CN106247820A - 一种异径管换热器及空调机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异径管换热器及空调机，涉及换热器领域，能够提高换热器的换热效率。该异径管换热器包括：进口管路组件、传热管以及出口管路组件；所述传热管包括至少两种不同管内径的传热管；所述至少两种不同管内径的传热管用于，按照预设连接规则连通所述进口管路组件以及所述出口管理组件以形成至少一条制冷剂通路；其中，制冷剂由所述进口管路组件进入每条所述制冷剂通路，并由所述出口管路组件流出，所述制冷剂在每条所述制冷剂通路的流动过程中实现换热功能。

Description

一种异径管换热器及空调机

技术领域

本申请涉及换热器领域，尤其涉及一种异径管换热器及空调机。

背景技术

目前，换热器基本结构是由传热管、进口管路组件以及出口管路组件等构成。其中进口管路组件、传热管、出口管路组件连通形成制冷剂回路。

以空调机的管翅式换热器举例说明，当空调机进行制冷运行时，该管翅式换热器作为冷凝器使用，高温制冷剂气体进入管翅式换热器的制冷剂回路并按照制冷流向进行流动，进而通过传热管向室外环境的空气放热并转化为制冷剂液体；当空调进行制热运行时，该管翅式换热器作为蒸发器使用，低温制冷剂气液两相体按照与制冷流向相反的方向在制冷剂回路中流动，进而通过传热管从室外环境的空气吸热并转化为制冷剂气体。

其中，制冷剂在换热器中的换热效率与制冷剂在传热管中流动的流速相关，通常来讲，流速越快，换热效率越高。为了避免制冷剂在传热管中的流速下降过快，现有技术中可以采用不同管径的传热管连通形成制冷剂回路，通过缩小制冷剂的流通管径避免制冷剂在传热管内的压力损失过快，进而保证制冷剂的流速。

但是，现有技术中，不同管径的传热管的设置受限于翅片通孔的设计，例如，同一翅片上只能穿设相同管径大小的传热管，从而导致管径不同的传热管之间不能按照最优的方式进行连接，这样也就不能最大程度的避免制冷剂在传热管内的压力损失，进而导致换热器的换热效率达不到最优。

发明内容

本发明实施例提供了一种异径管换热器及空调机，能够提高换热器的换热效率。

为了达到上述发明目的，本发明一方面提供一种异径管换热器，包括：进口管路组件、传热管以及出口管路组件；

所述传热管包括至少两种不同管内径的传热管；

所述至少两种不同管内径的传热管用于，按照预设连接规则连通所述进口管路组件以及所述出口管理组件以形成至少一条制冷剂通路；

其中，制冷剂由所述进口管路组件进入每条所述制冷剂通路，并由所述出口管路组件流出，所述制冷剂在每条所述制冷剂通路的流动过程中实现换热功能。

另一方面，提供一种空调机，包括：异径管换热器，所述异径管换热器包括：进口管路组件、传热管以及出口管路组件；

所述传热管包括至少两种不同管内径的传热管；

所述至少两种不同管内径的传热管用于，按照预设连接规则连通所述进口管路组件以及所述出口管理组件以形成至少一条制冷剂通路；

其中，制冷剂由所述进口管路组件进入每条所述制冷剂通路，并由所述出口管路组件流出，所述制冷剂在每条所述制冷剂通路的流动过程中实现换热功能。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供的异径管换热器，包括：进口管路组件、传热管以及出口管路组件；所述传热管包括至少两种不同管内径的传热管；所述至少两种不同管内径的传热管用于，按照预设连接规则连通所述进口管路组件以及所述出口管理组件以形成至少一条制冷剂通路，这样，由于没有翅片的限制，不同管内径的传热管之间可以按照最有利于避免制冷剂的流速下降过快的方式进行连接，也可以均衡制冷剂流速与换热面积，以达到最高的换热效率。另外，在包括翅片的情况下，同一翅片可以包括不同直径大小的通孔，因此，同一翅片也可以穿设不同管内径的传热管，突破了现有技术中翅片对传热管连接的限制，这样，不同管内径的传热管之间同样可以按照最有利于避免制冷剂的流速下降过快的方式进行连接，也可以均衡制冷剂流速与换热面积，以达到最高的换热效率。

