CN109186308A - 换热翅片、微通道换热器和热泵系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种换热翅片、微通道换热器和热泵系统。该换热翅片包括翅片本体(1)，翅片本体(1)的一侧沿长度方向间隔设置有多个扁管槽口(2)，扁管槽口(2)周侧设置有第一支撑结构(3)，翅片本体(1)远离扁管槽口(2)的一侧设置有第二支撑结构(4)，第一支撑结构(3)和/或第二支撑结构(4)由翅片本体(1)上的切割材料翻折而成。根据本发明的换热翅片，能够解决换热翅片之间的定位支撑问题，无需额外工装辅助，节约材料成本。
Description
技术领域
本发明属于空气调节技术领域，具体涉及一种换热翅片、微通道换热器和热泵系统。
背景技术
目前，微通道换热器以其重量轻、传热效率高、体积小、制冷剂充注量少等优点，在换热领域里引起重视并逐渐应用，各企业与科研院所也热衷于研究高效的微通道换热器结构以及最优翅片形式。
传统微通道换热器翅片容易倒伏粘合，造成空气侧的风阻增加，换热面积减少，换热器及性能出现衰减；合理设置翅片之间的定位支撑结构具有重要的意义，可以有效防止翅片倾倒粘合现象。
针对换热器翅片之间的定位支撑结构形式，公开号为CN102338569A的中国发明专利中公开了一种翅片之间定位的方法，其发明点在于在翅片的四个角上设置定位孔，并利用定位孔翻边保证相邻翅片间距，然后在定位孔中插入相匹配的定位棒，方便将翅片与扁管连接，在过炉焊接之前将定位棒取出，此方法操作复杂，定位孔的翻边高度有限，无法满足微通道换热器翅片之间需要大片距情况时的定位，且安装需要额外工装辅助，增加制作耗时，降低了生产效率。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种换热翅片、微通道换热器和热泵系统，能够解决换热翅片之间的定位支撑问题，无需额外工装辅助，节约材料成本。
为了解决上述问题，本发明提供一种换热翅片，包括翅片本体，翅片本体的一侧沿长度方向间隔设置有多个扁管槽口，扁管槽口周侧设置有第一支撑结构，翅片本体远离扁管槽口的一侧设置有第二支撑结构，第一支撑结构和/或第二支撑结构由翅片本体上的切割材料翻折而成。
优选地，第一支撑结构由扁管槽口的切割材料翻折而成。
优选地，扁管槽口位于翅片本体的一侧边缘，且扁管槽口远离第二支撑结构的一侧开口。
优选地，扁管槽口包括相对设置的两个第一槽边以及连接在两个第一槽边之间的第二槽边，第一支撑结构包括连接在第一槽边上的第一翻板和连接在第二槽边上的第二翻板。
优选地，第一翻板的顶部设置有第一支撑板，第一支撑板与翅片本体平行；和/或，第二翻板的顶部设置有第二支撑板，第二支撑板与翅片本体平行。
优选地，相邻的两个扁管槽口之间设置有用于对换热扁管形成间隔的间隔板，间隔板的两侧分别连接有第一槽边。
优选地，间隔板上设置有第一加强筋，第一加强筋从间隔板两侧的一个第一槽边延伸至另一个第一槽边。
优选地，第二支撑结构的顶部设置有第三支撑板，第三支撑板与翅片本体平行。
优选地，第二支撑结构上设置有第二加强筋，第二加强筋沿第二支撑结构的高度方向延伸。
优选地，第一槽边和第二槽边的连接位置处设置有过渡圆弧。
优选地，翅片本体上设置有凸包和/或散热桥。
优选地，翅片本体上设置有切割孔，第二支撑结构由切割孔切割而成，切割孔靠近扁管槽口的一侧设置有防复热切口。
优选地，切割孔与防复热切口之间的翅片本体上设置有第三加强筋。
优选地，第一支撑结构的高度与第二支撑结构的高度相同；或，第一支撑结构的高度为第二支撑结构的高度的一半。
