CN111397424A - 一种空调用换热管、套管换热器以及空气温度调节系统 - Google Patents
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Abstract
一种空调用换热管、套管换热器以及空气温度调节系统，包括套管、输入导管和输出导管，所述套管内设有套管空腔。本发明解决了现有换热管存在的造价高、易损坏等问题，换热管的套管一端开口、另一端密封，输入导管的一端从套管的开口侧伸入套管内，且延伸至套管的密封端，输出导管的一端从套管的开口侧伸入套管内部、与套管内部联通，套管的开口侧设置有密封结构，且该密封结构将输入导管和输出导管与套管固定连接，该换热管和现有水循环管路组成套管换热器，该换热管与现有水循环空气温度调节系统组合形成空气温度调节系统，本发明克服了现有技术偏见，简化了换热管的结构，适用于对现有家庭供暖系统的改造。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术，具体涉及到加热组件以及空气温度调节系统。
背景技术
空调，是实现调节建筑物内部空气温度的一种常用设备，即：实现对环境温度进行制冷或者加热功能，实现制冷或者加热功能的关键部件就是实现制冷或加热介质的换热部件、换热管。
换热管是一种广泛用于空调、制冷行业的蒸发器和冷凝器中的换热元件。近年来，随着制冷、空调技术的迅速发展，推动了两器制造技术的不断更新。高效化、小型化、轻量化是换热元件的主要发展方向。
现有换热系统中的换热器常用的有板式换热器、壳管式换热器，这两种换热器存在的缺点有：1、二者都是一次成型的产品，造价非常高。2、在使用中一旦损坏，只能更换，现有换热器的更换施工比较复杂，施工费用高。3、在空调工作过程中，所述部件会出现爆裂的现象，一旦爆裂将导致制冷空气的泄漏，致使整个空调无法工作。 4、在环境温度偏低的环境中，例如我国北方的冬天，所述部件容易出现被冻裂的现象。所述部件一旦损坏就会导致整个空调系统无法正常运转，必须及时更换，因此所述部件属于空调维修常用的更换件之一，基于上述问题，我们提出一种空调用换热管、套管换热器以及空气温度调节系统来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种空调用换热管、套管换热器以及空气温度调节系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种空调用换热管、套管换热器以及空气温度调节系统，一种换热管，所述换热管包括套管、输入导管和输出导管，所述套管内设有套管空腔，所述套管的一端设有开口，且开口与套管空腔贯通设置，所述套管的另一端为密封设置，所述输入导管的一端从套管的开口一侧延伸至套管空腔内，且延伸至套管的密封端，所述输出导管的一端贯穿套管上的开口并延伸至套管空腔内，并与套管内部连通，所述开口内的一侧设置有密封结构，且该密封结构将输入导管和输出导管与套管固定连接。
优选地，所述输入导管的一端与套管内壁之间的距离为10至20 毫米之间。
优选地，所述套管为铜管、钛管或者不锈钢软管。
优选地，所述套管的管壁厚度为1至3毫米。
优选地，所述换热管还包括固定螺栓，且该固定螺栓固定在套管开口内的一侧，且其外部设置有螺纹。
优选地，所述换热管嵌入并固定在水循环管路中。
优选地，所述换热管的外径与所嵌入的水循环管路的内径之间的比例在1：1.5至1：2.5之间，或者水循环系统管路的内径大于换热器外径至少20毫米。
优选地，一种空气温度调解系统，所述空气温度调解系统为水循环空气温度调解系统，所述水循环空气温度调解系统包括水循环管路、空气能热泵和换热管，所述换热管为权利要求1所述的换热管，所述换热管的输入导管、输出导管与空气能热泵连接形成循环回路，所述换热管嵌入水循环管路中。
优选地，一种空气温度调解系统，所述空气温度调解系统包括空气能热泵、水空调和套管换热器，套管换热器为水循环管路，与水空调的水循环系统串联连接，所述套管换热器的水循环管路中嵌入有换热管，所述换热管串联在空气能热泵的制冷回路中。
