CN210688819U

CN210688819U - 换热器和具有其的空调器

Info

Publication number: CN210688819U
Application number: CN201921863484.7U
Authority: CN
Inventors: 李成恩
Original assignee: GD Midea Air Conditioning Equipment Co Ltd
Current assignee: GD Midea Air Conditioning Equipment Co Ltd
Priority date: 2019-10-31
Filing date: 2019-10-31
Publication date: 2020-06-05
Anticipated expiration: 2029-10-31

Abstract

本实用新型公开了一种换热器和具有其的空调器，所述换热器包括至少一个换热单元，所述换热单元包括：翅片、集流管和毛细管，集流管为两个且分别位于翅片的长度两侧，翅片的厚度一侧具有多个毛细管，毛细管的长度两端分别与两个集流管连通，多个毛细管沿翅片的宽度方向依次间隔开分布，两个边缘毛细管的端部间距W1小于集流管的内直径D1，两个边缘毛细管在翅片的至少一个横截面处的间距W2大于集流管的外直径D2，翅片的宽度W3大于集流管的外直径D2。根据本实用新型的换热器，通过如上设置多个毛细管的间距，从而可以减小毛细管两端所连接的集流管的直径，减小换热器的内容积，减小冷媒冲注量，而且可以提高翅片与毛细管的换热范围和换热均匀性。

Description

换热器和具有其的空调器

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，尤其是涉及一种换热器和具有其的空调器。

背景技术

相关技术中的管翅式换热器，采用管径较大的横置冷媒管，以及竖置设置的翅片，冷凝水排放不畅，空气流动阻力大，且翅片与冷媒管的接触面积小，翅片换热效率较低。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型在于提出一种换热器，所述换热器的换热单元的冷凝水排放顺畅、空气流动阻力小、换热能效高，且翅片与毛细管的换热效果好。

本实用新型还提出一种具有上述换热器的空调器。

根据本实用新型第一方面实施例的换热器，所述换热器包括至少一个换热单元，所述换热单元包括：翅片；集流管，所述集流管为两个且分别位于所述翅片的长度两侧；毛细管，所述毛细管设于所述翅片的厚度一侧，且所述毛细管的长度两端分别与两个集流管连通，其中，所述翅片的厚度一侧具有多个所述毛细管，多个所述毛细管沿所述翅片的宽度方向依次间隔开分布，多个所述毛细管中相距最远的两个所述毛细管为边缘毛细管，两个所述边缘毛细管的端部间距W1小于所述集流管的内直径D1，两个所述边缘毛细管在所述翅片的至少一个横截面处的间距W2大于所述集流管的外直径D2，所述翅片的宽度W3大于所述集流管的外直径D2。

根据本实用新型的换热器，通过如上设置多个毛细管的间距，从而可以减小毛细管两端所连接的集流管的直径，减小换热器的内容积，减小冷媒冲注量，而且可以提高翅片与毛细管的换热范围和换热均匀性。

在一些实施例中，每个所述毛细管均包括主体直管段和位于所述主体直管段长度两端的端部直管段，所述主体直管段和所述端部直管段平行或同轴设置，多个所述毛细管的所述主体直管段平行设置，多个所述毛细管的所述端部直管段平行设置，每相邻的两个所述主体直管段的间距均大于每相邻的两个端部直管段的间距。

在一些实施例中，多个所述主体直管段等间距排布，和/或，多个所述端部直管段等间距排布。

在一些实施例中，两个所述边缘毛细管的所述主体直管段的间距W4大于所述翅片的宽度W3的二分之一。

在一些实施例中，两个所述边缘毛细管的所述端部直管段的间距W5小于所述翅片的宽度W3的二分之一。

在一些实施例中，所述主体直管段的长度L1大于所述翅片的长度L的二分之一。

在一些实施例中，多个所述毛细管中的至少所述边缘毛细管还包括连接在所述主体直管段和所述端部直管段之间的弯管段。

在一些实施例中，与所述弯管段相连的所述端部直管段包括第一部分和第二部分，所述第一部分与所述翅片沿所述翅片的厚度方向相对，所述第二部分延伸到所述翅片的长度一端之外。

