CN103492826B

CN103492826B - 热交换器

Info

Publication number: CN103492826B
Application number: CN201280019491.3A
Authority: CN
Inventors: 朴袋均; 朴来贤
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2011-04-21
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2016-06-29
Anticipated expiration: 2032-04-20
Also published as: EP2699867A2; JP2014511992A; EP2699867A4; JP5869665B2; KR20120119469A; WO2012144845A3; US9429373B2; CN103492826A; EP2699867B1; US20120267072A1; WO2012144845A2

Abstract

提供一种热交换器，该热交换器包括多个管和多个翅片。这些管容置相应的供制冷剂流动的制冷剂通路。呈板状的这些翅片相互隔开，并包括多个通孔，上述管分别穿过这些通孔。翅片设有冷凝水引导部，其引导在空气与流经这些管的制冷剂之间的热交换期间产生的冷凝水的排出。如此，有利于管与翅片的附着，相邻翅片之间的距离被保持并且冷凝水被有效地排出。

Description

热交换器

技术领域

本发明涉及热交换器。

背景技术

热交换器使在其中流动的制冷剂与室内或室外空气进行热交换。这种热交换器包括管和多个翅片，这些翅片用于增大空气与流经管的制冷剂之间的热交换面积。

热交换器根据它们的形状分成翅片管式热交换器和微通道式热交换器。翅片管式热交换器包括多个翅片和穿过这些翅片的管。微通道式热交换器包括多个平管和在这些平管之间弯曲若干次的翅片。翅片管式热交换器和微通道式热交换器均使外部流体与在管或平管内流动的制冷剂之间进行热交换，这些翅片使外部流体与管或平管内流动的制冷剂之间的热交换面积增大。

然而，这样的热交换器具有下列局限性。

首先，翅片管式热交换器的管穿过翅片。因此，即使在翅片管式热交换器作为蒸发器运行时当产生的冷凝水沿翅片向下流动时，或者被冻结到管或翅片的外表面上，热交换器也能够有效地去除冷凝水。然而，由于翅片管式热交换器的管中只包括单个制冷剂通路，因此制冷剂的热交换效率较低。

与之相反，由于微通道式热交换器的平管内包括多个制冷剂通路，所以微通道式热交换器的制冷剂的热交换效率比翅片管式热交换器要高。然而，微通道式热交换器包括位于平管之间的翅片。因此，在微通道式热交换器作为蒸发器运行时产生的冷凝水可能大量地冻结在平管之间。另外，冻结的水会大幅降低制冷剂的热交换效率。

发明内容

技术问题

本发明的实施例提供一种具有高热交换效率的热交换器。

本发明的实施例还提供一种热交换器，用以更简单地改善热交换效率。

解决方案

在一个实施例中，一种热交换器包括：多个管，容置相应的供制冷剂流动的制冷剂通路；以及多个翅片，这些翅片呈板状，相互间隔并且包括：多个通孔，上述管分别穿过这些通孔，其中翅片设有冷凝水引导部，在空气与流经管的制冷剂之间热交换期间产生的冷凝水通过该冷凝水引导部的引导而被排出。

在另一实施例中，一种热交换器包括：多个管，容置相应的供制冷剂流动的制冷剂通路；以及多个翅片，这些翅片呈板状，相互间隔并且包括多个通孔，上述管分别穿过这些通孔，每个翅片包括第一斜面、第二斜面和多个气窗（louver），其中第一斜面被设置为两个，它们在翅片的两个侧端部从翅片的表面沿翅片的宽度方向向上倾斜；第二斜面被设置两个，它们在第一斜面的相应的端部处沿翅片的宽度方向向下倾斜，并使相应的端部相互连接；上述气窗被设置在第二斜面上。