根据本发明的另一方面，提供了一种微通道换热器，包括换热扁管和换热翅片，换热翅片为上述的换热翅片，换热扁管设置在换热翅片的扁管槽口内。
优选地，当扁管槽口远离第二支撑结构的一侧开口时，换热扁管的两侧分别设置有换热翅片，两侧的换热翅片的扁管槽口的开口相对。
优选地，当第一支撑结构的高度与第二支撑结构的高度相同时，换热翅片设置在换热扁管的同一侧，换热翅片支撑在相邻换热翅片的第一支撑结构和第二支撑结构上。
优选地，当第一支撑结构的高度为第二支撑结构的高度的一半时，位于换热扁管两侧的换热翅片沿换热扁管的长度方向交替设置，换热翅片远离换热扁管的一侧支撑在与该换热翅片位于同一侧的相邻换热翅片的第二支撑结构上，换热翅片靠近换热扁管的一侧支撑在于该换热翅片位于不同侧的相邻换热翅片的第一支撑结构上。
优选地，扁管槽口的长度方向为换热扁管的宽度方向，多个换热翅片沿换热扁管的长度方向间隔设置。
优选地，微通道换热器还包括集流管，集流管设置在换热扁管的两端。
根据本发明的另一方面，提供了一种热泵系统，包括上述的换热翅片或上述的微通道换热器。
本发明提供的换热翅片，包括翅片本体，翅片本体的一侧沿长度方向间隔设置有多个扁管槽口，扁管槽口周侧设置有第一支撑结构，翅片本体远离扁管槽口的一侧设置有第二支撑结构，第一支撑结构和/或第二支撑结构由翅片本体上的切割材料翻折而成。该换热翅片包括分别位于翅片本体两侧的第一支撑结构和第二支撑结构，因此能够从两侧对相邻的换热翅片形成支撑，支撑结构更加稳定可靠，有效解决换热翅片之间的定位支撑问题；由于第一支撑结构和/或第二支撑结构是由翅片本体上的切割材料翻折而成，因此能够根据需要选择第一支撑结构和第二支撑结构的高度，可以实现不同间距的翅片定位要求，且直接利用翅片本体上的多余材料形成支撑结构，提高了材料利用率，无需额外工装辅助，有效节约了材料成本，能够形成自带定位支撑结构的换热翅片，便于进行组装。
附图说明
图1为本发明实施例的换热翅片的立体结构图；
图2为本发明实施例的换热翅片的主视结构图；
图3为本发明实施例的换热翅片的俯视结构图；
图4为本发明实施例的微通道换热器的立体结构示意图；
图5为本发明实施例的微通道换热器的俯视结构示意图；
图6为本发明实施例的换热翅片与换热扁管的立体结构示意图；
图7为本发明实施例的换热翅片与换热扁管的装配结构示意图；
图8为本发明实施例的换热翅片与换热扁管的装配结构俯视图。
附图标记表示为：
1、翅片本体；2、扁管槽口；3、第一支撑结构；4、第二支撑结构；5、第一翻板；6、第二翻板；7、第一支撑板；8、间隔板；9、第一加强筋；10、第三支撑板；11、凸包；12、散热桥；13、切割孔；14、防复热切口；15、第二加强筋；16、第三加强筋；17、换热扁管；18、集流管。
具体实施方式
结合参见图1至图8所示，根据本发明的实施例，换热翅片包括翅片本体1，翅片本体1的一侧沿长度方向间隔设置有多个扁管槽口2，扁管槽口2周侧设置有第一支撑结构3，翅片本体1远离扁管槽口2的一侧设置有第二支撑结构4，第一支撑结构3和/或第二支撑结构4由翅片本体1上的切割材料翻折而成。
该换热翅片包括分别位于翅片本体1两侧的第一支撑结构3和第二支撑结构4，因此能够从两侧对相邻的换热翅片形成支撑，支撑结构更加稳定可靠，有效解决换热翅片之间的定位支撑问题；由于第一支撑结构3和/或第二支撑结构4是由翅片本体1上的切割材料翻折而成，因此能够根据需要选择第一支撑结构3和第二支撑结构4的高度，可以实现不同间距的翅片定位要求，且直接利用翅片本体1上的多余材料形成支撑结构，提高了材料利用率，无需额外工装辅助，有效节约了材料成本，能够形成自带定位支撑结构的换热翅片，便于进行组装。
