CN103375942B - 热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热交换器，该热交换器包括：多个扁平管，供制冷剂在其中流动；散热片，包括多个管联结器，上述扁平管插入这些管联结器中，其中制冷剂与流过该散热片的流体交换热量；以及集管，联接到这些扁平管的至少一个侧部，并且将制冷剂分配到这些扁平管。该散热片包括：第一散热片，联接到一部分扁平管，该部分扁平管的构成第一排；以及第二散热片，设置在该第一散热片的侧部上，并且联接到另一部分扁平管，该另一部分扁平管构成第二排。

Description

热交换器

相关申请的交叉引用

本申请要求韩国第10-2012-0044139号专利申请（2012年4月26日提交）的优先权，特此将该申请以援引方式全部地纳入本文。

技术领域

本发明涉及一种热交换器。

背景技术

一般而言，热交换器构成热交换循环并且起到冷凝器或蒸发器的作用。在热交换器中流动的制冷剂与外部流体交换热量。例如，热交换器可在空调中使用，并且根据制冷剂循环而起到用于冷凝制冷剂的冷凝器或者用于蒸发制冷剂的蒸发器的作用。

根据这些热交换器的形状，可将其分为散热片-管式热交换器和微通道式热交换器。散热片-管式热交换器包括多个散热片和经过这些散热片的圆柱形或类圆柱形管。微通道式热交换器包括多个扁平管以供制冷剂在其中流动，并且包括设置在这些扁平管之间的散热片。散热片-管式热交换器和微通道式热交换器均使热量在外部流体与管或扁平管中流动的制冷剂之间进行交换，并且散热片使外部流体与管或扁平管中流动的制冷剂之间的热交换面积增大。

然而，这种典型的热交换器具有如下局限性。

首先，散热片-管式热交换器中的管穿过散热片。因此，即使当散热片-管式热交换器作为蒸发器操作的同时所产生的冷凝水沿着散热片向下流动时，或者被冻结到管或散热片的外表面上时，热交换器也能够有效地去除冷凝水。

然而，散热片-管式热交换器的管中仅包括单个制冷剂通道，并且管与散热片之间的热交换面积并不大。因此，制冷剂的热交换效率基本上是较低的。

相反，由于微通道式热交换器的扁平管中包括多个制冷剂通道，并且扁平管与散热片之间的热交换面积较大。因此，微通道式热交换器在制冷剂的热交换效率上比散热片-管式热交换器要高。

然而，微通道式热交换器的散热片设置在彼此间隔的扁平管之间。因此，微通道式热交换器上产生的冷凝水不可从扁平管之间排放，并且因此被冻结。特别地，当微通道式热交换器作为蒸发器使用时，该问题可能是严重的。在这种情况下，制冷剂的热交换效率会降低。

发明内容

本发明的实施例提供一种热交换器，其能有效地排放冷凝水并且提高热交换效率。

在一个实施例中，一种热交换器包括：多个扁平管，供制冷剂在其中流动；散热片，包括多个管联结器，上述扁平管插入这些管联结器中，其中制冷剂与通过该散热片的流体交换热量；以及集管（header），联接到上述扁平管的至少一个侧部，并且将制冷剂分配到这些扁平管，其中该散热片包括：第一散热片，联接到这些扁平管的一部分，该部分扁平管的构成第一排；以及第二散热片，设置在该第一散热片的侧部上，并且联接到这些扁平管的另一部分，该另一部分扁平管构成第二排。

在另一实施例中，一种热交换器包括：多个集管；多个扁平管，设置在这些集管之间，其中制冷剂在这些扁平管中流动；第一散热片，包括第一管联结器，上述扁平管中的一个插入到该第一管联结器中；第二散热片，包括第二管联结器，这些扁平管中的另一个插入到该第二管联结器中；以及排水槽，凹设在该第一散热片与第二散热片之间，以引导在扁平管上形成的冷凝水的排放。

在附图和下文的描述中提出了一个或更多的实施例的细节。通过该描述和附图中，以及从权利要求书中，将显而易见其他多个特征。

附图说明

图1是示出根据第一实施例的热交换器的构造的示意图；

图2是示出根据第一实施例的散热片的构造的示意图；

图3是沿图2的线I-I’的剖视图；

图4是沿图2的线II-II’的剖视图；

图5是示出根据第一实施例，冷凝水从散热片排放的状态的示意图；

图6是示出根据第二实施例的散热片的构造的示意图；

图7是示出根据第二实施例，冷凝水从散热片排放的状态的示意图；

图8是示出根据第三实施例的散热片的构造的示意图；

图9是沿图8的线III-III’的剖视图；

图10是示出根据第三实施例的冷凝水从散热片排放的状态的示意图。

具体实施方式

以下将参照附图详细描述示例性实施例。然而，本发明可被具体化为多个不同的形式实施，并且不应被解释为局限于这里提出的实施例；相反，落入本发明的精神和范围的其它备选的实施例也会向本领域技术人员充分地传达本发明的概念。

