[發明專利]一種用于熱泵熱水器的微通道冷凝器

無效

• 申請號: 201110266872.9
• 申請日: 2011-09-09
• 公開（公告）號: CN102353185A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 巫江虹;游少芳
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F25B39/04
• 分類號: F25B39/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

技術領域

本發明涉及制冷設備技術領域，具體涉及一種用于熱泵熱水器的微通道冷凝器。

背景技術

熱泵熱水系統被認為是開拓利用能源最好的設備之一，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與設備。熱泵熱水器包括熱水器的水箱、壓縮機冷凝器、蒸發器、節流裝置以及電路控制系統。熱水器的水箱由內膽水箱、保溫層和加熱管(即冷凝器)組成，加熱管道通常包覆在內膽水箱外側和保溫層之間或者內裝在內膽水箱中，常見的加熱管多為薄壁銅管，薄壁銅管大多呈螺旋狀纏繞在內膽水箱外側面或按螺旋盤繞后內裝在內膽水箱之中。制冷劑流經加熱管冷凝放熱，水箱中的水吸收冷凝熱，溫度上升。

然而，這種結構的熱泵熱水器的冷凝器，常見的兩種方式如下：一是其加熱管為單管形式的圓薄壁銅管設置，薄壁銅管與內膽水箱側面的接觸為圓弧面與平面的接觸，接觸面積較小，制冷介質通過薄壁銅管與內膽水箱進行導熱并將內膽水箱里面的水加熱，內膽水箱里面的水加熱只能單靠薄壁圓銅管與內膽水箱平面的線接觸來傳導熱量，長期運行后，薄壁圓銅管與內膽水箱平面之間產生熱阻，極大影響薄壁圓銅管與內膽水箱平面之間的傳熱，降低換熱效率，加大了壓縮機的負荷功率。另外，單根薄壁圓銅管盤繞在內膽水箱側面，為了增強薄壁銅管與內膽水箱的換熱，單根盤繞密度要求高，冷凝器系統長，內側流動阻力較大，制冷介質在薄壁銅管中的流速較低，換熱效果降低。

二是內膽水箱內裝有其由薄壁銅管構成的冷凝器，薄壁銅管按照要求螺旋盤繞后成一定的形狀，內膽水箱中的水通過強制對流增強與薄壁銅管之間的能量交換，不同地點使用的水質有所差異，很有可能使薄壁銅管表面產生積垢、銹蝕、及因微生物不斷繁殖而產生生物粘泥等問題，進而影響到熱水器水質安全性，現階段歐洲等國家已經不容許熱泵熱水器采用內盤式結構設計。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點和不足，提供一種用于熱泵熱水器的微通道冷凝器，解決現有的熱泵式熱水器的冷凝器薄壁管與內膽水箱接觸面積較小，換熱效率低、設備使用壽命短、能耗高等問題。

本發明通過下述技術方案實現：

一種用于熱泵熱水器的微通道冷凝器，包括制冷劑進口集流管、制冷劑出口集流管，在制冷劑進口集流管與制冷劑出口集流管之間并排分布有多根微通道換熱管，所述微通道換熱管至少有三層，每一層均設置有水流動通道，所述微通道換熱管與水流動通道表面貼合，所述水流動通道為往復迂回式結構，所述水流動通道內的水流方向與制冷劑在微通道換熱管內的流動方向相互垂直交叉，所述水流動通道的上端設有冷水進口，水流動通道的下端設有熱水出口。

其中一種結構可以是：所述微通道換熱管至少分為三層獨立結構，即每一層微通道換熱管的兩端都分別連接一根制冷劑進口集流管和一根制冷劑出口集流管；這三層中的制冷劑進口集流管的兩端統一互通后通過三通管與制冷劑循環系統連通；這三層中的制冷劑出口集流管的兩端也統一互通后通過另一個三通管與制冷劑循環系統連通；所述制冷劑進口集流管和制冷劑出口集流管設置在微通道換熱管的同一端或者分別設置在微通道換熱管的兩端。

另一種結構可以是：所述微通道換熱管至少有三層，即三層微通道換熱管之間都相互連通，連通后整體形狀的截面結構呈蛇形或者S形微通道換熱管，且連通后形成一個端部和一個尾部，其端部與一根制冷劑進口集流管連接，其尾部與一根制冷劑出口集流管連接。

所述微通道換熱管為微通道換熱扁管，即其截面形狀呈矩形結構。扁管的厚度為1.3mm～3.3mm，寬度為12mm～36mm的鋁合金扁管，這樣大大增加了微通道換熱管與水流動通道的導熱接觸面。

本發明的有益效果是：所述微通道換熱管與水流動通道表面貼合，導熱接觸面積加大，縮短用水加熱時間；制冷介質在微通道換熱管中可以充滿整個換熱管。所述水流動通道內的水流方向與制冷劑在微通道換熱管內的流動方向相互垂直交叉，有益于加強對流換熱，從而增強了多孔微通道換熱扁管與水流動通道之間的能量交換。采用蛇形或者S形微通道換熱管，以及往復迂回式水流動通道減小了傳統冷凝器換熱管長度，減少了制冷劑充注量和管道內側流動阻力，增加了制冷介質在冷凝器管中的流速，增強了換熱效果。本專利技術手段簡便易行，安全可靠，節能環保，使用壽命長等積極效果。

附圖說明

圖1是本發明第一種結構示意圖。

圖2是本發明第二種結構示意圖。

圖3，其中：(A)為圖2所示的微通道換熱管和水流動通道的工作原理示意圖；(B)為圖1微通道換熱管和水流動通道的工作原理示意圖。

圖4是本發明圖1的俯視示意圖。