專利名稱：一種噴淋自動除垢換熱器的制作方法
技術領域：
本發明屬于空氣能熱水器的技術領域，尤其涉及一種噴淋自動除坭換熱器，該換熱器用于空氣能熱水器。
背景技術：
隨著經濟的不斷發展，能源短缺和污染問題日益嚴重，節能和環保已經成為現代 經濟發展主流，熱泵技術由于其自身具有的節能和環保的特點而受到重視，熱泵熱水器就是利用熱泵原理開發的一種新型熱水器，工作原理如下(見附圖7)機器工作時壓 縮機排出高溫高壓的冷媒氣體進入水氟換熱器，與換熱器中的冷水發生熱交換，把冷水加熱成熱水提供給用戶，自身冷卻為中溫高壓的冷媒液體，經節流閥節流成為低溫低壓的液體在蒸發器中吸收空氣中的熱量蒸發為低溫低壓的氣體被壓縮機吸入重新壓 縮為高溫高壓的氣體完成一個循環，如此反復達到提供熱水的目的。可參考專利號為ZL200520038847.5(公告號為CN2767925Y)的中國實用新型專利《空氣能熱泵加熱循環系統》。
由此可見換熱器是熱泵系統里一個很重要的元件，它擔任著直接加熱熱水的功 能，它的換熱效率直接影響了機器的效率。
現有的換熱器主要有套管式和板式換熱器兩種，套管式是采用紫銅管外面套鋼管，紫銅管里走冷媒，外面走水，然后彎成盤管形式而成(見附圖8)。還如一專利號為ZL200310109863.4(公告號為CN1556353Y)的中國實用新型專利《空氣能熱水器》披露了這樣一種空氣能熱水器，由連接有電控制器、電腦控制板的外殼內，固定安裝有加 熱裝置，通過水管與水箱連接所組成，還包括固定在外殼內的風機，所述的加熱裝置由集熱器的出液口通過連接器與節流器的進液口連接，節流器的出液口與換熱器的進液口連接，換熱器的出液口與壓縮機的進液口連接，壓縮機的出液口與集熱器的進液口連接構成的一個或一個以上的熱力循環回路所組成的整體；所述的集熱器由帶有保 溫層的桶體內，固定有換熱裝置所組成。這種套管式換熱器一般展開尺寸比較長、管壁比較厚，水流屬于層流狀態，所以效率比較低。
板式換熱器由沖壓成形的凹凸不銹鋼組成(見附圖9)，兩相鄰板片之山形凹凸紋路 成180度相反組合，因此兩板片之間凹凸脊線形成交錯之接觸點，將接觸點以真空焊接 結合后便構成換熱器的交錯流道，其中一側走冷媒另一側走水，這種換熱器可以做到小型輕量化，但由于是采用沖壓成形，其流道一般都比較窄，很容易造成堵塞，另焊 接處耐高壓能力也比較差。
還有，不管是哪種換熱器，由于都和熱水長期接觸，而水中有鈣離子等，因此很 容易在換熱器表面形成水垢，水垢的主要成分是碳酸鈣，是熱的不良導體，故時間一 長換熱表面就會被附上一層水垢，影響換熱器的換熱效率，嚴重時甚至會堵塞流道， 現有的這兩種換熱器都是釆用酸洗這種化學方法的解決，即在機器使用一段時間后采 用弱酸在換熱器中循環，利用酸和水垢發生化學反應來達到除垢的目的，所以這種方 式必須是停機后才能實施，降低了機器的使用效率，同時由于酸對銅或鐵都有腐蝕作 用，所以這種方法操作起來很不方便，如果操作不當還會對換熱器造成傷害，嚴重甚 至會造成換熱器的報廢。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀而提供一種熱交換效率高的 換熱器，具有結構設計合理、熱交換充分的優點。
本發明所要解決的第二個技術問題是提供一種具有無需酸洗而自動除垢功能的換 熱器。
本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為 一種噴淋自動除垢換熱器，包括 有儲水箱，儲水箱上插設有進水管、出水管、冷媒進管及冷媒出管，儲水箱內設有供 冷媒在其內流動的換熱管；其特征在于所述的儲水箱內間隔設置有四塊隔板，而將 儲水箱自上而下依次分割成第一冷媒腔、進水腔、換熱腔、出水腔及第二冷媒腔；所 述的進水管和出水管分別與進水腔和出水腔相通，所述的冷媒進管和冷媒出管分別與 第一冷媒腔和第二冷媒腔相通；所述的換熱管依次穿過各隔板，且換熱管的進口和出 口分別與第一冷媒腔和第二冷媒腔相通；所述的進水腔和換熱腔之間的隔板上開有可 使冷水朝換熱管噴淋的進水孔，所述的換熱腔和出水腔之間的隔板上開有出水孔。
