一種換熱器及具有該換熱器的熱水器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明是關于一種換熱器及具有該換熱器的熱水器。換熱器，包括：本體和設置在所述本體上的至少一個通道；其中，所述通道的內(nèi)壁具有凹凸結(jié)構(gòu)，所述通道內(nèi)部的換熱介質(zhì)通過通道壁與外界發(fā)生熱交換。熱水器，包括：上述的換熱器；以及水箱，所述換熱器貼在水箱內(nèi)膽的外壁上；所述換熱器與所述水箱內(nèi)的水進行熱交換。本發(fā)明的技術方案提高了換熱效率。
【專利說明】
一種換熱器及具有該換熱器的熱水器
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種換熱技術領域，特別是涉及一種換熱器及具有該換熱器的熱水器。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有的水箱微通道換熱器通過固定支架固定在水箱內(nèi)膽外側(cè)，扁管與水箱內(nèi)膽平面接觸。目前的微通道換熱器是利用微通道內(nèi)的冷媒與微通道壁進行熱交換，再通過微通道壁與水箱中的水直接或間接進行熱交換。由于微通道內(nèi)壁通常為方形的平滑結(jié)構(gòu)，因此，微通道內(nèi)壁與微通道內(nèi)的冷媒的換熱面積有限，換熱效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供一種換熱器及具有該換熱器的熱水器，主要目的在于增加通道內(nèi)壁與冷媒的換熱面積，提高換熱效率。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明主要提供如下技術方案:
[0005 ] —方面，本發(fā)明的實施例提供一種換熱器，包括:
[0006]本體和設置在所述本體上的至少一個通道；
[0007]其中，所述通道的內(nèi)壁具有凹凸結(jié)構(gòu)，所述通道內(nèi)部的換熱介質(zhì)通過通道壁與外界發(fā)生熱交換。
[0008]本發(fā)明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現(xiàn)。
[0009]優(yōu)選地，所述凹凸結(jié)構(gòu)均勻地設置在所述通道的內(nèi)壁上。
[0010]優(yōu)選地，所述通道的內(nèi)壁橫截面為圓形、橢圓形或矩形。
[0011]優(yōu)選地，所述凹凸結(jié)構(gòu)為沿所述通道長度方向的內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)、肋片結(jié)構(gòu)、凹凸槽結(jié)構(gòu)或花鍵槽結(jié)構(gòu)。
[0012]優(yōu)選地，所述通道為多個，多個所述通道平行且依次排列。
[0013]優(yōu)選地，多個所述通道均為微通道。
[0014]優(yōu)選地，多個所述通道均勻排列呈一字型，所述本體呈一字型。
[0015]優(yōu)選地，所述本體的材料為鋁或鋁合金。
[0016]另一方面，本發(fā)明的實施例提供一種熱水器，包括:
[0017]上述的換熱器；以及
[0018]水箱，所述換熱器貼在水箱內(nèi)膽的外壁上；
[0019]所述換熱器與所述水箱內(nèi)的水直接或間接進行熱交換。
[0020]本發(fā)明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現(xiàn)。
[0021]優(yōu)選地，所述換熱器與所述水箱內(nèi)膽接觸的部分之間涂導熱材料。
[0022]優(yōu)選地，所述導熱材料為導熱硅脂。
[0023]借由上述技術方案，本發(fā)明一種換熱器及具有該換熱器的熱水器至少具有下列優(yōu)占.V.