采用本专利的翅片结构形式，可有效对换热翅片之间进行定位及增强支撑，防止过炉焊接过程中发生倒片粘合现象；换热翅片本身结构可以保证足够大的翅片间距4～14mm范围内定位，定位支撑结构采用自身冲压生成，节约材料成本，无需增加额外工装，便于组装，可实现规模化、产业化制作生产。
在本实施例中，换热翅片采用卡槽式翅片，扁管槽口2沿换热翅片的长度方向延伸，且扁管槽口2的长度方向为换热扁管17的宽度方向，使得换热扁管17能够顺利沿着垂直于换热翅片的长度的方向卡入到扁管槽口2内，实现换热扁管17与换热翅片之间的卡接固定。
优选地，第一支撑结构3由扁管槽口2的切割材料翻折而成，可以有效利用扁管槽口2处的切割材料形成换热翅片之间的支撑结构，能够更加充分利用切割材料，提高材料利用率，无需额外切割形成第一支撑结构3所需的材料，减少对换热翅片本身的结构减空，保证换热翅片本身的结构强度。当然，在实际的操作过程中，也可以在于扁管槽口2相邻的位置开设切割孔，单独的形成第一支撑结构3。上述的切割材料可以采用冲压的方式切割形成。
优选地，扁管槽口2位于翅片本体1的一侧边缘，且扁管槽口2远离第二支撑结构4的一侧开口。采用此种结构，可以是换热扁管17沿着扁管槽口2的宽度方向从开口处插入，仅有一个宽度方向的平面与扁管槽口2紧密贴合，可以减少换热扁管17的装配行程，能够降低换热扁管17在扁管槽口2处的装配难度，提高装配效率。对于换热扁管17同时需要与多个换热翅片完成装配的情况而言，效果提升尤其明显。
由于扁管槽口2的切口进深长度较少，因此能够有效增大换热器面积，在自然对流换热器中有良好的换热效果。
扁管槽口2也可以设置在翅片本体1的一侧靠近边缘的位置，且扁管槽口2不设置开口，仅有安装换热扁管17的通槽，当换热扁管17装入扁管槽口2时，沿着扁管槽口2的厚度方向插入扁管槽口2内。
在本市实施例中，扁管槽口2包括相对设置的两个第一槽边以及连接在两个第一槽边之间的第二槽边，第一支撑结构3包括连接在第一槽边上的第一翻板5和连接在第二槽边上的第二翻板6。第一翻板5和第二翻板6的总面积即为扁管槽口2的面积，因此可以充分利用扁管槽口2处的切割材料，对换热翅片形成有效定位支撑。由于在扁管槽口2的三个槽边处均设置有翻板，因此当换热扁管17卡入到扁管槽口2内后，能够通过翻板对换热扁管17形成更加有效的定位支撑，而且能够通过翻板进一步提升换热翅片与换热扁管17之间的接触面积，在有效防止过炉焊接过程中换热翅片发生倒片粘合现象的同时，增大换热翅片的换热面积，提高微通道换热器的换热效率。
第一翻板5的顶部设置有第一支撑板7，第一支撑板7与翅片本体1平行；和/或，第二翻板6的顶部设置有第二支撑板，第二支撑板与翅片本体1平行。通过在第一翻板5的顶部或者是第二翻板6的顶部形成支撑板，能够增大相邻的换热翅片在支撑位置处的接触面积，提高支撑结构的稳定性和可靠性。第一翻板5的顶部为第一翻板5远离翅片本体1的一侧，第二翻板6的顶部为第二翻板6远离翅片本体1的一侧。
相邻的两个扁管槽口2之间设置有用于对换热扁管17形成间隔的间隔板8，间隔板8的两侧分别连接有第一槽边。间隔板8间隔设置在两个第一槽边之间，可以对两个第一槽边之间的结构形成加强作用，提高对换热扁管17的支撑强度，且能够通过间隔板8来保证换热扁管17之间的间距。
间隔板8上设置有第一加强筋9，第一加强筋9从间隔板8两侧的一个第一槽边延伸至另一个第一槽边。第一加强筋9能够提高间隔板8的结构强度，提高间隔板8对换热扁管17的支撑强度，增强换热翅片结构的稳定性。
