CN101226022A - 一种微间距平行流热交换器 - Google Patents

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Abstract

一种微间距平行流热交换器，包括一排平行排列的热交换扁管，平行排列的热交换扁管的两端口垂直连接一对集流管，其特征是：热交换扁管的管间距为大于1mm到小于4mm之间。与现有同体积的平行流热交换器相比，热交换能力大为提高，因而可以减少外型体积，运用到那些现有平行流热交换器因外型过大而无法使用的热交换场合，从而降低了生产成本。本发明还具有热交换能力高，无需套装焊接散热铝片而消除其带来的一切缺点的特点。

Description

一种微间距平行流热交换器
本发明涉及一种微间距平行流热交换器，特别是仅涉及一种热交换扁管间距的平行流热交换器。
背景技术
目前已知的风冷空调热交换器根据所使用的热交换管的管形及结构通常分为管片式，管带式和平行流式这三种，其基本技术特征是将需要热交换的制冷剂引入到制作成一定形状的管道内流动，在流动的同时，通过与管外的空气进行热交换达到热交换的目的，为了达到所需要的热交换能力，还必需在管外焊接套装散热铝片，并设有风机强制空气对流。其中的平行流式热交换器的基本技术特征为：在一对平行布置的集流管之间垂直连接若干条平行排列的热交换扁管，热交换扁管之间夹焊波纹形散热翅片，热交换扁管一侧设有强制空气对流的风机。制冷剂在集流管中隔片的阻隔下，平行有序地在扁管间流动，在流动的同时，通过与扁管外的空气进行热交换达到热交换的目的。现有的平行流热交换器中的热交换扁管空气侧传热系数较小，均需在热交换扁管间焊接波纹状翅片，扩大热交换面积，才能达到所需要的热交换能力。由于热交换扁管间存在波纹状翅片，增大了强制空气对流的风阻，而风阻太大，又会反过来降低强制空气对流对提高热交换能力的作用，所以，通常情况是，波纹状翅片的密度不能过密，热交换扁管的管间距不能设置得过小，否则，就会因风阻太大，达不到强制空气对流来满足所需要的热交换能力的目的，现有平行流热交换器热交换扁管的管间距最小的也就仅为6mm。由于管间距的限制，平行流热交换器要提高热交换能力，通常只有采取加大热交换器体积的办法，但一些热交换器应用场合限制较严，空间大小有限，按这些有限的空间设计出来的平行流热交换器，无法满足所需要的热交换能力，只有扩大空间，才能运用在这一类应用场合上，但这会增加生产成本，失去了平行流热交换器结构紧凑成本低的优势，且多数情况下这种应用场合是无法根据要求扩大的，这就限制了平行流热交换器在这些特殊场合中的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种微间距平行流热交换器，采用了这种微间距平行流热交换器，就可在那些现有平行流热交换器因空间限制而无法设置应用的场合，制作设置出所需热交换能力的平行流热交换器来，以满足使用要求。本发明的热交换器可应用在家用空调，汽车空调等热交换场合上。
本发明的目的是通过以下方式来实现的：
一种微间距平行流热交换器，包括一排平行排列的热交换扁管，平行排列的热交换扁管的两端口垂直连接一对集流管，其特征是：热交换扁管的管间距为大于1mm到小于4mm之间。
本发明的目的还可以通过以下方式来实现：
一种微间距平行流热交换器，包括一排平行排列的热交换扁管，平行排列的热交换扁管的两端口垂直连接一对集流管，其特征是：热交换扁管的管间距为大于1mm到小于3mm之间。
制冷剂通过平行排列的热交换扁管的一边端口上的集流管进入，流过热交换扁管，然后通过热交换扁管的另一边端口上的集流管流出，制冷剂流过热交换扁管，与热交换扁管外面的空气在风机强制对流的作用下进行热交换，达到热交换的目的。热交换扁管空气侧的传热系数越大，热交换能力就越大，传热系数越小，热交换能力就越小，热交换扁管空气侧的风阻越大，热交换能力就越小，风阻越小，热交换能力就越大。在其他参数一定的情况下，通常认为热交换扁管空气侧的传热系数和风阻会随着热交换扁管管间距的缩小而逐渐加大，当管间距缩小到一定的距离时，风阻会加速加大，严重时会造成热交换能力的急剧下降。因此，管间距的距离大小是决定热交换能力大小甚至是决定能否达到所需热交换能力的重要因素。