换热器和热水器制造技术

本发明专利技术提供了一种换热器和热水器，其中，换热器包括壳体；换热管，呈螺旋式设置在壳体内，换热管设置有进水口和出水口；相变材料，设置在壳体内；翅片，设置在壳体内，换热管穿过翅片。本发明专利技术提供的换热器，相变材料设置在壳体内，换热管穿过翅片且呈螺旋式设置在壳体内。换热管呈螺旋式设置，一方面，螺旋式的设置方式减小了管间距，从而增加了换热管与相变材料的接触面积，进而提高了换热管的换热效率；另一方面，将换热管呈螺旋式设置，在减小管间距的同时，保证了较大的折弯半径，避免了管间距较小的位置折弯半径过小的现象，进而避免了扁管现象的发生。

【技术实现步骤摘要】
换热器和热水器
本专利技术涉及家用电器
，具体而言，涉及一种换热器和热水器。
技术介绍
目前，在家用电热水器中，利用相变材料换热器替代水箱，不仅可以大幅减小电热水器的体积，还可以避免水箱出现的死水区，减小水垢的产生，增加用户的卫生健康体验。相关技术中，一方面，换热器的换热管通过折弯工艺加工而成，当管间距较小时，即折弯半径较小时，会出现扁管现象，而管间距越小，换热器的换热性能越好。另一方面，应用于空调或冰箱的翅片管换热器完全是标准化的换热元部件，即管径、管间距、翅片厚度、翅片形状和翅片密度等参数都是标准系列化的。该类翅片管换热器的换热介质为制冷剂和空气，制冷剂和空气之间的换热是通过自然对流或强制对流的方式进行的，因而换热器的基本设计参数是基于对流换热模型或换热关联式计算获得的。而应用于相变材料的翅片管换热器，水和相变材料之间的换热是以导热为主，若参照冰箱或空调翅片管换热器进行设计，必然会产生较大的误差，甚至设计的换热器不能满足换热性能要求。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于，提供一种换热器。本专利技术的另一个目的在于，提供一种热水器。有鉴于此，根据本专利技术的一个目的提出了一种换热器，包括：壳体；换热管，呈螺旋式设置在壳体内，换热管设置有进水口和出水口；相变材料，设置在壳体内；翅片，设置在壳体内，换热管穿过翅片。本专利技术提供的换热器，相变材料设置在壳体内，换热管穿过翅片且呈螺旋式设置在壳体内。换热管呈螺旋式设置，一方面，螺旋式的设置方式减小了管间距，从而增加了换热管与相变材料的接触面积，进而提高了换热管的换热效率；另一方面，相关技术中，换热器的换热管通过折弯工艺弯折而成，当管间距较小时，即折弯半径较小时，会出现扁管现象，而将换热管呈螺旋式设置，在减小管间距的同时，保证了较大的折弯半径，避免了管间距较小的位置折弯半径过小的现象，进而避免了扁管现象的发生。其中，换热管的弯管处的折弯半径由外向里逐渐减小，进一步地，弯管处的最小弯管半径随管径的增大而增大，最小弯曲半径不低于现有加工工艺能实现的最小折弯半径。另外，本专利技术提供的上述实施例中的换热管还可以具有如下附加技术特征：在上述技术方案中，优选地，换热管包括至少一排螺旋换热管和设置在相邻两排螺旋换热管之间的连接管；其中，至少一排螺旋换热管并排设置，且螺旋换热管是呈大弯管半径的旋管式分布。在该技术方案中，换热管包括至少一排螺旋换热管，增加了换热管与相变材料的接触面积，进而增加了换热管的换热效率。优选地，换热管是呈大弯管半径的旋管式分布，即换热管的折弯半径较大，避免了弯折时折弯半径过小的情况，进而避免了扁管现象的发生。同时，多个螺旋换热管并排设置并通过连接管连接在一起，增加了换热管的可靠性，使多个螺旋换热管牢固的连接在一起。在上述任一技术方案中，优选地，相邻两排螺旋换热管的平面投影相重合。在该技术方案中，相邻两排螺旋换热管的投影相重合，即两排螺旋换热管以正排方式排列的，增加了换热管的可靠性，简化了加工工艺，降低了加工难度，同时又使换热管整体更加整齐、美观。在上述任一技术方案中，优选地，连接管的中心线与螺旋换热管所在平面之间形成有夹角。夹角的取值范围为30度至60度。在该技术方案中，连接管与螺旋换热管所在平面形成有夹角，使相邻两排螺旋换热管错开设置，使不同位置的相变材料与换热管充分接触，进一步增加了换热管与相变材料的接触面积，从而增加了换热管的换热效率。其中，夹角优选为30度至60度之间，进一步提高了相邻两排螺旋换热管连接的可靠性。在上述任一技术方案中，优选地，相邻两排螺旋换热管之间的间距取值范围为20mm至40mm。在该技术方案中，相邻两排螺旋换热管之间的间距设置在20mm至40mm之间。一方面，使换热管整体的占用空间较小，从而减少了换热器的体积，降低了制造成本；另一方面，相邻两排螺旋换热管之间间距小，使得相同空间内可以设置更多的螺旋换热管，进而增加了换热管与相变材料的接触面积，提高了换热管的换热效率。在上述任一技术方案中，优选地，翅片为整体式翅片或分体式翅片。