优选地，第二支撑结构4的顶部设置有第三支撑板10，第三支撑板10与翅片本体1平行。第二支撑结构4为板状结构，且为切割材料翻折形成，在第二支撑结构4的顶部设置第三支撑板10，能够提高第二支撑结构4对相邻换热翅片的支撑结构的稳定性。
优选地，第二支撑结构4上设置有第二加强筋15，第二加强筋15沿第二支撑结构4的高度方向延伸。第二加强筋15能够加强第二支撑结构4的支撑强度，从而提高换热翅片之间的支撑结构的强度，更加有效地避免发生倒片粘合现象。
优选地，第一槽边和第二槽边的连接位置处设置有过渡圆弧，能够使得第一槽边和第二槽边的连接位置与换热扁管17的宽度方向两侧的弧形外壁形成更加良好的配合，使得换热翅片与换热扁管17之间的结合更加紧密，进一步提高换热翅片与换热扁管17之间的传热效率。
优选地，翅片本体1上设置有凸包11和/或散热桥12，能够在换热翅片上形成强化换热结构，进一步提高换热翅片的换热效率。
复热是指，在换热器中，由于相邻换热管温度不同，同一翅片的不同区域之间存在热传导。在强制对流情况下，复热现象对传热的影响并不明显，但在自然对流情况下，空气与翅片之间的换热系数较小，复热会导致高温换热管的热量向低温换热管传递，影响低温换热管的换热效率，因此必须予以考虑，采取相应措施防止复热现象发生。
翅片本体1上设置有切割孔13，第二支撑结构4由切割孔13切割而成，切割孔13靠近扁管槽口2的一侧设置有防复热切口14。在翅片本体1上设置切割孔13，且切割孔13与防复热切口14均沿换热翅片的宽度方向延伸，因此能够在换热翅片的翅片本体1上形成沿整个翅片本体1的宽度方向延伸的防复热切口，从而使得相邻的换热扁管17之间能够形成有效的防复热结构，有效防止换热扁管17之间由于温度不同导致换热翅片复热，提高微通道换热器的换热效率。
切割孔13与防复热切口14之间的翅片本体1上设置有第三加强筋16。由于切割孔13与防复热切口14基本上覆盖了翅片本体1的大部分宽度范围，因此会造成翅片本体1的结构强度不足，通过设置第三加强筋16，能够有效加强切割孔13与防复热切口14之间的翅片本体1的结构强度，进而加强整个换热翅片的结构强度。
第一支撑结构3的高度与第二支撑结构4的高度相同；或，第一支撑结构3的高度为第二支撑结构4的高度的一半。
第一支撑结构3和第二支撑结构4的结构长度关系可调，从而能够根据需要设计第一支撑结构3和第二支撑结构4的结构长度，实现不同形式的换热翅片与换热扁管17的配合结构，满足不同情况下的换热翅片与换热扁管17的配合要求，具有更加良好的适用性。
结合参见图1至图8所示，根据本发明的实施例，微通道换热器包括换热扁管17和换热翅片，该换热翅片为上述的换热翅片，换热扁管17设置在换热翅片的扁管槽口2内。当换热扁管17卡入到扁管槽口2内时，相邻的换热翅片之间能够通过第一支撑结构3和第二支撑结构4形成有效支撑，在换热扁管17与换热翅片之间通过过炉焊进行焊接时，能够通过第一支撑结构3和第二支撑结构4增强换热翅片结构的稳定性，在换热翅片的第一支撑结构3和第二支撑结构4的辅助下，可有效防止倒片粘合现象。
当第一支撑结构3的高度与第二支撑结构4的高度相同时，换热翅片设置在换热扁管17的同一侧，换热翅片支撑在相邻换热翅片的第一支撑结构3和第二支撑结构4上。对于该种结构，由于第一支撑结构3和第二支撑结构4的高度相同，因此能够在换热翅片的两侧均形成相同高度的支撑，从而使得相邻换热翅片之间具有相同间隔，能够与换热扁管17之间形成良好的配合关系，也能够保证相邻的换热翅片之间形成良好的支撑效果。