[0024]本發(fā)明的技術方案通過在所述通道的內(nèi)壁設置凹凸結(jié)構(gòu)，增大了所述通道的內(nèi)壁的表面面積，使所述通道內(nèi)的換熱介質(zhì)與所述通道的內(nèi)壁接觸面積增大，從而加快了換熱介質(zhì)和通道內(nèi)壁的換熱速度，提高了換熱效率。
[0025]另外，由于換熱介質(zhì)和所述通道的內(nèi)壁的接觸面積增大，能夠有效分解所述換熱介質(zhì)加在所述通道的內(nèi)壁上的壓強，增強了所述通道的內(nèi)壁的耐壓性，因而所述通道不易變形。
[0026]優(yōu)選地，當通道為圓形內(nèi)壁時，所述凹凸結(jié)構(gòu)可以設置為內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，容易使換熱介質(zhì)在所述通道的內(nèi)部形成紊流作用，從而增進了所述換熱介質(zhì)的分子之間的熱交換，進一步提尚了換熱效率。
[0027]上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，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】
[0028]圖1是本發(fā)明的一個實施例提供的一種換熱器通道的一種形式的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2是本發(fā)明的一個實施例提供的一種換熱器通道的另一種形式的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3是本發(fā)明的一個實施例提供的一種換熱器通道的又一種形式的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖4是本發(fā)明的一個實施例提供的一種換熱器通道的第四種形式的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖5是本發(fā)明的一個實施例提供的一種換熱器的一種形式的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖6是本發(fā)明的另一個實施例提供的一種熱水器的一種形式的結(jié)構(gòu)示意圖(僅給出上部分換熱器通道示意)。
【具體實施方式】
[0034]為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，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。
[0035]如圖1?圖4所示，本發(fā)明的一個實施例提出一種換熱器，包括:
[0036]本體10和設置在所述本體10上的至少一個通道20。其中，所述通道20的內(nèi)壁具有凹凸結(jié)構(gòu)21，所述通道20內(nèi)部的換熱介質(zhì)通過通道壁與外界發(fā)生熱交換。所述凹凸結(jié)構(gòu)21可以為所述通道20內(nèi)壁表面上的凸起形成的，或者所述凹凸結(jié)構(gòu)21可以為所述通道20內(nèi)壁表面上的凹槽形成的，或者所述凹凸結(jié)構(gòu)21還可以為所述通道20內(nèi)壁表面的凹槽和凸起一起形成的。其中，圖1所示為從所述通道20的內(nèi)壁既包括向通道中心的凸起也包括向外壁的凹陷形成的凹凸槽結(jié)構(gòu)。圖2所示為從所述通道20的內(nèi)壁向通道中心凸起形成的凹凸結(jié)構(gòu)，圖2中，凸起呈長邊為通道20的內(nèi)壁向通道中心的矩形，形成肋片結(jié)構(gòu)。圖3和圖4所示為從所述通道20的內(nèi)壁向外壁凹陷形成的凹凸結(jié)構(gòu)，具體地，圖3和圖4的通道截面大致呈圓形，圖3所示為沿所述通道長度方向的內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，圖4所示為花鍵槽結(jié)構(gòu)。
[0037]本發(fā)明的技術方案通過在所述通道的內(nèi)壁設置凹凸結(jié)構(gòu)，增大了所述通道的內(nèi)壁的表面積，使所述通道內(nèi)的換熱介質(zhì)與所述通道的內(nèi)壁接觸面積增大，從而加快了換熱介質(zhì)和通道內(nèi)壁的換熱速度，提高了換熱效率。另外，由于換熱介質(zhì)和所述通道的內(nèi)壁的接觸面積增大，能夠有效分解所述換熱介質(zhì)加在所述通道的內(nèi)壁上的壓強，增強了所述通道的內(nèi)壁的耐壓性，因而所述通道不易變形。
[0038]優(yōu)選地，如圖1?圖4所示，所述凹凸結(jié)構(gòu)21均勻地設置在所述通道20的內(nèi)壁上，使得所述通道20的內(nèi)壁各處受到來自所述換熱介質(zhì)的壓力盡量均勻，并且使各處的換熱速度基本相同。