优选地，所述的空气温度调解系统还包括取暖炉，所述取暖炉中的水循环管路与套管换热器中的水循环管路、水空调中的水路串联连接形成循环回路。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、换热管通过增加固定螺栓，并将固定螺栓固定在套管的开口一侧，且其外部设置有螺纹，固定螺栓可以将套管与其它部件固定连接，便于安装，套管可以采用铜管或不锈钢软管，使其在运输过程中可以将其盘成圆环状，携带方便；
2、通过输入导管、输出导管与空调外机连接形成循环回路，套管换热器为水循环管路，与水空调的水循环系统串联连接，套管换热器的水循环管路中嵌入有换热管，所述换热管串联在空气能热泵的循环系统中，通过电路控制，改变制冷剂的流动方向，来实现系统的制冷与制热，从而实现调节房间的温度；
3、通过增加取暖炉，促使取暖炉中的水循环管路与套管换热器中的水循环管路、水空调中的水路串联连接形成循环回路，并打破传统换热管的设计思路进行设计，完全克服了换热管领域的设计思路，充分简化了换热管的结构，即：结构非常简单，制作工艺也非常简单，但却能够实现传统换热管的换热功能，且换热效率很高，并且换热管安装工艺简单；
4、通过换热管直接插入现有传统的供暖管道中，然后将换热管与空调外机连接，进而实现对空间的加热或制冷，这种改造方式对原有供热管路改动小、施工工艺简单，施工工期短，维护也方便，造价也低，因此非常适用于对现有家庭供暖系统的改造，采用这种换热管的套管换热器能够替换现有水循环供热系统中的换热器，且成本比现有换热器成本低，安装工艺简单，维护方便。
综上所述，本发明解决了现有换热管存在的造价高、易损坏等问题，该换热管和现有水循环管路组成套管换热器，该换热管与现有水循环空气温度调节系统组合形成空气温度调节系统，改造方式对原有供热管路改动小、施工工艺简单，施工工期短，维护也方便，造价也低，因此非常适用于对现有家庭供暖系统的改造，采用这种换热管的套管换热器能够替换现有水循环供热系统中的换热器，降低了成本，安装工艺简单，本发明克服了现有技术偏见，简化了换热管的结构，换热效率很高，适用于对现有家庭供暖系统的改造。
附图说明
图1是带有安装螺栓的换热管的尾部示意图，
图2是图1的A-A剖面图；
图3是图1所示的带有加热螺栓的换热管的立体结构示意图；
图4是带有加热螺栓的换热管的运输状态的示意图；
图5是图4的立体结构示意图；
图6是实施方式五所述的空气温度调节系统的构造示意图；
图7是实施方式六所述的空气温度调节系统的构造示意图；
图8是实施方式四所述的一种空气温度调节系统的原理框图。
图中：1套管、2输入导管、3套管内部、4输出导管、5固定螺。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
参照图1-5，本实施例中的换热管，包括套管1、输入导管2和输出导管4，套管1内设有套管空腔3，套管1的一端设有开口，且开口与套管空腔3贯通设置，套管1的另一端为密封设置，输入导管 2的一端从套管1的开口一侧延伸至套管空腔3内，且延伸至套管1 的密封端，输出导管4的一端贯穿套管1上的开口并延伸至套管空腔 3内，并与套管1内部连通，开口内的一侧设置有密封结构，且该密封结构将输入导管2和输出导管4与套管1固定连接，输入导管2的一端与套管1内壁之间的距离为10至20毫米之间，套管1为铜管、钛管或者不锈钢软管，套管1的管壁厚度为1至3毫米。
换热管在实际使用中，将输入导管2用于向套管空腔3内导入制冷剂，在制冷过程中，制冷剂进入套管空腔3内部之后气化，当气化后的制冷剂充满套管空腔3内之后，由输出导管4导出，在加热过程中，制冷剂进入套管1之后液化，当液化后的制冷剂充满套管空腔3内之后，由输出导管4导出，由于输出导管4的一端伸入套管空腔3 内保证联通即可，进而保证套管空腔3内的制冷剂能够充分反映与流通，充分保证了制冷剂的热交换效率。
本实施例中的换热管的结构并在没有按照传统换热管的设计思路进行设计，完全克服了换热管领域的设计思路，充分简化了换热管的结构，即：结构非常简单，制作工艺也非常简单，但却能够实现传统换热管的换热功能，且换热效率很高，因为输入导管4的一端与套管1内壁之间的距离为10至20毫米之间，进一步保证制冷剂在套管空腔3内部的反映路程，提高热交换效率。
套管1采用铜管或不锈钢软管时，使其在运输过程中可以将其盘成圆环状，参照图4、5所示，便于包装运输以及携带，在现场安装时，在将其改变成需要的形状即可，另外，由于套管1为软质材料，进而使得换热管的工作状态不一定是直管状态，其可以实际应用场所折成相应的形状，因此安装更方便，适用范围也更广，例如：可以放在传统的水循环空气温度调节系统中的管道中，实现对水的加热与制冷，进而替换原有水循环空气温度调节系统的热源，在实现对环境的加热之外，还能够实现制冷。
