CN105890399A - 换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换热器，该换热器包括：预成形的波浪形的换热管，以及设置在换热管之间的翅片，其中在换热器的厚度方向上换热管具有至少两个弯曲部使换热管成波浪形。根据本发明的实施例，通过将换热器扁管预先沿着扁管宽度方向弯曲形成波浪形，通过和集流管，翅片及其他部件组装钎焊后形成波浪形换热器。根据本发明的实施例，可以通过调整扁管或翅片的弯曲半径及翅片宽度等参数实现所需换热性能及安装尺寸的要求。

Description

换热器

技术领域

本发明涉及一种换热器。

背景技术

现有技术中，将集流管，扁管，翅片组装并加工成换热器之后用弯曲装置进行弯曲，形成波浪型换热器。这种方式成型的换热器弯曲半径不易太小，过大的曲率半径使得增加的换热面积比较有限。

发明内容

本发明的实施例的一个目的是提供一种换热器，由此例如使波浪形换热器满足所需换热性能及安装尺寸的要求。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种换热器，该换热器包括：预成形的波浪形的换热管，以及设置在换热管之间的翅片，其中在换热器的厚度方向上换热管具有至少两个弯曲部使换热管成波浪形。

根据本发明的一个方面，所述换热管的从端面到距离该端面预定距离的位置之间的部分具有直线状的形状。

根据本发明的一个方面，所述换热管的至少一些相邻的弯曲部的折弯半径大致相等。

根据本发明的一个方面，所述换热管的至少一些相邻的弯曲部之间通过直线状过渡部连接。

根据本发明的一个方面，所述翅片的在换热器的厚度方向上的两个侧面具有大致平面状的形状。

根据本发明的一个方面，假设在换热器的厚度方向上相互相对、相互平行，并且相互距离为H的两个假想平面分别与所述换热管的弯曲部大致相切，并且距离H定义为换热管在换热器的厚度方向上的总体尺寸，则所述翅片在换热器的厚度方向上的尺寸大于或等于所述换热管在换热器的厚度方向上的总体尺寸。

根据本发明的一个方面，所述翅片和换热管在换热器的厚度方向上具有大致一致的波浪形使得换热器具有波浪形的形状。

根据本发明的一个方面，假设在换热器的厚度方向上相互相对、相互平行，并且相互距离为H的两个假想平面分别与所述换热管的弯曲部大致相切，并且距离H定义为换热管在换热器的厚度方向上的总体尺寸，则所述翅片的宽度小于所述换热管在换热器的厚度方向上的总体尺寸，并且大于或等于换热管在与两个假想平面垂直并且大致通过换热管的轴线的平面中的横向尺寸。

根据本发明的一个方面，所述换热管的弯曲部形成波峰和波谷，并且在换热器的长度方向上，相邻的换热管的波峰或波谷错开设置。

根据本发明的一个方面，所述换热管的弯曲部形成波峰和波谷，并且在换热器的长度方向上，相邻的第一组换热管和第二组换热管的波峰或波谷错开设置，第一组换热管包括至少两个波峰和波谷在换热器的长度方向上处于大致相同位置的换热管并且第二组换热管包括至少两个波峰和波谷在换热器的长度方向上处于大致相同位置的换热管。

根据本发明的一个方面，所述换热管的弯曲部形成波峰和波谷，并且在换热器的长度方向上，相邻的换热管的波峰和波谷交错设置。

根据本发明的一个方面，所述换热管的弯曲部形成波峰和波谷，并且在换热器的长度方向上，相邻的第一组换热管和第二组换热管的波峰和波谷交错设置，第一组换热管包括至少两个波峰和波谷在换热器的长度方向上处于大致相同位置的换热管并且第二组换热管包括至少两个波峰和波谷在换热器的长度方向上处于大致相同位置的换热管。

根据本发明的一个方面，所述翅片的宽度大于换热管的宽度。

根据本发明的一个方面，所述换热管中的每一个由在换热器的厚度方向上设置的多个子换热管构成。

根据本发明的一个方面，构成所述换热管中的每一个换热管的所述多个子换热管中的相邻的子换热管相互连接。

根据本发明的一个方面，所述换热管是扁管。

根据本发明的一个方面，所述子换热管是扁管。

根据本发明的一个方面，所述翅片的宽度大于扁管的宽度。

根据本发明的一个方面，所述翅片和扁管在换热器的厚度方向上具有大致一致的波浪形使得换热器具有波浪形的形状。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种组装换热器的方法，所述组装换热器的方法包括：提供预成形的波浪形的换热管，其中在换热器的厚度方向上换热管具有至少两个弯曲部使换热管成波浪形；将换热管和翅片交替地放置在组装台的换热器组装台面上，且使换热管和翅片的在换热器的厚度方向上的侧面与组装台的换热器组装台面接触；以及将集流管、翅片和换热管组装在一起。

