绕管式换热器及制冷系统的制作方法

1.本实用新型涉及制冷技术领域，特别是涉及绕管式换热器及制冷系统。


背景技术：

2.绕管式换热器安装于制冷系统中，用于进行热交换，多根换热管螺旋式地缠绕于中心筒外，具有设计紧凑、占地面积小、换热效果好的特点。
3.而现有的绕管式换热器，当绕管式换热器作为蒸发器使用时，换热管的入口到出口一整段的管径均相同，管程介质在蒸发的过程中，其干度越来越大，即气态制冷剂的体积越来越大，流速越来越快，绕管式换热器后端的流体速度过快会导致压降降低较多从而造成饱和温度降低过多，影响绕管式换热器的性能；同样的，当绕管式换热器作为冷凝器使用时，管程介质在冷凝的过程中，其干度越来越小，前端气态制冷剂的流速过快，同样会导致压降较多而影响换热器的性能。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种绕管式换热器，技术方案如下：
5.一种绕管式换热器，包括筒体组件、中心筒及换热管，所述筒体组件内具有容纳壳程介质的壳腔，所述中心筒设于所述壳腔内，所述中心筒外螺旋状地环绕多层换热管，所述换热管用于容纳管程介质，所述绕管式换热器包括相对设置的第一端及第二端，所述筒体组件上开设有管程出口及管程进口，所述换热管的两端分别连接于所述管程进口及所述管程出口；所述管程进口及所述管程出口均设于所述第一端，所述换热管包括多段依次连接的连接管，多段所述连接管中至少两段所述连接管的管径不同。
6.如此设置，能够使得在管程介质的干度发生变化时，能够降低在干度较大处的管程介质的流速，防止管程介质的流速过大造成压降过大，从而导致管程介质的饱和温度降低过大，进而提高绕管式换热器的性能；并且，管程介质的进出口设置在同一端，以跟制冷系统厂家的原结构相适配，方便安装。
7.在其中一个实施方式中，所述换热管还包括毛细管，所述连接管包括第一管程段和第二管程段，所述第一管程段和所述第二管程段均从所述第一端延伸至所述第二端，并在所述第二端处通过毛细管连通。
8.如此设置，结构简单。
9.在其中一个实施方式中，所述第一管程段和所述第二管程段的管径不同。
10.在其中一个实施方式中，所述第一管程段的一端与所述管程进口连通，所述绕管式换热器为蒸发器时，所述第一管程段的管径小于所述第二管程段的管径；所述第一管程段的一端与所述管程进口连通，所述绕管式换热器为冷凝器时，所述第一管程段的管径大于所述第二管程段的管径。
11.可以理解，当绕管式换热器作为蒸发器使用时，越靠近管程出口，管程介质的干度越大；而当绕管式换热器作为冷凝器使用时，越靠近管程进口，管程介质的干度越大。
12.在其中一个实施方式中，所述管程进口内设有分液组件，所述分液组件连接于所述换热管的入口。
13.如此设置，能够将管程介质均匀地分配给各根换热管。
14.在其中一个实施方式中，所述分液组件包括管板，所述管板设于所述管程进口内且开设有多个固定孔，所述换热管的入口胀接于所述固定孔内。
15.在其中一个实施方式中，所述分液组件包括分配器，所述分配器上开设有多个分配孔，所述换热管的入口分别与所述分配孔焊接连接。
16.在其中一个实施方式中，所述管程出口内设有集气组件，所述集气组件连接于所述换热管的出口。
17.如此设置，对于管程介质进行收集。
18.在其中一个实施方式中，相邻层的所述换热管之间相互间隔设置。
19.如此设置，使得壳程介质进入间隙内跟管程介质进行充分换热。
20.一种制冷系统，包括上述的绕管式换热器。
21.与现有技术相比，本实用新型提供的绕管式换热器，通过将管程进口与管程出口设置为同一端，以适应同端进出的制冷系统的原结构，并通过换热管中依次连接的连接管中的至少两段连接管的管径设置为不同，以适应管程介质的干度的变化，从而减小管程介质在流动过程中的压力损失，缓解管程介质饱和温度降低过多的问题，提高绕管式换热器的性能。
附图说明
22.图1为本实用新型提供的绕管式换热器的透视图；
23.图2为中心筒及换热管的结构示意图。
