CN103486771B - 一种换热器及具有该换热器的空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换热器，该换热器包括换热器本体以及设置于换热器本体上的多条换热总管，每条换热总管两端分别具有进液口和出液口，换热总管包括多排换热组管以及连接相邻两排换热组管的桥管，换热组管由多条纵向连续分布的换热管组成。本发明还公开了一种具有上述换热器的空调器。本发明提供的换热器将换热组管中的换热管以纵向连续分布的方式设置，即单条换热总管内，单排换热组管中的多条换热管位于同一平面且彼此之间无断点，使得换热介质在单排换热组管内仅在一个平面上流动，避免换热介质在各排换热组管间交叉流动所造成的温度场干扰，从而提高了换热器的换热量。

Description

一种换热器及具有该换热器的空调器

技术领域

本发明涉及热交换技术领域，尤其涉及一种换热器。本发明还涉及一种具有该换热器的空调器。

背景技术

换热器可将热量从一种载热介质传递至另一种载热介质，其主要包括换热器本体以及设置于换热器本体上的换热管。换热管通常采用内螺纹铜管，随着科学技术的不断进步，换热管的外径由9.52mm逐渐减小至8.0mm、7.0mm、6.35mm甚至5mm，从而通过管径小型化达到提高换热效率并降低制造成本的目的。外径为5mm的换热管内部可形成较大的流速，使得换热量同步增加，近年来已经开始被研发并应用。然而，换热管的外径缩小至5mm时，换热管中的压力损失问题表现较为突出，因此需要调整换热管内介质的流程、流向和流量，以此充分发挥小管径换热管的优势。

如图1所示，传统换热器中，设置于换热器本体上的换热管通常为三排，且具有均匀分布的六个介质进口和六个介质出口，介质进口设置于第一排换热管上，介质出口设置于第三排换热管上。换热介质通过介质进口进入换热器并分为六路流动，由于换热管采用交叉设置的方式，每路换热介质首先流经第一排换热管和第二排换热管，然后在第一排换热管和第二换热管之间交叉流动，接着流至第三排换热管，最后由介质出口流出该换热器。

上述换热器中，换热管交叉设置，使得换热介质在第一排换热管和第二排换热管之间交叉流动，由于换热介质的温度会随着流程的加长而改变，因此其在第一排换热管和第二排换热管内的温度不同，其交叉流动后导致第一排换热管和第二排换热管的温度场互相干扰，致使该换热器的换热量偏低。

另外，上述换热器的多个介质进口和多个介质出口均均匀分布，介质在三排换热管中流动时，相邻两流路的换热管之间温差较大，造成各流路的温度场互相干扰，同样会导致换热器的换热量较小。同时，由于换热器尺寸较大，各换热管在重力方向上的距离较大，交叉流动的方式会增加换热管内的压力损失。

综上所述，如何提高换热器的换热量，已成为本领域的技术人员亟待解决的重大技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种换热器，该换热器的换热量较大。本发明的另一目的是提供一种具有上述换热器的空调器。

为了实现上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种换热器，包括换热器本体以及设置于所述换热器本体上的多条换热总管，每条所述换热总管两端分别具有进液口和出液口，所述换热总管包括多排换热组管以及连接相邻两排所述换热组管的桥管，所述换热组管由多条纵向连续分布的换热管组成。

优选地，还包括分液接头，相邻两条所述换热总管的所述进液口分别设置于相邻的两条所述换热管上，且均与所述分液接头连接。

优选地，位于同一排的相邻两条所述换热组管之一上具有气液转换补偿管。

优选地，所述进液口与所述出液口之间的距离不小于三条所述换热管的纵向间距。

优选地，液流方向向上的换热总管的所述进液口与所述出液口之间的距离为三条所述换热管的纵向间距，液流方向向下的所述换热总管的所述进液口与所述出液口之间的距离为四条所述换热管的纵向间距。