本实施例中套管1的管壁厚度为0.5至1毫米，套管1的外径为16毫米至25毫米，本实施例中的套管1的外径可以根据实际需求进行设计调整，当套管1的直径较大时，能够实现的热传递能量就比较大，套管1的长度可以根据实际需求进行设计，当套管1的长度比较长时，能够实现的热传递能量也比较大，套管1为钛管或者不锈钢材料时，抗腐蚀、抗氧化，有效提高了换热管的寿命，输入导管2的内径为6-8毫米，外径或者壁厚为8-10毫米。
本实施例的换热管可是直接插入现有传统的供暖管道中，然后将换热管与空调外机连接，进而实现对空间的加热或制冷，且这种改造方式施工工艺简单，维护也方便，造价也低，因此非常使用于对现有家庭供暖系统的改造。
实施例二
参照图1-4，本实施例中的换热管是在实施例一中换热管的基础之上，增加了固定螺栓5，固定螺栓5固定在套管1开口一侧，且其外部设置有螺纹，固定螺栓5用于将套管1与其它部件固定连接，便于安装。
本实施例中增加的固定螺栓5是用于与其它部件固定连接的连接件，其采用的是现有空调系统普遍的螺纹连接方式，在实际应用中，固定螺栓5还可以根据实际应用场景选择相应的连接件替换，例如：替换成采用卡扣连接方式的连接件等等。
实施例三
参照图5-7，本实施例中的套管换热器包括水循环管路和换热管，换热管嵌入并固定在水循环管路中，且换热管的外径与所嵌入的水循环管路的内径之间的比例在1：1.5至1：2.5之间，或者水循环系统管路的内径大于换热器外径至少20毫米，换热管和水循环管路之间的间隙，是为了有效的保障换热效率，具体间隙可以根据水循环管路中的水循环速度来设计，即：水循环速度越快、间隙越小，反之：水循环速度慢、间隙可以设计大一些。
本实施中的套管换热器是一种全新的结构，没有采用传统的换热器的设计思路，而是基于实施例一或二的换热管设计的一种结构非常简单的套管换热器，制作工艺也非常简单，但却能够实现传统换热管的功能，同时还增加了制冷的功能，同时将换热管嵌入在水循环管路中形成套管换热器，结构非常简单，由于换热管也是圆筒形状，嵌入水循环管路之后能够保证换热面积最大化，提高换热效率。
本实施例中的套管换热器的工作原理是一种逆流型换热器，传热效能高，在实际应用中，根据环境对换热热量的需求，调整换热管的外径与水循环管路的内径之间的比例即可，传热面积增减自如，并且换热管的形状是可以调整的，因此，本实施中的套管换热器的水循环管路的形状不受换热管形状的限制，可以根据环境实际需求进行设计，增加了套管换热器的应用场所，并对套管换热器对水循环管路的管材没有限制，可以是任何一种材料的管材，例如：耐油、耐腐蚀的 PVC管或者高压管等均可，套管换热器的维修很方便，只需要更换换热管即可，而换热管是直接插入水循环的管路中的，取出与安装都很方面，且不需要拆卸水循环管路。
实施例四
参照图8，本实施例中的一种空气温度调节系统为水循环空气温度调节系统，水循环空气温度调节系统包括水循环管路、空气能热泵和换热管10，换热管10为实施例一或二中的换热管，换热管的输入导管2、输出导管4与空调外机连接形成循环回路，换热管嵌入水循环管路中。
本实施例中的换热管还可以有多根，多根换热管并联连接，例如：在每个支路中嵌入一根换热管，采用水循环管路实现对环境温度提升的技术为成熟的技术，水循环管路中的水通过水泵驱动实现循环，进而对环境温度的提升或者降低，本实施例将成熟的技术进行简单改进，加入实施例一或二的换热管与空气能热泵空调外挂机，进行实现了对环境温度的提成或降低的功能，在实际应用中，根据水循环系统的情况，设计套管1的直径与长度，进而实现最佳的热传递效率。
本实施例克服了现有传统水循环空气温度调节系统的设计思路，采用换热管将空调外机和传统水循环空气温度调节系统相结合，在保留原有传统水循环空气温度调节系统的加热功能的同时，还增加了制冷功能，这种将空调外机与传统水循环空气温度调节系统相结合的方式，在充分保留了原有两种系统的功能的前提下，也充分发挥了两种系统的优点，属于空调领域的一种新的设计思路。
实施例五
