CN107588674B - 换热器组件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种换热器组件及其制造方法，其中，换热器组件，运用于空调中，包括第一翅片以及穿设于第一翅片内的换热管，第一翅片的边缘背离换热管凸设有用于设置在空调的风道上的第二翅片，且第二翅片不包括尺寸大于或者等于所述换热管截面尺寸的孔。本发明技术方案通过采用在第一翅片边缘背离换热管凸设有第二翅片，第二翅片设置在空调的风道上，且第二翅片不包括尺寸大于或者等于所述换热管截面尺寸的孔，使得空气在第一翅片和换热管处凝结的冷凝水流动到第二翅片上，从而使得空气在通过第二翅片时加湿，在通过第一翅片和换热管时降温除湿，实现了对空气恒湿制冷的功能，进而达到了不损耗电能提高显热比的效果。

Description

换热器组件及其制造方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种换热器组件及其制造方法。

背景技术

针对有热负荷没有湿负荷的地方如数据中心的机房，主要热量来源于高密集电子元件的显热散热，其湿负荷所占比例极小。空调系统的总制冷量为处理潜热和显热能力的总和，潜热一般与湿度有关，显热与温度有关，要控制机房的温度和湿度，从节能的角度考虑，为了减少湿度调节过程中的能量损耗，提高空调显热比，空调可以采用只降温不除湿，即不改变湿度的情况下降低温度。现有技术中，为提高空调机组显热比，通常采用提高风量的方式，但是提高风量会大幅度增加风机功率，加大电能损耗。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种换热器组件，旨在不损耗电能提高空调机组的显热比。

为实现上述目的，本发明提出的换热器组件，运用于空调中，包括第一翅片以及穿设于所述第一翅片内的换热管，所述第一翅片的边缘背离所述换热管凸设有用于设置在空调的风道上的第二翅片，且所述第二翅片不包括尺寸大于或者等于换热管截面尺寸的孔；定义翅片宽度为方向与空调风向一致的宽度，单排换热管所对应的翅片宽度为U，所述换热管的排数为n，所述第一翅片的宽度为A，所述第二翅片的宽度为B，需满足如下条件：A＝n×U；U≤B≤n×U。

优选地，需满足如下条件：A＝n×U；U≤B≤0.5n×U。

优选地，所述第二翅片采用亲水材料；所述第一翅片采用疏水材料。

优选地，所述第二翅片的表面设有亲水膜；所述第一翅片的表面设有疏水膜。

优选地，所述第一翅片与所述第二翅片一体成型或者分体成型。

优选地，所述第二翅片设置在所述第一翅片的进风方向的一侧。

优选地，所述第二翅片设置在所述第一翅片的出风方向的一侧。

优选地，所述换热器组件包括两组第二翅片，其中一组第二翅片设置在所述第一翅片的进风方向的一侧，另一组设置在所述第一翅片的出风方向的一侧。

本发明还提供一种换热器组件制造方法，包括以下步骤：

制造第一翅片，在所述第一翅片上形成若干通孔；制造不包括尺寸大于或等于换热管截面尺寸的孔的第二翅片；所述第一翅片背离所述若干通孔一侧的边缘与所述第二翅片组装；在形成所述若干通孔之后，在所述若干通孔处穿设换热管；或者，

一体成型制造第一翅片和第二翅片，在所述第一翅片上形成若干通孔，在所述若干通孔处穿设换热管。

优选地，对第一翅片进行疏水镀膜，之后对第二翅片进行亲水镀膜；或者，

对第二翅片进行亲水镀膜，之后对第一翅片进行疏水镀膜。

本发明技术方案通过采用在第一翅片边缘背离换热管凸设有第二翅片，第二翅片设置在空调的风道上，且第二翅片不包括尺寸大于或等于换热管截面尺寸的孔，使得空气在第一翅片和换热管处凝结的冷凝水流动到第二翅片上，从而使得空气在通过第二翅片时加湿，在通过第一翅片和换热管时降温除湿，实现了对空气恒湿制冷的功能，进而达到了不损耗电能提高显热比的效果。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明换热器组件第一实施例的结构示意图；

图2为本发明换热器组件第二实施例的结构示意图；

图3为本发明换热器组件第三实施例的结构示意图；

图4为本发明换热器组件的制造方法第一实施例的流程图；

图5为本发明换热器组件的制造方法第二实施例的流程图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	第一翅片	110	通孔
200	第二翅片	300	换热管