优选地，多条所述换热总管的所述桥管均位于所述换热器本体的同一端。

优选地，所述进液口与所述出液口位于所述换热器本体的同一端。

优选地，所述换热总管为六条，每条所述换热总管具有三排所述换热组管。

优选地，横向相邻的两条所述换热管之间的距离为11mm～17mm。

优选地，纵向相邻的两条所述换热管之间的距离为18mm～22mm。

优选地，所述换热管的直径为3mm～5mm。

在上述技术方案中，本发明提供的换热器包括换热器本体以及设置于换热器本体上的多条换热总管，每条换热总管两端分别具有进液口和出液口，且其包括多排换热组管以及连接相邻两排换热组管的桥管，该换热组管由多条纵向连续分布的换热管组成。换热介质由进液口进入该换热器后通过桥管依次流过各排换热组管，最后由出液口流出该换热器，完成热量交换。

通过上述描述可知，相比于背景技术中所介绍的内容，本发明提供的换热器将换热组管中的换热管以纵向连续分布的方式设置，即单条换热总管内，单排换热组管中的多条换热管位于同一平面且彼此之间无断点，使得换热介质在单排换热组管内仅在一个平面上流动，避免换热介质在各排换热组管间交叉流动所造成的温度场干扰，从而提高了换热器的换热量。

另外，上述设置方式可缓解换热介质在换热管内流动时，由于各换热管在重力方向上具有较大的距离而带来的压力损失。

为了实现上述第二个目的，本发明还提供了一种空调器，包括风机以及与所述风机相对设置的换热器，所述换热器为上述任一项所述的换热器。

优选地，所述换热器上具有所述出液口的一侧与所述风机相对。

由于上述换热器具有上述技术效果，具有该换热器的空调器也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统换热器中换热介质的流动方向示意图；

图2为本发明实施例提供的换热器的部分结构示意图；

图3为图2的右视图；

图4为图2的左视图；

图5为本发明实施例提供的换热器的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的换热器中换热介质的流动方向示意图。

上图1-6中：换热器本体21、桥管22、第一进液口231、第二进液口232、第三进液口233、第四进液口234、第五进液口235、第六进液口236、第一出液口241、第二出液口242、第三出液口243、第四出液口244、第五出液口245、第六出液口246、换热管25、进液管26、分液器27、分液毛细管28、集液管29。

具体实施方式

本发明的目的是提供一种换热器，该换热器的换热量较大。本发明的另一目的是提供一种具有上述换热器的空调器。

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

如图2-6所示，本发明实施例提供的换热器包括进液管26、分液器27、分液毛细管28、换热器本体21以及集液管29，换热介质由进液管26流至分液器27内，分液器27通过分液毛细管28将换热介质分为多个流路输送至换热器本体21内，使得换热介质与空气进行充分的热交换，由换热器本体21流出的换热介质通过集液管29流出该换热器。

本发明实施例对换热器本体21内的结构进行了改进，具体地，换热器本体21上设置有多条换热总管，每条换热总管两端分别具有进液口和出液口，且该换热总管包括多排换热组管以及连接相邻两排换热组管的桥管22，该换热组管由多条纵向连续分布的换热管25组成，该换热管25通常为内螺纹铜管，其外表面套设翅片，翅片片型可为平片式、百叶窗式、桥片式或波纹片式，同时，换热管25的内径优选为5mm，以此降低换热器的成本，并提高换热管25的换热量和耐压性，满足换热介质的压力要求和换热量要求。上述连续分布意指在指定方向上无断点式分布，针对换热管25，则表示多条换热管25在上述指定方向上依次连接形成多个“弓”字形流路。

具体实施例中，换热总管的条数以及换热组管的排数并无限制，本发明实施例根据换热器的尺寸以及对换热器的制冷能力和制热能力的研究，优选地将换热组管设置为三排，而换热总管设置为六条，具体数据参考下表一。

表一

分流	5路	6路	7路
				制冷能力(W)	5050	5150	5200
制热能力(W)	5836	5740	5600

由此，上述换热器具有位于同一排的六个进液口，分别为第一进液口231、第二进液口232、第三进液口233、第四进液口234、第五进液口235和第六进液口236，而出液口亦为六个，且均位于同一排，分别为第一出液口241、第二出液口242、第三出液口243、第四出液口244、第五出液口245和第六出液口246，同时，为了便于下文描述，将换热组管自进液口依次称为第一排换热组管、第二排换热组管和第三排换热组管。该换热器工作时，换热介质通过进液管26和分液器27后分为六路流经分液毛细管28，并由相应的进液口依次流入各排换热组管中的换热管25内换热，最后由相应的出液口流出该换热器，完成热量交换。