在一些实施例中，多个所述毛细管关于所述翅片的宽度中心线对称设置，所述宽度中心线为将所述翅片划分为位于所述宽度中心线两侧的等宽度两半。

在一些实施例中，多个所述毛细管关于所述翅片的长度中心线对称设置，所述长度中心线为将所述翅片划分为位于所述长度中心线两侧的等长度两半。

根据本实用新型第二方面实施例的空调器，包括根据本实用新型第一方面实施例的换热器。

根据本实用新型的空调器，通过设置上述第一方面的换热器，从而提高了空调器的整体换热性能。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是根据本实用新型一个实施例的空调器的示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的换热单元的示意图，图中每相邻的两个翅片之间隐藏了一个翅片；

图3是根据本实用新型一个实施例的翅片与毛细管配合的示意图；

图4是根据本实用新型一个实施例的翅片与毛细管、集流管配合的局部示意图；

图5是根据本实用新型一个实施例的翅片与毛细管配合的示意图；

图6是根据本实用新型一个实施例的换热器与管翅式换热器、微通道式换热器的换热量的实验对比曲线；

图7是根据本实用新型一个实施例的换热器与管翅式换热器、微通道式换热器的空气侧换热系数的实验对比曲线；

图8是根据本实用新型一个实施例的换热器与管翅式换热器、微通道式换热器的空气侧压降的实验对比曲线。

附图标记：

空调器1000；

换热器100；边板200；中隔板300；侧板400；

换热单元1；集流管11；翅片12；毛细管13；边缘毛细管130；

第一毛细管13a；第二毛细管13b；第三毛细管13c；第四毛细管13d；

主体直管段131；端部直管段132；第一部分132a；第二部分132b；弯管段133；

连接单元2；连接管21；挡板22。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。

下面，参照附图，描述根据本实用新型第一方面实施例的换热器100。

如图1所示，换热器100可以包括至少一个换热单元1，结合图2-图3，换热单元1可以包括：翅片12、集流管11和毛细管13，集流管11为两个且分别位于翅片12的长度两侧，毛细管13设于翅片12的厚度一侧，且毛细管13的长度两端分别与两个集流管11连通。

由此，由于集流管11分别位于翅片12的长度两侧，且毛细管13的长度两端分别与两个集流管11连通，从而说明毛细管13沿翅片12的延伸方向延伸，或者说毛细管13的长度方向和翅片12的长度方向相同或者大体相同，由此，第一、可以提高毛细管13与翅片12的换热面积，使得毛细管13与翅片12的换热效率高，从而可以加快翅片12与空气的热交换速度，第二，翅片12与毛细管13的相对位置关系，不像管翅式换热器100中翅片12和冷媒管那样相互垂直设置，因此可以保证冷凝水的顺畅排放。

需要说明的是，毛细管13指的是管径较小的细管(例如管径可以为0.5mm左右)，由于毛细管13的管径较小，相比于管翅式换热器100来说，冷媒泄漏问题更小，换热器100乃至其所应用的空调器1000的安全性都更有保证，可靠性更有保证。

如图3所示，翅片12的厚度一侧具有多个毛细管13，多个毛细管13沿翅片12的宽度方向依次间隔开分布(图3中所示的F1方向指示翅片12的宽度方向，图3中所示的F2方向指示翅片12的长度方向)。由此，可以提高翅片12与毛细管13的换热面积，提高换热器100整体的换热性能。

结合图4，多个毛细管13中相距最远的两个毛细管13为边缘毛细管130，即靠近翅片12宽度两侧边缘的两个毛细管13分别为边缘毛细管130，两个边缘毛细管130的端部间距W1小于集流管11的内直径D1，由此说明，多个毛细管13在端部的位置间距较小，保证多个毛细管13均可以插入集流管11内，以与集流管11内部的冷媒连通。两个边缘毛细管130在翅片12的至少一个横截面处的间距W2大于集流管11的外直径D2，翅片12的宽度W3大于集流管11的外直径D2，由此说明，多个毛细管13在非端部的位置间距较大，且翅片12的宽度可以较宽，从而翅片12与毛细管13的换热范围较大，换热均匀性较好。

由此，通过如上设置多个毛细管13的间距，从而使得多个毛细管13呈现端部在集流管11处汇聚、在非端部较为分散的形式，从而可以减小毛细管13两端所连接的集流管11的直径，减小换热器100的内容积，减小冷媒冲注量，而且可以提高翅片12与毛细管13的换热范围和换热均匀性。

在本实用新型的一些实施例中，如图3和图4所示，每个毛细管13均包括主体直管段131和位于主体直管段131长度两端的端部直管段132，主体直管段131和端部直管段132平行或同轴设置，多个毛细管13的主体直管段131平行设置，多个毛细管13的端部直管段132平行设置，每相邻的两个主体直管段131的间距均大于每相邻的两个端部直管段132的间距。由此，毛细管13的结构简单、方便加工，且方便毛细管13与翅片12的定位装配等，而且可以简单且有效地保证多个毛细管13之间的间距符合上述要求。

