CN106643226B - 换热器及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种换热器及空调器，涉及空调领域，主要目的在于提高换热器的换热效率。主要采用的技术方案为：换热器，包括壳管、换热管和扰流器，换热管设置在所述壳管内，所述壳管上设有冷媒入口；扰流器具有动力接收部，所述扰流器可转动地设置在所述壳管内，以在转动时扰动所述壳管内的冷媒；其中，从所述冷媒入口流入壳管内的冷媒能冲击在所述扰流器的所述动力接收部上，以提供所述扰流器旋转的动力。其中，扰流器转动时可以扰动壳管内的冷媒，以在换热面积不变的情况下提高本发明换热器的换热效率。

Description

换热器及空调器

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别是涉及一种换热器及空调器。

背景技术

满液式壳管冷凝器包括壳管和设置在壳管内的铜换热管。铜换热管内部走水，制冷剂充盈在壳管和铜换热管之间。壳管的上部具有冷媒入口，下部具有冷媒出口。气态制冷剂从壳管上部的冷媒入口进入，气态制冷剂在壳管内部与铜换热管进行热交换以冷凝形成气液两相态制冷剂，两相态制冷剂从壳管下部的冷媒出口流出。满液式壳管换热效果较好，但是冷媒需求量较大，通常液态制冷剂会浸满所有铜换热管，下层液态冷媒的扰动量较小。

根据传热理论，要加强传热，必须提高换热壁两侧表面传热系数中较小的一项，因此提高换热的方法可以是：1、在换热管冷媒侧增加波纹；2、增加壳管内部冷媒的扰动。

目前，现有的壳管式冷凝器换热管都已经增加了波纹结构，但是在排气流速确定的情况下，对于增加冷媒扰动一直没有合适的方法。如果增加机械动力旋转扰动，不但结构不好实现，还会增加输入功率，对于提高整体能效得不偿失。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种换热器，主要目的在于提高换热器的换热效率。

本发明还提供一种应用上述换热器的空调器。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明的实施例提供一种换热器，包括壳管和设置在所述壳管内的换热管，所述壳管上设有冷媒入口；所述换热器还包括：

扰流器，其具有动力接收部，所述扰流器可转动地设置在所述壳管内，以在转动时扰动所述壳管内的冷媒；

其中，从所述冷媒入口流入壳管内的冷媒能冲击在所述扰流器的所述动力接收部上，以提供所述扰流器旋转的动力。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

在前述的换热器中，可选的，所述冷媒入口竖直设置或相对竖直方向呈大于0度且小于90度的夹角。

在前述的换热器中，可选的，所述扰流器呈筒状，且套设在所述壳管与所述换热管之间，所述动力接收部位于所述扰流器的侧面。

在前述的换热器中，可选的，所述扰流器包括至少两个平行设置的环形支撑板，相邻的两个环形支撑板之间设有沿圆周方向间隔排布的多个叶片，各环形支撑板与叶片配合以形成所述扰流器的筒形形状；

其中，所述动力接收部包括各所述的叶片。

在前述的换热器中，可选的，所述环形支撑板的数量为三个以上，以在所述扰流器的轴向方向上形成多排叶片；

其中，相邻的两排叶片错开设置。

在前述的换热器中，可选的，所述叶片包括相背的第一面和第二面，所述第一面为弧形凹面，所述第二面为弧形凸面，所述弧形凹面为圆柱体的柱面的一部分，所述圆柱体的中心线与所述扰流器的轴线平行。

在前述的换热器中，可选的，换热器还包括：

导流装置，用于引导从所述冷媒入口流入壳管内的冷媒，使所述冷媒冲击在所述扰流器的所述动力接收部上，以提供所述扰流器旋转的动力。

在前述的换热器中，可选的，所述导流装置包括设置在所述壳管内部、且位于所述冷媒入口处的导流板；

所述导流板相对所述冷媒入口的横截面倾斜设置，用于引导从所述冷媒入口流入壳管内的冷媒，使冷媒冲击在所述扰流器的所述动力接收部上，以提供所述扰流器旋转的动力。

在前述的换热器中，可选的，所述导流板上设有导流槽，以通过所述导流槽引导从所述冷媒入口流入壳管内的冷媒，使冷媒冲击在所述扰流器的所述动力接收部上，以提供所述扰流器旋转的动力。