[0039]優(yōu)選地，如圖1?圖4所示，所述通道20的內(nèi)壁橫截面可以為圓形、橢圓形或矩形。所述凹凸結(jié)構(gòu)可以為設置于所述通道內(nèi)壁的凹凸槽結(jié)構(gòu)(如圖1所示)、肋片結(jié)構(gòu)(如圖2所示)、內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)(如圖3所示)或花鍵槽結(jié)構(gòu)(如圖4所示)等。
[0040]其中，圓形截面使所述通道20的內(nèi)壁受力更加均勻，換熱器的承壓性能更強。例如，如圖3所示，在圓形截面的通道20內(nèi)可以設置內(nèi)螺紋式的凹凸結(jié)構(gòu)來增大換熱面積。內(nèi)螺紋具有排列緊密均勻，易加工的特點。通過在所述通道20的內(nèi)壁設置所述內(nèi)螺紋式的凹凸結(jié)構(gòu)，使得原本光面的通道內(nèi)壁形成一定數(shù)量、一定螺旋角度和齒高的內(nèi)螺紋溝槽，顯著提高了換熱器與換熱介質(zhì)(如冷媒)的接觸面積。內(nèi)螺紋式的通道20內(nèi)壁面積最大可以達到光面通道內(nèi)壁面積的2?3倍，從而大大增加了換熱面積，提高了換熱效率。而且由于內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)使通道20內(nèi)的換熱介質(zhì)在所述通道的內(nèi)部容易形成紊流作用，提高換熱介質(zhì)內(nèi)部之間的換熱速度，從而使換熱效率可以提高20%?30%，并且可節(jié)能15%。另外，微通道微孔設計內(nèi)螺紋為圓形內(nèi)壁，使換熱器的承壓性能更強，內(nèi)螺紋式的凹凸結(jié)構(gòu)21使換熱介質(zhì)和所述通道的內(nèi)壁的接觸面積增大，能夠有效分解所述換熱介質(zhì)加在所述通道的內(nèi)壁上的壓強，增強了所述通道的內(nèi)壁的耐壓性，因而所述通道不易產(chǎn)生變形，同時使具有該換熱器的熱水器的承壓性能更強。
[0041]除上述的內(nèi)螺紋式的凹凸結(jié)構(gòu)外，當所述通道的截面為圓形時，還可以在所述通道20的內(nèi)部設置花鍵槽(如圖4所示)的凹凸結(jié)構(gòu)。
[0042]優(yōu)選地，如圖5所示，所述通道20可以為多個，多個所述通道20平行且依次排列。例如，所述本體10呈一字型扁管，多個所述通道20可以均勻排列成一字型。此時，所述本體10的外表面可以完全貼在所述設備的換熱表面上，提尚換熱效率。
[0043]優(yōu)選地，多個所述通道20可以均為微通道。微通道，是指通道當量直徑在10-1000μm的換熱通道。在家用空調(diào)應用方面，當換熱通道尺寸小于3mm時，氣液兩相流動與相變傳熱規(guī)律將不同于常規(guī)較大尺寸，換熱通道越小，這種尺寸效應越明顯。當換熱通道內(nèi)徑小到
0.5?Imm時，對流換熱系數(shù)可增大50%?100%。將這種強化傳熱技術用于空調(diào)熱水器，適當改變熱水器結(jié)構(gòu)、工藝及空氣側(cè)的強化傳熱措施，可有效增強空調(diào)熱水器的傳熱、提高其節(jié)能水平。與常規(guī)熱水器相比，微通道熱水器不僅體積小換熱系數(shù)大，換熱效率高，可滿足更尚的能效標準，而且具有優(yōu)良的耐壓性能。
[0044]水箱微通道換熱器通過固定支架固定在水箱內(nèi)膽外側(cè)，扁管與水箱內(nèi)膽平面接觸，微通道換熱器的內(nèi)微孔結(jié)構(gòu)使其具有較大的面積體積比，與冷媒的接觸面積大大增加，能夠有效分解壓強，具有很強的耐壓性，大于4.2MPa壓力下也不會產(chǎn)生變形。
[0045]由于鋁或鋁合金的導熱性能良好，所述本體10的材料可以為鋁或鋁合金，以進一步加快換熱速度，提高換熱效率。同時，由于鋁或鋁合金材料密度小，重量輕，因此具有高效節(jié)材、輕量環(huán)保、成本低廉等特點。
[0046]如圖6所示，本發(fā)明的另一個實施例提供一種熱水器，包括上述的換熱器I以及水箱內(nèi)膽2。
[0047]優(yōu)選地，所述換熱器I緊貼在所述水箱內(nèi)膽2的外壁上，間接與所述水箱內(nèi)膽2內(nèi)的液體換熱，如圖6所示。具體換熱過程為，所述換熱器I通道中的換熱介質(zhì)先與所述換熱器I的本體進行熱交換，然后所述換熱器I的本體再與所述水箱內(nèi)膽2的外壁進行熱交換，最后所述水箱內(nèi)膽2的外壁與所述水箱內(nèi)膽2內(nèi)部的水進行熱交換。換熱器I可以通過固定支架或其它方式(如螺釘緊固等)固定在所述水箱內(nèi)膽2的外側(cè)，換熱器I的本體表面與水箱內(nèi)膽的外表面是平面接觸。
[0048]其中，換熱器，包括:
[0049]本體和設置在所述本體上的至少一個通道；
