CN103063059A - 翅片管式换热器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种翅片管式换热器，包括：相互连通的气态制冷剂换热管和液态制冷剂换热管，其中，气态制冷剂换热管的管径大于液态制冷剂换热管的管径。本发明提供给的翅片管式换热器，在制冷剂为气相或气相较多的部分，采用管径相对较粗的换热管，减小了制冷剂在气相或气相较多部分的流动阻力损失；在制冷剂为液相或液相较多的部分，采用管径相对较细的换热管，增加制冷剂在制冷剂为液相或液相较多部分的换热系数，实现系统制冷效率的提高。同时，由于减小了部分换热管的管径，一方面节省了换热管的材料成本，同时，由于换热器整体内容积的减小，减少了制冷系统中的制冷剂充注量，降低了制冷系统的成本。

Description

翅片管式换热器

技术领域

本发明涉及制冷系统领域，特别地，涉及一种翅片管式换热器。

背景技术

翅片管式换热器广泛应用于风冷压缩式制冷领域，如家用空调器/除湿机等，目前，市场上的家用空调/除湿机基本均采用等内径翅片管式换热器。

目前，由于用于制造翅片管式换热器的铜、铝等金属材料价格昂贵，空调/除湿机中使用的制冷剂价格也在不断上涨，导致空调/除湿机的生产成本不断提高，增加了空调/除湿机制造企业及消费者的负担。

发明内容

本发明目的在于提供一种翅片管式换热器，以解决现有翅片管式换热器的生产成本不断提高的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种翅片管式换热器，包括：相互连通的气态制冷剂换热管和液态制冷剂换热管，其中，气态制冷剂换热管的管径大于液态制冷剂换热管的管径。

进一步地，气态制冷剂换热管的管径与液态制冷剂换热管的管径的比例系数为1.1至2。

进一步地，气态制冷剂换热管的管径为7mm至9.52mm；液态制冷剂换热管的管径为5mm至7.94mm。

进一步地，翅片管式换热器中与压缩机的排气口相连的一端为起始端，靠近起始端的管路为气态制冷剂换热管，翅片管式换热器中与节流装置相连的一端为截止端，靠近截止端的管路为液态制冷剂换热管。

进一步地，翅片管式换热器为单排翅片管式换热器或多排管式换热器。

进一步地，气态制冷剂换热管与液态制冷剂换热管之间通过U形的连接弯头相连，U形的连接弯头的两个连接端口的口径分别与气态制冷剂换热管的管径和液态制冷剂换热管的管径相匹配。

进一步地，翅片管式换热器为双排翅片管式换热器，双排翅片管式换热器中与压缩机相连的一排换热管为气态制冷剂换热管，与节流装置相连的一排换热管为液态制冷剂换热管。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的翅片管式换热器包括相互连通的气态制冷剂换热管和液态制冷剂换热管，其中，气态制冷剂换热管的管径大于液态制冷剂换热管的管径。本发明提供给的翅片管式换热器，在制冷剂为气相或气相较多的部分，采用管径相对较粗的换热管，减小了制冷剂在气相或气相较多部分的流动阻力损失；在制冷剂为液相或液相较多的部分，采用管径相对较细的换热管，增加制冷剂在制冷剂为液相或液相较多部分的换热系数，实现系统制冷效率的提高。同时，由于减小了部分换热管的管径，一方面节省了换热管的材料成本，同时，由于换热器整体内容积的减小，减少了制冷系统中的制冷剂充注量，降低了制冷系统的成本。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的单排的翅片管式换热器的主视结构示意图；

图2是本发明优选实施例的双排的翅片管式换热器的主视结构示意图；以及

图3是本发明优选实施例的双排的翅片管式换热器的换热管的俯视结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示，本发明提供了一种翅片管式换热器，包括：相互连通的气态制冷剂换热管10和制冷剂换热管30，气态制冷剂换热管10的管径大于液态制冷剂换热管30的管径，其中，气态制冷剂换热管是指制冷剂全部或主要呈气态时所流经的管路，液态制冷剂换热管是指制冷剂全部或主要呈液态时所流经的管路。

在使用翅片管式换热器的压缩式制冷系统中，制冷剂在换热器管道内部循环流动，在流动的过程中伴随着制冷剂从气态-液态，液态-气态的物相变化，以实现与空气的热交换。翅片管式换热器使用的换热铜管一般均为内螺纹铜管。在相同管径的换热管中，在质量流量一致的情况下，气态制冷剂的流动阻力损失要远大于液态制冷剂的流动阻力损失。在物相一致、质量流量一致的情况下，制冷剂在小管径换热管中的流速要大于在大管径换热管中的流速，制冷剂流速的提高有助于提高其对流换热系数，但流速的提高也会造成流动阻力损失的增加。因此，在换热器中制冷剂为气相或气相较多的部分，采用管径相对较粗的换热管，减小了制冷剂在气相或气相较多部分的流动阻力损失；在制冷剂为液相或液相较多的部分，采用管径相对较细的换热管，增加制冷剂在制冷剂为液相或液相较多部分的换热系数，实现系统制冷效率的提高。同时，由于减小了部分换热管的管径，一方面节省了换热管的材料成本，同时，由于换热器整体内容积的减小，减少了制冷系统中的制冷剂充注量，降低了制冷系统的成本。