附图和下文的说明陈述了一个或多个实施例的细节。其他特征将从说明书、附图和权利要求书中显而易见。

有益效果

根据本发明，能够获得如下效果。

设置到翅片的多个肋使管与翅片之间的接触面积增大，由此有利于管与翅片的附着。另外，由于肋紧密地接触邻近该肋的翅片，由此维持了相邻的翅片之间的距离。

另外，翅片所具有的形状使得能够有效地排出在热交换进程期间产生的冷凝水。因此，在热交换进程期间，在热交换器中产生的冷凝水不会冻结在翅片的表面，并且被排出到外部。

附图说明

图1是示出根据第一实施例的热交换器的前视图。

图2是示出图1的热交换器的主要部分的剖视图。

图3是示出根据第二实施例的热交换器的主要部分的剖视图。

图4是示出构成根据第三实施例的热交换器的翅片的主要部分的前视图。

图5是示出根据第三实施例的翅片的剖视图。

图6是示出构成根据第四实施例的热交换器的翅片的主要部分的前视图。

图7是示出根据第四实施例的翅片的剖视图。

图8是示出依照根据第三实施例和第四实施例的翅片形状的热交换器的风扇功率和传热容量（heattransfercapacity，传热量）的图表。

图9是示出构成根据第五实施例的热交换器的翅片的主要部分的前视图。

图10是示出根据第五实施例的翅片的剖视图。

图11是示出构成根据第六实施例的热交换器的翅片的主要部分的前视图。

图12是示出根据第六实施例的翅片的剖视图。

图13是示出构成根据第七实施例的热交换器的翅片的主要部分的前视图。

图14是示出根据第七实施例的翅片的剖视图。

图15是示出依照根据第七实施例的气窗的存在与否及其位置的热交换器的风扇功率和传热容量的图表。

图16是示出构成根据第八实施例的热交换器的翅片的主要部分的前视图。

图17是示出根据第八实施例的翅片的剖视图。

图18是示出构成根据第九实施例的热交换器的翅片的主要部分的前视图。

图19是示出根据第九实施例的翅片的剖视图。

图20是示出构成根据第十实施例的热交换器的翅片的主要部分的前视图。

图21是示出根据第十实施例的翅片的剖视图。

具体实施方式

现在将具体参照本发明的多个实施例，在附图中阐示了其多个示例。

图1是示出根据第一实施例的热交换器的前视图。图2是示出图1的热交换器的主要部分的剖视图。

参照图1和图2，根据该实施例的热交换器100包括：多个呈板状的翅片110；多个穿过翅片110的管120；以及多个联管箱130，布置在管120的两侧以使管120的相应的端部彼此连接。即，翅片不布置在管120之间，而是管120穿过翅片110。

更详细而言，翅片110呈预定长度的矩形板状。翅片110使外部流体与流经管120的制冷剂之间的热交换面积大幅增加。翅片110彼此分开预定的距离，使得翅片110的每一侧表面均面对相邻的一个翅片110的侧表面。

为此，每个翅片110具有通孔111。管120穿过通孔111。通孔111沿翅片的纵向彼此间隔预定的距离，该距离大体为这些管120之间的距离。

每个翅片110设有肋113。肋113设置在翅片110的侧面以对应于通孔111的周边。因此，肋113大体上可具有与管120的外表面对应的管形内表面。

更详细而言，肋113垂直于翅片110的表面。肋113紧密地接触穿过翅片110的管120的外表面。即，肋113可以使翅片110与管120之间的附着面积大幅增加。

肋113的长度与相邻的翅片110之间的距离相对应。当管120穿过翅片110时，设置到相邻的翅片110之一的肋113的前端接触（所述相邻的翅片中的）另一个的表面。因此，肋113的长度基本上维持了相邻的翅片110之间的距离。

例如，管120可通过挤出成型而纵向延长。管120穿过翅片110，使得管120彼此沿翅片110的纵向分开预定的距离。管120可以是沿直线具有预定长度的空心体。在管120内布置有供制冷剂流动的制冷剂通路（图中未示）。

翅片11通过钎焊联接并固定到管120。参照图2，将片状钎焊材料140放置在管120的外表面，然后将翅片110联接到管120。此刻，钎焊材料140大体上布置在管120的外表面与肋113的内表面之间。然后，将翅片110、管120与钎焊材料140加热到预定温度。因此，钎焊材料140熔化以固定翅片110和管120。