[0050]其中，所述通道的內(nèi)壁具有凹凸結(jié)構(gòu)，所述通道內(nèi)部的換熱介質(zhì)通過通道壁與外界發(fā)生熱交換。
[0051]所述換熱器的【具體實施方式】詳見前述實施例中的【具體實施方式】，這里不作贅述。
[0052]優(yōu)選地，可以在所述換熱器I與所述水箱內(nèi)膽2接觸的部分之間涂導熱材料，可以消除換熱器I與所述水箱內(nèi)膽2接觸的部分之間的空氣間隙，增大熱流通，減小熱阻，加快換熱速度，提高換熱效率。
[0053]優(yōu)選地，所述導熱材料可以為導熱硅脂。導熱硅脂具有良好的導熱、耐溫、絕緣性能，而且性能穩(wěn)定，在使用中不會產(chǎn)生腐蝕氣體，不會對所接觸的金屬產(chǎn)生影響。
[0054]具體地，水箱外盤微通道冷凝換熱包括冷媒側(cè)的凝結(jié)換熱、扁管壁面導熱、硅脂導熱、內(nèi)膽導熱以及水側(cè)水的自然對流換熱。微通道的微孔內(nèi)壁的凹凸結(jié)構(gòu)設計使得冷媒側(cè)的凝結(jié)換熱效率大大提高，從而促進扁管壁面導熱、硅脂導熱、內(nèi)膽導熱以及水側(cè)水的自然對流換熱的換熱效率大大提高，微通道換熱器的整體結(jié)構(gòu)可以做得更加緊湊高效，提高整個機組的性能。在相同性能的前提下，可優(yōu)化微通道換熱器結(jié)構(gòu)，節(jié)約成本。
[0055]本發(fā)明的技術方案通過在所述通道的內(nèi)壁設置凹凸結(jié)構(gòu)，增大了所述通道的內(nèi)壁的表面積，使所述通道內(nèi)的換熱介質(zhì)與所述通道的內(nèi)壁接觸面積增大，從而加快了換熱介質(zhì)和通道內(nèi)壁的換熱速度，提高了換熱效率。另外，由于換熱介質(zhì)和所述通道的內(nèi)壁的接觸面積增大，能夠有效分解所述換熱介質(zhì)加在所述通道的內(nèi)壁上的壓強，增強了所述通道的內(nèi)壁的耐壓性，因而所述通道不易變形。
[0056]當通道具有圓形內(nèi)壁時，采用設置內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)可以使換熱介質(zhì)在所述通道的內(nèi)部形成紊流作用，從而增進了所述換熱介質(zhì)的分子之間的熱交換，進一步提高了換熱效率。
[0057]綜上所述，本領域技術人員容易理解的是，在不沖突的前提下，上述各有利方式可以自由地組合、疊加。
[0058]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)明技術方案的范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種換熱器，其特征在于，包括: 本體和設置在所述本體上的至少一個通道； 其中，所述通道的內(nèi)壁具有凹凸結(jié)構(gòu)，所述通道內(nèi)部的換熱介質(zhì)通過通道壁與外界發(fā)生熱交換。2.根據(jù)權利要求1所述的換熱器，其特征在于， 所述凹凸結(jié)構(gòu)均勻地設置在所述通道的內(nèi)壁上。3.根據(jù)權利要求1所述的換熱器，其特征在于， 所述通道的內(nèi)壁橫截面為圓形、橢圓形或矩形。4.根據(jù)權利要求1所述的換熱器，其特征在于， 所述凹凸結(jié)構(gòu)為沿所述通道長度方向的內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)、肋片結(jié)構(gòu)、凹凸槽結(jié)構(gòu)或花鍵槽結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權利要求1?4中的任一項所述的換熱器，其特征在于， 所述通道為多個，多個所述通道平行且依次排列。6.根據(jù)權利要求5所述的換熱器，其特征在于， 多個所述通道均為微通道。7.根據(jù)權利要求5所述的換熱器，其特征在于， 多個所述通道均勻排列呈一字型，所述本體呈一字型。8.根據(jù)權利要求1所述的換熱器，其特征在于， 所述本體的材料為鋁或鋁合金。9.一種熱水器，其特征在于，包括: 上述權利要求1?8中的任一項所述的換熱器；以及 水箱，所述換熱器貼在水箱內(nèi)膽的外壁上； 所述換熱器與所述水箱內(nèi)的水進行熱交換。10.根據(jù)權利要求9所述的熱水器，其特征在于， 所述換熱器與所述水箱內(nèi)膽接觸的部分之間涂導熱材料。11.根據(jù)權利要求10所述的熱水器，其特征在于， 所述導熱材料為導熱硅脂。
【文檔編號】F24H9/00GK105841541SQ201610313428
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月11日
【發(fā)明人】梁家林, 閆克江, 寇穎舉, 鐘文朝, 史帆, 歐陽光, 白國建, 宋江濤
【申請人】珠海格力電器股份有限公司