為解決本發明的第二個技術問題，上述的換熱腔側壁上設置有具有除垢作用的超 聲波發生器。當換熱器結垢時，可以在不停機的狀態下超聲波發生器開始工作，利用 物理方法產生大量的小水泡沖擊換熱管外表面上的水垢，將其震碎為毫米級的微粒脫 離換熱管表面，隨著熱水一同排出，確保了換熱管表面的清潔。
為提高該換熱器的換熱效率，上述的換熱管有數根，它們相互間隔設置，且所述 的換熱管呈為直管狀。換熱管采用直管狀有如下優點，第一自管狀的換熱管便于安 裝，第二自管狀的換熱管，展開尺寸小，而且管壁薄。
為進一步提高該換熱器的換熱效率，上述的每根換熱管對應有一進水孔，各換熱 管穿過對應的進水孔，所述的各進水孔橫截面呈梯形，且該呈梯形的進水孔滿足以下 條件所述的進水孔臨近進水腔的開口大于臨近換熱腔的開口。其為進水孔的一種設置方案，該進水孔的外形及設置方式，可使進水腔內的水經過進水孔進入混合腔后均 勻的噴淋到換熱管的外表面，噴淋的方式能使水和換熱管表面充分接觸并且更加的均 勻，同時噴淋的沖力使水產生強烈的紊流，提高了換熱效率。
同理，上述的每根換熱管對應有二個進水孔，二個進水孔分別位于換熱管的兩 側，所述的各進水孔橫截面呈梯形，且該呈梯形的進水孔滿足以下條件所述的進水 孔臨近進水腔的開口大于臨近換熱腔的開口 。其為進水孔的第二種設置方案。
上述的每根換熱管對應有一出水孔，各換熱管穿過對應的出水孔，所述的各出水 孔橫截面呈梯形，且該呈梯形的出水孔滿足以下條件所述的出水孔臨近換熱腔的開 口大于臨近出水腔的開口。其為出水孔的一種設置方式，該出水孔的外形及設置方 式，可使換熱腔內的水經過出水孔后還能與換熱管保持充分而均勻的接觸，提高熱交 換效率。
同理，上述的每根換熱管對應有二個出水孔，二個出水孔分別位于換熱管的兩 側，所述的各出水孔橫截面呈梯形，且該呈梯形的出水孔滿足以下條件所述的出水 孔臨近換熱腔的開口大于臨近出水腔的開口。其為出水孔的第二種設置方案。
為保證冷水能充分均勻進入進水腔，上述的進水管一直深入至進水腔內部，且在 進水管的管壁上開有多個出水口。這樣，可保證進入進水腔內的水保持相通的壓力， 可進一步提高冷水通過進水孔后的噴淋效果。
為保證熱水能快速從出水管排出，上述的出水管一直深入至出水腔內部，且在出 水管的管壁上開有多個進水口。
由于冷媒混合液中含有潤滑油，因此，需要我們確保在空氣能熱泵加熱循環系統 中冷媒始終含有適量的潤滑油，上述的冷媒出管位于第二冷媒腔內部分的尾部向下彎 折。由于位于第二冷媒腔內的冷媒混合液己經液化成液體，因此潤滑油是囤積在第二 冷媒腔的底部，當我們將冷媒出管的尾部設計成向下彎折的形狀，可以便于回油，以 保證壓機工作時始終有潤滑油潤滑。
與現有技術相比，本發明的優點在于該換熱器在工作時，進入進水腔內的水通 過進水孔后可均勻的噴淋到位于換熱腔內的換熱管的外表面，保證水和換熱管表面充 分接觸并且更加的均勻，同時噴淋的沖力使水產生強烈的紊流，提高了換熱效率。而 且也不會存在板式換熱器中流道比較窄，容易造成堵塞的缺陷，以及焊接處耐高壓能 力也比較差的缺陷。
圖l為本發明第一個實施例的結構示意圖2圖1的A處放大圖3為圖1的B處放大圖4為本發明第二個實施例的結構示意圖;
圖5為圖4的C處放大圖6為圖4的D處放大圖7為背景技術中熱泵原理示意圖8為背景技術中套管式的示意圖9為背景技術中板式換熱器的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。 如圖l、 2、 3所示為本發明的第一個實施例。
一種噴淋自動除垢換熱器，包括有儲水箱l，儲水箱l一般其殼體是由保溫材料制 成的，儲水箱l的外形可以是多樣的，所述的儲水箱1上插設有進水管2、出水管3、冷 媒進管4及冷媒出管5，儲水箱1內設有多根供冷媒在其內流動的換熱管6。