需要说明的是，每相邻的两个主体直管段131的间距可以相等、也可以不等，每相邻的两个端部直管段132的间距可以相等、也可以不等。例如图4所示，第一毛细管13a的主体直管段131和第二毛细管13b的主体直管段131的间距为b1、第二毛细管13b的主体直管段131和第三毛细管13c的主体直管段131的间距为b2、第三毛细管13c的主体直管段131和第四毛细管13d的主体直管段131的间距为b3，第一毛细管13a的端部直管段132和第二毛细管13b的端部直管段132的间距为a1、第二毛细管13b的端部直管段132和第三毛细管13c的端部直管段132的间距为a2、第三毛细管13c的端部直管段132和第四毛细管13d的端部直管段132的间距为a3，其中，b1、b2、b3中任意两个可以相等或者不等，a1、a2、a3中任意两个可以相等或者不等，但是，b1、b2、b3中任意一个大于a1、a2、a3中任意一个，从而保证每相邻的两个主体直管段131的间距均大于每相邻的两个端部直管段132的间距。

在本实用新型的一些实施例中，多个主体直管段131可以等间距排布，例如图4中所示的b1＝b2＝b3，由此，翅片12与多个毛细管13的换热均匀。在本实用新型的一些实施例中，多个端部直管段132可以等间距排布，例如图4中所示的a1＝a2＝a3。由此，方便加工和装配。

在本实用新型的一些实施例中，如图4所示，两个边缘毛细管130的主体直管段131的间距W4大于翅片12的宽度W3的二分之一，即W4＞W3/2。由此，可以提高翅片12与毛细管13的换热效果和换热均匀性。

在本实用新型的一些实施例中，如图5所示，主体直管段131的长度L1大于翅片12的长度L的二分之一。由此，可以提高翅片12与毛细管13的换热效果和换热均匀性。

在本实用新型的一些实施例中，如图4所示，两个边缘毛细管130的端部直管段132的间距W5小于翅片12的宽度W3的二分之一，即W5＜W3/2。由此，可以减小毛细管13两端所连接的集流管11的直径，减小换热器100的内容积，减小冷媒冲注量。

在本实用新型的一些实施例中，如图3所示，多个毛细管13中的至少边缘毛细管130还包括连接在主体直管段131和端部直管段132之间的弯管段133。由此，可以避免毛细管13中出现直角弯折部，从而可以降低毛细管13内冷媒的流动阻力，提高换热器100的性能。在图3中所示的具体示例中，还可以是每个毛细管13均可以包括连接在主体直管段131和端部直管段132之间的弯管段133，从而可以保证每个毛细管13内的冷媒流动阻力均较小。

结合图4，与弯管段133相连的端部直管段132包括第一部分132a和第二部分132b，第一部分132a与翅片12沿翅片12的厚度方向相对，第二部分132b延伸到翅片12的长度一端之外。由此，可以进一步降低弯管段133的弯曲程度，从而进一步降低毛细管13内的冷媒流动阻力。

需要说明的是，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。例如，上述多个实施例中的任意两个或多个均可以结合为一个具体实施例。

在本实用新型的一些实施例中，如图5中所示，多个毛细管13关于翅片12的宽度中心线(如图5中所示的S1-S1线)对称设置，宽度中心线为将翅片12划分为位于宽度中心线两侧的等宽度两半。由此，可以降低装配难度，而且可以较为简单地保证集流管11的中心和翅片12的中心位于同一平面内，从而可以有效地保证换热器100整体的重心稳定，应用于空调器1000等设备中，方便安装。

此外，如图5所示，多个毛细管13关于翅片12的长度中心线(如图5中所示的S2-S2线)对称设置，长度中心线为将翅片12划分为位于长度中心线两侧的等长度两半。由此，可以保证伸出翅片12长度两端的毛细管13的长度相等，以便于与两侧的集流管11装配，改善换热器100的一致性。当然，本实用新型不限于此，在本实用新型的其他实施例中，多个毛细管13还可以并不关于翅片12的宽度中心线或长度中心线对称设置。

在本实用新型的一些实施例中，翅片12、毛细管13、集流管11可以焊接为一体式，由此，接触热阻小，能够有效的提升翅片12的换热效率，提升换热器100的总传热系数，最终提升换热量，而且制造更简单高效。