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，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明实施例中提供的一种异径管换热器的结构示意图；

图2为本发明实施例中提供的一种传热管交叉排列的示意图；

图3为图2所示的传热管穿设在翅片中的示意图；

图4为本发明实施例中提供的另一种传热管排列的示意图；

图5为图2所示的传热管穿设在翅片中的示意图；

图6为本发明实施例中提供的另一种异径管换热器的结构示意图；

图7为本发明实施例中提供的又一种异径管换热器的结构示意图；

图8为本发明实施例中提供的一种制冷剂在异径管换热器中的流通示意图；

图9为本发明实施例中提供的又一种异径管换热器的结构示意图；

图10a为图9所示的异径管换热器的制冷剂通路的示意图；

图10b为本发明实施例提供的现有技术中的制冷剂通路的示意图；

图11为本发明实施例中提供的一种空调机的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种异径管换热器10，如图1所示，该异径管换热器10包括：进口管路组件11、传热管12以及出口管路组件13；所述传热管12包括至少两种不同管内径的传热管，例如图1中示出的具有第一类管内径的传热管121和具有第二类管内径的传热管122；所述至少两种不同管内径的传热管用于，按照预设连接规则连通所述进口管路组件以及所述出口管理组件以形成至少一条制冷剂通路，例如图1中箭头示出的制冷剂通路；其中，制冷剂由所述进口管路组件进入每条所述制冷剂通路，并由所述出口管路组件流出，所述制冷剂在每条所述制冷剂通路的流动过程中实现换热功能。

值得说明的是，图1只是本发明实施例提供的一种异径管换热器的示意图，其只示出了两类管内径的传热管，在具体实施时可以有管内径多于两种的传热管，本发明不做限定。并且，图1中两类管内径的传热管的连接顺序只是一种示例，在具体实施时，可以根据实际需求预先设定连接顺序，本发明对此不做限定。另外，本发明实施例提供的异径管换热器还可以包括其他部件，例如，连接弯头，壳体等，图1中未一一示出。

采用上述异径管换热器，由于没有翅片的限制，不同管内径的传热管之间可以按照最有利于避免制冷剂的流速下降过快的方式进行连接，也可以均衡制冷剂流速与换热面积，以达到最高的换热效率。具体地，传热管的管内径越小，制冷剂在传热管中的压力越大，进而流速越快，但是，传热管管内径越小，管内流动的制冷剂与管外流体交换热量的换热面积越小，因此，在具体实施时，根据实际需求，可以综合考虑传热管的管内径对制冷剂流速和换热面积的影响，为不同管内径的传热管的连接设定最佳的连接顺序，以达到最高的换热效率，相比现有技术中，还需考虑翅片对传热管连接的限制，本发明实施例提高了现有异径管换热器的换热效率。

为了使本领域的技术人员更加理解本发明实施例提供的技术方案，下面对本发明实施例提供的异径管换热器进行详细举例说明。

在本发明实施例的一种可能的实现方式中，该异径管换热器10包括多排所述传热管；其中，相邻排的所述传热管的管内径不同，同一排的所述传热管的管内径相同。也就是说，不同管内径的传热管交叉排列，仍以两种管内径的传热管进行举例说明，如图2所示，第一排传热器的管内径均为第一类管内径，第二排传热器的管内径均为第二类管内径，第三排传热器的管内径均为第一类管内径，第四排传热器的管内径均为第二类管内径。

值得说明的是，本发明实施例提供的异径管换热器可以是任一类型的管式换热器，例如，列管式换热器，U型管式换热器，其中，当该异径管换热器10为列管式换热器的情况下，图2中所示的每一个圆代表的即为一根传热管，当该异径管换热器10为U型管式换热器时，相邻的两个同径圆可能是U型连接的同一根传热管。另外，图2中所示的四排传热管之间可以根据预设的所述连接规则进行连通。