根据本发明的一个方面，所述组装台的换热器组装台面是大致平坦的表面。

根据本发明的一个方面，所述组装台的换热器组装台面是与换热管的波浪形相同的波浪形的表面。

根据本发明的一个方面，所述翅片在放置在所述组装台的换热器组装台面上之后，形成与所述组装台的换热器组装台面的波浪形相同的波浪形形状。

根据本发明的实施例，通过将换热器扁管预先沿着扁管宽度方向弯曲成波浪形，通过和集流管，翅片及其他部件组装钎焊后形成波浪形换热器。根据本发明的实施例，可以通过调整扁管或翅片的弯曲半径及翅片宽度等参数实现所需换热性能及安装尺寸的要求。

附图说明

图1为根据本发明的实施例的换热管的示意俯视图；

图2为根据本发明的实施例的图1所示的换热管的示意立体图；

图3为根据本发明的第一实施例的换热器的示意俯视图；

图4为根据本发明的第一实施例的图3所示的换热器的示意立体图；

图5为根据本发明的第一实施例的换热器的组装示意立体图；

图6为根据本发明的第二实施例的换热器的示意主视图；

图7为根据本发明的第二实施例的图6所示的换热器的示意俯视图；

图8为根据本发明的第二实施例的图6所示的换热器的示意立体图；

图9为根据本发明的第三实施例的换热器的示意主视图；

图10为根据本发明的第三实施例的图9所示的换热器的示意俯视图；

图11为根据本发明的第三实施例的图9所示的换热器的示意立体图；

图12为根据本发明的第二实施例和第三实施例的换热器的组装示意立体图；

图13为根据本发明的第一实施例的翅片的温度场分布图；

图14为根据本发明的第四实施例的换热器的示意俯视图，其中省去了翅片；

图15为根据本发明的第四实施例的换热器的示意立体图；

图16为根据本发明的第五实施例的换热器的示意俯视图；

图17为根据本发明的第六实施例的换热器的换热管的示意俯视图；以及

图18为根据本发明的第六实施例的图17所示的换热器的换热管的示意立体图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步说明。

实施例1

图1和2示出了根据本发明的实施例的换热管，图3和4示出了根据本发明的第一实施例的换热器，并且图5示出了根据本发明的第一实施例的换热器的组装状态。

参见图1至5，根据本发明的实施例的换热器10包括：预成形的波浪形的换热管11，以及设置在换热管11之间的翅片12。在换热器10的厚度方向A上换热管11具有至少两个弯曲部111使换热管11成波浪形。换热器10还包括集流管15。换热管11可以是扁管等任何合适的换热管。换热管11的两端插入集流管15上的换热管槽内。换热管11至少有一个流通孔。在换热管11是扁管的情况下，换热器10的厚度方向A是扁管的宽度方向。

如图1和2所示，换热管11的从端面112到距离该端面112预定距离的位置之间的部分115具有直线状的形状。例如该预定距离可以是至少1.5mm。使得换热管11更易插入集流管11的换热管槽内，且与换热管11配合的集流管11上的换热管槽更易加工成型，可以用常规集流管的设计，不需要额外投资或者可以减少集流管模具费用，降低制造成本。

如图1和2所示，所述换热管11的至少一些相邻的弯曲部111的折弯半径大致相等，或也可以不同。如果相邻的弯曲部111的折弯半径大致相等，使得加工方便，减少弯曲设备的投入。

如图1和2所示，所述换热管11的至少一些相邻的弯曲部111之间通过直线状过渡部116连接。即，在换热管11的弯曲部111形成的波峰与波谷之间可以有直线状过渡部116，由此可以改善材料应力，减少弯曲过程中换热管11的前一个弯曲部111受损。

如图3和4所示，所述翅片12的在换热器10的厚度方向A上的两个侧面121具有大致平面状的形状。翅片12不随换热管11的变化而变化。

参见图1、3和4，假设在换热器10的厚度方向A上相互相对、相互平行，并且相互距离为H的两个假想平面分别与所述换热管11的弯曲部111大致相切，并且距离H定义为换热管11在换热器10的厚度方向A上的总体尺寸，则所述翅片12在换热器10的厚度方向A上的尺寸Wf大于或等于所述换热管11在换热器10的厚度方向A上的总体尺寸H，或者翅片12的宽度Wf大于或等于所述换热管11在换热器10的厚度方向A上的总体尺寸H。总体尺寸H可以称为波峰与波谷间距离。

