CN102384673A - 一种换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换热器，包括由总换热管排弯折形成的至少两排换热管排，在所述换热器的高度方向上，至少两处换热位置对应的所述换热管排的横向排数相异。故可以将风机安装于对应的换热管排数相对较多的位置，即保证换热管排数目较多的位置对应风速风量较大的风场，换热管排数目较小的位置对应风速风量较小的风场，从而使换热器中换热管排的布置适应相应的工作环境。则本发明提供的换热器具有均衡换热器换热能力，提高换热器换热效率的优势。

Description

一种换热器

技术领域

本发明涉及换热技术领域，特别涉及一种换热器。

背景技术

换热器是实现热介质和冷介质热量交换的设备，广泛应用于暖通空调等领域。

换热器通常包括平行设置的两根集流管，集流管之间具有多根大体上平行设置的换热管，形成换热管排，各换热管之间间隔设置散热翅片，各换热管的两端分别连通两侧的两根集流管，换热介质由一侧的集流管进入换热管内，再自另一侧的集流管流出，从而实现热交换。

由上述工作原理可知，换热介质的流量以及换热行程(换热管的轴向长度)等因素直接影响换热效率。故为了提高换热效率，且便于换热器在有限空间内的布置，存在将换热器独立连接而成的换热器装置，比如，将三排独立的微通道换热器并列连接而成的换热器装置，该结构的换热器装置需设置较多的集流管，连接方式繁琐，成本较高。为了降低成本，简化工艺，目前存在一种折叠式换热管。

请参考图1，图1为一种典型的折叠式微通道换热器的结构示意图；图2为图1的侧视图。

该微通道换热器10具有三排换热管排101，由总换热管排弯折形成，各换热管排101的高度一致(宽度和厚度均一致)，显然，该结构的换热器10可以增长换热行程，提高换热效率，而且加工简单。然而，该结构尚存在下述技术问题：无论风机置于换热器10的哪一侧，在换热器10在高度方向上，均存在风场分布不均匀的现象。比如，风机置于换热器10的上部，换热器10下部的风场较弱；风机置于换热器10的下部，则换热器10上部的风场较弱；置于中部时，换热器10的上部和下部风场较弱。故风场的不均匀会导致换热器10的换热能力不均衡，影响换热效率。

因此，如何进一步改进换热器的结构，均衡其换热能力，提高换热效率，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的为提供一种换热器，该换热器可以消除风场不均匀对换热效率的影响，均衡换热器的换热能力，提高换热器的换热效率。

为达到本发明的目的，本发明提供一种换热器，包括由总换热管排弯折形成的至少两排换热管排，在所述换热器的高度方向上，至少两处换热位置对应的所述换热管排的横向排数相异。

优选地，所述换热器的各所述换热管排由总换热管排弯折形成。

优选地，所述换热器为由所述总换热管排循环地依照顺时针和逆时针次序弯折形成的蛇形换热器。

优选地，所述换热器为由所述总换热管排沿顺时针或逆时针方向弯折形成的回旋形换热器。

优选地，所述换热器为由所述总换热管排依照逆时针、逆时针、顺时针次序弯折形成的换热器。

优选地，所述换热器为由所述总换热管排依照顺时针、逆时针、逆时针、顺时针次序弯折形成的换热器。

优选地，弯折形成的所述换热管排的数目至少为三个，且至少两个所述换热管排处于同一平面。

优选地，各换热管排中各换热管之间的翅片密度，在换热器的高度方向上，随对应的换热管排数目的减少而增加。

由于本发明提供的换热器，在高度方向上，至少两处换热位置对应的换热管排的横向数目相异。则可以将风机安装于对应的换热管排数相对较多的位置，即保证换热管排数目较多的位置对应风速风量较大的风场，换热管排数目较小的位置对应风速风量较小的风场，从而使换热器中换热管排的布置适应相应的工作环境。则本发明提供的换热器具有均衡换热器换热能力，提高换热器换热效率的优势。

在进一步的技术方案中，换热器由总换热管排依照顺时针、逆时针、逆时针、顺时针方向弯折四次形成，且形成的至少两个处于同一平面的换热管排。该种结构在形成多层次的换热管排数以便提高换热效率的同时，还可以使换热器的结构更加紧凑，节省换热器占据的空间，便于换热器的安装。