在本实用新型的一些实施例中，换热器100可以包括多个换热单元1，从而可以进一步提高换热器100整体的换热性能。例如在本实用新型的一个具体示例中，如图1所示，换热器100可以包括两个换热单元1和连接在两个换热单元1之间的连接单元2，其中，每个换热单元1均可以包括两个沿上下方向间隔且平行设置的集流管11和垂直于集流管11方向设置的翅片12与毛细管13，两个换热单元1的集流管11相互垂直设置，以使换热器100自上而下作正投影时大体为L形的换热器100，连接单元2可以包括两个连接管21和挡板22，两个连接管21分别对应连接两个换热单元1的两个集流管11，挡板22连接在两个连接管21之间，从而可以避免大气流从两个连接管21之间流走、降低换热效率的问题。当然，本实用新型不限于此，在本实用新型的其他实施例中，还可以通过调节连接单元2的结构和换热单元1的数量，可以使得换热器100自上而下作正投影时大体为U形的换热器100等，从而加大换热器100的换热面积，进而提高换热器100的换热效率，以适应能效升级。

下面，描述根据本实用新型第二方面实施例的空调器1000。

如图1所示，根据本实用新型第二方面实施例的空调器1000，可以包括根据本实用新型第一方面实施例的换热器100。根据本实用新型实施例的空调器1000，由于换热器100的换热效率可以得到提高，从而可以提高空调器1000的整体能效。

具体而言，根据本实用新型第二方面实施例的空调器1000的类型不限，也就是说，据本实用新型第一方面实施例的换热器100所应用的空调器1000的类型不限，而且换热器100可以应用于空调器1000的室内机、或空调器1000的室外机。

在本实用新型的一些实施例中，换热器100可以可拆卸地固定在空调器1000内，此时，可以采用例如螺栓、卡扣等形式固定，此外，换热器100在空调器1000内的固定位置不限，例如当将换热器100安装于空调器1000的室外机内时，可以将换热器100与室外机的边板200、中隔板300、侧板400等进行固定相连，在此不作赘述。

此外，根据本实用新型实施例的空调器1000的其他构成，在空调器1000的类型确定后，空调器1000的其他构成，例如风机等对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

下面，描述根据本实用新型一个具体示例的换热单元1。

在本示例中，两个集流管11均沿水平方向延伸，换热单元1包括多个翅片12，多个翅片12沿集流管11的长度方向间隔开排布，每个翅片12均沿竖置方向延伸，每个翅片12的厚度一侧设有多个毛细管13，多个毛细管13沿翅片12的宽度方向间隔开排布，每个毛细管13均沿竖置方向延伸。

由此，当换热器100作为蒸发器使用时，便于冷凝水的排放。而且，由于每个毛细管13均竖置设置，相比于管翅式换热器100中冷媒管均沿水平方向延伸且在上下方向上间隔开分布的方案，每个毛细管13内的冷媒分配不受重力影响，实现两相流均匀分配。当然，本实用新型的换热器100不限于上述摆放方式，而且，换热器100不限于作为蒸发器使用。

如图4所示的具体示例中，毛细管13的端部汇聚结构设计，减小毛细管13两端所连接的集流管11直径，从而可以减小换热器100内容积，减少冷媒充注量，多个毛细管13以翅片12宽度中心线对称汇聚，伸出翅片12端部以便与两端集流管11配合，多个毛细管13还以翅片12长度中心线对称，保证伸出翅片12端部的长度一致，以便与两端集流管11配合，改善换热器100的一致性，多个毛细管13翅片12沿着集流管11的长度方向按等间距排列分布，便于毛细管13两端分别配合在两侧的集流管11内。

此外，实用新型人还根据传热学的理论，将本示例的换热单元1与相关技术中的管翅式换热器100、微通道式换热器100进行了实验对比，在实验中设定了在同等情况下的不同换热器100的换热量Q(单位：Kcal/h.k)的数据(如图6所示)、空气侧换热系数h_o(单位：W/m2.k)的数据(如图7所示)、以及空气侧压降(单位：Pa)的数据(如图8所示)，结果表明，本示例的换热单元1具有更加优良的换热能力。