通过上述描述可知，相比于背景技术中所介绍的内容，本发明提供的换热器将换热组管中的换热管以纵向连续分布的方式设置，即单条换热总管内，单排换热组管中的多条换热管25位于同一平面且彼此之间无断点，使得换热介质在单排换热组管内仅在一个平面上流动，避免换热介质在各排换热组管间交叉流动所造成的温度场干扰，从而提高了换热器的换热量。

另外，上述设置方式可缓解换热介质在换热管25内流动时，由于各换热管25在重力方向上具有较大的距离而带来的压力损失。同时，“弓”字形流路在两相区的换热流程有所延长，亦增加了该换热器的换热量。参见表二，表二为传统换热器与本发明实施例所提供的换热器的各换热管的干度(每千克湿蒸汽中含有干蒸汽的质量百分数)对比图。

表二

从表二可以看出，本发明实施例提供的换热器上靠近进风口的换热管(序号为1-8的换热管)的换热效果较好，其干度变化量比传统换热器的干度变化量大，并且，本发明实施例提供的换热器上远离进风口的换热管(序号为9-15的换热管)中，由于空气温度较低，传热温度较小，其干度变化量有所降低，使得蒸发完毕所需的换热管为15条，而传统换热器则只需要14条，导致有一条换热管处于无效换热状态。显然，本发明实施例提供的换热器在两相区的换热流程有所延长，亦增加了该换热器的换热量。

进一步的技术方案中，上述换热器还包括分液接头，相邻两条换热总管的进液口分别设置于相邻的两条换热管上，且均与上述分液接头连接，而分液接头另一端则与分液毛细管28连接，此时分液毛细管28为六条，且六条分液毛细管28的端部与分流器27的出口孔一一对应。如图3所示，第一进液口231与第二进液口232紧邻设置，第三进液口233与第四进液口234紧邻设置，第五进液口235和第六进液口236紧邻设置。相应地，第一出液口241和第六出液口246分别位于换热器本体21的顶端和底端，而第二出液口242和第三出液口243紧邻，第四出液口244和第五出液口245紧邻。此方案中，相邻两换热组管的进液口紧邻设置，避免了进液口均匀分布时，进液口的温度场与同排紧邻的换热组管的温度场互相干扰，进而进一步提高换热器的换热量。

在上述方案的基础上，由于换热介质首先流入分液接头，随后在分液接头中分为两路，而换热介质通常为气液混合状态。以第一进液口231和第二进液口232所属的流路为例，气态换热介质分流时容易流入第一进液口231，而液态换热介质容易流入第二进液口232，使得第一排换热组管中的上方换热组管中具有较多的气态换热介质，而下方的换热组管中具有较多的液态换热介质。另外，随着换热介质在换热管25中流动，气态换热介质与液态换热介质之间由于温度的变化将进行气液转换。众所周知，气态换热介质的换热系数较小，为了更进一步地提高该换热器的换热量，本发明实施例中位于同一排的相邻两条换热组管之一上具有气液转换补偿管，即相邻的两排换热组管中的换热管数具有差值，该差值旨在增加液态换热介质的流程，缩短气态换热介质的流程，即液流方向向下的流路流程长于液流方向向上的流路流程。

上述技术方案中，多条桥管22可分布于换热器本体21的两端，但是为了便于换热器中换热管25的布置，本发明实施例将多条桥管22均设置于换热器本体21的同一端，如图3和图4所示。同时，上述设置方式使得相邻两排换热组管的连接处均位于换热器本体21的同一端，使得相邻两排换热组管的温度场均在同一端承接，同样有利于提高该换热器的换热量。依据上述技术构思，同理地可将一条或每条换热总管的进液口和出液口设置于换热器本体21的同一端。