为了避免翅片对异径传热管连接的限制，上述图1和图2所示的异径管换热器可以不包括翅片。也可以包括翅片，在包括翅片的情况下，同一翅片上可以穿设不同管内径的传热管，可选地，一个所述翅片上穿设至少两排所述传热管，所述翅片上包括穿设在所述翅片中的所述传热器的管外径相匹配的通孔。仍然以图2所示的四排传热管举例说明，在异径管换热器10包括翅片的情况下，图2所示的四排传热管穿设在翅片中的示意图如图3所示，第一排的传热管和第二排的传热管穿设在翅片14a中，第三排的传热管和第四排的传热管穿设在翅片14b中，同一翅片上可穿设不同管内径的传热管，也就是说，翅片上的通孔可以与不同传热管的管外径匹配，相比现有技术中，同一翅片上的只能穿设相同管内径的传热管，本发明实施例中的翅片不再对传热管之间的连接造成限制。

在本发明实施例的另一种可能的实现方式中，所述异径管换热器包括多排所述传热管；其中，同一排的所述传热管包括至少两种不同管内径的传热管。

如图4所示，异径管换热器包括四排传热管，每一排的传热管即包括第一类管内径的传热管，也包括第二类管内径的传热管。

值的说明的是，图4只是举例说明，在具体实施中，每一排中不同传热管的排列顺序可以相同，也可以不同，本发明对此不做限定。

并且，在同一排传热管包括不同管内径的传热管，且该异径管换热器10包括翅片的情况下，一个所述翅片中可以穿设的所述传热管属于同一排中的所述传热管，所述翅片上包括穿设在所述翅片中的所述传热器的管外径相匹配的通孔。

仍以图4所示的四排传热管举例说明，图4所示的四排传热管穿设在翅片中的示意图如图5所示，第一排的传热管穿设在翅片14c中，第二排的传热管穿设在翅片14d中，第三排的传热管穿设在翅片14e中，第四排的传热管穿设在翅片14f中。这样，同一翅片上可穿设不同管内径的传热管，也就是说，翅片上的通孔可以与不同传热管的管外径匹配，相比现有技术中，同一翅片上的只能穿设相同管内径的传热管，本发明实施例中的翅片不再对传热管之间的连接造成限制。

值得说明的是，上述翅片14a至翅片14f在实际实施时，具体可以是指包括多张翅片的翅片组，本发明对每个翅片组包括的数量不做限定，并且，图3和图5所示的翅片之间的连接可以是可拆卸的，其中，可拆卸连接可以使用已知的多种结构，比如使用卡扣、抽芯铆钉或是螺钉、销钉等来连接两个翅片组。

下面提供一种传热管的管内径以及翅片通孔的优选实现方式，上述图1至图5中示出的第一类管内径的大小为7.94毫米，第二类管内径的大小为7毫米，并且，在该异径管换热器10包括翅片的情况下，所述翅片上包括直径为8.3毫米的第一类通孔以及直径为7.3毫米的第二类通孔，所述第一类通孔用于穿设所述第一类管内径的传热管，所述第二类通孔用于穿设第二类管内径的传热管。

下面具体说明本发明实施例中两种不同管内径的传热管之间的连接。

值得说明的是，不同管内径的传热管之间的连接包括物理连接，也可以是指制冷剂在不同管内径的两个传热管之间可流通，在本发明实施例的一种可能的实现方式中，在该异径管换热器10为列管式传热器的情况下，如图6所示，实线箭头所示为制冷剂通路，虚线箭头所示为与所述制冷剂进行热量交换的热流体的通路，如图6所示，两类管内径的传热管之间通过该异径管换热器的壳体15实线制冷剂的流通。

在本发明实施例的另一种可能的实现方式中，两种不同管内径的所述传热管之间通过过渡管连通。示例地，如图7所示，在该异径管换热器10为U型管式传热器的情况下，大管内径的传热管与小管内径的传热管之间通过过渡管16连接，其中，过渡管的一端与大管内径的传热管相匹配，另一端与小管内径的传热管相匹配。