在前述的换热器中，可选的，所述壳管的内壁上设有限位凸台，以通过所述限位凸台对所述扰流器在壳管的轴向方向上进行限位。

在前述的换热器中，可选的，所述限位凸台的数量为两个、且沿壳管的轴向间隔设置；

所述扰流器在所述壳管的轴向上位于两个所述限位凸台之间。

另一方面，本发明的实施例还提供一种空调器，包括上述任一种所述的换热器。

借由上述技术方案，本发明换热器及空调器至少具有以下有益效果：

在本发明提供的技术方案中，因为从冷媒入口流入壳管内的冷媒能冲击在扰流器的动力接收部上，以提供扰流器旋转的动力，扰流器转动时可以扰动壳管内的冷媒，以在换热面积不变的情况下提高本发明换热器的换热效率。

另外，本发明提供的空调器由于设置上述换热器的缘故，因此也具有换热效率较高的优点。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的一实施例提供的一种换热器的第一视角的部分剖面视图；

图2是本发明的一实施例提供的一种换热器的第二视角的部分剖面视图；

图3是图2中A处的放大结构示意图；

图4是本发明的一实施例提供的一种扰流器的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

如图1至图3所示，本发明的一个实施例提出的一种换热器100，包括壳管1和扰流器2。壳管1上设有冷媒入口11，以通过该冷媒入口11向壳管1内通入冷媒。扰流器2具有动力接收部。扰流器2可转动地设置在壳管1内，以在转动时扰动壳管1内的冷媒。其中，从冷媒入口11流入壳管1内的冷媒能冲击在扰流器2的动力接收部上，以提供扰流器2旋转的动力。

在上述示例中，扰流器2转动时可以扰动壳管1内的冷媒，从而可以在换热面积不变的情况下提高本发明换热器100的换热效率。另外，通过将从冷媒入口11流入的高速冷媒气流的冲击作为动力使扰流器2转动，无需增加外部动力，从而在实现扰流器2扰动效果的同时又无需增加输入功率，进而保证了本发明换热器100的整机能效。另外，由于换热效率的提高，可以使换热器100的体积减小、重量和成本大大降低。

在一个示例中，前述的冷媒入口11可以竖直设置或相对竖直方向呈大于0度且小于90度的夹角。通过调整冷媒入口11与扰流器2的动力接收部之间的夹角，使从冷媒入口11流入壳管1内的冷媒能直接冲击在扰流器2的动力接收部上，以提供扰流器2旋转的动力。

这里需要说明的是：上述的冷媒入口11竖直设置是指冷媒入口11的中心线竖直设置。相应的，冷媒入口11相对竖直方向呈大于0度且小于90度的夹角，是指冷媒入口11的中心线相对竖直方向呈大于0度且小于90度的夹角。

如图1至图3所示，本发明换热器100还包括设置在壳管1内的换热管4。前述的扰流器2呈筒状、且套设在壳管1与换热管4之间。前述的动力接收部位于扰流器2的侧面。

如图1所示，本发明换热器100的壳管1上还具有冷媒出口12，以供换热后的冷媒从冷媒出口12流出。换热器100还包括与换热管4的一端连通的进水管5和与换热管4的另一端连通的出水管6，以通过进水管5通入热水或冷水，并通过出水管6将换热后的水导出换热管4。

这里需要说明的是：上述扰流器2的外径可以略小于壳管1的内径。扰流器2的内径可以尽可能大些，避免与换热管4发生干涉。当扰流器2转动时，由于壳管1内壁的限制，使得扰流器2只能在壳管1内旋转，不会做径向的移动，因此不必担心扰流器2碰撞换热管4。

进一步的，如图4所示，前述的扰流器2包括至少两个平行设置的环形支撑板21。相邻的两个环形支撑板21之间均设有沿圆周方向间隔排布的多个叶片22。各环形支撑板21与叶片22配合以形成前述扰流器2的筒形形状。其中，前述的动力接收部包括各所述的叶片22，即前述的导流装置3引导从冷媒入口11流入的冷媒冲击在上述的叶片22上，以带动整个扰流器2转动。

进一步的，如图4所示，前述环形支撑板21的数量为三个以上，由于相邻的两个环形支撑板21之间均设有沿圆周方向间隔排布的多个叶片22，从而可以在扰流器2的轴向方向上形成多排叶片。其中，相邻的两排叶片可以并排设置，也可以错开设置。优选的，相邻的两排叶片错开设置，如此可以提高扰流器2的扰动效果。

进一步的，如图4所示，叶片包括相背的第一面和第二面，第一面为弧形凹面，第二面为弧形凸面。弧形凹面为圆柱体的柱面的一部分，圆柱体的中心线与扰流器的轴线平行，以使叶片22更易在冷媒的冲击下带动扰流器2转动。