图1是示出根据第一实施例的热交换器的构造的示意图。

参照图1，根据当前的实施例的热交换器100包括：呈平板形的多个散热片200；多个制冷剂管120，穿过至少一部分散热片200；以及多个集管130，设置在每个制冷剂管120的两端部，用以将制冷剂管120每一侧的端部彼此连接。制冷剂管120可以是其中包括多个通道的“扁平管”。

制冷剂管120沿上-下方向（或者沿竖直方向）彼此间隔，并且穿过沿水平方向彼此间隔的散热片200。虽然图1中示范性地示出的集管130为沿上下方向延伸的“竖直集管”，但集管130也可以是沿左-右方向（或者沿水平方向）延伸的“水平集管”。

当集管130是水平集管时，多个制冷剂管沿水平方向彼此间隔并穿过沿竖向彼此间隔的多个散热片。以下，将参照如图1所示的联接到竖直集管的散热片和制冷剂管进行描述。

散热片200呈具有预定的长度的矩形平板形。散热片200使外部流体与流经管120的制冷剂之间的热交换面积大幅地增加。这些散热片200彼此间隔预定距离，使得散热片200的两个侧表面均面向相邻的一个散热片200的侧表面。

集管130分别连接到管120的两端部。集管130具有一空间以供制冷剂在其中流动，并且将制冷剂分配到管120。为此目的，在集管130中可设置多个挡板（图未示），用以将制冷剂分配到管120。

图2是示出根据第一实施例的散热片的构造的示意图。图3是沿图2的线I-I’的剖视图。图4是沿图2的线II-II’的剖视图。图5是示出根据第一实施例的冷凝水从散热片排放的状态的示意图。

参照图2到图4，根据第一实施例的散热片200包括彼此联接的多个散热片210和250。特别地，散热片200包括：第一散热片210，具有多个管联结器211；第二散热片250，联接到第一散热片210的侧部；以及排水部230，设置在第一散热片210与第二散热片250之间。

第一散热片210构成一竖直排，而第二散热片250在第一散热片210的一侧构成另一竖直排。在第一散热片210和第二散热片250的这种构造下，联接到第一散热片210和第二散热片250的制冷剂管120可排列成两排，例如排列为第一排和第二排。

如此，多个散热片被用于制冷剂管的热交换。由此，用于制冷剂的热交换面积增大，从而提高了热交换效率。虽然在附图中示出了两个联接的散热片，但可设置三个或更多联接的散热片。

第一散热片210和第二散热片250可以相对于排水部230彼此对称。亦即，第一散热片210和第二散热片250在构造上是相同的。因此，现在将以第一散热片210为代表进行描述。

第一散热片210设有管联结器211。管联结器211起到供制冷剂管120穿过的开口的作用。管联结器211沿第一散热片210的纵向（或者沿竖直方向）彼此间隔一预定距离，大体上间隔制冷剂管120之间的距离。

第一散热片210的管联结器211和第二散热片250的管联结器可并排地或者彼此平行地排列。因此，第一散热片210的管联结器211与第二散热片250的管联结器可相对于排水部230对称。

用于引导冷凝水的排放的引导部被围绕管联结器211设置，或者被设置在管联结器211之间。

该引导部包括设置在管联结器211外侧的凹部215。该凹部215围绕管联结器211向外延伸，并且向下凹进预定的深度。这里，术语“向下”和“向上”是基于图3限定的，并且其取向也在以下的描述中被使用。

该引导部包括第一倾斜部213，设置在凹部215的外侧以围绕凹部215并且朝向凹部215向下倾斜。第一倾斜部213围绕凹部215向外延伸。

由于第一倾斜部213向凹部215倾斜，位于凹部215的上侧的冷凝水可通过第一倾斜部213引入到凹部215中，并且位于凹部215中的冷凝水可通过第一倾斜部213移动到它的下侧。

该引导部包括设置在管联结器211之间的第二倾斜部216和第三倾斜部217。第二倾斜部216从第一散热片210的侧端部向上倾斜。第三倾斜部217从第二倾斜部216的端部向下倾斜。

在第二倾斜部216与第三倾斜部217之间限定了顶点部219。该顶点部219是作为从第二倾斜部216到第三倾斜部217的过渡的顶端部。

第三倾斜部217的端部，也就是其最低的部分设有弯曲部218。亦即，第二倾斜部216和第三倾斜部217向弯曲部218的一侧延伸。而且，第二倾斜部216和第三倾斜部217向弯曲部218的另一侧延伸。亦即，第二倾斜部216和第三倾斜部217相对于弯曲部218对称地设置。

