CN107514842A - 一种换热器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种换热器，不仅可以实现对换热管的均匀除霜，还可以提高除霜效率。本发明包括换热管，所述换热管具有与进口集流管连通的进口和与出口集流管连通的出口，还包括加热件，所述换热管具有用于安装所述加热件的安装部，所述加热件通过所述安装部集成于所述换热管，并随所述换热管同向延伸。一方面，加热件集成在换热管上，增加了热传导的换热加热方式，使得加热件可以同时通过热传导和辐射热来加速霜层的融化，提高了除霜效率；另一方面，加热件由换热管的进口朝向出口延伸，能够较为均匀地分布在整个换热管上，充分地利用热传导对霜层进行加热，避免了单纯依靠辐射热加热霜层引起的除霜不均匀，进而提高了除霜均匀性。

Description

一种换热器

技术领域

本发明涉及换热器技术领域，特别是涉及一种换热器，其换热管集成有加热件。

背景技术

现有技术中，风冷冰箱以无霜、温度均匀的优势正在逐步取代直冷冰箱。冰箱开始制冷时，蒸发器(即冰箱的换热器)和箱内空气换热，空气冷却后伴有冷凝水析出，在低温环境下，冷凝水会在蒸发器的表面形成薄霜；经过一段时间的制冷后，薄霜在蒸发器的表面积聚形成比较厚的霜层。这种霜层会增加蒸发器与冷冻室内空气的热阻，阻碍蒸发器表面的热交换，从而影响制冷效果，增加耗电量。因此，蒸发器的除霜是风冷冰箱面临的一个重要问题。

目前，风冷冰箱的除霜方式主要是电加热除霜。电加热除霜包括钢管或石英管辐射除霜以及铝制电加热丝除霜。

请参考图1，图1为现有技术中一种典型的电加热除霜结构示意图。

将电加热管1＇布置在换热器2＇的正下方，通常使其处于正下方的中间位置，并在该电加热管1＇的下方布置接水盘，用于承接化霜水；接水盘与排水管连通。当冰箱进入除霜模式时，除霜用的电加热管1＇接通，对换热器2＇表面的霜层进行加热，霜层开始熔化，化霜水从接水盘和排水管排出，除霜过程结束。

对于采用蒸发器作为换热器2＇的冰箱而言，上述除霜结构存在除霜不均匀的问题。一方面，由于蒸发器的结构和类型不一样，或者冷冻室的风道布局原因，导致霜层在蒸发器上的分布不均匀，这也会使除霜不均匀；另一方面，现有技术中的电加热管1＇布置在蒸发器正中的下方，如图1所示，以便利用辐射热除霜，由于辐射热在空间上分布不均匀，不能针对霜层的厚薄分布来除霜，这也会导致除霜不均匀。

因此，如何设计一种换热器，以提高除霜的均匀性以及除霜效率，成为本领域技术人员目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种换热器，不仅可以实现对换热管的均匀除霜，还可以提高除霜效率。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种换热器，包括换热管，所述换热管具有与进口集流管连通的进口和与出口集流管连通的出口，还包括加热件，所述换热管具有用于安装所述加热件的安装部，所述加热件通过所述安装部集成于所述换热管，并由随所述换热管同向延伸。

本发明的换热器，包括集成在换热管上的加热件，一方面，加热件集成在换热管上，增加了热传导的换热加热方式，使得加热件可以同时通过热传导和辐射热来加速霜层的融化，提高了除霜效率；另一方面，加热件由换热管的进口朝向出口延伸，能够较为均匀地分布在整个换热管上，充分地利用热传导对霜层进行加热，避免了单纯依靠辐射热加热霜层引起的除霜不均匀，进而提高了除霜均匀性。