根据传热学理论公式：

换热量Q＝K·A₀·ΔT

空气侧换热系数h_o＝(Ap+η·Af)/A_o×h_a

其中，Q为换热器100的换热量，K为换热器100的总传热系数，h_w为冷媒侧热传导率，A_o为换热器100的空气侧导热面积，h_o为换热器100的空气侧换热系数，Ap为毛细管13导热面积，h_a为翅片12的空气侧传导率，Api为冷媒侧导热面积，Af为翅片12的导热面积，A_co为翅片12与毛细管13的接触面积，η为翅片12的换热效率，h_c为翅片12与毛细管13的接触传导率，ΔT为温度差，tp为换热器100的空气侧温差，λp为换热器100的空气侧导热率。

在图6中，横坐标为风速，纵坐标为换热器100的换热量，L1所示曲线代表本示例的换热单元1的风速-换热量曲线，L2所示曲线代表管翅式换热器100的风速-换热量曲线，L3所示曲线代表微通道式换热器100的风速-换热量曲线。从图中可以看出，在同等风速的条件下，本示例的换热单元1的换热量Q相对较高。

在图7中，横坐标为风速，纵坐标为空气侧换热系数h_o，L1’所示曲线代表本示例的换热单元1的风速-空气侧换热系数曲线，L2’所示曲线代表管翅式换热器100的风速-空气侧换热系数曲线，L3’所示曲线代表微通道式换热器100的风速-空气侧换热系数曲线。从图中可以看出，在同等风速的条件下，本示例的换热单元1的空气侧换热系数h_o相对较高。

在图8中，横坐标为风速，纵坐标为空气侧压降，L1”所示曲线代表本示例的换热单元1的风速-空气侧压降曲线，L2”所示曲线代表管翅式换热器100的风速-空气侧压降曲线，L3”所示曲线代表微通道式换热器100的风速-空气侧压降曲线。从图中可以看出，在同等风速的条件下，本示例的换热单元1和微通道式换热器100的空气侧压降都相对较低，说明风阻较小，换热效率更好。

通过以上三组实验可以得出，本示例的换热单元1，毛细管13与翅片12的接触热阻小，能够有效提升翅片12的换热效率，提成换热单元1的总传热系数，进而提升换热器100的整体换热量。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种换热器，其特征在于，所述换热器包括至少一个换热单元，所述换热单元包括：

翅片；

集流管，所述集流管为两个且分别位于所述翅片的长度两侧；

毛细管，所述毛细管设于所述翅片的厚度一侧，且所述毛细管的长度两端分别与两个集流管连通，其中，所述翅片的厚度一侧具有多个所述毛细管，多个所述毛细管沿所述翅片的宽度方向依次间隔开分布，多个所述毛细管中相距最远的两个所述毛细管为边缘毛细管，两个所述边缘毛细管的端部间距W1小于所述集流管的内直径D1，两个所述边缘毛细管在所述翅片的至少一个横截面处的间距W2大于所述集流管的外直径D2，所述翅片的宽度W3大于所述集流管的外直径D2。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，每个所述毛细管均包括主体直管段和位于所述主体直管段长度两端的端部直管段，所述主体直管段和所述端部直管段平行或同轴设置，多个所述毛细管的所述主体直管段平行设置，多个所述毛细管的所述端部直管段平行设置，每相邻的两个所述主体直管段的间距均大于每相邻的两个端部直管段的间距。

3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，多个所述主体直管段等间距排布，和/或，多个所述端部直管段等间距排布。

4.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，两个所述边缘毛细管的所述主体直管段的间距W4大于所述翅片的宽度W3的二分之一。

5.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，两个所述边缘毛细管的所述端部直管段的间距W5小于所述翅片的宽度W3的二分之一。

6.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述主体直管段的长度L1大于所述翅片的长度L的二分之一。

7.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，多个所述毛细管中的至少所述边缘毛细管还包括连接在所述主体直管段和所述端部直管段之间的弯管段。

8.根据权利要求7所述的换热器，其特征在于，与所述弯管段相连的所述端部直管段包括第一部分和第二部分，所述第一部分与所述翅片沿所述翅片的厚度方向相对，所述第二部分延伸到所述翅片的长度一端之外。

9.根据权利要求2-8中任一项所述的换热器，其特征在于，多个所述毛细管关于所述翅片的宽度中心线对称设置，所述宽度中心线为将所述翅片划分为位于所述宽度中心线两侧的等宽度两半。

10.根据权利要求9所述的换热器，其特征在于，多个所述毛细管关于所述翅片的长度中心线对称设置，所述长度中心线为将所述翅片划分为位于所述长度中心线两侧的等长度两半。

11.一种空调器，其特征在于，包括根据权利要求1-10中任一项所述的换热器。