一种立式顶出水与泵进水口直联的换热器技术领域
本发明涉及一种换热器，尤其涉及一种立式顶出水与泵进水口直联的换热器。
背景技术
现有中央空调的蒸发器(或冷凝器)，当工质工作时产生的冷能(或热能)利用水为介
质向空调系统传递输送时，一般采用管式换热器，该换热器具有结构坚固、可靠、适应性强、
易于制造、能承受较高压力和温差的特点；但热交换效率、结构紧凑性、单位传热面积的金
属消耗指标有待改进与提高。管式换热器包括：(1)、套管式换热器；(2)、管壳式换热器；(3)、
沉浸式换热器。其中：
1、套管式换热器。在小型中央空调中，一般采用套管式换热器。套管式换热器是由大小
不同的直管制成的同心套管，并由U型弯头连接而成。在套管式换热器中，一种流体走管内，
另一种流体走环形通道，适当选择两管的管径，两流体均可得到较高的流速，且两流体可以
为逆流，对传热有利。另外，套管式换热器构造较简单，能耐高压，传热面积可根据需要增
减，应用方便。其缺点是：管间接头多，易泄漏，占地面积较大，单位传热面积消耗的金属
量大。因此它较适用于流量不大，所需传热面积不多而要求压强较高的场合。
2、管壳式换热器。在中、大型中央空调中，一般采用管壳式换热器。管壳式换热器种类
比较多，但结构主要包括：列管(或U型管)、管板、折流板、壳体等将工质与水间壁开。其
优点是：结构坚固，可靠性高，适应性广，易于制造，热交换能力大，制造成本低，换热表
面清洗方便等；其缺点是：传热效率、结构紧凑性及单位传热面金属消耗量等方面均不如一
些新型高效紧凑式换热器。
3、沉浸式换热器。这种换热器是将金属管弯绕成各种与容器相适应的形状，并沉浸在容
器内的液体中。蛇管内、外的两种流体进行热量交换。其优点：结构简单、价格低廉，能承
受高压，可用耐腐蚀材料制造；其缺点：容器内液体流速小、湍流程度低，管外对流传热
系数小、传热效率低，需要传热面积大。
发明人已经申请的专利申请号：【201510782739.7】公开了《一种空调用循环泵与轴流
风机一体化装置》，该设备要求将轴流风机、驱动电机、循环泵一体化装配在空调机组中部
换热器上，换热器采用立式顶出水结构，循环泵进水口与换热器出水口直联。现有中央空调
的循环泵装配在中央空调的外部，换热器出水口与循环泵进水口之间必须连接有一条导流直
管，否则，换热器中的湍流扰动将不利于甚至可能破坏循环泵的正常工作。
发明内容
本发明的目的是要提供一种立式顶出水与泵进水口直联的换热器，该换热器具备：(1)、
工质流速快、无功损耗低、温度效率高；(2)、水道流程长，水流能产生多维方向运动、湍流
程度大，传热效率高；(3)、水泵引水管能伸入换热器，循环水已通过充分导流、能消除湍流
扰动，提高水泵运行效率；(4)、结构紧凑、占地面积小、金属消耗低；(5)、结构坚固，可靠
性高，易于制造与维护的特点。
本发明的一种立式顶出水与泵进水口直联的换热器由换热器罐、水泵引水管、螺旋换热
管、折流套管、导流套管、工质引入总管、工质导出总管、填料函组成，其特征是：所述的
水泵引水管装配在换热器罐的中部位置；所述的水泵引水管外圈同心转配有导流套管，导流
套管上部配有导流套管引流孔、导流套管下部配有导流板；所述的导流套外圈同心转配有N
个螺旋换热管；所述的相邻的两个螺旋换热管之间转配有折流套管，折流套管的上或下一侧
配有折流套管引流孔；所述的N个螺旋换热管的工质引入端装配在工质引入总管上；所述的
N个螺旋换热管的工质导出端装配在工质导出总管上；所述的工质引入总管与工质导出总管
通过填料函与换热器罐密封与固定；所述的换热器进水口设在换热器罐的底部位置；所述的
换热器排气孔设在换热器罐的顶部位置。
其中，所述的螺旋换热管配套数为奇数，相邻的两个螺旋换热管旋转方向相反。
其中，所述的折流套管数为偶数，折流套管上的折流套管引流孔可以设在靠近换热器罐
顶部的上部位置，也可以设在靠近换热器罐底部的下部位置，最外侧折流套管上的折流套管
引流孔设在靠近换热器罐顶部的上部位置，相邻的两个折流套管上的折流套管引流孔位置方
向相反。
本发明的工作原理是：
1、工质由引入总管同时进入并联在工质引入总管上的N个螺旋换热管，由工质导出总
管导出，通过螺旋换热管管壁面的导热和对流换热进行热量的传递；
2、水由换热器进水口进入换热器罐，在水泵抽吸、折流套管与螺旋换热管的多重作用下，
引导水流发生螺旋与上升运动，并通过折流套管上部的引流孔进入由下一组折流套管与螺旋