在进一步的技术方案中，各换热管排中各换热管之间的翅片密度，在换热器的高度方向上，随对应的换热管排数目的减少而增加。换热管之间的翅片数目越多，换热面积越大，换热能力越强。由于对应的换热管排数目越少的位置，其换热能力相对较低(对应的风场较弱，容易结霜)，设置密度较高的翅片，可以在一定程度上提高该位置对应的换热管排的换热能力。故通过改变翅片的密度可以进一步均衡换热器的换热能力，提高换热效率。

附图说明

图1为一种典型的折叠式微通道换热器的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3-1为本发明所提供第一种具体实施方式中换热器与风机组合的结构示意图；

图3-2为图3-1的第一种变形结构示意图；

图3-3为图3-1中换热器与风机的另一种组合结构示意图；

图4-1为本发明所提供换热器第二种具体实施方式的结构示意图；

图4-2为图4-1的倒置结构；

图5-1为本发明所提供换热器第三种具体实施方式的结构示意图；

图5-2为图5-1的倒置结构示意图；

图6-1为本发明所提供换热器第四种具体实施方式的结构示意图；

图6-2为图6-1中换热器的第一种变形结构示意图；

图6-3为图6-1中换热器的第二种变形结构示意图；

图6-4为图6-1中换热器的第三种变形结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种换热器，该换热器可以消除风场不均匀对换热效率的影响，均衡换热器的换热能力，提高换热器的换热效率。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图3-1至图3-3，图3-1为本发明所提供第一种具体实施方式中换热器与风机组合的结构示意图；图3-2为图3-1的第一种变形结构示意图；图3-3为图3-1中换热器与风机的另一种组合结构示意图。

该具体实施方式所提供的换热器2，具有总换热管排21，以及位于总换热管排21两端的第一集流管22和第二集流管23，第一集流管22和第二集流管23分别作为进口管和出口管，或出口管和进口管；总换热管排21弯折形成至少两排换热管排，各换热管排大致平行、并紧凑地并列设置，故占据的空间较小。

图3-1至图3-3所示的换热器2设于换热器2框架3中，且均具有三排换热管排，当然，可以根据实际换热需求、换热器2设置空间的大小、成本控制等因素决定换热管排的具体数目。风机4通常设于与进口侧相背的一侧，图3-1至图3-3中设于换热器2第一换热管排211端部的第一集流管22为进口端。

与现有技术不同的是，本发明所提供的换热器2，在高度方向上，至少两处换热位置对应的换热管排的横向排数相异，横向为垂直于各换热管排表面的方向。以图3-1为例，该图示出的换热器2在高度方向上可分为上下两部分，上部对应的换热管排的横向排数为两排，下部对应的换热管排的横向排数为三排(下述内容简化描述为“对应的换热管排数”)，即弯折形成的第三换热管排213高度低于第一换热管排211和第二换热管排212的高度。

此实施方式的结构适用于风机4置于换热器2下部时的工况，此时，下部风场的风量及风速较大，沿换热器2厚度方向的穿透力较强，则下部各换热管排均可以获得适宜的风量，因此，下部换热能力较强，可以设置较多的换热管排数；相应地，上部风场的风量及风速较小，换热能力较低，为了实现换热器2上部和下部换热能力的均衡，上部风场对应的换热管排数相对地小于下部的换热管排数。

则第一种实施方式的换热器2结构可以均衡换热器2的换热能力，提高换热效率。上述原理的描述结合了风机4，实际上，也可以根据结霜情况判断(根据经验或实际情况得出结霜较多和较少的位置)，换热能力较弱的位置，制冷剂容易结霜，故应提高换换热器2结霜较多位置的换热能力，减少该位置对应的换热管排数，图3-1则对应换热器2上部容易结霜的情况。即在换热器2的高度方向上，风场较弱或结霜较多的位置对应的换热管排数应较少，风场较强或结霜较少的位置对应的换热管排数应较多，在结霜于制冷剂流路的前段逐步发展的情况下，制冷剂流路的前段设于换热管排数较小的位置，可有效延长结霜时间，流路后段设于换热管排数较多的位置，可以增强流路后段无霜段的换热面积，从而制冷剂流路能从换热和结霜方面得到最大的优化。为简化描述，下述各实施例仅以风机4的安装位置结合换热器2结构进行说明，不再提及结霜情况。