优选地，当扁管槽口2远离第二支撑结构4的一侧开口时，换热扁管17的两侧分别设置有换热翅片，两侧的换热翅片的扁管槽口2的开口相对，从而方便从换热扁管17的两侧分别卡入换热翅片，方便了换热翅片与换热扁管17的卡接配合，降低了装配难度，提高了装配效率。
在本实施例中，当第一支撑结构3的高度为第二支撑结构4的高度的一半时，位于换热扁管17两侧的换热翅片沿换热扁管17的长度方向交替设置，换热翅片远离换热扁管17的一侧支撑在与该换热翅片位于同一侧的相邻换热翅片的第二支撑结构4上，换热翅片靠近换热扁管17的一侧支撑在于该换热翅片位于不同侧的相邻换热翅片的第一支撑结构3上。
在进行换热翅片与换热扁管17的装配时，只需要使第二支撑结构4的高度为第一支撑结构3的高度的2倍，然后在换热扁管17的第一侧取一个换热翅片，在换热扁管17的第二侧取两个换热翅片，其中换热扁管17第一侧的换热翅片支撑固定在换热扁管17第二侧的下方换热翅片的第一支撑结构3上，换热扁管17第二侧的上方换热翅片支撑固定在换热扁管17第一侧的换热翅片的第一支撑结构3上，位于换热扁管17第二侧的上方换热翅片支撑固定在换热扁管17第二侧的下方换热翅片的第二支撑结构4上，使得换热扁管17两侧的换热翅片可以交替定位支撑，交叉装配，使得换热扁管17同侧的换热翅片能够有效固定，换热扁管17两侧的换热翅片也能够有效固定，从而使得换热翅片均能够在换热扁管17上得到有效固定。
扁管槽口2的长度方向为换热扁管17的宽度方向，多个换热翅片沿换热扁管17的长度方向间隔设置。
微通道换热器还包括集流管18，集流管18设置在换热扁管17的两端。
根据本发明的实施例，热泵系统包括上述的换热翅片或上述的微通道换热器。其中微通道换热器可应用于室内换热器。
热泵系统包括室内换热器、室外换热器、节流装置、四通阀和压缩机，以制热为例，高温高压制冷剂从压缩机排出后，进入到室内换热器，流经微通道换热器的换热扁管17时，通过换热翅片将热量散发到环境中，为用户提供热量，保证室内温度的舒适性。换热扁管17内的制冷剂冷凝为液体，经节流装置节流后，进入到室外换热器，吸收热量后，变为气态制冷剂回到压缩机中，实现供热循环。在压缩机的排气口还设置有油分离器，油分离器的出油口连通至压缩机的回气口，对压缩机进行回油处理。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (21)
1.一种换热翅片，其特征在于，包括翅片本体(1)，所述翅片本体(1)的一侧沿长度方向间隔设置有多个扁管槽口(2)，所述扁管槽口(2)周侧设置有第一支撑结构(3)，所述翅片本体(1)远离所述扁管槽口(2)的一侧设置有第二支撑结构(4)，所述第一支撑结构(3)和/或所述第二支撑结构(4)由所述翅片本体(1)上的切割材料翻折而成。
2.根据权利要求1所述的换热翅片，其特征在于，所述第一支撑结构(3)由所述扁管槽口(2)的切割材料翻折而成。
3.根据权利要求1所述的换热翅片，其特征在于，所述扁管槽口(2)位于所述翅片本体(1)的一侧边缘，且所述扁管槽口(2)远离所述第二支撑结构(4)的一侧开口。
4.根据权利要求3所述的换热翅片，其特征在于，所述扁管槽口(2)包括相对设置的两个第一槽边以及连接在两个所述第一槽边之间的第二槽边，所述第一支撑结构(3)包括连接在所述第一槽边上的第一翻板(5)和连接在所述第二槽边上的第二翻板(6)。
5.根据权利要求4所述的换热翅片，其特征在于，所述第一翻板(5)的顶部设置有第一支撑板(7)，所述第一支撑板(7)与所述翅片本体(1)平行；和/或，所述第二翻板(6)的顶部设置有第二支撑板，所述第二支撑板与所述翅片本体(1)平行。