如图5所示，换热器10的组装在组装台20上进行，所述组装台20的换热器组装台面21可以是大致平坦的表面。换热器10在进行组装时，在组装台20的换热器组装台面21上，翅片12呈水平状。如图3所示，翅片12的边缘与换热管11的边缘的间距b在换热管11的长度上是变化的。当换热器用作蒸发器时，因翅片12超出换热管11的特殊设计，有利于凝结水的排出。

参见图5，根据该实施例的换热器组装方法简单，只需常规的组装台20及一定的工装即可。

实施例2、3

图6至8示出了根据本发明的第二实施例的换热器，图9至11示出了根据本发明的第三实施例的换热器，图12示出了根据本发明的第二实施例和第三实施例的换热器的组装状态。在第二和第三实施例中，换热器的翅片12和换热管11都具有波浪形的形状，其它方面与第一实施例相同。

如图6至12所示，翅片12和换热管11在换热器10的厚度方向A上具有大致一致的波浪形使得换热器10具有波浪形的形状。即翅片12随换热管11的变化而变化。假设在换热器10的厚度方向A上相互相对、相互平行，并且相互距离为H的两个假想平面分别与所述换热管11的弯曲部111大致相切，并且距离H定义为换热管11在换热器10的厚度方向A上的总体尺寸H，则所述翅片12的宽度Wf小于所述换热管11在换热器10的厚度方向A上的总体尺寸H，并且大于或等于换热管11在与两个假想平面垂直并且大致通过换热管11的轴线的平面中的横向尺寸W。例如，在换热管11是扁管的情况下，翅片12的宽度Wf小于扁管在换热器10的宽度方向上的总体尺寸H，并且大于或等于扁管的宽度W。

在图6至8所示的第二实施例中，所述翅片12的宽度等于换热管11的宽度，或等于扁管的宽度(在换热管11是扁管的情况下)，并且所述翅片12和换热管11在换热器10的厚度方向A上的两个侧面相互对齐。

在图9至11所示的第三实施例中，所述翅片12的宽度Wf大于换热管11的宽度W，或大于扁管的宽度W(在换热管11是扁管的情况下)，并且所述翅片12和换热管11在换热器10的厚度方向A上的一个侧面相互对齐，而在换热器10的厚度方向A上的另一侧，在换热器10的厚度方向A上所述翅片12的侧面超出换热管11的侧面(参见图10)。

如图12所示，可以通过组装台来实现翅片12的弯曲，组装台20的换热器组装台面21与换热管11具有相同弯曲形状，即所述组装台20的换热器组装台面21是与换热管11的波浪形相同的波浪形的表面。将预先弯曲成波浪形的换热管11放置在组装台面21上，使得换热管11的波浪形和组装台面21的波浪形相吻合，换热管11插入集流管15的换热管槽中，翅片12放置在相邻换热管11之间，翅片材料可以为很软的铝箔，由于组装台面21是波浪形的，使得翅片12可以随组装台面21的形状变化而自然形成波浪形。将换热器捆扎后通过钎焊形成波浪形换热器。根据不同的工艺过程，也可以改变换热管11，集流管15和翅片12的组装顺序。

实施例4

图13表示本发明的第一实施例的翅片的温度场分布图，由图13可以看出，当多个换热管11按波峰波谷方向一致的方式布置时，翅片12存在距离换热管11距离相对较远的区域30，在此区域30，换热管11的温度不能很好的传递到此，为此，申请人提出更加优化的第四实施例。图14示出了根据本发明的第四实施例的换热器。在第四实施例中，换热器的换热管11采用了交错布置，其它方面与第一实施例相同。

如图14所示，所述换热管11的弯曲部111形成波峰和波谷，并且在换热器10的长度方向上，相邻的换热管11的波峰和波谷交错设置(例如，在换热器10的长度方向上，换热管11的波峰和波谷分别对应与该换热管11相邻的换热管11的波谷和波峰，即换热管11的波峰和波谷的位置分别和与该换热管11相邻的换热管11的波谷和波峰的位置大致相同)。

图14所示的实施例为优选实施例，实际上，只要换热管11采用非一致的方式布置，即可达到该效果，例如：根据本发明的一些实施例，在换热器10的长度方向上，相邻的换热管11的波峰或波谷错开设置(例如，相邻的换热管11的波峰或波谷在换热器10的长度方向上处于不同的位置)。