另外，需要说明的是，文中所述的高度指的是，当换热管排竖直放置(制冷剂沿竖直方向流动)时，其竖直方向的高度。

同理，图2中，对图1的换热器2结构作出一定的变形，换热器2可分为上部、中部和下部，中部位置对应的换热管排数目为三排，上部、下部位置对应的换热管排数目均为两排，即形成的第一换热管排211和第三换热管排213的高度均小于中间第二换热管排212的高度。该结构适用于风机4置于换热器2中部附近的工况，则换热器2上部和下部对应风场的风量和风速较小，换热能力较低，而中部风场的风量和风速较大，换热能力较高，因此，中部风场对应的换热管排数大于上部和下部的换热管排数，同样起到均衡换热器2的换热能力，提高换热效率的作用。

图3的换热器2结构与图1的换热器2结构相同，由于风机4设于上部，将图1中的换热器2倒置设置，即可满足需求。还可以使第一换热管排211和第三换热管排213均小于中间的第二换热管排212，该结构适用于中部风场风量风速小、上部和下部风场风量风速大的工况。

上述实施例在高度方向上，将换热器2分为上部、下部，或上部、中部、下部，实际上，根据风机4的数目和安装位置，还可以进一步分段和变形，比如，自上之下分为四部分，第一和第三部分对应的换热管排数多于第二和第四部分换热管排的数目，则可以于第一和第三部分分别设置风机4，同样可以实现本发明的目的。因此，还可以设计出其他结构的换热器2，使其高度方向上至少两处换热位置对应的换热管排数相异。由此可知，需要达到的目的是：在风机4对应的换热器2的高度位置处，对应的换热管排数多于其他位置对应的换热管排数，或，将风机4安装于对应的换热管排数相对较多的位置。即实际上，本发明是根据换热器2不同部分的换热能力变化设置不同的换热管排数。

由于本发明提供的换热器2，在高度方向上，至少两处换热位置对应的换热管排的数目相异，则可以将风机4安装于对应的换热管排数相对较多的位置，换热管排数目较多的位置对应风速风量较大的风场，换热管排数目较小的位置对应风速风量较小的风场，从而使换热器2中换热管排的布置适应相应的工作环境。则本发明提供的换热器2具有均衡换热器2换热能力，提高换热器2换热效率的优势。

上述实施例中的换热器由一个总换热管排弯折形成，实际上，换热器也可以由至少两个换热管排连接而成，按照上述方式布置，也可以实现本发明的目的。

图3-1至图3-3所示的换热器2均为由总换热管排21循环地依照顺时针和逆时针次序两次弯折形成的蛇形换热器2。图3-1中总换热管排21依照顺时针、逆时针的次序弯折形成三排换热管排，继续循环弯折，可以形成四排、五排、六排，或六排以上的换热管排。该种弯折方式形成的换热器2，其弯折工序较为简单。

还可以依照单一的顺时针方向或逆时针方向弯折，形成回旋形的换热器2。请参考图4-1和图4-2所示，图4-1为本发明所提供换热器第二种具体实施方式的结构示意图；图4-2为图4-1的倒置结构。

图中所示的换热器2由总换热管排21弯折两次形成三排换热管排。与第一实施方式不同的是，该实施方式的换热器2由总换热管排21沿顺时针或逆时针方向弯折形成，即始终沿同一方向弯折，形成的换热管排逐渐向内部弯折，其中第一换热管排211和第二换热管排212的高度均大于中间的第三换热管排213高度，图4-1适用于风机4位于下部的工况，图4-2适用于风机4位于上部的工况，当然，通过变形，还可以形成中部位置对应的换热管排数多于上部和下部的结构。该实施方式的弯折工序也较为简单。