可选地，所述换热管为扁管，所述扁管包括扁平面和处于所述扁平面两侧的侧边，所述扁平面用于安装翅片，所述安装部设于所述侧边。

可选地，所述换热管朝向空气流向的一侧为迎风侧，所述安装部设于所述换热管处于迎风侧的所述侧边。

可选地，所述加热件为电加热管，所述安装部为焊接面，所述加热件焊接于所述安装部；

或者，所述加热件为加热电缆，所述安装部为与所述加热件配合的安装孔。

可选地，所述侧边的表面作为所述焊接面；

或者，所述侧边设有与其同向延伸的凸条，所述凸条内设置内孔，所述内孔作为所述安装孔。

可选地，所述换热管往复弯折，形成有多个相互平行的直线段和连接相邻两个直线段的曲线段，所述扁平面处于相邻直线段中的两个部分相对，以形成翅片的安装空间；

或者，所述换热管呈直线状延伸，相邻的所述扁管以各自的所述扁平面相对，以形成翅片的安装空间。

可选地，沿换热介质的流向排布有若干所述换热管，且各所述换热管上的所述加热件的功率在换热介质的流向上递减。

可选地，所述加热件设置在所述进口所在的一端。

附图说明

图1为现有技术中一种典型的电加热除霜结构示意图；

图2为本发明所提供换热器在一种具体实施方式中的立体结构示意图；

图3为图2所示换热器的正面结构示意图；

图4为图2所示换热器其中一排换热管的结构示意图；

图5为本发明所提供换热器在另一种具体实施方式中的立体结构示意图；

图6为图5所示换热器其中一排换热管的结构示意图。

图1中：

电加热管1＇、换热器2＇；

图2-6中：

进口集流管1、出口集流管2、换热管3、进口31、出口32、安装部33、扁平面34、侧边35、凸条36、加热件4、翅片5。

具体实施方式

本发明提供了提供一种换热器及其换热管，不仅可以实现对换热管的均匀除霜，还可以提高除霜效率。

以下结合附图，对本发明进行具体介绍，以便本领域技术人员准确理解本发明的技术方案。

本文所述的方位以换热器的使用状态为参照，以垂直于地面的方向为上下方向，在上下方向上，指向地面的方向为下，远离地面的方向为上。

如图2-4所示，本发明提供了一种换热器，包括进口集流管1、出口集流管2以及连通在两者之间的换热管3，换热管3的内部和外部分别流通有两种不同的介质，这两种介质在流动过程中实现换热，起到其中一种介质升温、另一种介质降温的效果。以冰箱用的蒸发器作为换热器为例，换热管3中流体的介质为冷媒，冷媒经过进口集流管1流入各换热管3中，然后沿换热管3流动至出口集流管2而排出；同时，需要冷却的换热介质，即冰箱内的热空气，被引入至换热管3的外部空间，进而通过热传导以及热辐射与冷媒进行换热，以形成低温空气。也就是说，本文中所述的换热介质均是指处于换热管3外部的介质，通常为热空气，在换热管3中流动的介质为冷媒。

在图2-4所示的实施例中，在换热介质的流向上依次排布有若干换热管3，图中以由下至上排布有三层换热管3为例，即换热介质沿图中由下至上流动。此时，霜层的分布情况为：由下至上的三层换热管3中，处于最下层的换热管3霜层最厚，由下至上逐渐变薄；对于每一层换热管3而言，上面两层换热管3的霜层分布相对均匀，最下层的换热管3处于迎风侧，其换热量最大，而冷媒由上至下输送至各换热管3，即最下层的换热管3内冷媒的流量较上面两层换热管3要少，则最下层换热管3中靠近出口32的部分可能会出现过热现象，也就是说，最下层换热管3的霜层大部分分布在进口31端，靠近出口32的部分几乎没有结霜。

所述若干是指数量不确定的多个，通常为两个以上，此处仅以三个为例进行说明。

如图5和图6所示，在另外一种实施例中，换热器中换热管3的排布方向可以与换热介质的流动方向相交，具体可以相互垂直；在本实施例中，换热管3可以由下至上依次排布，换热介质可以垂直于上下方向水平流动。在本实施例中，霜层的分布情况为：每一层换热管3中，霜层在换热介质流向上逐渐变薄，但由于换热管3在换热介质流向上的尺寸有限，这种霜层变化趋势不是很明显；各换热管3的霜层厚度大致相当。根据上述两种实施例中霜层的分布规律，本发明的换热管3增设了加热件4对霜层进行加热，以快速均匀地实现除霜。