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种换热器组件，运用于空调中。

在本发明实施例中，如图1、图2和图3所示，该换热器组件包括第一翅片100以及穿设于所述第一翅片100内的换热管300，在所述第一翅片100的边缘背离换热管300凸设有用于设置在空调的风道上的第二翅片200，该第二翅片200不包括尺寸大于或等于换热管300截面尺寸的孔；定义翅片宽度为方向与空调风向一致的宽度，单排换热管所对应的翅片宽度为U，所述换热管的排数为n，所述第一翅片的宽度为A，所述第二翅片的宽度为B，需满足如下条件：A＝n×U；U≤B≤n×U。

换热器组件在空调中主要是使制冷剂流经换热管300时能够与周围的空气进行热交换，以实现对周围空气温度的调节作用。第一翅片100主要用于增大空气与换热器组件的接触面积，以增大换热面积，提高换热效率。换热器组件在空调中作为蒸发器使用时，制冷剂流经换热管300时，由于制冷剂温度较低，空气中的水蒸气遇冷时会在换热管300和第一翅片100的表面凝结成水，使得空气中的水蒸气含量降低，从而实现了对空气降温除湿的功能。

由于空调的送风一直在进行，冷凝水在送风和自身重力作用下，可能会从第一翅片100上滴下或被风机吹出，导致空调部分制冷量浪费在潜热上，故在第一翅片100的边缘背离所述换热管300凸设第二翅片200，且该第二翅片200设置在空调的风道上，使得在换热管300和第一翅片100上形成的大量冷凝水能够在空调的送风作用下流动到第二翅片200上附着，空气经过附着有冷凝水的第二翅片200时，相当于对空气进行加湿；空气经过第一翅片100以及换热管300时，对空气进行除湿降温。为了防止制冷量浪费在潜热上，而由于潜热主要与湿度变化有关，故通过附着有冷凝水的第二翅片200对空气进行加湿，通过换热管300以及第一翅片100对空气进行降温除湿，实现了空气的湿度不变温度降低的功能，提高了空调机组的显热比。

在实际应用过程中，对空气先加湿后除湿或者先除湿后加湿可根据实际情况需要而定，只要能实现空气的湿度变化较小即可。当空气先经过第二翅片200后经过换热管300时，此时对空气先加湿后除湿；当空气先经过换热管300后经过第二翅片200时，此时对空气先除湿后加湿。第二翅片200的位置可根据实际需要而定，保证冷凝水能够流到第二翅片200上即可。

为了防止冷凝水滴落而浪费潜热，第二翅片200不包括尺寸大于或等于换热管300截面尺寸的孔，使得第二翅片200附着冷凝水的面积足够大，在本实施例中，第二翅片200最好采用无孔翅片，使得第二翅片200的面积足够大，以使流动到第二翅片200上的冷凝水能够更大面积地附着在第二翅片200上，进而使得流通到第二翅片200处的空气的加湿效果更好。

在实际应用过程中，翅片宽度与换热管300的排数以及管径大小有关。设定每排的换热管300所对应的翅片宽度为U，则当第一翅片100中穿设n排换热管300时，第一翅片100的宽度A＝n×U，第二翅片200的宽度B满足U≤B≤n×U。而考虑到成本和空调机型等因素，可优选为当第一翅片100的宽度A＝n×U时，第二翅片200的宽度B满足U≤B≤0.5n×U。下面通过举例换热管300的管径对应翅片宽度的规格进行详细说明：

如假设换热管管径为10mm，每排换热管所对应的翅片宽度U为25mm时：若第一翅片100中穿设有2排换热管，则第一翅片100的宽度A＝2×25＝50mm，第二翅片200的宽度B的范围区间则为25mm≤B≤50mm，而考虑到成本和空调型号等因素，根据U≤B≤0.5n×U，计算得出：25mm≤B≤25mm，即优选B为25mm；若第一翅片100中穿设有3排换热管，则第一翅片100的宽度A＝3×25＝75mm，第二翅片200的宽度B的范围区间则为25mm≤B≤75mm，而考虑到成本和空调型号等因素，根据U≤B≤0.5n×U，计算得出，B的优选范围区间为：25mm≤B≤37.5mm。依次类推，而换热管的排数、管径等的选择是根据其所适应的空调种类及空调型号的实际情况而定。

如假设换热管管径为8mm，每排换热管所对应的翅片宽度U为20mm时：若第一翅片100中穿设有2排换热管，则第一翅片100的宽度A＝2×20＝40mm，第二翅片200的宽度B的范围区间则为20mm≤B≤40mm，而考虑到成本和空调型号等因素，根据U≤B≤0.5n×U，计算得出：可优选B的范围区间为20mm≤B≤20mm，即优选B为20mm；若第一翅片100中穿设有3排换热管，则第一翅片100的宽度A＝3×20＝60mm，第二翅片200的宽度B的范围区间则为20mm≤B≤60mm，而考虑到成本和空调型号等因素，根据U≤B≤0.5n×U，计算得出，B的优选范围区间为：20mm≤B≤30mm。依次类推，而换热管的排数、管径等的选择是根据其所适应的空调种类及空调型号的实际情况而定。

