心線與擾流器的軸線平行,以使葉片22更易在冷媒的沖擊下帶動擾流器2轉(zhuǎn)動。
在另一個示例中,如圖1和圖3所示,本發(fā)明的換熱器100還可以包括導(dǎo)流裝置3,以通過導(dǎo)流裝置3引導(dǎo)從冷媒入口11流入殼管1內(nèi)的冷媒,使冷媒?jīng)_擊在擾流器2的動力接收部上,以提供擾流器2旋轉(zhuǎn)的動力。在本示例中,通過設(shè)置的導(dǎo)流裝置3,可以更靈活地對冷媒流入殼管1內(nèi)的方向進行調(diào)節(jié)。
如圖3所示,前述的導(dǎo)流裝置3可以包括設(shè)置在殼管1內(nèi)部、且位于冷媒入口11處的導(dǎo)流板31。導(dǎo)流板31相對冷媒入口11的橫截面傾斜設(shè)置,用于引導(dǎo)從冷媒入口11流入殼管1內(nèi)的冷媒,使冷媒?jīng)_擊在擾流器2的動力接收部上,以提供擾流器2旋轉(zhuǎn)的動力。在本實例中,傾斜設(shè)置的導(dǎo)流板31既可以起到導(dǎo)流作用,將從冷媒入口11流入的高速氣流引導(dǎo)沖擊到擾流器2上,以讓擾流器2旋轉(zhuǎn)起來;又可以起到防沖作用,防止冷媒?jīng)_擊到殼管1內(nèi)的換熱管4,造成換熱管4損傷。
這里需要說明的是:上述導(dǎo)流板31的傾斜角度可以根據(jù)實際情況調(diào)整到最佳角度,以達到最佳沖擊擾流器2旋轉(zhuǎn)的效果。
進一步的,如圖3所示,前述的導(dǎo)流板31上設(shè)有導(dǎo)流槽311,以通過導(dǎo)流槽311引導(dǎo)從冷媒入口11流入殼管1內(nèi)的冷媒,使冷媒?jīng)_擊在擾流器2的動力接收部上,以提供擾流器2旋轉(zhuǎn)的動力。在本示例中,導(dǎo)流槽311既可以起到導(dǎo)流作用,以限制從冷媒入口11流入的冷媒的流動方向;又可以約束冷媒的流動范圍,防止冷媒的流動范圍過大而對擾流器2的沖擊力減弱。
前述殼管1的內(nèi)壁上可以設(shè)有限位凸臺(圖中未標示),以通過限位凸臺對擾流器2在殼管1內(nèi)的軸向方向上進行限位,防止擾流器2在殼管1的軸向方向上移動而撞擊到殼管1內(nèi)的其它部件,另外由于擾流器2在殼管1的軸向上不能移動還可以減少對擾流器2轉(zhuǎn)動的干擾。
進一步的,前述限位凸臺的數(shù)量為兩個、且沿殼管1的軸向間隔設(shè)置。前述的擾流器2在殼管1的軸向上位于兩個限位凸臺之間。在本示例中,兩個限位凸臺相互配合,以進一步限制擾流器2在殼管1軸向上的移動。
本發(fā)明實施例提供的換熱器100可以為滿液式殼管冷凝器,本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,滿液式殼管冷凝器僅為示例,并不用于對本實施例的技術(shù)方案進行限制,其他類型的換熱器100也都適用。
本發(fā)明的實施例還提供一種空調(diào)器,其包括上述任一種所述的換熱器100。
本發(fā)明提供的空調(diào)器由于設(shè)置上述換熱器100的緣故,因此也具有換熱效率較高的優(yōu)點。
下面介紹一下本發(fā)明的工作原理和優(yōu)選實施例。
解決的技術(shù)問題:
由于波紋換熱管的應(yīng)用,目前殼管式換熱器的換熱效率已經(jīng)達到一個小頂峰,再想提高十分困難,往往只能寄希望于增大換熱面積來滿足機組的換熱需求。本發(fā)明的技術(shù)方案在殼管冷凝器的殼管1內(nèi)增加可旋轉(zhuǎn)的擾流器2,依靠從冷媒入口11流入的冷媒?jīng)_擊擾流器2,以帶動擾流器2旋轉(zhuǎn),從而提高了殼管1內(nèi)制冷劑的擾動,在換熱面積不變的情況下能夠提高本發(fā)明換熱器100的換熱效率。