气态制冷剂换热管10的管径与液态制冷剂换热管30的管径的比例系数为1.1至2。

气态制冷剂换热管10的管径为7mm至9.52mm，液态制冷剂换热管30的管径为5mm至7.94mm。

从图1中可以看出，气态制冷剂换热管10的管径相对较粗，液态制冷剂换热管30的管径相对较细，相连接的气态制冷剂换热管10与液态制冷剂换热管30之间通过U形的连接弯头20相连，U形的连接弯头20的两个连接端口的口径分别与气态制冷剂换热管10的管径和液态制冷剂换热管30的管径相匹配，各个换热管都设置在翅片40上。由于压缩机内排除的介质为气态介质，靠近压缩机一侧的换热管就可以采用管径较粗的气态制冷剂换热管10，经过气态制冷剂换热管10之后，介质变为液态流入到节流装置中，因此，靠近节流装置一侧的换热管可以采用管径相对较细的液态制冷剂换热管30。

图2是使用不同管径的双排翅片管式换热器的主视结构图，图3是使用不同管径的双排翅片管式换热器的换热管的俯视结构示意图，如图2和图3所示。双排翅片管式换热器中的两排管中的一排为气态制冷剂换热管10，这一排气态制冷剂换热管10与压缩机相连，另一排与节流装置相连的换热管为液态制冷剂换热管30。实际上，对于双排翅片管式换热器还可以采用其他布置形式，比如，与压缩机的排气口相连的第一排换热管中靠近压缩机的排气口的换热管采用气态制冷剂换热管10，远离压缩机的换热管采用液态制冷剂换热管30，也就是说第一排换热管中的一部分采用采用直径较粗的气态制冷剂换热管10，而与节流装置靠近的一部分采用直径较细的液态制冷剂换热管30，由于两排换热管串联连接，与节流装置相连的第二排换热管则可以完全采用直径较粗的液态制冷剂换热管30。同样地，也可以根据具体的工况，将与压缩机的排气口相连的第一排换热管全部采用直径较粗的气态制冷剂换热管10，而将与节流装置相连的第二排换热管的一部分采用气态制冷剂换热管10，而与节流装置相连的剩余的换热管采用液态制冷剂换热管30。从图2中看，两排换热管沿换热器的高度方向布置，也可以沿换热器的宽度方向布置，而且，无论是双排还是多排翅片管式换热器，都可以再用多种管径组合方式，气态制冷剂换热管10和液态制冷剂换热管30的使用比例可以根据具体情况进行设定，以达到最大限度地提高换热效果、节约成本的目的，但是由于各排换热器都是串联连接，制冷剂的状态始终是由气态进入、液态流出，只要在设计换热器的管路时把握住靠近气态端的换热管采用大管径、靠近液态端的换热管采用小管径的原则即可。

实际上，翅片管式换热器中的换热管还有其他的组合方式，气态制冷剂换热管和液态制冷剂换热管的排列方式也不限于上述的两种案例，具体应该根据换热器的流路方式进行设计，可以出现各种不同的方式。例如单排翅片管式换热器可以上面粗管下面细管或上面细管下面粗管；双排翅片管式换热器可以外侧细管内侧粗管或外侧粗管内侧细管或已前述单排结构组合等等。

同时，上述的技术方案也不仅限于两种管径的组合，也包含三种及三种以上管径的组合。

以下案例是一台1匹家用空调器在使用全部由管径为Φ7的铜管组成的换热器和使用Φ7+Φ5铜管组合的换热器在相同测试条件下的性能测试对比，从测试结果看使用Φ7+Φ5铜管组合的换热器换热性能有明显的提升，同时降低了换热器和制冷剂成本。制冷剂为R410A。

以下案例是一台3匹家用空调器在使用全部由管径为Φ9.52的铜管组成的换热器和使用Φ9.52+Φ7.94铜管组合的换热器在相同测试条件下的性能测试对比，从测试结果看使用Φ9.52+Φ7.94铜管组合的换热器换热性能有明显的提升，同时降低了换热器和制冷剂成本。制冷剂为R410A。

本技术根据制冷剂在压缩式制冷系统运行过程中，换热器内部不同部位的制冷剂物相状态以及相应状态下的热力学性能，调整换热器不同部位的换热管管径，达到提高换热器换热效率，降低换热器成本以及降低系统制冷剂充注量的目的。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种翅片管式换热器，其特征在于，包括：相互连通的气态制冷剂换热管(10)和液态制冷剂换热管(30)，所述气态制冷剂换热管(10)的管径大于所述液态制冷剂换热管(30)的管径。

2.根据权利要求1所述的翅片管式换热器，其特征在于，所述气态制冷剂换热管(10)的管径与所述液态制冷剂换热管(30)的管径的比例系数为1.1至2。

3.根据权利要求1所述的翅片管式换热器，其特征在于，所述气态制冷剂换热管(10)的管径为7mm至9.52mm；所述液态制冷剂换热管(30)的管径为5mm至7.94mm。

4.根据权利要求1所述的翅片管式换热器，其特征在于，所述翅片管式换热器中与压缩机的排气口相连的一端为起始端，靠近所述起始端的换热管为所述气态制冷剂换热管，所述翅片管式换热器中与节流装置相连的一端为截止端，靠近所述截止端的换热管为所述液态制冷剂换热管。

5.根据权利要求4所述的翅片管式换热器，其特征在于，所述翅片管式换热器为单排翅片管式换热器或多排翅片管式换热器。

6.根据权利要求4或5所述的翅片管式换热器，其特征在于，所述气态制冷剂换热管(10)与所述液态制冷剂换热管(30)之间通过U形的连接弯头(20)相连，所述U形的连接弯头(20)的两个连接端口的口径分别与所述气态制冷剂换热管(10)的管径和所述液态制冷剂换热管(30)的管径相匹配。

7.根据权利要求6所述的翅片管式换热器，其特征在于，所述翅片管式换热器为双排翅片管式换热器，所述双排翅片管式换热器中与压缩机相连的一排换热管为所述气态制冷剂换热管(10)，与节流装置相连的一排换热管为所述液态制冷剂换热管(30)。

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