如图2-6所示，本发明的换热管3还包括加热件4，换热管3具有与进口集流管1连通的进口31和与出口集流管2连通的出口32，并由进口31向出口32延伸，或者说，换热管3的两端口分别作为进口31和出口32；换热管3还具有用于安装加热件4的安装部33，加热件4通过该安装部33集成于换热管3，并且由换热管3的进口31向出口32延伸，也就是说，加热件4与换热管3的延伸方向相同，以便对换热管3整个延伸方向上的霜层进行除霜，提高除霜的彻底性。

由于加热件4集成于换热管3，与现有的除霜方式相比，本发明的加热件4可以通过热传导以及热辐射的方式同时对霜层进行加热，提高了换热效率，能够实现快速化霜；而且，加热件4与换热管3同向延伸，能够覆盖换热管3的整个延伸方向，避免了因单纯依靠热辐射除霜导致的除霜不均匀和不彻底，能够实现有效彻底化霜，杜绝除霜死角。

换热管3具体可以为扁管，该扁管包括扁平面34和处于扁平面34两侧的侧边35，此时，安装部33可以设置于侧边35，通过侧边35实现加热件4的固定，扁平面34可以用于安装翅片5。采用这种安装结构，不会影响翅片5的安装，也就不会影响换热管3的正常效用，同时有效利用换热管3实现了加热件4的可靠固定，兼顾了除霜可靠性。

以换热管3朝向换热介质流向的一侧为迎风侧，则安装部33可以设于换热管3处于迎风侧的侧边35。换言之，在图2-4所示的实施例中，加热件4安装在换热管3处于下方的侧边35上；在图5-6所示的实施例中，加热件4安装在换热管3处于前方的侧边35上。此处的上下、前后以图中的方位进行定义，仅为了便于说明，不表示对顺序的特殊限定。

由于迎风侧的换热量较大，结霜可能性相对较高，霜层也相对较厚，因此，加热件4设于迎风侧的侧边35时，可以及时对换热管3进行加热，以削弱霜层的附着力，进而使得霜层与换热管3剥离，实现快速化霜。

在上述基础上，加热件4可以为电加热管，安装部33可以为焊接面，将加热件4焊接在安装部33上，如图2-4所示；加热件4还可以为加热电缆，安装部33为与加热件4配合的安装孔，具体设置在换热管3迎风侧的侧边35上，还可以与侧边35平行设置，如图5-6所示。

详细地，在图2-4所示的实施例中，扁管可以其侧边35的表面作为焊接面，形成安装部33，然后将加热件4直接焊接在该扁管侧边35的表面；在图5-6所示的实施例中，扁管的侧边35可以设有凸条36，该凸条36与侧边35同向延伸，然后在凸条36内设置内孔，以形成安装孔，作为安装部33，并将加热电缆布置在该安装部33中。

此外，对于不同形式的换热器，换热管3的形状可以进行区别设置。在图2-4所示的实施例中，换热管3可以由进口31向出口32呈折线状弯折，具体而言，换热管3往复弯折，以形成有多个相互平行的直线段和连接相邻两个直线段的曲线段，此时，扁平面34也呈现出蛇形结构，则扁平面34处于相邻直线段的两个部分相对设置，并能够形成翅片5的安装空间，可以将翅片5固定在该安装空间中。

在图5-6所示的实施例中，换热管3呈直线状设置，并由进口31向出口32延伸，相邻的扁管以各自的扁平面34相对设置，形成翅片5的安装空间，将翅片5安装在两个换热管3之间。

其中，加热件4可以根据每层换热管3的结霜程度布置功率。如上文所述，在图2-4所示的实施例中，霜层在换热介质的流向上会逐渐变薄，则处于最下层的换热管3上的加热件4可以采用最大的功率，最上层的换热管3上的加热件4可以采用最小的功率，处于中间的加热件4的功率可以居中，或者说，加热件4的功率可以在换热介质的流向上递减。