冷凝水可沿着第二倾斜部216和第三倾斜部217的倾斜结构被引导到第一散热片210的中心部（即，弯曲部218）或者第一散热片210的两个侧端部。当流体沿着散热片200流动时，由于第二倾斜部216和第三倾斜部217增大了热接触面积，使其热交换效率能够得以提高。

排水部230设置在第一散热片210和与第二散热片250之间。特别地，排水部230在第一散热片210的第二倾斜部216与第二散热片250的同第二倾斜部216对称的第二倾斜部（没有附图标记）之间向下凹进。排水部230的凹部（引导槽）起到用于引导冷凝水的流动的排放通道的作用。排水部230可称为“排放槽”、“排水槽”或“排水凹部”。

由第一散热片210或第二散热片250的斜坡引导的冷凝水的至少一部分可被引入到排水部230中，并且被排放到下侧。

参照图5，当散热片200的外表面上形成的冷凝水沿着第一散热片210和第二散热片250的引导部，亦即沿着其倾斜表面被引导时，冷凝水可沿着第一散热片210的两侧和第二散热片250的两侧流到下侧。

引导至第一散热片210的一侧（基于图5为其右侧）和第二散热片250的一侧（基于图5为其左侧）的冷凝水被引入到排水部230（参照箭头W1和W2），并且沿着排水部230的引导槽流动到下侧。

如此，联接到制冷剂管120以执行热交换的散热片被排列成多排，由此，使制冷剂管120的热交换面积增大。另外，由于用于引导冷凝水的排放的排水部被设置在多个散热片之间，使冷凝水有效地被排放，因此防止了冷凝水在散热片或制冷剂管的外表面上冻结。

以下，将根据第二和第三实施例进行描述。这里，原则上将描述第一实施例到第三实施例之间的不同的部分，并将省略其相同的部分的描述，并且相似的附图标记自始至终指代相似的元件。

图6是示出根据第二实施例的散热片的构造的示意图。图7是示出根据第二实施例的冷凝水从散热片排放的状态的示意图。

参照图6和图7，根据第二实施例的散热片300包括：第一散热片310，具有多个第一管联结器311；第二散热片350，联接到第一散热片310的侧部并且具有多个第二管联结器351；以及排水部330，设置在第一散热片310和第二散热片350之间。

第一管联结器311沿竖向彼此间隔。第二管联结器351沿竖向彼此间隔并且设置在与第一管联结器311不同的高度处，使得第二管联结器351和第一管联结器311以交错的方式排列。亦即，第一管联结器311和第二管联结器351沿竖直方向交替地布置。

特别地，穿过第一管联结器311的中心的假想水平延伸线X经过第二管联结器351之间的区域，亦即穿过具有斜坡的引导部。另外，穿过第二管联结器351的中心的假想水平延伸线Y穿过第一管联结器311之间的区域，亦即穿过具有斜坡的引导部。

第一管联结器311和第二管联结器351交替地排列，由此使联接到第一管联结器311和第二管联结器351的制冷剂管120交替地排列。例如，当制冷剂管排列成两排时，排列在第一排中的制冷剂管可沿竖直方向与排列在第二排中的制冷剂管交替地设置。

由于第一管联结器311和第二管联结器351交替地排列，因此使从第一散热片310到第二散热片350流动的流体的移动距离增大。

亦即，流体能够经由第一管联结器311之间的空间和第二管联结器351之间的空间而倾斜地流动（参照箭头f1）。经过第一散热片310的一侧的流体可在第二管联结器351处叉开（参照箭头f2）。同样地，流体的移动距离增大，由此增大了热接触面积并提高了热交换效率。

在第一管联结器311周围流动的冷凝水的至少一部分（W3）、在第二管联结器351周围流动的冷凝水的至少一部分（W4）可被引入到排水部330并被排放到下侧。因此，能够有效地排放冷凝水并防止其在散热片的外表面上冻结。

图8是示出根据第三实施例的散热片的构造的示意图。图9是沿图8的线III-III’的剖视图。图10是示出根据第三实施例的冷凝水从散热片排放的状态的示意图。

参照图8到图10，根据第三实施例的散热片400包括：第一散热片410，具有沿预定方向倾斜的多个第一管联结器411；第二散热片450，联接到第一散热片410并且具有沿预定方向倾斜的多个第二管联结器451；以及排水部430，设置在第一散热片410与第二散热片450之间。

这些第一管联结器411可朝着排水部430向下侧倾斜，并且彼此平行。换言之，连接到排水部430的第一管联结器411的侧端部以与水平方向成第一设定角度θ1延伸到外侧。该第一设定角度θ1大于约0°。