6.根据权利要求4所述的换热翅片，其特征在于，相邻的两个所述扁管槽口(2)之间设置有用于对换热扁管(17)形成间隔的间隔板(8)，所述间隔板(8)的两侧分别连接有所述第一槽边。
7.根据权利要求6所述的换热翅片，其特征在于，所述间隔板(8)上设置有第一加强筋(9)，所述第一加强筋(9)从所述间隔板(8)两侧的一个第一槽边延伸至另一个第一槽边。
8.根据权利要求1所述的换热翅片，其特征在于，所述第二支撑结构(4)的顶部设置有第三支撑板(10)，所述第三支撑板(10)与所述翅片本体(1)平行。
9.根据权利要求8所述的换热翅片，其特征在于，所述第二支撑结构(4)上设置有第二加强筋(15)，所述第二加强筋(15)沿所述第二支撑结构(4)的高度方向延伸。
10.根据权利要求4所述的换热翅片，其特征在于，所述第一槽边和所述第二槽边的连接位置处设置有过渡圆弧。
11.根据权利要求1所述的换热翅片，其特征在于，所述翅片本体(1)上设置有凸包(11)和/或散热桥(12)。
12.根据权利要求1所述的换热翅片，其特征在于，所述翅片本体(1)上设置有切割孔(13)，所述第二支撑结构(4)由所述切割孔(13)切割而成，所述切割孔(13)靠近所述扁管槽口(2)的一侧设置有防复热切口(14)。
13.根据权利要求12所述的换热翅片，其特征在于，所述切割孔(13)与所述防复热切口(14)之间的所述翅片本体(1)上设置有第三加强筋(16)。
14.根据权利要求1所述的换热翅片，其特征在于，所述第一支撑结构(3)的高度与所述第二支撑结构(4)的高度相同；或，所述第一支撑结构(3)的高度为所述第二支撑结构(4)的高度的一半。
15.一种微通道换热器，包括换热扁管(17)和换热翅片，其特征在于，所述换热翅片为权利要求1至14中任一项所述的换热翅片，所述换热扁管(17)设置在所述换热翅片的扁管槽口(2)内。
16.根据权利要求15所述的微通道换热器，其特征在于，当所述扁管槽口(2)远离所述第二支撑结构(4)的一侧开口时，所述换热扁管(17)的两侧分别设置有所述换热翅片，两侧的所述换热翅片的扁管槽口(2)的开口相对。
17.根据权利要求15所述的微通道换热器，其特征在于，当所述第一支撑结构(3)的高度与所述第二支撑结构(4)的高度相同时，所述换热翅片设置在所述换热扁管(17)的同一侧，所述换热翅片支撑在相邻换热翅片的第一支撑结构(3)和第二支撑结构(4)上。
18.根据权利要求16所述的微通道换热器，其特征在于，当所述第一支撑结构(3)的高度为所述第二支撑结构(4)的高度的一半时，位于所述换热扁管(17)两侧的所述换热翅片沿所述换热扁管(17)的长度方向交替设置，所述换热翅片远离所述换热扁管(17)的一侧支撑在与该换热翅片位于同一侧的相邻换热翅片的第二支撑结构(4)上，所述换热翅片靠近所述换热扁管(17)的一侧支撑在于该换热翅片位于不同侧的相邻换热翅片的第一支撑结构(3)上。
19.根据权利要求15所述的微通道换热器，其特征在于，所述扁管槽口(2)的长度方向为所述换热扁管(17)的宽度方向，多个所述换热翅片沿所述换热扁管(17)的长度方向间隔设置。
20.根据权利要求15所述的微通道换热器，其特征在于，所述微通道换热器还包括集流管(18)，所述集流管(18)设置在所述换热扁管(17)的两端。
21.一种热泵系统，其特征在于，包括权利要求1至14中任一项所述的换热翅片或权利要求15至20中任一项所述的微通道换热器。
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