联管箱130分别连接至管120的两端。这些联管箱130使制冷剂分配到管120。为此，在联管箱130内布置有挡板（图中未示）。

以下，将描述根据第一实施例的热交换器的制造方法。

首先，将管120联接到被设置为叠置结构的翅片110。外表面上具有钎焊材料140的管120依序穿过翅片110的通孔111。因此，当管120穿过翅片110时，管120的外表面大体上接近肋113的内表面。

当将翅片110叠置时，翅片110的肋113的前端紧密地接触相邻的翅片110的表面。因此，相邻的翅片110彼此隔开与肋113的长度对应的距离。

将钎焊材料140布置在每个管120与翅片110之间。例如，当钎焊材料140以片的形式附接到管120的外表面时，翅片110可联接到管120。由此，钎焊材料可大体上布置在管120的外表面与肋113的内表面之间。

接下来，将翅片110与管120通过钎焊固定。例如，当翅片110与管120被加热到预定温度时，例如加热到约500℃至约700℃的温度范围，钎焊材料140熔化以固定翅片110和管120。

同时，如上所述，将钎焊材料140大体上布置在管120的外表面与肋113的内表面之间。因此，肋113的内表面的面积大体上等于管120与翅片110之间的附着面积。即，肋113使管120与翅片110之间的附着面积增大，由此使管120与翅片110之间的附着力增大。另外，肋113的长度基本上维持了相邻的翅片110之间的距离。

以下，将参照附图描述根据第二实施例的热交换器。

图3是示出根据第二实施例的热交换器的主要部分的剖视图。在第一实施例和第二实施例中，相似的附图标记表示相似的元件，在第二实施例中将省略与第一实施例相同的部件的描述。

参照图3，根据该实施例，设置第一翅片210和第二翅片220。第一翅片210和第二翅片220设有供管120穿过的通孔211。第一肋213和第二肋215只设置到第一翅片210。即，第二翅片220呈板状，类似于现有技术的热交换器所采用的翅片。

第一肋213和第二肋215沿不同的方向延伸。即，第一肋213从第一翅片210的左表面延伸到图3的左侧，第二肋215从第一翅片210的右表面延伸到图3的右侧。多个第一肋213和多个第二肋215交替设置在通孔211的周边，这些通孔211在第一翅片210中彼此竖直间隔。即，当第一肋213布置在设于第一翅片210的上端处的通孔211的周边时，第二肋215布置在设于第一肋213下面的通孔211的周边。多个第一翅片210和多个第二翅片220以相同的方式交替地沿管120的纵向布置。在这种情况下，第二翅片220可布置在最靠近联管箱230的位置。

以下，将参照附图描述根据第三实施例和第四实施例的热交换器。

图4是示出构成根据第三实施例的热交换器的翅片的主要部分的前视图。图5是示出根据第三实施例的翅片的剖视图。图6是示出构成第四实施例的热交换器的翅片的主要部分的前视图。图7是示出根据第四实施例的翅片的剖视图。图8是示出依照根据第三实施例和第四实施例的翅片的形状的热交换器的风扇功率和传热容量的图表。

参照图4和图5，根据该第三实施例的翅片310的外表面设有用于排出冷凝水的冷凝水排出部313。冷凝水排出部313大体上由翅片310的对应于相邻的通孔311之间的空间的凹陷并伸出的一部分形成。更详细而言，冷凝水排出部313包括第一引导部314和第二引导部315。第一引导部314和第二引导部315基本上形成为单体。

第一引导部314从翅片310的邻近通孔311的周边的部分向上倾斜到通孔311的外部。第一引导部314的外边缘连接至第二引导部315。

第二引导部315包括两个第一斜面316和两个第二斜面317。第一斜面316在翅片310的侧向端部沿翅片310的宽度方向延伸。每个第二斜面317在第一斜面316的对应于通孔311之间的空间的端部沿翅片310的宽度方向延伸。

