CN104596156B - 变排深翅片换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变排深翅片换热器，而提供一种改善换热器迎面风速不均匀并减轻距离风机进风口较远区域结霜的翅片管换热器。包括多个换热单元，每个换热单元由多根换热管及套于换热管上的一组翅片组成，每根换热管为带有开口的圆形，多根换热管在开口处通过弯头相连并设置有制冷剂进口和制冷剂出口。多个所述换热单元组装后形成同心的扇形；多个换热单元从内向外排列且同心设置；整体顶部封板上部有风机，风机的中心与多个换热单元同心；在水平方向，由内向外每个换热单元的翅片高度逐渐减小或加大，在同一等高面上，每个换热单元的翅片与风机进风口等距；在竖直方向，随着与风机进风口距离的增加，换热单元数量减少，换热管的排数减少。

Description

变排深翅片换热器

技术领域

本发明涉及空气源热泵空调机组技术领域，更具体的说，是涉及一种空气源热泵空调机组用变排深翅片管换热器。

背景技术

空气源热泵空调器由于安装方便，不需使用冷却水且换热效率高得到了广泛应用，而翅片式换热器是空气源热泵空调器的一个主要换热元件。通常换热器为四方体，节流阀出来的制冷剂均匀分布进入换热器的每一个管程，且每个管程换热管长度相同，换热器自上而下管排深相同，在风机的作用下，空气掠过换热器表面与换热管内制冷剂完成热交换。在大型中央空调的使用过程中，由于换热器自身体积较大，换热器表面气体流场分布很不均匀，距离风机近端的换热器表面气流速度高，换热效果好，风机远端气流速度低，换热效果差，因此造成空调器夏季制冷效果差，冬季制热效果差。同时，冬季很容易在距离风机进风口较远的低风速区域造成翅片表面和换热管外侧结霜，形成空气通道堵塞，使换热能力迅速下降，严重时还可能对机组的安全运行造成严重影响。

为了解决这些问题，很多学者进行了相应的分析和实验研究。专利公开号为CN1952514A、发明创造名称为《空调翅片换热器均匀流场导流技术及导流装置》的专利文献中提出用直板和折弯板组合的方式制成导流支架，与翅片换热器配合使用，改善换热器表面气流分布不均匀的状况。但这样做在改善气流分布不均匀的同时也会大大增加设备的复杂性和整机结构尺寸，同时还增加了换热管外侧空气阻力；专利公开号为CN2605537Y、发明创造名称为《一种风冷热泵用翅片式换热器》的专利文献中提出将换热器的制冷剂侧分成若干个管程，使风速较小的制冷剂侧管程加长，风速较大的制冷剂侧管程缩短。这样可以部分提高较长管程区域的换热效果，但这样却降低了翅片效率，而且对于小风速区域翅片表面和换热管外结霜不能得到有效改善。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种能够较好地解决换热器迎面风速不均匀的状况，提高换热效率，改善距离风机进风口较远区域翅片和换热管外结霜的翅片管换热器。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种变排深翅片换热器，包括多个换热单元，每个所述换热单元由多根换热管及套于所述换热管上的一组翅片组成，每根所述换热管为带有开口的圆形，多根所述换热管在所述开口处通过弯头相连并设置有制冷剂进口和制冷剂出口，每个管程长度基本相等，每个所述换热单元的制冷剂进口分别与进口汇集总管连接，每个所述换热单元的制冷剂出口分别与出口汇集总管连接；多个所述换热单元组装后形成同心的扇形；所述换热单元从内向外排列且同心设置；所述各换热单元的顶部翅片上设置有整体顶部封板，所述整体顶部封板上部设置有风机，所述风机的中心与所述多个换热单元同心；在水平方向，每个所述换热单元的翅片高度不同，由内向外每个换热单元的翅片高度逐渐减小或逐渐增大，在同一等高面上，每个所述换热单元的翅片与所述风机进风口等距；在竖直方向，随着与所述风机进风口距离的增加，所述换热单元数量减少，使得换热管的排数减少。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的换热器在同一等高面上，换热器表面与风机进风口基本等距，避免了风速沿周向分布不均现象，提高了换热器的换热效果。

2、本发明的换热器在垂直方向，自上而下随着与风机进风口距离增加，换热管的排数逐渐较少，明显降低了距离风机进风口较远区域的空气阻力，提高了该区域的空气流速，使整个换热器表面风速趋于均匀，冬季明显减少了距离风机进风口较远区域翅片表面和换热管外侧结霜情况，提高了翅片换热效率，也减少了换热器的材料消耗。

3、本发明的换热器制作工艺简单，利用现有设备易于加工制造。

附图说明

图1所示为本发明变排深翅片换热器的主视图；

图2所示图1去掉顶部封板的俯视图；

图3所示图2中A—A剖面图去掉中心结构部分的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明的变排深翅片换热器包括多个换热单元，包括多个换热单元，每个所述换热单元由多根换热管及套于所述换热管上的一组翅片组成，每根所述换热管为带有开口的圆形，多根所述换热管在所述开口处通过弯头相连并设置有制冷剂进口和制冷剂出口，每个管程长度基本相等，每个所述换热单元的制冷剂进口分别与进口汇集总管连接，每个所述换热单元的制冷剂出口分别与出口汇集总管连接；多个所述换热单元组装后形成同心的扇形；所述换热单元从内向外排列且同心设置；所述各换热单元的顶部翅片上设置有整体顶部封板，所述整体顶部封板上部设置有风机，所述风机的中心与所述多个换热单元同心；在水平方向，每个所述换热单元的翅片高度不同，由内向外每个换热单元的翅片高度逐渐减小或逐渐增大，在同一等高面上，每个所述换热单元的翅片与所述风机进风口等距；在竖直方向，随着与所述风机进风口距离的增加，所述换热单元数量减少，使得换热管的排数减少。