第二管联结器451可朝着排水部430向下侧倾斜并且彼此平行。换言之，连接到排水部430的第二管联结器451的侧端部以与水平方向成第二设定角度θ2延伸到外侧。第二设定角度θ2大于约0°。

第一设定角度θ1和第二设定角度θ2可以是相同的，并且第一散热片410与第二散热片450可相对于排水部430对称。即，第一管联结器411和第二管联结器451彼此对称地朝向排水部430延伸。

根据当前的实施例的热交换器的第一管联结器和第二管联结器彼此对称地朝向排水部延伸。

第一散热片410包括多个引导部，这些引导部将在第一管联结器411周围流动的冷凝水引导至排水部430。该引导部包括凹部415，该凹部沿着第一管联结器411的周面向外延伸并且凹进预定的深度。

该引导部包括：第二倾斜部416，从第一散热片410的侧端部向上倾斜；第三倾斜部417，从第二倾斜部416向下倾斜；以及弯曲部418，构成第三倾斜部417的下端部。

第二倾斜部416与第三倾斜部417相对于弯曲部418对称地设置。

参照图10，在第一管联结器411周围流动的冷凝水沿着朝向排水部430向下侧倾斜的第一管联结器411被引导至排水部430（参照箭头W5）。在第二管联结器451周围流动的冷凝水沿着朝向排水部430向下侧倾斜的第二管联结器451被引导至排水部430（参照箭头W6）。

如此，由于第一管联结器411和第二管联结器451向下侧倾斜，冷凝水能够被有效地引入到排水部430并且排放到下侧。因此，能够防止冷凝水在制冷剂管120或400上冻结。

根据以上实施例，将两排或更多排的制冷剂管插入散热片中以在制冷剂与流体之间进行热交换，以使热交换面积增大，由此提高了制冷剂的热交换效率。

另外，将多个散热片联接，并且将排水部设置在联接的散热片之间以引导冷凝水的排放，由此防止了冷凝水在散热片或者制冷剂管的外表面上冻结。

另外，由于形成在散热片上的多个管联结器（开口部分）可沿竖直方向交替地排列，因此能够改善经过热交换器的流体沿着其移动方向的移动性能，并且能够增大其传热面积。

虽然参照其多个阐释性实施例描述了本发明的实施例，但应理解的是，能够由本领域技术人员设计出的多种其他的修改和实施例也应属于本发明的原理的精神和范围内。更具体而言，在本发明、附图和所附权利要求书的范围内可以对组成部件和/或主题的组合安排的布局进行多种变型和修改。除了零部件和/或布置中的变型和修改之外，替代性的使用对于本领域技术人员来说也将是显而易见的。

Claims (8)

1.一种热交换器，包括：

多个扁平管，供制冷剂在其中流动；

散热片，包括多个管联结器，所述扁平管插入所述管联结器中，其中制冷剂与通过该散热片的流体进行热交换；以及

集管，联接到所述扁平管的至少一个侧部，并且将制冷剂分配到所述扁平管，

其中该散热片包括：

第一散热片，联接到一部分所述扁平管，该部分所述扁平管构成第一排；以及

第二散热片，设置在该第一散热片的侧部上，并且联接到另一部分所述扁平管，该另一部分所述扁平管的构成第二排，

排水部，设置在该第一散热片与该第二散热片之间，用以引导在该第一散热片和该第二散热片上流动的冷凝水的排放，

引导部，设置在所述散热片上，且该引导部包括至少一个倾斜部，用以将在该散热片的侧部上流动的冷凝水引导至该排水部，所述引导部包括：

凹部，围绕至少一个所述管联结器向外延伸并且凹进一设定深度；

第一倾斜部，向下倾斜到该凹部；

第二倾斜部，设置在所述管联结器之间，并且从该散热片的侧端部向上倾斜；以及

第三倾斜部，从该第二倾斜部向下倾斜。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其中该排水部包括从该第一散热片和该第二散热片向下凹进的引导槽。

3.根据权利要求1所述的热交换器，其中该第一散热片和该第二散热片相对于该排水部彼此对称。

4.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述管联结器彼此沿竖向相间隔，并且

设置在该第一散热片中的第一管联结器和设置在该第二散热片中的第二管联结器并排地或者彼此平行地排列。

5.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述管联结器彼此沿竖向相间隔，并且

设置在该第一散热片中的第一管联结器与设置在该第二散热片中的第二管联结器在竖直方向上交替地排列。

6.根据权利要求5所述的热交换器，其中穿过其中一个所述第一管联结器的中心的水平中心线穿过位于所述第二管联结器之间的区域。

7.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述管联结器彼此沿竖向间隔，并且朝着该排水部向下侧倾斜。

8.根据权利要求7所述的热交换器，其中设置在该第一散热片中的所述管联结器和设置在该第二散热片中的所述管联结器彼此对称并且被朝向该排水部取向。