换热管组成的流道空间；下一流道空间，水流在水泵抽吸、折流套管与螺旋换热管的多重作
用下，引导水流发生螺旋与下降运动，并通过折流套管下部的引流孔进入由下一组折流套管
与螺旋换热管组成的流道空间；水流经过反复多次螺旋上升与螺旋下降最后经导流套管上部
配有的引流孔进入导流套管，经导流套管下部的导流板的隔断作用消除了水的旋转运动后，
水由水泵引水管流入泵进水口。
3、水流由循环管路进入换热器罐后流速降低、压力增大，再加上水流在流道中反复的旋
转与升降，都有可能将水中含有的空气分离出来，分离出来的空气在换热器罐顶部积聚后由
换热器排气孔排出。
本发明产品与现有技术产品相比效果主要体现为以下：
1、现有中央空调的循环泵装配在中央空调的外部，换热器出水口与循环泵进水口之间必
须连接有一条导流直管，否则，换热器中的湍流扰动将破坏循环泵的正常工作。本发明产品
在换热器罐内紧凑性的设置有导流套管、导流板与水泵引水管，能够有效消除换热器内水流
的湍流扰动对水泵工作的有害影响，可以将泵进水口直联在换热器顶部。
2、现有沉浸式换热器内的螺旋换热管一般采用单层或多层串联绕制的方式，单层螺旋换
热管的优点是结构简单，造价低，操作方便，螺旋换热管可以承受高压；缺点是容器内流体
流动速度低，传热系数小，换热效果差，设备笨重。多层串联螺旋换热管可以提高温度效率、
减小相同配套功率换热器体积，但制造困难、单位传热面金属消耗量大。本发明产品工质由
引入总管同时进入并联在工质引入总管上的N个螺旋换热管，由工质导出总管导出，通过螺
旋换热管管壁面的导热和对流换热进行热量的传递，不仅结构简单、造价低、操作方便，而
且可以提高温度效率、减小相同配套功率换热器体积与单位传热面金属消耗量。
3、现有沉浸式换热器水由换热器罐底部进入，高位流出，螺旋换热管简单沉浸在水液中，
容器内流体流动速度低，水与换热管表面没有湍流与扰动，完全靠温差升降，因此，传热系
数小，换热效果差。本发明产品通过不同旋向螺旋换热管与不同引流孔折流套管组成的流道，
导致水流在水泵抽吸作用下产生多维度的旋流与升降运动，增加了水在换热管表面的湍流与
扰动，增加了水流在换热器流道中的速度与流程，因此，传热系数大，换热效果好，能节省
换热器罐的体积。
附图说明
图1是本发明所述的一种立式顶出水与泵进水口直联的换热器的结构示意图。
图中符号说明：1换热器罐、2水泵引水管、3螺旋换热管①、4螺旋换热管②、5螺旋
换热管③、6折流套管①、7折流套管②、8导流套管、9工质引入总管、10工质导出总管、
11导流套管引流孔、12导流板、13折流套管引流孔①、14折流套管引流孔②、15填料函①、
16填料函②、17换热器进水口、18换热器排气孔
具体实施方式
下面结合附图对本发明所述的一种立式顶出水与泵进水口直联的换热器的实施例进行说
明：
本发明的一种立式顶出水与泵进水口直联的换热器由换热器罐1、水泵引水管2、螺旋换
热管①3、螺旋换热管②4、螺旋换热管③5、折流套管①6、折流套管②7、导流套管8、工质
引入总管9、工质导出总管10组成，其特征是：所述的水泵引水管2装配在换热器罐1的中
部位置；所述的水泵引水管2外圈同心转配有导流套管8，导流套管上部配有导流套管引流
孔11、导流套管下部配有导流板12；所述的导流套管8外圈同心转配有螺旋换热管①3；所
述的螺旋换热管①3与螺旋换热管②4之间转配有折流套管①6，折流套管①6的下侧配有折
流套管引流孔①13；所述的螺旋换热管②4与螺旋换热管③5之间转配有折流套管②7，折流
套管②7的上侧配有折流套管引流孔②14；所述的螺旋换热管①3、螺旋换热管②4、螺旋换
热管③5、的工质引入端装配在工质引入总管9上；所述的螺旋换热管①3、螺旋换热管②4、
螺旋换热管③5、的工质导出端装配在工质导出总管10上；所述的工质引入总管9通过填料
函①15与换热器罐1密封与固定；所述的工质导出总管10通过填料函②16与换热器罐1密
封与固定；所述的换热器进水口17设在换热器罐1的底部位置；所述的换热器排气孔18设
在换热器罐1的顶部位置。
其中，所述的螺旋换热管配套数为奇数，相邻的两个螺旋换热管旋转方向相反。
其中，所述的折流套管数为偶数，折流套管上的折流套管引流孔可以设在靠近换热器罐
顶部的上部位置，也可以设在靠近换热器罐底部的下部位置，最外侧折流套管上的折流套管
引流孔设在靠近换热器罐顶部的上部位置，相邻的两个折流套管上的折流套管引流孔位置方
向相反。