为了保证制冷剂的流速在大管内径的传热管与小管内径的传热管之间平稳过渡，所述过渡管16的管内径在最大与最小之间渐变，如图7所示的过渡管16，有效防止流速突变对该异径管换热器的换热效率的影响。

值得说明的是，本发明实施例提供的异径管换热器可以作为冷凝器使用，也可以作为蒸发器使用。下面对本发明实施例提供的一种异径管换热器的工作过程进行详细说明，首先，如图8所示，异径管换热器10内包括两排传热管，翅片14a中穿设一排包括不同管内径大小的传热管，翅片14b中穿设一排包括不同管内径大小的传热管，制冷剂的流经方向如图中箭头所示，其中，制冷剂在传热管中的制冷剂通路包括r1和r2两条。当该异径管换热器作为冷凝器使用时，制冷剂通过进口管路组件分别进入翅片14a中的制冷剂通路r1和r2，并分别沿着各自的分流回路向前流动，每条制冷剂通路中的制冷剂流过翅片14a中的传热管后，通过过渡管进入翅片14b中穿设的传热管，并继续流动到出口管路组件，在出口管路组件中两条制冷剂通路中的制冷剂汇集到一起。

由于在每条制冷剂通路中，制冷剂流过的传热管的管内径一开始均较大，大管内径的传热管增加了气态制冷剂与传热管的接触面积，强化制冷剂侧换热，加速气态制冷剂液化，从而降低了制冷剂在传热管中流动的压降，之后，制冷剂流过的传热管管内径减小，避免了制冷剂流速下降过快，保证了制冷剂在传热管中的流速保持在一定值，使得外面的制冷剂可以更快速的进入制冷剂通路，但是减小了换热面积，最后，制冷剂流过的传热管的管内径增大，保证了制冷剂流出前充分换热。

图8只是举例说明，对于异径管换热器中的传热器排数，每排传热管的长度本发明不做限定，上述举例说明表明了针对制冷剂在传热管中流通的各个阶段，可以灵活的对制冷剂流速和换热面积进行取舍，从而可以使的换热效率达到最佳。

下面以传热管为U型传热管为例，详细说明本发明实施例提供的异径管换热器，如图9所示，异径管换热器包括U型传热管1、翅片2、翅片端板3、弯头4、进口管路组件5以及出口管路组件6等构成，其中，一个U型传热管的管内径相同，通过弯头相连的两个U型传热管的管内径可能不同，并且，不同管径U型传热管可以采用相同形式也可以采用不同形式、形式可以是光管，也可以是不同种类的内螺纹铜管如：普通齿、瘦高齿、交叉齿等。其中，多个U型传热管按照预设连接规则连通进口管路组件以及所述出口管理组件以形成至少一条制冷剂通路。

在本发明实施例的一种可能的实现方式中，图9所示的异径管换热器包括两条制冷剂通路。值得说明的是，制冷剂通路越多，制冷剂在通路中的压力损失越大，对加工精度的要求越高，在具体实施时，可以根据实际需求设定制冷剂通路的数量。

仍以图9所示的异径管换热器进行举例说明，图9所示的异径管换热器中的制冷剂通路如图10a所示，为了便于本领域普通技术人员更加理解本发明实施例相对现有技术的改进，图10b还提供了现有技术中制冷剂通路的示意图。其中，虚线连接的两个管径为同一个U型传热管，实线连接的两个管径为不同U型传热管的管径，两者通过渐变的过渡管相连。如图10a所示，第一排的U型管的管内径大于第二排U型管的管内径，具体地，图10a中所示的U型传热管1a的管内径为φ9.52、U型传热管1b的管内径为φ8、翅片端板3a的通孔直径为φ9.52、翅片端板3b的通孔直径为φ8、弯头4a的管内径为φ9.52、弯头4b的管内径为φ8。