第一斜面316在翅片310的侧向端部从翅片310的表面向上倾斜。每个第二斜面317在第一斜面的端部从翅片310的表面向下倾斜。因此，大体而言，第一斜面316的端部与第二斜面317的端部相接的部分构成脊，第二斜面317的端部相互连接的部分构成谷，由此形成不平的结构。

在翅片310的两个侧端部之一与沿翅片310的纵向穿过通孔311的两个侧端部的假想线（以下称为第一线X）之一之间的区域，第一斜面316的端部连接至第二斜面317的端部。第二斜面317的端部在沿翅片310的纵向穿过通孔311的宽度的中心的假想线（以下称为第二线Y）上相互连接。大体上，第二斜面317沿翅片310的宽度方向比第一斜面316要长。

因此，在热交换器300运转时，管120的一侧以及邻近管120的翅片310产生的冷凝水基本上沿第一引导部314和第二引导部315被引导。冷凝水基本上沿翅片310的两个侧端部向下流动，即沿第一斜面316流动。因此，冷凝水被有效地从翅片310的表面排出，以防止冻结，由此大幅改善了热交换器300的热交换效率。

参照图6和图7，根据第四实施例，构成第二引导部415的第一斜面416和第二斜面417沿翅片410的宽度方向长度相同。为此，第一斜面416和第二斜面417的端部在第一线X与第二线Y之间的区域相互连接。因此，大体上，与第一实施例相比，第一斜面416沿翅片410的宽度方向的长度进一步增大，第二斜面417的长度进一步减小。

参照图8，能够预知根据第三实施例和第四实施例的效果。具体而言，图8的X轴和Y轴分别表示热交换器的风扇功率（W）和传热容量（kW）。图8的线A对应于这样的热交换器：该热交换器包括翅片，该翅片中的第一斜面的一个端部在第一线X上连接至第二斜面的一端部。图8的线B和线C对应于分别包括根据第三实施例和第四实施例的翅片的热交换器。在这些情况下，除翅片的形状之外的其他条件（即管与风扇的条件）是相同的。如图8所示，当风扇功率固定时，根据第三实施例和第四实施例的热交换器的传热效率要比包括翅片且该翅片中第一斜面和第二斜面的端部在第一线X上连接的热交换器传热效率更高。此外，在相同的风扇功率下，根据第三实施例的热交换器的传热效率比根据第四实施例的热交换器的传热效率高。

以下，将参照附图描述根据第五实施例和第六实施例的热交换器。

图9是示出构成根据第五实施例的热交换器的翅片的主要部分的前视图。图10是示出根据第五实施例的翅片的剖视图。图11是示出构成第六实施例的热交换器的翅片的主要部分的前视图。图12是示出根据第六实施例的翅片的剖视图。在第三至第六实施例中，相似的附图标记表示相似的部件，因此第五实施例和第六实施例将省略与第三实施例和第四实施例相同的部件的描述。

参照图9和图10，根据第五实施例的第二引导部515包括第一至第四斜面516、517、518和519。第一斜面516在翅片510的侧向端部沿翅片510的宽度方向向上倾斜。每个第二斜面517在第一斜面的一端部沿翅片510的宽度方向向下倾斜。每个第三斜面518在第二斜面517的一端部沿翅片510的宽度方向向上倾斜。每个第四斜面519在第三斜面518的一端部沿翅片510的宽度方向向下倾斜。

在第一线X与翅片510的一侧端部之间，第一斜面516和第二斜面517的端部相互连接。在第一线X与第二线Y之间，第二斜面517与第三斜面518的端部相互连接。此外，在第一线X与第二线Y之间，第三斜面518与第四斜面519的端部相互连接。在此情况下，第二斜面517与第三斜面518的端部更靠近第一线X，第三斜面518与第四斜面519的端部更靠近第二线Y。第四斜面519的端部在第二线Y上相互连接。第二斜面517沿翅片510的宽度方向比第一斜面516要长。第四斜面519沿翅片510的宽度方向比第三斜面518要长。