而且，处于换热介质流向最前方的换热管3中，即图2-4中处于最下层的换热管3，加热件4可以设置在进口31所在的一端，即靠近换热管3的进口31端设置，因为该换热管3仅在靠近进口31端的部分有结霜现象，靠近出口32端的部分由于过热现象而不可能结霜，也就没有必要布置加热件4进行除霜。当然，此处所述加热件4设置在进口31所在的一端是指，由进口31向出口32延伸一定距离形成的进口31端所在的预定区域，该预定区域对应分布有霜层。

这种根据结霜的程度以及霜层的分布来布置加热件4的方式，不仅可以提高除霜的均匀性，缩短除霜时间，还可以降低换热器的能耗，实现节能减排。

在图5-6所示的实施例中，由于各换热管3可以相互平行的设置，且在换热介质的流向上不存在层叠布置，也就无需对各换热管3上的加热件4进行区别设置，可以将各换热管3的加热件4均布置在迎风侧，以起到有效除霜的作用。

由于本发明的换热管3通常采用铝型材制成，将加热件4安装在换热管3上，不仅可以节省换热器的内部空间，还可以有效利用铝的导热性能，使得换热管3的表面迅速升温，并且可以让换热管3的表面均匀受热，实现干净有效的除霜，不留死角。

需要说明的是，本文仅以两种形式的换热管3为例进行说明，并且分别采用了不同的结构实现加热件4的固定，但是，本领域技术人员应该可以理解，换热管3的形式不限于上述两种，而且，对于每种结构形式的换热管3而言，可以采用上述任一种形式实现加热件4的固定，并非必须按照上述的组合形式进行设置。

此外，由图3可知，当设有多层换热管3时，各换热管3上的加热件4也可以连接形成一个整体，或者说，加热件4可以采用与换热管3类似的结构，并在与换热管3的进口31和出口32对应的位置向上或向下延伸而进入相邻的换热管3。

再者，需要指出的是，图5中为了清楚地显示换热管3的结构，仅示出了其中一个集流管，但是，本领域技术人员应该可以理解，换热管3的另一端还连接有一个集流管，或者说，换热管3的两端均连接了一个集流管，分别作为进口集流管1和出口集流管2，图5中仅示出了其中一个进口集流管1。

以上对本发明所提供换热器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种换热器，包括换热管(3)，所述换热管(3)具有与进口集流管(1)连通的进口(31)和与出口集流管(2)连通的出口(32)，其特征在于，还包括加热件(4)，所述换热管(3)具有用于安装所述加热件(4)的安装部(33)，所述加热件(4)通过所述安装部(33)集成于所述换热管(3)，并随所述换热管(3)同向延伸。

2.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述换热管(3)为扁管，所述扁管包括扁平面(34)和处于所述扁平面(34)两侧的侧边(35)，所述扁平面(34)用于安装翅片(5)，所述安装部(33)设于所述侧边(35)。

3.如权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述换热管(3)朝向空气流向的一侧为迎风侧，所述安装部(33)设于所述换热管(3)处于迎风侧的所述侧边(35)。

4.如权利要求1-3任一项所述的换热器，其特征在于，所述加热件(4)为电加热管，所述安装部(33)为焊接面，所述加热件(4)焊接于所述安装部(33)；

或者，所述加热件(4)为加热电缆，所述安装部(33)为与所述加热件(4)配合的安装孔。

5.如权利要求4所述的换热器，其特征在于，所述侧边(35)的表面作为所述焊接面；

或者，所述侧边(35)设有与其同向延伸的凸条(36)，所述凸条(36)内设置内孔，所述内孔作为所述安装孔。

6.如权利要求5所述的换热器，其特征在于，所述换热管(3)往复弯折，形成有多个相互平行的直线段和连接相邻两个直线段的曲线段，所述扁平面(34)处于相邻直线段中的两个部分相对，以形成翅片(5)的安装空间；

或者，所述换热管(3)呈直线状延伸，相邻的所述扁管以各自的所述扁平面(34)相对，以形成翅片(5)的安装空间。

7.如权利要求6所述的换热器，其特征在于，沿换热介质的流向排布有若干所述换热管(3)，且各所述换热管(3)上的所述加热件(4)的功率在换热介质的流向上递减。

8.如权利要求7所述的换热器，其特征在于，所述加热件(4)设置在所述进口(31)所在的一端。