24.图中各符号表示含义如下：
25.100、绕管式换热器；101、第一端；102、第二端；10、筒体组件；11、壳腔；12、第一壳程接管；13、第二壳程接管；14、筒体；15、第一封盖；16、第二封盖；17、管程进口；18、管程出口；20、中心筒；30、换热管；31、连接管；32、第一管程段；33、第二管程段；34、毛细管；40、分液组件；41、分配器；411、分配孔；50、集气组件。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
28.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为
了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
29.请参见图1及图2，本实用新型提供的一种绕管式换热器100，该绕管式换热器100安装于制冷系统中，用于进行换热。
30.具体地，请参见图1，绕管式换热器100包括筒体组件10、中心筒20及换热管30，筒体组件10内具有壳腔11，换热管30呈螺旋式且分层地环绕于中心筒20外侧，中心筒20及换热管30设于壳腔11内。
31.每层换热管30均包括多根换热管30，多根换热管30环绕呈筒状。
32.具体地，筒体组件10包括筒体14、第一封盖15及第二封盖16，第一封盖15、第二封盖16分别设于筒体14的两端，第一封盖15、第二封盖16与筒体14围设成壳腔11。
33.绕管式换热器100具有相对设置的第一端101及第二端102，筒体组件10上设有第一壳程接管12及第二壳程接管13，第一壳程接管12及第二壳程接管13均与壳腔11连通，第一壳程接管12靠近第二端102设置，第二壳程接管13靠近第一端101设置，壳程介质从第一壳程接管12流进壳腔11，与换热管30内的管程介质换热后，从第二壳程接管13中流出，或者，壳程介质从第二壳程接管13流入壳腔11，再从第一壳程接管12流出。
34.在本实施例中，第一壳程接管12及第二壳程接管13均设于筒体14上，在其他实施例中，第一壳程接管12及第二壳程接管13还可分别设置在第二封盖16及第一封盖15上。需要说明的是，在本实施例中，管程介质为制冷剂，壳程介质为水，在其他实施例中，根据介质性质的不同，选择合适的介质走管程，另一种介质走壳程。
35.筒体组件10上开设有管程进口17及管程出口18，用于管程介质的流通，管程进口17及管程出口18可开设于第一封盖15上或者筒体14上，管程进口17及管程出口18位于同一端，以适用管程介质同端进出的机组。
36.管程进口17内设有分液组件40，分液组件40与相对应的换热管30的进口连接，分液组件40用于将管程介质均匀地分配给各根换热管30。
37.在本实施例中，管程出口18内设有集气组件50，集气组件50与相对应的换热管30的出口连接，集气组件50用于将各根换热管30流出的管程介质聚集起来，流入制冷系统的管路中。在其他实施例中，还可不设置集气组件50。
38.在本实施例中，分液组件40及集气组件50均包括分配器41，分配器41上开设有多个分配孔411，换热管30的进口焊接于分配孔411处，换热管30的出口焊接于集气头的分配孔411处。
39.在其他的实施例中，分液组件40及集气组件50还可包括管板(图未示)，管板设于管程进口17及管程出口18内，管板上开设有固定孔(图未示)，换热管30的进口胀接于管板的固定孔内。在其他实施例中，分液组件40可为分液头等分配器41，集气组件50可为管板，管程出口18内也可不设置集气组件50。
40.换热管30包括多段依次连接的连接管31，多段连接管31中的至少两段连接管31的管径不同。可以理解，在本实施例中，管程介质为制冷剂，当绕管式换热器100作为蒸发器使用时，制冷剂在换热管30中吸热蒸发的过程中，干度逐渐变大，即，制冷剂中的气态制冷剂的组分越来越多，通过至少两段换热管30的管径设置为不同，能够使得气态制冷剂组分较多的制冷剂在管径较大的连接管31内流动，从而使得制冷剂在换热管30中的流速较为均