如图3所示，本文将横向相邻的两条换热管之间的距离记为S值，纵向相邻的两条换热管之间的距离记为P值，S值和P值的确定通常以平衡换热管25的紧凑度和相邻换热管25之间温度场的影响程度为考量标准。优选的技术方案中，根据对换热器的性价比、翅片的换热效率和空气的压力损失等参数的研究，将S值设置为11mm～17mm，将P值设置为18mm～22mm，以此保证换热管25较优的工作性能，更优选地，将S值设置为11mm，将P值设置为19mm。

更优选的技术方案中，由于翅片导热，这对每条换热总管的进液口与出液口之间的温度存在较显著的影响，因此本发明实施例中，一条或多条换热总管的进液口与出液口之间的距离不小于三条换热管25的纵向间距，即图4中所示的L，L等于P值的四倍。此方案通过增加进液口与出液口之间的距离，避免两者之间的温度场相互影响，以尽量减小两者之间的换热温差，提高该换热器的换热量。

在上述方案的基础上，液流方向向上的一条或多条换热总管的进液口与出液口之间的距离为三条换热管25的纵向间距，液流方向向下的一条或多条换热总管的进液口与出液口之间的距离为四条换热管25的纵向间距。由于气液转换补偿管的存在，上述设置方式使得各换热管25之间的距离既能够保证换热器内部的紧凑度，又能达到较优的换热效果。

上述各方案中的换热管25的外径大多为5mm，而鉴于本发明提供的换热器中的换热管25的换热量具有较大的提升，因此换热管25的外径可适当地进一步缩小，一般可调整至3mm～5mm，显然，该换热器的各项优势在目前的市场中表现更为突出。

本发明实施例提供的空调器包括风机以及与风机相对设置的换热器，该换热器为上述任一方案所描述的换热器。由于上述换热器具有上述技术效果，具有该换热器的空调器也应具有相应的技术效果，此处不再作详细介绍。

上述换热器通过改变换热介质的流向实现空气的制冷和制热。当空调器对制冷效果要求较高时，换热器上具有进液口的一侧与风机的输出端相对，空气从风机中流出后流入换热器，使得换热介质与空气同向流动；反之，当空调器对制热效果要求较高时，换热器上具有出液口的一侧与风机的输出端相对，空气从风机中流出后流入换热器，使得换热介质在流动过程中与空气形成对流，以提高换热量。由于人们对于空调器的制热效果要求更高，所以本发明实施例提供的空调器中，优选将换热器上具有出液口的一侧与风机的输出端相对。

以上对本发明所提供的换热器及具有该换热器的空调器进行了详细介绍。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 (10)

1.一种换热器，包括换热器本体以及设置于所述换热器本体上的多条换热总管，每条所述换热总管两端分别具有进液口和出液口，所述换热总管包括多排换热组管以及连接相邻两排所述换热组管的桥管，所述换热组管由多条纵向连续分布的换热管组成，其特征在于，该换热器还包括分液接头，相邻两条所述换热总管的所述进液口分别设置于相邻的两条所述换热管上，且均与所述分液接头连接，位于同一排的相邻两条所述换热组管之一上具有旨在增加液态换热介质流程的气液转换补偿管。

2.按照权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述进液口与所述出液口之间的距离不小于三条所述换热管的纵向间距。

3.按照权利要求2所述的换热器，其特征在于，液流方向向上的换热总管的所述进液口与所述出液口之间的距离为三条所述换热管的纵向间距，液流方向向下的所述换热总管的所述进液口与所述出液口之间的距离为四条所述换热管的纵向间距。

4.按照权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述进液口与所述出液口位于所述换热器本体的同一端。

5.按照权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述换热总管为六条，每条所述换热总管具有三排所述换热组管。

6.按照权利要求1-5中任一项所述的换热器，其特征在于，横向相邻的两条所述换热管之间的距离为11mm～17mm。

7.按照权利要求1-5中任一项所述的换热器，其特征在于，纵向相邻的两条所述换热管之间的距离为18mm～22mm。

8.按照权利要求1-5中任一项所述的换热器，其特征在于，所述换热管的直径为3mm～5mm。

9.一种空调器，包括风机以及与所述风机相对设置的换热器，其特征在于，所述换热器为权利要求1-8中任一项所述的换热器。

10.按照权利要求9所述的空调器，其特征在于，所述换热器上具有所述出液口的一侧与所述风机的输出端相对。