参照图11和图12，第六实施例与第五实施例的相同之处在于，根据第六实施例的第二引导部615包括向上或向下倾斜的第一至第四斜面616、617、618和619。然而，第一至第四斜面616、617、618和619沿翅片610的宽度方向的长度相同。

另外，根据第一斜面616和第二斜面617沿翅片610的宽度方向的长度，第一斜面616和第二斜面617的连接部分、第二斜面617和第三斜面618的连接部分以及第三斜面618和第四斜面619的连接部分与第一线X和第二线Y的相对位置与第五实施例不同。更详细而言，在第一线X与翅片610的两侧端部之一之间，第一斜面616和第二斜面617的端部相互连接。在第一线X与第二线Y之间，第二斜面617和第三斜面618的端部相互连接。此外，在第一线X与第二线Y之间，第三斜面618和第四斜面619的端部相互连接。在此情况下，第二斜面617和第三斜面618的端部更靠近第一线X，第三斜面618和第四斜面619的端部更靠近第二线Y。第四斜面619的端部在第二线Y上相互连接。

以下，将参照附图描述根据第七实施例的热交换器。

图13是示出构成根据第七实施例的热交换器的翅片的主要部分的前视图。图14是示出根据第七实施例的翅片的剖视图。图15是示出依照根据第七实施例的气窗的存在与否及其位置的热交换器的风扇功率和传热容量的图表。

参照图13和图14，根据该实施例的翅片710设有：通孔711，供一管（图中未示）穿过；以及冷凝水排出部713，用于排出冷凝水。冷凝水排出部713包括第一引导部714和第二引导部715。第二引导部715包括两个第一斜面716和两个第二斜面717。

以上翅片710的构造，即通孔711与冷凝水排出部713与第三实施例的构造相同。具体而言，第七实施例与第三实施例的相同之处在于：冷凝水排出部713包括第一引导部714和第二引导部715；并且第二引导部715包括第一斜面716和第二斜面717。

翅片710设有多个气窗720。这些气窗720可通过切割翅片710的多个部分而形成，大体是通过沿翅片710的宽度方向切割冷凝水排出部713的部分，然后通过将切割部分从翅片710的剩余部分弯折而形成。在该实施例中，气窗720仅布置在第二斜面717上。

参照图15，能够预知根据第七实施例的效果。更详细而言，图15的X轴和Y轴分别表示热交换器的风扇功率（W）和传热容量（kW）。图15的线B对应于包括根据第三实施例的翅片310的热交换器，即包括没有气窗的翅片的热交换器。图15的线B1对应于包括根据第七实施例的翅片710的热交换器，即包括仅在第二斜面717上具有气窗720的翅片710的热交换器。图15的线B2对应于包括在翅片310的第二引导部315上全部布置有气窗的热交换器，即包括在第一斜面316和第二斜面317上均具有气窗的翅片310的热交换器。如图15所示，当风扇功率固定时，根据第七实施例的热交换器的传热效率要比根据第三实施例的热交换器的传热效率高。然而，包括布置在第一斜面316和第二斜面317上的气窗的热交换器的传热效率要比根据第三实施例的包括没有气窗的翅片的热交换器的传热效率低。这是因为由气窗所造成的压力损失的增加比由气窗所造成的传热效率的增加要大。因此，在相同的风扇输出下，包括布置在第一斜面316和第二斜面317的气窗的热交换器的传热效率大体上是减小的。

以下，将参照附图描述根据第八至第十实施例的热交换器。

图16是示出构成根据第八实施例的热交换器的翅片的主要部分的前视图。图17是示出根据第八实施例的翅片的剖视图。图18是示出构成根据第九实施例的热交换器的翅片的主要部分的前视图。图19是示出根据第九实施例的翅片的剖视图。图20是示出构成根据第十实施例的热交换器的翅片的主要部分的前视图。图21是示出根据第十实施例的翅片的剖视图。