参照图6，本实施中的一种空气温度调节系统，空气温度调节系统包括空气能热泵、水空调和套管换热器，套管换热器为水循环管路，与水空调的水循环系统串联连接，套管换热器的水循环管路中嵌入有换热管，换热管串联在空气能热泵的循环系统的回路中，换热管为实施例一或二中的换热管，在实际应用中，换热管在空气能热泵的带动下实现制冷或加热功能，套管换热器中的水与换热管实现热交换，实现热交换的水通过水空调进行循环，最终实现对环境温度的改变。
水空调中的水与套管换热器中的水通过水泵实现循环控制，在实际应用中，还可以在上述空气温度调节系统中增加温控器，温控器用于检测套管换热器中水的温度，同时控制压缩机的启动与停止，例如：在套管换热器中水的温度在设定范围之上时，控制压缩机启动制冷功能对环境进行降温，反之，在套管换热器中水的温度在设定范围之下时，控制压缩机启动加热功能对环境进行升温，最终实现环境温度的恒定控制，根据使用地域不同，如果只需要制冷的区域，可以将空气能热泵替换成制冷机，只实现制冷功能。
本实施例空气温度调节系统中，可以增加多个水空调，多个水空调的水路并联在套管换热器的水循环管路上。
实施例六
参照图7，本实施中的空气温度调节系统是在具体实施例五的基础之上，增加了取暖炉，取暖炉中的水循环管路与套管换热器中的水循环管路、水空调中的水路串联连接形成循环回路，通过增加取暖炉，实现对水的加热功能，最终通过水空调实现提升环境温度的功能，即：当环境温度非常低，空气能热泵无法启动时，可以通过取暖炉实现加热功能。
本实施例中的循环回路通过水泵实现对水的循环控制，在实际应用中，空气调节系统中可以有多个水空调，多个水空调并联连接。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种空调用换热管、套管换热器以及空气温度调节系统，一种换热管，所述换热管包括套管(1)、输入导管(2)和输出导管(4)，其特征在于：所述套管(1)内设有套管空腔(3)，所述套管(1)的一端设有开口，且开口与套管空腔(3)贯通设置，所述套管(1)的另一端为密封设置，所述输入导管(2)的一端从套管(1)的开口一侧延伸至套管空腔(3)内，且延伸至套管(1)的密封端，所述输出导管(4)的一端贯穿套管(1)上的开口并延伸至套管空腔(3)内，并与套管(1)内部连通，所述开口内的一侧设置有密封结构，且该密封结构将输入导管(2)和输出导管(4)与套管(1)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种空调用换热管、套管换热器以及空气温度调节系统，其特征在于：所述输入导管(2)的一端与套管(1)内壁之间的距离为10至20毫米之间。
3.根据权利要求1所述的一种空调用换热管、套管换热器以及空气温度调节系统，其特征在于：所述套管(1)为铜管、钛管或者不锈钢软管。
4.根据权利要求1所述的一种空调用换热管、套管换热器以及空气温度调节系统，其特征在于：所述套管(1)的管壁厚度为1至3毫米。
5.根据权利要求1所述的一种空调用换热管、套管换热器以及空气温度调节系统，其特征在于：所述换热管还包括固定螺栓(5)，且该固定螺栓(5)固定在套管(1)开口内的一侧，且其外部设置有螺纹。
6.根据权利要求1所述的一种空调用换热管、套管换热器以及空气温度调节系统，其特征在于：所述换热管嵌入并固定在水循环管路中。
7.根据权利要求6所述的套管换热器，其特征在于：所述换热管的外径与所嵌入的水循环管路的内径之间的比例在1：1.5至1：2.5之间，或者水循环系统管路的内径大于换热器外径至少20毫米。
8.一种空气温度调解系统，其特征在于：所述空气温度调解系统为水循环空气温度调解系统，所述水循环空气温度调解系统包括水循环管路、空气能热泵和换热管，所述换热管为权利要求1所述的换热管，所述换热管的输入导管(2)、输出导管(4)与空气能热泵连接形成循环回路，所述换热管嵌入水循环管路中。
9.一种空气温度调解系统，其特征在于：所述空气温度调解系统包括空气能热泵、水空调和套管换热器，套管换热器为水循环管路，与水空调的水循环系统串联连接，所述套管换热器的水循环管路中嵌入有换热管，所述换热管串联在空气能热泵的制冷回路中。
10.根据权利要求9所述的所述的一种空气温度调解系统，其特征在于：所述的空气温度调解系统还包括取暖炉，所述取暖炉中的水循环管路与套管换热器中的水循环管路、水空调中的水路串联连接形成循环回路。
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