在该技术方案中，翅片可以是整体式的，也可以是分体式的，一方面，翅片设置成整体式翅片，便于换热器的安装与维修，降低加工成本；另一方面，将翅片设置成分体式翅片，在管束之间的间距较大的位置，翅片的翅高设置的越高，增加了换热面积，以使热量传递的更快，进而提高了相变材料的换热效率，节约了成本。其中，翅片的形状可以为方形、圆形或其他形状。在上述任一技术方案中，优选地，翅片为螺旋翅片。在该技术方案中，翅片设置为螺旋翅片，一方面，免去了现有技术中的涨管工序，简化了换热器的加工工艺，降低了换热器的加工成本；另一方面，当相变材料处于液相时，螺旋翅片强化了相变材料的对流换热效果，从而提高了换热器的换热效率。其中，翅片可以为圆形平翅，丝状缠绕，或裂开翅片。在上述任一技术方案中，优选地，螺旋翅片的螺距的取值范围为2mm至10mm。在该技术方案中，螺旋翅片的螺距的取值范围为2mm至10mm，便于相变材料的充注和保持液相相变材料的流动性，提高了相变材料的对流换热效果，进而提高了换热器的换热效率。在上述任一技术方案中，优选地，螺旋翅片的高度取值范围为4mm至10mm。在该技术方案中，螺旋翅片的高度取值范围为4mm至10mm，以保持较大的旋翅螺距，从而便于相变材料的充注和保持液相相变材料的流动性。其中，螺旋翅片的螺距和翅高是根据所选相变材料的物性参数，管参数进行设计和优化，进而降低整个换热器的材料成本和加工成本。在上述任一技术方案中，优选地，翅片上设置有开孔，位于相邻所述管束之间。在该技术方案中，在翅片上除设置换热管孔用于连接螺旋换热管外，还在翅片上设置了开孔，既增加了相变材料的对流性，强化了相变材料的对流效果，进而提高了换热器的换热效率，同时又便于相变材料的充注。另外，翅片通过导热方式将热量传递给相变材料，所以仅在相邻管束之间的翅片上设置开孔，这样一来又保证了翅片的导热性能。翅片开孔的孔距的大小主要取决于三方面的因素：相变材料充注的便利性、对以导热传热方式和以对流传热方式的换热性能的影响，孔距优选为管束间距与换热管管径的差值的1/8至1/3之间，既保证了翅片的导热换热性能，又提高了相变材料的对流换热性能，其中，孔的布排方式优选为顺排，从而进一步的提高了换热器的换热效率。在上述任一技术方案中，优选地，至少一排螺旋换热管折弯处的直径大于其所对应的管束间距。在该技术方案中，至少一排螺旋换热管折弯处的直径大于其所对应的管束的间距，从而实现管束间距较小时的U型折弯，解决了换热器加工过程中，U型折弯半径越小，加工难度越大，U型折弯半径过小时，折弯时会出现扁管的问题。在上述任一技术方案中，优选地，至少一排螺旋换热管折弯弧度的取值范围为180度至240度。在该技术方案中，螺旋换热管的折弯管由管体折弯而成，不需要进行焊接，从而避免了过多的弯管焊接所带来的密封、泄露、表面粗糙等换热器加工的可靠性问题，简化了加工难度，提高了可靠性，保证了换热管的密封性能和换热管的表面粗糙度，同时，将换热管折弯弧度的取值范围设置在180度至240度，从而避免了折弯时出现扁管，降低了加工难度。本专利技术的第二个目的提出了一种热水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种换热器，其特征在于，包括：壳体；换热管，呈螺旋式设置在所述壳体内，所述换热管设置有进水口和出水口；相变材料，设置在所述壳体内；翅片，设置在所述壳体内，所述换热管穿过所述翅片。

【技术特征摘要】
1.一种换热器，其特征在于，包括：壳体；换热管，呈螺旋式设置在所述壳体内，所述换热管设置有进水口和出水口；相变材料，设置在所述壳体内；翅片，设置在所述壳体内，所述换热管穿过所述翅片。2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述换热管包括至少一排螺旋换热管和设置在相邻两排所述螺旋换热管之间的连接管；其中，所述至少一排螺旋换热管并排设置，且所述螺旋换热管是呈大弯管半径的旋管式分布。3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，相邻两排所述螺旋换热管的平面投影相重合。4.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述连接管的中心线与所述螺旋换热管所在平面之间形成有夹角。5.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，所述夹角的取值范围为30度至60度。6.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，相邻两排所述螺旋换热管之间的间距取值范围为20mm至40mm。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：岳宝，刘和成，大森宏，
申请(专利权)人：美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44