匀，避免气态组分多的制冷剂在管径较小的连接管31内流动而流速过快，导致压降过大，从而避免饱和温度降低过大，提高绕管式换热器100的性能；同样地，当绕管式换热器100作为冷凝器使用时，制冷剂在换热管30中放热冷凝，干度逐渐变小，通过至少两段换热管30的管径设置为不同，能够使得气态制冷剂组分较多的制冷剂在管径较大的连接管31内流动，从而避免压降过大而影响绕管式换热器100的性能。
41.优选地，换热管30还包括毛细管34，连接管31为两段，两段连接管31为第一管程段32及第二管程段33，第一管程段32及第二管程段33均从第一端101延伸至第二端102，分液组件40连接于第一管程段32的入口，集气组件50连接于第二管程段33的出口，第一管程段32及第二管程段33在第二端102处通过毛细管34连接。
42.在其中一个实施例中，当绕管式换热器100作为蒸发器使用时，沿着管程介质的流动方向，多段连接管31中靠近管程出口18的连接管31的管径大于靠近管程进口17的换连接管31的管径，即，第二管程段33的管径大于第一管程段32的管径。可以理解，在本实施例中，绕管式换热器100作为蒸发器使用，越靠近管程进口17，制冷剂的干度越大。
43.在另外一个实施例中，当绕管式换热器100作为冷凝器使用时，沿着管程介质的流动方向，多段连接管31中靠近管程出口18的连接管31的管径小于靠近管程进口17的换连接管31的管径，即，第二管程段33的管径小于第一管程段32的管径。可以理解，在本实施例中，绕管式换热器100作为冷凝器使用，越靠近管程进口17，制冷剂的干度越小。
44.每根换热管30的结构相同，以降低工艺的复杂性。
45.相邻层的换热管30相互间隔设置，沿着中心筒20的径向，相邻层的换热管30之间的间隙为1mm～4mm，相邻层之间的间隙用于供壳程介质流动，以使管程介质与壳程介质充分换热。可以理解，若相邻层的换热管30的间隙太小，则壳程介质无法流动，或壳程介质的流速太快而增加流动阻力，若相邻层的换热管30的间隙太大，则会降低壳程介质流速，影响换热系数。相邻层的换热管30之间的间隙为可为1mm、1.2mm、1.8mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm或1mm～4mm之间的任意数值。
46.进一步地，相邻层的换热管30的螺旋方向相反，能够强化换热管30之间的壳程介质的紊流度，强化换热，提高换热效率。
47.最外层的换热管30与筒体14的内壁之间设有包扎筒(图未示)，包扎筒缠绕最外层的换热管30外，包扎筒固定于筒体14的内壁上，包扎筒起到导流作用，防止壳程介质从最外层的换热管30与壳腔11的内壁之间直接流至筒体14的另一端，从而影响换热效果，同时也起到防止筒体14的内壁与换热管30之间的摩擦，防止换热管30被摩擦破裂从而产生泄漏。
48.换热管30内壁上设有螺纹(图未示)，增加换热管30的换热面积。
49.同一层的换热管30之间相互间隔设置，以使壳程介质能够进入换热管30的间隙内与管程介质进行换热。
50.本实用新型还提供一种制冷系统，包括上述绕管式换热器100。
51.以绕管式换热器100作为蒸发器使用时的工作过程加以说明。介质同时从各组管程进口17内进入，经过分液组件40进行分液，均匀地进入对应层的换热管30内，先进入管径较小的连接管31，当管程介质的体积变大时，再进入管径较大的连接管31内回流，从管程出口18流出；壳程介质自第一壳程接管12流入，流动至壳腔11内，并流入各层换热管30的间隙内，与管程介质进行换热，再从第二壳程接管13流出。
52.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
53.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。