当然，当环境温度较高时，可能不会产生冷凝水，而由于增加了第二翅片200，变相的加大了空气与换热器组件的换热面积，进一步地提高了蒸发效果，达到了提高显热比的效果。

本发明技术方案通过采用在第一翅片100边缘背离换热管300凸设有第二翅片200，第二翅片200设置在空调的风道上，且第二翅片200不包括尺寸大于或等于换热管300截面尺寸的孔，使得空气在第一翅片100和换热管300处凝结的冷凝水流动到第二翅片200上，从而使得空气在通过第二翅片200时加湿，在通过第一翅片100和换热管300时降温除湿，实现了对空气恒湿制冷的功能，进而达到了不损耗电能提高显热比的效果。

进一步地，参照图1、图2和图3，所述第一翅片100与所述第二翅片200一体成型或者分体成型。考虑到制造工艺及成本等因素，可在对换热器组件的第一翅片100选型时，直接将第一翅片100的型号选大或尺寸选大，使得安装换热管300的第一翅片100足够大，即第一翅片100与第二翅片200一体成型，然后再对第一翅片100进行穿孔装配换热管300的操作。当然，在实际应用过程中，也可对第二翅片200进行单独选型，即直接选择没有经过打孔处理的第二翅片200，安装到第一翅片100上。上述方式均可根据实际情况选择，如考虑工艺简单制作方便，可直接选择一体成型的，如果考虑到提高显热比的效果更好，可选择分体式的。

进一步地，为了使得该换热器组件对空气恒湿降温的效果更好，可提高第二翅片200的亲水效果，使得冷凝水更容易附着在第二翅片200上，使得第二翅片200具有亲水性。在实际应用中，该第二翅片200可直接采用亲水材料制成，如如铬、铝、锌等；当然也可在已经成型好后的第二翅片200的表面设置亲水膜，亲水膜可通过镀膜处理、粘贴或喷涂等方式实现。在实际应用过程中，对第二翅片200的亲水处理可根据实际需要而定，可直接从选材上确定亲水，也可在原有材料上设置亲水膜。

进一步地，在提高该换热器组件对空气恒湿降温的效果时，除了提高第二翅片200的亲水效果外，还可以降低第一翅片100的亲水效果，当然可优选提高第一翅片100的疏水效果，使得第一翅片100具有疏水性，如制造第一翅片100的材料可采用疏水材料，或者在第一翅片100的表面设置疏水膜，疏水膜可通过镀膜处理、粘贴或喷涂等方式实现。在实际应用过程中，对第一翅片100的疏水处理可根据实际需要而定，可直接从选材上确定疏水，也可在原有材料上设置疏水膜。

进一步地，第二翅片200的位置可根据实际空调的风量而定。

可选地，参照图1，所述第二翅片200设置在所述第一翅片100的进风方向的一侧。在空调运行初期，换热管300及第一翅片100制冷除湿逐渐产生的冷凝水大量流动到第二翅片200上，空气先经过第二翅片200，与第二翅片200上附着的冷凝水发生接触，相当于对空气加湿，然后再通过第一翅片100和换热管300进行热交换实现制冷除湿，即本实施例中是对空气先进行加湿再进行除湿，以达到恒湿制冷的目的，进而提高了空调的显热比。

可选地，参照图2，所述第二翅片200设置在所述第一翅片100的出风方向的一侧。空气随送风方向先经过第一翅片100和换热管300进行制冷除湿，再经过第二翅片200加湿，即相当于对空气先进行除湿再进行加湿，以达到恒湿制冷的目的，进而提高了空调的显热比。

可选地，参照图3，第二翅片200可在第一翅片100的进风方向和出风方向的两侧都设置，即该换热器组件包括两组第二翅片200，其中一组第一翅片200设置在第一翅片100的进风方向的一侧，另一组第二翅片200设置在第一翅片100的出风方向的一侧。此种情况适用于不清楚冷凝水流向趋势的情况。无论空调的送风量大还是小，冷凝水都能流到第二翅片200上，使得空气能被加湿，从而实现对空调恒湿制冷的功能，提高了空调的显热比。