请参考图5-1和图5-2，图5-1为本发明所提供换热器第三种具体实施方式的结构示意图；图5-2为图5-1的倒置结构示意图。

本发明提供的换热器2还可以如图5-1和图5-2所示，由总换热管排21弯折三次形成，图5-1中换热器2上部对应的换热管排数为三排，即对应第二换热管排212的上部、第三换热管排213和第四换热管排214，换热器2下部对应两排，即第二换热管排212的下部和第一换热管排211，图5-2的结构与图5-1恰好相反，图5-1适用于上部风场较强的工况，图5-2适用于下部风场较强的工况。图5-1由总换热管排21依照逆时针、顺时针、顺时针的次序弯折形成。该种弯折方式形成的换热器2同样可以达到本发明的目的，此外，该种折弯方式可以使换热器2的进口端和入口端处于同一侧，以适应相应的安装环境。

请参考图6-1至图6-4所示的换热器，图6-1为本发明所提供换热器第四种具体实施方式的结构示意图；图6-2为图6-1中换热器的第一种变形结构示意图；图6-3为图6-1中换热器的第二种变形结构示意图；图6-4为图6-1中换热器的第三种变形结构示意图。

该实施方式中的换热器2由总换热管排21弯折四次形成，图6-1中换热器2由总换热管排21依照顺时针、逆时针、逆时针、顺时针方向弯折形成。通过四次弯折形成的换热管排，可以更加灵活地在高度方向上，形成不同换热管排数的换热器2。图6-1中换热器2上部和下部分别对应三排换热管排，两排换热管排；图6-2中换热器2上部和下部分别对应三排换热管排，一排换热管排；图6-3中换热器2上部、中部、下部分别对应一排换热管排、三排换热管排、一排换热管排；图6-4中换热器2上部、中部、下部分别对应两排换热管排、三排换热管排、两排换热管排。该种折弯方式也可以实现本发明的目的，与第三种具体实施方式类似，此种折弯方式形成的换热器2的结构更为灵活，以适应相应的安装环境。

针对第二、第三和第四具体实施方式中的换热器2，至少两个换热管排处于同一平面。如图5-1和图5-2所示，形成的第一换热管排211和第三换热管排213处于同一平面。图6-1至图6-4中，形成的第一换热管排211和第五换热管排215、第二换热管排212和第四换热管排214处于同一平面。以图6-4所示的换热器2为例，其形成上部、中部、下部分别对应两排、三排、两排换热管排，则其任意两排换热管排的最远距离为三个换热管排的厚度，而采用蛇形或回旋形结构时，形成该布局，任意两换热管排的最远距离为四个换热管排的距离。

可以看出，该种结构在形成多层次的换热管排数以便提高换热效率的同时，还可以使换热器2的结构更加紧凑，节省换热器2占据的空间，便于换热器2的安装。根据实际安装使用的需要，基于上述原理，还可以弯折出其他形状的换热器2，均在本实用新型的保护范围内。

此外，针对上述所有实施例，各换热管排中各换热管之间的翅片密度，在换热器2的高度方向上，可以随对应的换热管排数目的减少而增加。换热管之间的翅片数目越多，换热面积越大，换热能力越强。由上述内容可知，对应的换热管排数目越少的位置，其换热能力相对较低(对应的风场较弱，容易结霜)，设置密度较高的翅片，可以在一定程度上提高该位置对应的换热管排的换热能力。故通过改变翅片的密度可以进一步均衡换热器2的换热能力，提高换热效率。

以上对本发明所提供的一种换热器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种换热器，包括至少两个并列设置的换热管排，其特征在于，在所述换热器(2)的高度方向上，至少两处换热位置对应的所述换热管排的横向排数相异。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述换热器的各所述换热管排由总换热管排(21)弯折形成。

3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述换热器(2)为由所述总换热管排(21)循环地依照顺时针和逆时针次序弯折形成的蛇形换热器。

4.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述换热器(2)为由所述总换热管(21)排沿顺时针或逆时针方向弯折形成的回旋形换热器。

5.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述换热器(2)为由所述总换热管排(21)依照逆时针、逆时针、顺时针次序弯折形成的换热器。

6.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述换热器(2)为由所述总换热管排(21)依照顺时针、逆时针、逆时针、顺时针次序弯折形成的换热器。

7.根据权利要求4至6任一项所述的换热器，其特征在于，弯折形成的所述换热管排的数目至少为三个，且至少两个所述换热管排处于同一平面。

8.根据权利要求1至6任一项所述的换热器，其特征在于，各换热管排中各换热管之间的翅片密度，在换热器(2)的高度方向上，随对应的换热管排数目的减少而增加。

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