参照图16和图17，根据第八实施例的翅片810设有多个气窗820。除气窗820之外，其余的翅片810可具有与第四实施例相同的构造。例如，这些气窗820可设置到第二引导部815，即如图16和图17所示的第二斜面817。

参照图18和图19，除气窗920之外，根据第九实施例的翅片910具有与第五实施例的相同的构造。参照图20和图21，除气窗1020之外，根据第十实施例的翅片1010具有与第六实施例的相同的构造。即，通过将气窗920和1020添加到第五实施例和第六实施例，可构想出第九实施例和第十实施例。根据第九实施例，第二引导部915包括第一至第四斜面916、917、918和919，气窗920可设置到第二引导部915，大体上仅设置到第二斜面917和第四斜面919。按照同样的方式，根据第十实施例，第二引导部1015包括第一至第四斜面1016、1017、1018和1019，气窗1020可设置到第二引导部1017，大体上仅设置到第二斜面1017和第四斜面1019。

根据上述实施例，使用穿过通孔的中心的第二线来描示构成冷凝水排出部的每个斜面的位置。因此，当通孔的宽度的中心与翅片的宽度的中心对齐时，该第二线穿过翅片的宽度的中心。

尽管以上参照本发明的多个示范性实施例描述了本发明，但应理解的是，本领域技术人员能够设计出落在本发明的原理的精神和范围内的多种其他更改和实施例。更具体而言，在说明书、附图和随附权利要求书范围内，可以对主题组合设置的零部件和/或设置做出各种变型和更改。除零部件和/或设置的变型和更改之外，对本领域技术人员而言，可选择的应用也将是显而易见的。

Claims

1.一种热交换器，包括：

多个管，容置供制冷剂流动的相应的制冷剂通路；以及

多个翅片，所述翅片呈板状，相互间隔并且包括：多个通孔，所述管分别穿过所述多个通孔，

其中所述翅片设有冷凝水引导部，在空气与流经所述管的制冷剂之间热交换期间产生的冷凝水通过所述冷凝水引导部的引导而被排出，

其中所述冷凝水引导部包括：

两个第一斜面，在所述翅片的两个侧端部从所述翅片的表面沿所述翅片的宽度方向向上倾斜；

多个第二斜面，每个所述第二斜面在所述第一斜面的一端部沿所述翅片的宽度方向向下倾斜；

多个第三斜面，每个所述第三斜面在所述第二斜面的一端部沿所述翅片的宽度方向向上倾斜；以及

多个第四斜面，每个所述第四斜面在所述第三斜面的一端部处沿所述翅片的宽度方向向下倾斜，并且使相应的端部相互连接，

其中在沿所述翅片的纵向延伸以穿过所述通孔的两端的对应的一条假想线与沿所述翅片的纵向延伸以穿过中心部的假想线之间，每个所述第一斜面、每个所述第二斜面及每个所述第三斜面分别连接至对应的一个所述第二斜面、对应的一个所述第三斜面和对应的一个所述第四斜面，并且

所述第四斜面在沿所述翅片的纵向延伸以穿过所述中心部的所述假想线上相互连接。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述第二斜面设有多个气窗。

3.根据权利要求1所述的热交换器，其中每个所述第二斜面沿所述翅片的宽度方向的长度等于或大于所述第一斜面沿所述翅片的宽度方向的长度。

4.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述第二斜面和第四斜面设有多个气窗。

5.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述第二斜面沿所述翅片的宽度方向的长度等于或大于所述第一斜面沿所述翅片的宽度方向的长度，所述第四斜面沿所述翅片的宽度方向的长度等于或大于所述第三斜面沿所述翅片的宽度方向的长度。

6.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述翅片的至少一部分设有肋，以使所述翅片与所述管之间的附着面积增大。

7.根据权利要求6所述的热交换器，其中所述肋从所述翅片的对应于所述通孔的周边的部分延伸以接触邻近所述肋的另一翅片的表面。

8.根据权利要求6所述的热交换器，其中在所述管的外表面与所述肋的内表面之间布置有片状钎焊材料，以通过钎焊联接所述翅片和所述管。