其中，图10a所示的异径管换热器还包括进口管路组件、出口管路组件、自攻螺钉，异型弯头等，图中未一一示出，其中，自攻螺钉用于连接两个翅片，异型弯头指弯头两端管径不同，例如一头管内径为φ9.52，另一头管内径为φ8，并且，所述异径弯头的管内径在最大与最小之间渐变，用于连接不同管内径的U型传热管。这样，相比现有技术中，两排U型传热管的管内径均相同，本发明实施例提高了换热效率。

值得说明的是，图10a只是举例说明，在具体实施时，同一排的U型管的管内径也可以不同，异径管换热器也可以包括两条以上的制冷剂通路，本发明对此不做限定。

本发明实施例还提供一种空调机20，如图11所示，所述空调机20包括异径管换热器10。

该异径管换热器10具体可参照上述对图1至图10a的描述，此处不再赘述。

采用上述空调机20，该空调机20中的异径管换热器由于没有翅片的限制，不同管内径的传热管之间可以按照最有利于避免制冷剂的流速下降过快的方式进行连接，也可以均衡制冷剂流速与换热面积，以达到最高的换热效率。具体地，在具体实施时，根据实际需求，可以综合考虑传热管的管内径对制冷剂流速和换热面积的影响，为不同管内径的传热管的连接设定最佳的连接顺序，以达到最高的换热效率，相比现有技术中，还需考虑翅片对传热管连接的限制，本发明实施例提高了现有异径管换热器的换热效率。

值得说明的是，本领域的技术人员应该知悉，图11中所示的空调机20还包括其他部件，例如压缩机，电源等，图11中未一一示出。

另外，本发明对该异径管换热器的使用场景不做限定，例如，本发明实施例提供的异径管换热器10可用于空调，冰箱等家用电器，还可以用于其他需要使用换热功能的电器中。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种异径管换热器，其特征在于，包括：进口管路组件、传热管以及出口管路组件；

所述传热管包括至少两种不同管内径的传热管；

所述至少两种不同管内径的传热管用于，按照预设连接规则连通所述进口管路组件以及所述出口管理组件以形成至少一条制冷剂通路；

其中，制冷剂由所述进口管路组件进入每条所述制冷剂通路，并由所述出口管路组件流出，所述制冷剂在每条所述制冷剂通路的流动过程中实现换热功能。

2.根据权利要求1所述的异径管换热器，其特征在于，所述至少两种不同管内径的传热管包括至少两种不同管内径的U型传热管。

3.根据权利要求1所述的异径管换热器，其特征在于，所述至少两种不同管内径的传热管具体用于，按照所述预设连接规则连通所述进口管路组件以及所述出口管理组件以形成两条制冷剂通路。

4.根据权利要求1至3任一项所述的异径管换热器，其特征在于，所述异径管换热器包括多排所述传热管；其中，相邻排的所述传热管的管内径不同，同一排的所述传热管的管内径相同。

5.根据权利要求4所述的异径管换热器，其特征在于，所述异径管换热器还包括翅片；其中，一个所述翅片上穿设至少两排所述传热管，所述翅片上包括穿设在所述翅片中的所述传热器的管外径相匹配的通孔。

6.根据权利要求1至3任一项所述的异径管换热器，其特征在于，所述异径管换热器包括多排所述传热管；其中，同一排的所述传热管包括至少两种不同管内径的传热管。

7.根据权利要求6所述的异径管换热器，其特征在于，每排所述传热器按照相同的顺序排列至少两种不同管内径的传热管。

8.根据权利要求6所述的异径管换热器，其特征在于，所述异径管换热器还包括翅片；其中，一个所述翅片中穿设的所述传热管属于同一排中的所述传热管，所述翅片上包括穿设在所述翅片中的所述传热器的管外径相匹配的通孔。

9.根据权利要求5或8所述的异径管换热器，其特征在于，所述翅片上包括直径为8.3毫米的第一类通孔以及直径为7.3毫米的第二类通孔。

10.根据权利要求1至3任一项所述的异径管换热器，其特征在于，两种不同管内径的所述传热管之间通过过渡管连通，其中，所述过渡管的管内径在最大与最小之间渐变。

11.一种空调机，其特征在于，所述空调机包括权利要求1至10任一项所述的异径管换热器。