所述的儲水箱1內間隔設置有四塊隔板7，而將儲水箱l自上而下依次分割成第一冷 媒腔ll、進水腔12、換熱腔13、出水腔14及第二冷媒腔15。
所述的進水管2和出水管3分別與進水腔12和出水腔14相通。進水管2—直深入至進 水腔12內部，且在進水管2的管壁上開有多個出水口21。出水管3—直深入至出水腔14 內部，且在出水管3的管壁上開有多個進水口31。
所述的冷媒進管4和冷媒出管5分別與第一冷媒腔11和第二冷媒腔15相通。其中冷 媒出管5位于第二冷媒腔15內部分的尾部向下彎折。
所述的換熱管6為直管狀，該換熱管6依次穿過各隔板7，且相互間隔設置，所述的 各換熱管6進口和出口分別與第一冷媒腔11和第二冷媒腔15相通。
所述的進水腔12和換熱腔13之間的隔板7上開有多個可使冷水朝換熱管6噴淋的進 水孔71，進水孔71的設置可采用如下方式，每根換熱管6對應有一進水孔71，各換熱管 6穿過對應的進水孔71，所述的各進水孔71橫截面呈梯形，且呈縮口狀，即呈梯形的進 水孔71滿足以下條件所述的進水孔71臨近進水腔12的開口大于臨近換熱腔13的開 □。
所述的換熱腔13和出水腔14之間的隔板7上開有出水孔72，出水孔72的設置可采用 如下方式，所述的每根換熱管6對應有一出水孔72，各換熱管6穿過對應的出水孔72， 所述的各出水孔72橫截面呈梯形，且呈倒置的縮口狀，即該呈梯形的出水孔72滿足以 下條件所述的出水孔72臨近換熱腔13的開口大于臨近出水腔14的開口。
為使該換熱器具有無需酸洗而自動除垢功能，所述的換熱腔13側壁上設置有具有 除垢作用的超聲波發生器8，超聲波發生器8通過外部電路來控制，控制超聲波發生器 的電路為常規技術。
如圖4、 5、 6所示為本發明的第二個實施例。
其和第一個實施例的不同點在于，相應隔板7上進水孔71和出水孔72的設置方式不同。
進水孔71的設置方式，所述的每根換熱管6對應有二個進水孔71， 二個進水孔71分 別位于換熱管6的兩側，所述的各進水孔71橫截面呈梯形，且呈縮口狀，即該呈梯形的 進水孔71滿足以下條件所述的進水孔71臨近進水腔12的開口大于臨近換熱腔13的開□。
出水孔72的設置方式，所述的每根換熱管6對應有二個出水孔72， 二個出水孔72分 別位于換熱管6的兩側，所述的各出水孔72橫截面呈梯形，且呈倒置的縮口狀，即該呈 梯形的出水孔72滿足以下條件所述的出水孔72臨近換熱腔13的開口大于臨近出水腔 14的開口。
該二個實施例的工作原理和過程相同。
冷媒進管4和冷媒出管5設置在熱泵熱水器的空氣能熱泵加熱循環系統，該系統為 現有技術，在這不再詳細對其工作原理進行闡述。
換熱器工作時，冷水經由進水管2進入到進水腔12內，再經過進水腔12和換熱腔13 之間的隔板7上的進水孔71，使水流均勻的噴淋到換熱管6的外表面，完成熱交換，噴 淋的方式能使水和換熱管6表面充分接觸并且更加的均勻，同時噴淋的沖力使水產生強 烈的紊流，提高了換熱效率，使水流在換熱腔13內被充分加熱，加熱后的水流通過換 熱腔13和出水腔14之間的隔板7上的出水孔72后，進入到出水腔14內，加熱后的熱水經 由出水管3排出，以供使用。
當換熱腔13中的換熱管6外表面結垢后，可以在不停機的狀態下超聲波發生器8開 始工作，利用物理方法產生大量的小水泡沖擊換熱管8外表面上的水垢，將其震碎為毫 米級的微粒脫離換熱管表面，隨著熱水一同排出，確保了換熱管8表面的清潔。這種物 理方法除垢對換熱器無任何傷害，既提高了機器的使用效率又確保換熱管表面無水 垢。可以提高換熱器的使用壽命和換熱效率。