此外，本发明还提出一种换热器组件制造方法，参照图4和图5，包括：

当第一翅片100与第二翅片200分体成型时，参照步骤S10至S40：

步骤S10，制造第一翅片100，在所述第一翅片100上形成若干通孔110；

具体地，当换热器组件安装到空调中时，若干通孔110贯穿第一翅片110的方向与空调的送风方向垂直，使得空气能够顺利通过所述第一翅片100。

步骤S20，制造不包括尺寸大于或等于换热管300截面尺寸的第二翅片200；

具体地，第二翅片200优选采用无孔翅片。

步骤S30，所述第一翅片100背离所述若干通孔110一侧的边缘与所述第二翅片200组装。

具体地，第一翅片100与第二翅片200之间的组装可通过焊接或者粘接的方式实现。

步骤S40，在所述若干通孔110处穿设换热管300。

具体地，步骤S40在步骤S10之后，可以在步骤S20/步骤S30之前或之后执行。换热管300穿设在若干通孔110内，使得空调内流通的空气能够充分与换热管300接触，以实现更大的换热效果。

上述实施例通过第一翅片100与第二翅片200分开成型后，再组装在一起形成本发明换热器组件。

当第一翅片100与第二翅片200一体成型时，参照步骤S50:

步骤S50，一体成型制造第一翅片100和第二翅片200，在第一翅片100上形成若干通孔110，在若干通孔110穿设换热管300。

具体地，第一翅片100与第二翅片200是一体成型结构，在选择翅片的时候直接选择足够尺寸的包括第一翅片100和第二翅片200的翅片，然后再对第一翅片100所在的区域进行穿通孔110操作，之后将换热管300安装到通孔110处，便形成了本发明换热器组件。

进一步地，无论是一体成型还是分体成型，在第一翅片100上形成通孔110之前，还包括：

步骤S60：对第一翅片100进行疏水镀膜，之后，对第二翅片200进行亲水镀膜。

或者，

步骤S70：对第二翅片200进行亲水镀膜，之后，对第一翅片100进行疏水镀膜。

具体地，对第一翅片100的疏水镀膜和对第二翅片200的亲水镀膜操作的顺序可根据实际情况调整，只要是在对第一翅片100穿通孔110之前即可。当然，在实际应用中，若第一翅片100与第二翅片200是一体成型的，也可先将一整块翅片先整体进行疏水镀膜或者亲水镀膜，之后，在对应第二翅片200的位置进行亲水镀膜覆盖住已有的疏水膜，或者在对应第一翅片100的位置进行疏水镀膜覆盖住已有的亲水膜。也可以是一开始先在整块翅片上划分出第一翅片100和第二翅片200的区域，然后再分别对应镀上相应的膜。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种换热器组件，运用于空调中，其特征在于，包括第一翅片以及穿设于所述第一翅片内的换热管，所述第一翅片的边缘背离所述换热管凸设有用于设置在空调的风道上的第二翅片，且所述第二翅片不包括尺寸大于或者等于所述换热管截面尺寸的孔；定义翅片宽度为方向与空调风向一致的宽度，单排换热管所对应的翅片宽度为U，所述换热管的排数为n，所述第一翅片的宽度为A，所述第二翅片的宽度为B，需满足如下条件：A＝n×U；U≤B≤n×U；所述第二翅片的延伸方向与所述空调的气流方向一致，所述换热管和所述第一翅片上的冷凝水用于在所述空调的气流作用下流动至所述第二翅片上附着。

2.如权利要求1所述的换热器组件，其特征在于，需满足如下条件：A＝n×U；U≤B≤0.5n×U。

3.如权利要求1所述的换热器组件，其特征在于，所述第二翅片采用亲水材料；所述第一翅片采用疏水材料。

4.如权利要求1所述的换热器组件，其特征在于，所述第二翅片的表面设有亲水膜；所述第一翅片的表面设有疏水膜。

5.如权利要求1至4任意一项所述的换热器组件，其特征在于，所述第一翅片与所述第二翅片一体成型；或者，所述第一翅片与所述第二翅片分体成型。

6.如权利要求1至4任意一项所述的换热器组件，其特征在于，所述第二翅片设置在所述第一翅片的出风方向的一侧。

7.一种换热器组件制造方法，其特征在于，用于制造如权利要求1至6任意一项所述的换热器组件，包括以下步骤：

制造第一翅片，在所述第一翅片上形成若干通孔；在所述若干通孔处穿设换热管；制造不包括尺寸大于或等于换热管截面尺寸的孔的第二翅片；所述第一翅片背离所述若干通孔一侧的边缘与所述第二翅片组装；在形成若干通孔之后，在所述若干通孔处穿设换热管；或者，

一体成型制造第一翅片和第二翅片，在所述第一翅片上形成若干通孔，在所述若干通孔处穿设换热管。

8.如权利要求7所述的换热器组件制造方法，其特征在于，在所述第一翅片上形成若干通孔的步骤之前，还包括：

对第一翅片进行疏水镀膜，之后对第二翅片进行亲水镀膜；或者，

对第二翅片进行亲水镀膜，之后对第一翅片进行疏水镀膜。