在另一个示例中，如图1和图3所示，本发明的换热器100还可以包括导流装置3，以通过导流装置3引导从冷媒入口11流入壳管1内的冷媒，使冷媒冲击在扰流器2的动力接收部上，以提供扰流器2旋转的动力。在本示例中，通过设置的导流装置3，可以更灵活地对冷媒流入壳管1内的方向进行调节。

如图3所示，前述的导流装置3可以包括设置在壳管1内部、且位于冷媒入口11处的导流板31。导流板31相对冷媒入口11的横截面倾斜设置，用于引导从冷媒入口11流入壳管1内的冷媒，使冷媒冲击在扰流器2的动力接收部上，以提供扰流器2旋转的动力。在本实例中，倾斜设置的导流板31既可以起到导流作用，将从冷媒入口11流入的高速气流引导冲击到扰流器2上，以让扰流器2旋转起来；又可以起到防冲作用，防止冷媒冲击到壳管1内的换热管4，造成换热管4损伤。

这里需要说明的是：上述导流板31的倾斜角度可以根据实际情况调整到最佳角度，以达到最佳冲击扰流器2旋转的效果。

进一步的，如图3所示，前述的导流板31上设有导流槽311，以通过导流槽311引导从冷媒入口11流入壳管1内的冷媒，使冷媒冲击在扰流器2的动力接收部上，以提供扰流器2旋转的动力。在本示例中，导流槽311既可以起到导流作用，以限制从冷媒入口11流入的冷媒的流动方向；又可以约束冷媒的流动范围，防止冷媒的流动范围过大而对扰流器2的冲击力减弱。

前述壳管1的内壁上可以设有限位凸台(图中未标示)，以通过限位凸台对扰流器2在壳管1内的轴向方向上进行限位，防止扰流器2在壳管1的轴向方向上移动而撞击到壳管1内的其它部件，另外由于扰流器2在壳管1的轴向上不能移动还可以减少对扰流器2转动的干扰。

进一步的，前述限位凸台的数量为两个、且沿壳管1的轴向间隔设置。前述的扰流器2在壳管1的轴向上位于两个限位凸台之间。在本示例中，两个限位凸台相互配合，以进一步限制扰流器2在壳管1轴向上的移动。

本发明实施例提供的换热器100可以为满液式壳管冷凝器，本领域的技术人员应当理解，满液式壳管冷凝器仅为示例，并不用于对本实施例的技术方案进行限制，其他类型的换热器100也都适用。

本发明的实施例还提供一种空调器，其包括上述任一种所述的换热器100。

本发明提供的空调器由于设置上述换热器100的缘故，因此也具有换热效率较高的优点。

下面介绍一下本发明的工作原理和优选实施例。

解决的技术问题：

由于波纹换热管的应用，目前壳管式换热器的换热效率已经达到一个小顶峰，再想提高十分困难，往往只能寄希望于增大换热面积来满足机组的换热需求。本发明的技术方案在壳管冷凝器的壳管1内增加可旋转的扰流器2，依靠从冷媒入口11流入的冷媒冲击扰流器2，以带动扰流器2旋转，从而提高了壳管1内制冷剂的扰动，在换热面积不变的情况下能够提高本发明换热器100的换热效率。

有益效果：

1、增加旋转扰动，使换热效果更佳。

2、由于换热效率提高，在保证相同的换热效率下，可减小换热器内换热管4的换热面积，使换热管4的体积减少，因此换热器100的壳管1的体积也可以减小，甚至制冷剂的充注量也可以减少，从而使换热器100的重量和成本大大降低；

3、扰流器2的结构简便，无需轴等结构件进行定位、安装，形式类似于贯流风机的叶片，扰动效果较好；

4、从冷媒入口11流入的高速冲击气流对铜管有损害，倾斜的导流板31将高速气流引向扰流器2，既不损害换热管4，又可将高速气流作为动力源，带动扰流器2旋转，在满足扰动效果的同时又不增加换热器100的输入功率。

本技术方案的换热器100在壳管1内增加扰流器2，提高了换热器100的换热效率。扰流器2类似于贯流风机的叶片的结构，使得扰流器2旋转后可以起到较好的扰动效果。扰流器2的外径可以略小于壳管1的内径。扰流器2的内径可以尽可能大些，避免与换热管4干涉。当扰流器2转动后，由于壳管1内壁的限制，扰流器2只会在筒体内旋转，不会做径向的移动，因此不必担心碰撞换热管4。在壳管1的轴向方向可以由壳管1上焊接的限位凸台等限位，防止扰流器2轴向移动。