權利要求1、一種噴淋自動除垢換熱器，包括有儲水箱(1)，儲水箱上插設有進水管(2)、出水管(3)、冷媒進管(4)及冷媒出管(5)，儲水箱內設有供冷媒在其內流動的換熱管(6)；其特征在于所述的儲水箱(1)內間隔設置有四塊隔板(7)，而將儲水箱(1)自上而下依次分割成第一冷媒腔(11)、進水腔(12)、換熱腔(13)、出水腔(14)及第二冷媒腔(15)；所述的進水管(2)和出水管(3)分別與進水腔(12)和出水腔(14)相通，所述的冷媒進管(4)和冷媒出管(5)分別與第一冷媒腔(11)和第二冷媒腔(15)相通；所述的換熱管(6)依次穿過各隔板(7)，且換熱管(6)的進口和出口分別與第一冷媒腔(11)和第二冷媒腔(15)相通；所述的進水腔(12)和換熱腔(13)之間的隔板(7)上開有可使冷水朝換熱管(6)噴淋的進水孔(71)，所述的換熱腔(13)和出水腔(14)之間的隔板(7)上開有出水孔(72)。
2、 根據權利要求l所述的噴淋自動除垢換熱器，其特征在于所述的換熱腔(13) 側壁上設置有具有除垢作用的超聲波發生器(8)。
3、 根據權利要求1或2所述的噴淋自動除垢換熱器，其特征在于所述的換熱管( 6)有數根，它們相互間隔設置，且所述的換熱管(6)呈為直管狀。
4、 根據權利要求3所述的噴淋自動除垢換熱器，其特征在于所述的每根換熱管 (6)對應有一進水孔(71)，各換熱管穿(6)過對應的進水孔(71)，所述的各進水孔(71)橫截 面呈梯形，且該呈梯形的進水孔(71)滿足以下條件所述的進水孔(71)臨近進水腔(12) 的開口大于臨近換熱腔(13)的開口 。
5、 根據權利要求4所述的噴淋自動除垢換熱器，其特征在于所述的每根換熱管 (6)對應有一出水孔(72)，各換熱管(6)穿過對應的出水孔(72)，所述的各出水孔(72)橫截 面呈梯形，且該呈梯形的出水孔(72)滿足以下條件所述的出水孔(72)臨近換熱腔(13) 的開口大于臨近出水腔(14)的開口。
6、 根據權利要求3所述的噴淋自動除垢換熱器，其特征在于所述的每根換熱管 (6)對應有二個進水孔(71)， 二個進水孔(71)分別位于換熱管(6)的兩側，所述的各進水孔(71) 橫截面呈梯形，且該呈梯形的進水孔(71)滿足以下條件所述的進水孔(71)臨近進 水腔(12)的開口大于臨近換熱腔(13)的開口。
7、 根據權利要求6所述的噴淋自動除垢換熱器，其特征在于所述的每根換熱管 (6)對應有二個出水孔(72)， 二個出水孔(72)分別位于換熱管(6)的兩側，所述的各出水孔(72) 橫截面呈梯形，且該呈梯形的出水孔(72)滿足以下條件所述的出水孔(72)臨近換 熱腔(13)的開口大于臨近出水腔(14)的開口。
8、 根據權利要求3所述的噴淋自動除垢換熱器，其特征在于所述的進水管(2) — 直深入至進水腔(12)內部，且在進水管(2)的管壁上開有多個出水口(21)。
9、 根據權利要求3所述的噴淋自動除垢換熱器，其特征在于所述的出水管(3) — 直深入至出水腔(14)內部，且在出水管(3)的管壁上開有多個進水口(31)。
10、根據權利要求3所述的噴淋自動除垢換熱器，其特征在于所述的冷媒出管( 5)位于第二冷媒腔(l 5)內部分的尾部向下彎折。
專利摘要一種噴淋自動除垢換熱器，包括有儲水箱、進水管、出水管、冷媒進管、冷媒出管及換熱管；儲水箱內間隔設置有四塊隔板，而將儲水箱自上而下依次分割成第一冷媒腔、進水腔、換熱腔、出水腔及第二冷媒腔；進水管和出水管分別與進水腔和出水腔相通，冷媒進管和冷媒出管分別與第一冷媒腔和第二冷媒腔相通；換熱管依次穿過各隔板，且換熱管的進口和出口分別與第一冷媒腔和第二冷媒腔相通；進水腔和換熱腔之間的隔板上開有進水孔，換熱腔和出水腔之間的隔板上開有出水孔。該換熱器在工作時，水通過進水孔后可均勻的噴淋到位于換熱腔內的換熱管的外表面，保證水和換熱管表面充分接觸并且更加的均勻，同時噴淋的沖力使水產生強烈的紊流，提高了換熱效率。
文檔編號F25B39/00GK201181139SQ20082008394
公開日2009年1月14日 申請日期2008年3月11日 優先權日2008年3月11日
發明者汪吉平, 顏世峰 申請人:寧波博浪熱能設備有限公司