根据本发明的另一些实施例，在换热器10的长度方向上，相邻的第一组换热管11和第二组换热管11的波峰或波谷错开设置(例如，相邻的第一组换热管11和第二组换热管11的波峰或波谷在换热器10的长度方向上处于不同的位置)，第一组换热管11包括至少两个(例如两个、三个、四个等)波峰和波谷在换热器10的长度方向上处于大致相同位置的换热管11并且第二组换热管11包括至少两个(例如两个、三个、四个等)波峰和波谷在换热器10的长度方向上处于大致相同位置的换热管11。

根据本发明的又一些实施例，在换热器10的长度方向上，相邻的第一组换热管11和第二组换热管11的波峰和波谷交错设置(例如，在换热器10的长度方向上，第一组换热管11的波峰和波谷分别对应与该第一组换热管11相邻的第二组换热管11的波谷和波峰，即第一组换热管11的波峰和波谷的位置分别和与该第一组换热管11相邻的第二组换热管11的波谷和波峰的位置大致相同)，第一组换热管11包括至少两个(例如两个、三个、四个等)波峰和波谷在换热器10的长度方向上处于大致相同位置的换热管10并且第二组换热管11包括至少两个(例如两个、三个、四个等)波峰和波谷在换热器10的长度方向上处于大致相同位置的换热管11。

参见图14，所述换热管11的弯曲部111形成波峰和波谷，并且相邻的换热管11的波峰和波谷交错或错开设置。通过分析沿换热管11厚度方向的温度分布情况，相邻换热管11的波峰波谷交错或错开放置可以有效的打破热边界层，从而达到更好的传热效果。

实施例5

图16示出了根据本发明的第五实施例的换热器，在第五实施例中，换热器10的换热管11采用了组合式换热管，其它方面与上述各实施例相同，即第五实施例的换热管可以应用于上述各个实施例。

如图16所示，所述换热管11中的每一个由在换热器10的厚度方向A上设置的多个子换热管117构成。构成所述换热管11中的每一个换热管11的所述多个子换热管117中的相邻的子换热管117可以相互连接。所述子换热管117可以是扁管，或者本实施例中的换热管11本身可以是一种组合式扁管。

在图16所示的示例中，换热器10的换热管11由多根扁管组成，每根换热管11可以由N根宽度为W/N的扁管组成(W为换热管11的宽度)，同时插入集流管15上相对应的换热管槽，这样可以使每根扁管的弯曲半径尽量小，形成更小的波浪，从而使在相同的安装空间下进一步增加换热器的换热面积。

参见图16，如果图16中的最底部的一根扁管的一个弯曲部111的弯曲半径为R₁，则从最底部起的第N根扁管的一个弯曲部111的弯曲半径为R_N＝R₁+(N-1)N/W。

实施例6

如图17和18所示，以上所述换热器10的扁管也可以是一种由多根扁管通过筋连接相邻扁管形成的整体扁管，这样扁管更容易装配。

尽管上述示例以扁管为例进行了描述，但是换热管也可以是任何其它合适的换热管。

下面描述根据本发明的实施例的组装换热器的方法。参见图5和12，该组装换热器的方法包括：提供预成形的波浪形的换热管11，其中在换热器10的厚度方向A上换热管11具有至少两个弯曲部111使换热管11成波浪形；将换热管11和翅片12交替地放置在组装台20的换热器组装台面21上，且使换热管11和翅片12的在换热器10的厚度方向A上的侧面与组装台20的换热器组装台面21接触；以及将集流管15、翅片12和换热管11组装在一起。

如图5所示，所述组装台20的换热器组装台面21是大致平坦的表面。作为选择，如图12所示，所述组装台20的换热器组装台面21是与换热管11的波浪形相同的波浪形的表面，所述翅片12在放置在所述组装台20的换热器组装台面21上之后，形成与所述组装台21的换热器组装台面21的波浪形相同的波浪形形状。

本发明的实施例通过将换热器扁管预先沿着扁管宽度方向弯曲成波浪形，通过和集流管，翅片及其他部件组装钎焊后形成波浪形换热器。本发明的实施例可以通过调整扁管或翅片的弯曲半径及翅片宽度等参数实现所需换热性能及安装尺寸的要求。

此外，本发明的实施例不需要通过增大系统的空间尺寸便可实现增加换热面积。本发明的实施例可以通过增加换热器的换热性能来增加系统能效(降低消耗功率)。

如果系统不需要更高的能效和更大的换热性能，本发明的实施例可用于减少系统的控件尺寸，使得整个系统更加紧凑从而有效的降低成本。

尽管上述分别描述了本发明的实施例，但是上述实施例中的特征可以进行组合形成新的实施例。

Claims (20)