有益效果:
1、增加旋轉(zhuǎn)擾動,使換熱效果更佳。
2、由于換熱效率提高,在保證相同的換熱效率下,可減小換熱器內(nèi)換熱管4的換熱面積,使換熱管4的體積減少,因此換熱器100的殼管1的體積也可以減小,甚至制冷劑的充注量也可以減少,從而使換熱器100的重量和成本大大降低;
3、擾流器2的結(jié)構(gòu)簡便,無需軸等結(jié)構(gòu)件進行定位、安裝,形式類似于貫流風(fēng)機的葉片,擾動效果較好;
4、從冷媒入口11流入的高速沖擊氣流對銅管有損害,傾斜的導(dǎo)流板31將高速氣流引向擾流器2,既不損害換熱管4,又可將高速氣流作為動力源,帶動擾流器2旋轉(zhuǎn),在滿足擾動效果的同時又不增加換熱器100的輸入功率。
本技術(shù)方案的換熱器100在殼管1內(nèi)增加擾流器2,提高了換熱器100的換熱效率。擾流器2類似于貫流風(fēng)機的葉片的結(jié)構(gòu),使得擾流器2旋轉(zhuǎn)后可以起到較好的擾動效果。擾流器2的外徑可以略小于殼管1的內(nèi)徑。擾流器2的內(nèi)徑可以盡可能大些,避免與換熱管4干涉。當(dāng)擾流器2轉(zhuǎn)動后,由于殼管1內(nèi)壁的限制,擾流器2只會在筒體內(nèi)旋轉(zhuǎn),不會做徑向的移動,因此不必擔(dān)心碰撞換熱管4。在殼管1的軸向方向可以由殼管1上焊接的限位凸臺等限位,防止擾流器2軸向移動。
冷媒入口11下方的導(dǎo)流板31做成傾斜的槽裝結(jié)構(gòu),既起到防沖作用,尤其可以起到導(dǎo)流作用。導(dǎo)流板31引導(dǎo)從冷媒入口11流入的冷媒?jīng)_擊到擾流器2的葉片22上。其中,導(dǎo)流板31的傾斜角度以實測最佳效果的角度為準,將高速的氣流作為動力源讓擾流器2旋轉(zhuǎn)起來。
本發(fā)明換熱器100的工作原理:
1、本發(fā)明的技術(shù)方案是利用從冷媒入口11流入的高速氣流作為動力源,由導(dǎo)向板引導(dǎo)冷媒?jīng)_向擾流器2的弧形凹向葉片22上,使擾流器2轉(zhuǎn)動。
2、擾流器2做離心轉(zhuǎn)動,將殼管1下層的液態(tài)制冷劑帶起,加速殼管1內(nèi)液態(tài)制冷劑的擾動,使換熱器100的換熱效果更佳。
3、液態(tài)制冷劑最終從冷媒出口流出,以進行循環(huán)。
這里需要說明的是:前述導(dǎo)流板31的角度和方向可做不同的調(diào)節(jié)。另外,擾流器2的材料可以是金屬,也可以是耐沖擊的塑料件等,具體可以根據(jù)用戶的實際需求設(shè)置。
這里需要說明的是:在不沖突的情況下,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況將上述各示例中相關(guān)的技術(shù)特征相互組合,以達到相應(yīng)的技術(shù)效果,具體對于各種組合情況在此不一一贅述。
以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實施例而已,并非對本發(fā)明作任何形式上的限制,依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。