现有的管间距通常设计在6mm到15mm之间，在这个管间距区间里，热交换扁管空气侧的传热系数和风阻会随着热交换扁管管间距的缩小而逐渐加大，反之，则会逐渐减小，传热系数和风阻的加大和减小，基本上是同步的顶多也就是数倍的差异，当热交换扁管的管间距缩小到4mm以下，特别是缩小到3mm以下时，热交换扁管空气侧的传热系数和风阻会随着热交换扁管管间距的缩小而逐渐加大的速度则会发生明显的差异，即随着管间距的缩小，热交换扁管空气侧的传热系数加大的速度要远远大于风阻加大的速度，也就是说，热交换扁管因空气侧的传热系数的加大而得到的热交换能力的提高将远远大于热交换扁管空气侧因风阻加大而降低的热交换能力，这一技术特征是热交换扁管管间距为6mm到15mm之间的平行流热交换器所没有的。现有的热交换扁管间焊接波纹状翅片的结构，决定了热交换扁管的管间距不能再缩小了，否则就会因风阻的加大而造成热交换能力的急剧下降。热交换扁管间焊接波纹状翅片是一种常规设计，这种常规设计因此限制了人们的设计思想，阻碍了将热交换扁管管间距往小的方向设计，尤其是往小于4mm的方向上设计的设计思路，本发明的热交换扁管管间取消了波纹状翅片的设计，从而使得运用热交换扁管的管间距在小于4mm以下时，热交换扁管空气侧传换系数和风阻的独特变化特性的设计成为可能。单纯的就管间距来说，管间距大于1mm到小于3mm的设计要优于管间距大于1mm到小于4mm的设计，究竟管间距采用大于1mm到小于4mm之间的哪一个值，要结合热交换扁管的管状，强制空气对流风机的风口结构，风速，风量等因素而定。本发明中的管间距是指一排平行排列的热交换扁管中每相邻两条热交换扁管管外之间的距离。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下主要特点：
1，与现有同体积平行流热交换器相比，热交换能力大为提高。因而可以减少外型体积，运用到那些现有平行流热交换器因外型过大而无法使用的热交换场合。
2，外型体积减少就可满足使用要求，从而降低了生产成本，具有高效，低成本的特点。
3，由于已经能够满足热交换的需要，省去了铝质散热片，进一步降低了生产成本，彻底消除了因散热铝片带来的所有缺点。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图中1是制冷剂入口管，2是集流管，3是热交换扁管，4是集流管，5是管间距，6是隔片，7是制冷剂出口管。
本实施例为本发明作为空调冷凝器应用的实施例：图中2和图中4为一对平行的集流管，集流管之间垂直连接一组平行排列的热交换扁管3，图中5为热交换扁管的管间距，即平行排列的热交换扁管中每相邻两条热交换扁管管外之间的距离，也即为与平行排列热交换扁管3垂直方向上管外之间的最短距离，当热交换扁管3的横切面为椭圆形时，管间距5即为热交换扁管中每相邻两条热交换扁管之间的最短距离。来自压缩机的高温，高压制冷剂气体通过集流管2上的制冷剂入口管1进入集流管2，在隔片6的阻隔下，流过热交换扁管3，流到热交换扁管的另一边端口上的集流管4中，然后在隔片6的作用下，通过下面的热交换扁管返回流入另一边端口上的集流管2中，然后再返回流入另一边端口上的集流管4，制冷剂就是这样通过在扁管中来回反复流动时与扁管外空气进行热交换，不断放出热量而最后被冷凝成液体，直到通过集流管4上的制冷剂出口管7流出。本发明由于采用了微小管间距5的设计，也就是管间距为大于1mm到小于4mm的设计，制冷剂在扁管中来回反复流动时与扁管外空气进行热交换的能力将大为提高。本发明的微间距是相对现有热交换扁管的管间距而言的，实施时管间距5的推荐值为2mm或2.5mm。集流管2，4中的隔片6是为了控制每次可供流入制冷剂的热交换扁管的数量即制冷剂的流量而设置的，实施时需设置多少隔片及每片隔片的位置视热交换要求而定。图中仅标示了10条热交换扁管3，实际应用时热交换扁管的数量视热交换的需要和具体热交换扁管的结构尺寸而定。本实施例为本发明作为空调冷凝器应用的实施例，与作为空调蒸发器的应用没有本质区别，作为空调蒸发器的应用，可参照实施。

Claims (2)

1.一种微间距平行流热交换器，包括一排平行排列的热交换扁管，平行排列的热交换扁管的两端口垂直连接一对集流管，其特征是：热交换扁管的管间距为大于1mm到小于4mm之间。
2.根据权利要求1所述的微间距平行流热交换器，其特征在于：热交换扁管的管间距为大于1mm到小于3mm之间。
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