1.一种换热器，包括：

预成形的波浪形的换热管，以及

设置在换热管之间的翅片，

其中在换热器的厚度方向上换热管具有至少两个弯曲部使换热管成波浪形。

2.根据权利要求1所述的换热器，其中：

所述换热管的从端面到距离该端面预定距离的位置之间的部分具有直线状的形状。

3.根据权利要求1所述的换热器，其中：

所述换热管的至少一些相邻的弯曲部的折弯半径大致相等。

4.根据权利要求1所述的换热器，其中：

所述换热管的至少一些相邻的弯曲部之间通过直线状过渡部连接。

5.根据权利要求1所述的换热器，其中：

所述翅片的在换热器的厚度方向上的两个侧面具有大致平面状的形状。

6.根据权利要求1或5所述的换热器，其中：

假设在换热器的厚度方向上相互相对、相互平行，并且相互距离为H的两个假想平面分别与所述换热管的弯曲部大致相切，并且距离H定义为换热管在换热器的宽度方向上的总体尺寸，则

所述翅片在换热器的厚度方向上的尺寸大于或等于所述换热管在换热器的厚度方向上的总体尺寸。

7.根据权利要求1所述的换热器，其中：

所述翅片和换热管在换热器的厚度方向上具有大致一致的波浪形使得换热器具有波浪形的形状。

8.根据权利要求7所述的换热器，其中：

假设在换热器的厚度方向上相互相对、相互平行，并且相互距离为H的两个假想平面分别与所述换热管的弯曲部大致相切，并且距离H定义为换热管在换热器的厚度方向上的总体尺寸，则

所述翅片的宽度小于所述换热管在换热器的厚度方向上的总体尺寸，并且大于或等于换热管在与两个假想平面垂直并且大致通过换热管的轴线的平面中的横向尺寸。

9.根据权利要求1或6所述的换热器，其中：

所述换热管的弯曲部形成波峰和波谷，并且

在换热器的长度方向上，相邻的换热管的波峰或波谷错开设置。

10.根据权利要求1或6所述的换热器，其中：

所述换热管的弯曲部形成波峰和波谷，并且

在换热器的长度方向上，相邻的第一组换热管和第二组换热管的波峰或波谷错开设置，第一组换热管包括至少两个波峰和波谷在换热器的长度方向上处于大致相同位置的换热管并且第二组换热管包括至少两个波峰和波谷在换热器的长度方向上处于大致相同位置的换热管。

11.根据权利要求1或6所述的换热器，其中：

所述换热管的弯曲部形成波峰和波谷，并且

在换热器的长度方向上，相邻的换热管的波峰和波谷交错设置。

12.根据权利要求1或6所述的换热器，其中：

所述换热管的弯曲部形成波峰和波谷，并且

在换热器的长度方向上，相邻的第一组换热管和第二组换热管的波峰和波谷交错设置，第一组换热管包括至少两个波峰和波谷在换热器的长度方向上处于大致相同位置的换热管并且第二组换热管包括至少两个波峰和波谷在换热器的长度方向上处于大致相同位置的换热管。

13.根据权利要求1所述的换热器，其中：

所述翅片的宽度大于换热管的宽度。

14.根据权利要求1至5和7至13中的任一项所述的换热器，其中：

所述换热管中的每一个由在换热器的厚度方向上设置的多个子换热管构成。

15.根据权利要求1所述的换热器，其中：

构成所述换热管中的每一个换热管的所述多个子换热管中的相邻的子换热管相互连接。

16.根据权利要求1至5和7至13中的任一项所述的换热器，其中：

所述换热管是扁管。

17.一种组装换热器的方法，包括：

提供预成形的波浪形的换热管，其中在换热器的厚度方向上换热管具有至少两个弯曲部使换热管成波浪形；

将换热管和翅片交替地放置在组装台的换热器组装台面上，且使换热管和翅片的在换热器的厚度方向上的侧面与组装台的换热器组装台面接触；以及

将集流管、翅片和换热管组装在一起。

18.根据权利要求17所述的组装换热器的方法，其中：

所述组装台的换热器组装台面是大致平坦的表面。

19.根据权利要求17所述的组装换热器的方法，其中：

所述组装台的换热器组装台面是与换热管的波浪形相同的波浪形的表面。

20.根据权利要求19所述的组装换热器的方法，其中：

所述翅片在放置在所述组装台的换热器组装台面上之后，形成与所述组装台的换热器组装台面的波浪形相同的波浪形形状。