冷媒入口11下方的导流板31做成倾斜的槽装结构，既起到防冲作用，尤其可以起到导流作用。导流板31引导从冷媒入口11流入的冷媒冲击到扰流器2的叶片22上。其中，导流板31的倾斜角度以实测最佳效果的角度为准，将高速的气流作为动力源让扰流器2旋转起来。

本发明换热器100的工作原理：

1、本发明的技术方案是利用从冷媒入口11流入的高速气流作为动力源，由导向板引导冷媒冲向扰流器2的弧形凹向叶片22上，使扰流器2转动。

2、扰流器2做离心转动，将壳管1下层的液态制冷剂带起，加速壳管1内液态制冷剂的扰动，使换热器100的换热效果更佳。

3、液态制冷剂最终从冷媒出口流出，以进行循环。

这里需要说明的是：前述导流板31的角度和方向可做不同的调节。另外，扰流器2的材料可以是金属，也可以是耐冲击的塑料件等，具体可以根据用户的实际需求设置。

这里需要说明的是：在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (11)

1.一种换热器，包括壳管(1)和设置在所述壳管(1)内的换热管(4)，所述壳管(1)上设有冷媒入口(11)；其特征在于，所述换热器还包括：

扰流器(2)，其具有动力接收部，所述扰流器(2)可转动地设置在所述壳管(1)内，以在转动时扰动所述壳管(1)内的冷媒；

其中，从所述冷媒入口(11)流入壳管(1)内的冷媒能冲击在所述扰流器(2)的所述动力接收部上，以提供所述扰流器(2)旋转的动力；

所述扰流器(2)呈筒状，且套设在所述壳管(1)与所述换热管(4)之间，所述动力接收部位于所述扰流器(2)的侧面。

2.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，

所述冷媒入口(11)竖直设置或相对竖直方向呈大于0度且小于90度的夹角。

3.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，

所述扰流器(2)包括至少两个平行设置的环形支撑板(21)，相邻的两个环形支撑板(21)之间设有沿圆周方向间隔排布的多个叶片(22)，各环形支撑板(21)与叶片(22)配合以形成所述扰流器(2)的筒形形状；

其中，所述动力接收部包括各所述的叶片(22)。

4.如权利要求3所述的换热器，其特征在于，

所述环形支撑板(21)的数量为三个以上，以在所述扰流器(2)的轴向方向上形成多排叶片(22)；

其中，相邻的两排叶片(22)错开设置。

5.如权利要求3或4所述的换热器，其特征在于，

所述叶片(22)包括相背的第一面和第二面，所述第一面为弧形凹面，所述第二面为弧形凸面，所述弧形凹面为圆柱体的柱面的一部分，所述圆柱体的中心线与所述扰流器(2)的轴线平行。

6.如权利要求1至4中任一项所述的换热器，其特征在于，还包括：

导流装置(3)，用于引导从所述冷媒入口(11)流入壳管(1)内的冷媒，使所述冷媒冲击在所述扰流器(2)的所述动力接收部上，以提供所述扰流器(2)旋转的动力。

7.如权利要求6所述的换热器，其特征在于，

所述导流装置(3)包括设置在所述壳管(1)内部、且位于所述冷媒入口(11)处的导流板(31)；

所述导流板(31)相对所述冷媒入口(11)的横截面倾斜设置，用于引导从所述冷媒入口(11)流入壳管(1)内的冷媒，使所述冷媒冲击在所述扰流器(2)的所述动力接收部上，以提供所述扰流器(2)旋转的动力。

8.如权利要求7所述的换热器，其特征在于，

所述导流板(31)上设有导流槽(311)，以通过所述导流槽(311)引导从所述冷媒入口(11)流入壳管(1)内的冷媒，使所述冷媒冲击在所述扰流器(2)的所述动力接收部上，以提供所述扰流器(2)旋转的动力。

9.如权利要求1至4、7、8中任一项所述的换热器，其特征在于，

所述壳管(1)的内壁上设有限位凸台，以通过所述限位凸台对所述扰流器(2)在壳管(1)的轴向方向上进行限位。

10.如权利要求9所述的换热器，其特征在于，

所述限位凸台的数量为两个、且沿壳管(1)的轴向间隔设置；

所述扰流器(2)在所述壳管(1)的轴向上位于两个所述限位凸台之间。

11.一种空调器，其特征在于，包括权利要求1至10中任一项所述的换热器。