以下以具有三个换热单元的翅片管换热器为例进行详细说明。

本发明具有三个换热单元的翅片管换热器的示意图如图1-图3所示，包括三个换热单元，分别为第一换热单元Ⅰ、第二换热单元Ⅱ、第三换热单元Ⅲ。第一换热单元Ⅰ由多根第一换热管5-1和多片第一翅片4-1组成，多片第一翅片4-1套于多根第一换热管5-1上，第一翅片的高度为H1，每根第一换热管为带有开口的圆形，多根第一换热管在所述开口处通过弯头2相连并设置有制冷剂进口和制冷剂出口。多片所述第一翅片4-1与所述第一换热管5-1组装后形成扇形。第二换热单元Ⅱ由多根第二换热管5-2和多片第二翅片4-2组成，多片第二翅片4-2套于多根第二换热管5-2上，第二翅片的高度为H2，每根第二换热管为带有开口的圆形，多根第二换热管在所述开口处通过弯头2相连并设置有制冷剂进口和制冷剂出口。多片所述第二翅片4-2与所述第二换热管5-2组装后形成扇形。第三换热单元Ⅲ由多根第三换热管5-3和多片第三翅片4-3组成，多片第三翅片4-3套于多根第三换热管5-3上，第三翅片的高度为H3，每根第三换热管为带有开口的圆形，多根第三换热管在所述开口处通过弯头2相连并设置有制冷剂进口和制冷剂出口。多片所述第三翅片4-3与所述第三换热管5-3组装后形成扇形。三个换热单元组装定位后，第一换热单元Ⅰ、第二换热单元Ⅱ、第三换热单元Ⅲ的制冷剂进口分别与进口汇集总管连接，第一换热单元Ⅰ、第二换热单元Ⅱ、第三换热单元Ⅲ的制冷剂出口分别与出口汇集总管连接。进口汇集总管的总进口和出口汇集总管的总出口分别和空调机其他相关部件连接。

第一换热单元Ⅰ、第二换热单元Ⅱ、第三换热单元Ⅲ从内向外排列且同心设置。在三个换热单元顶部上设有整体顶部封板3，所述整体顶部封板3上部设置有风机1，所述风机1的中心与所述三个换热单元同心。在水平方向，第一换热单元Ⅰ、第二换热单元Ⅱ、第三换热单元Ⅲ的第一翅片4-1、第二翅片4-2和第三翅片4-3高度不同，由内向外高度逐渐减小，即H1＞H2＞H3，在同一等高面上，第一换热单元Ⅰ、第二换热单元Ⅱ、第三换热单元Ⅲ中的第一翅片、第二翅片和第三翅片与所述风机1进风口等距。在竖直方向，随着与所述风机1进风口距离的增加，从开始的具有第一换热单元Ⅰ、第二换热单元Ⅱ、第三换热单元Ⅲ三个换热单元，向下变成具有第一换热单元Ⅰ和第二换热单元Ⅱ两个换热单元，到最下端只有第一换热单元Ⅰ一个换热单元。由于换热单元数量逐渐的减少，换热管的排数相应的逐渐减少。即H1-H2区域的换热管排数n1＜H2-H3区域的换热管排数n2＜H3区域的换热管排数n3。这样，使下部区域的空气阻力逐渐降低，空气流速得以提高。在风机1的作用下，空气掠过换热器表面与换热管内制冷剂进行热交换，整个换热器表面风速均匀，达到减少距离风机进风口较远区域翅片和换热管表面结霜，增强换热器整体换热效果的目的。

本发明的换热器根据机组负荷及换热器表面风速分布，确定换热管的排数及翅片高度。在同一等高面上，换热器表面与风机进风口基本等距，避免了风速沿周向分布不均现象，提高了换热器的换热效果。在竖直方向，自上而下随着与风机进风口距离增加，换热管的排数逐渐较少，明显降低了距离风机进风口较远区域的空气阻力，使整个换热器表面风速趋于均匀，明显减少了距离风机进风口较远区域翅片表面结霜情况，提高了翅片换热效率，也减少了换热器的材料消耗。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种变排深翅片换热器，其特征在于，包括多个换热单元，每个所述换热单元由多根换热管及套于所述换热管上的一组翅片组成，每根所述换热管为带有开口的圆形，多根所述换热管在所述开口处通过弯头相连并设置有制冷剂进口和制冷剂出口，每个管程长度基本相等，每个所述换热单元的制冷剂进口分别与进口汇集总管连接，每个所述换热单元的制冷剂出口分别与出口汇集总管连接；多个所述换热单元组装后形成同心的扇形；所述换热单元从内向外排列且同心设置；所述各换热单元的顶部翅片上设置有整体顶部封板，所述整体顶部封板上部设置有风机，所述风机的中心与所述多个换热单元同心；在水平方向，每个所述换热单元的翅片高度不同，由内向外每个换热单元的翅片高度逐渐减小或逐渐增大，在同一等高面上，每个所述换热单元的翅片与所述风机进风口等距；在竖直方向，随着与所述风机进风口距离的增加，所述换热单元数量减少，使得换热管的排数减少。