CN109470077A - 翅片和换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及翅片管式换热器领域，公开了一种翅片和换热器，该翅片包括本体(10)，所述本体(10)上开设有用于套装基管(20)的通孔(11)，所述本体(10)的表面设置有波纹结构，所述波纹结构的波峰(12)和波谷(13)沿所述翅片的气流方向交替出现，所述波纹结构避开所述通孔(11)并限定沿所述气流方向延伸且经过所述通孔(11)的风道(14)。本发明的翅片在使用过程中，翅片上设置的波纹结构能够在翅片的气流方向上打断气流的边界层，提高翅片的换热系数；另外，翅片上设置的经过通孔的风道不仅能够引导大量气流经过基管以加强基管的换热效率，而且能够使得翅片在换热过程中空气侧的压损大大降低，从而有效提升换热器的换热性能。

Description

翅片和换热器
技术领域
本发明涉及翅片管式换热器领域，具体地涉及一种翅片和含有该翅片的换热器。
背景技术
翅片管式换热器是气体与液体热交换器中使用最为广泛的一种换热设备，是空调与冰箱中最常见的换热器。其通过在普通的基管(如圆管、椭圆管或扁平管)上加装翅片来达到强化传热的目的。而在翅片管式换热器中，由于翅片空气侧的热阻占比最大，空气侧的换热系数较低，严重制约了翅片管式换热器的性能提升。
为了提升翅片管式换热器的换热性能，现有技术中通过采用波纹翅片和开缝翅片(在翅片上设置百叶窗、桥片等)来提升翅片空气侧的换热系数。但是上述两种翅片在使用过程中还存在以下缺陷：对于波纹翅片，虽然其空气侧的换热系数与平片相比有所提升，但在换热过程中空气侧的压损较高，对换热器的性能提升效果不明显；对于开缝翅片，其空气侧的换热系数尽管会有大幅提升，但是在低温工况下存在结霜的问题，会导致翅片换热性能的大幅下降。
因此，有必要提出一种能够降低翅片空气侧的压损，换热性能较高的翅片。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提供一种翅片和含有该翅片的换热器，所述翅片能够有效降低换热过程中空气侧的压损，提高翅片的换热性能。
为了实现上述目的，本发明提供一种翅片，该翅片包括本体，所述本体上开设有用于套装基管的通孔，所述本体的表面设置有波纹结构，所述波纹结构的波峰和波谷沿所述翅片的气流方向交替出现，所述波纹结构避开所述通孔并限定沿所述气流方向延伸且经过所述通孔的风道。
优选地，所述风道设置为关于所述通孔的沿所述气流方向的中心线对称。
优选地，所述风道包括底壁和分别从该底壁斜向上延伸的两侧壁，其中：
所述底壁的宽度e为2～5mm，和/或
所述侧壁与所述底壁之间的夹角α为120～160°。
优选地，所述底壁形成为平壁或波纹壁。
优选地，所述波纹结构的波纹倾角β为60～160°，和/或所述波纹结构的波数为1～5。
优选地，所述本体上开设有多个所述通孔，且多个所述通孔沿所述本体的长度方向间隔排列。
优选地，相邻所述通孔的中心线之间的间距a为12～25mm。
优选地，所述通孔形成为圆形，所述通孔的孔径为5～9mm；和/或
所述本体形成为方形，所述本体的宽度或边长b为8～22mm。
本发明还提供一种换热器，该换热器包括基管和套设在该基管上的翅片，所述翅片为以上所述的翅片。
优选地，所述换热器包括多个所述翅片和基管，其中：
多个所述翅片沿所述基管的延伸方向相互平行地间隔排布，和/或
多个所述翅片沿所述气流方向并排布置，每个所述翅片上套设有成排布置的所述基管，各排所述基管沿所述气流方向为交错布置或对齐布置。
优选地，沿所述基管的延伸方向排布的所述翅片之间的间距d为0.8～2.5mm。
优选地，所述波纹结构的波高h为d的0.4～1.2倍。
通过上述技术方案，本发明的翅片在使用过程中，翅片上设置的波纹结构能够在翅片的气流方向上打断气流的边界层，提高翅片的换热系数；另外，翅片上设置的经过通孔的风道不仅能够引导大量气流经过基管以加强基管的换热效率，而且能够使得翅片在换热过程中空气侧的压损大大降低，从而有效提升换热器的换热性能。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明中换热器的一种实施方式的立体图，其中只示出翅片和基管；
图2是本发明中换热器的另一种实施方式的立体图，其中只示出翅片和基管，且两个翅片并排布置；
图3是图2的俯视图；
图4是图2的主视图；
图5是图4的剖视图。
附图标记说明
10 本体 11 通孔
12 波峰 13 波谷
14 风道 141 底壁
142 侧壁 20 基管
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
需要说明的是，本发明中所述的翅片的气流方向是指流体(如空气)流进翅片时的方向，具体参见附图中箭头所指的方向。
本发明提供一种翅片，该翅片包括本体10，所述本体10上开设有用于套装基管20的通孔11，所述本体10的表面设置有波纹结构，所述波纹结构的波峰12和波谷13沿所述翅片的气流方向交替出现，所述波纹结构避开所述通孔11并限定沿所述气流方向延伸且经过所述通孔11的风道14。
本发明的翅片在使用过程中，所述本体10上设置的波纹结构能够在翅片的气流方向上打断气流的边界层，从而提高翅片的换热系数；另外，所述翅片上设置的经过通孔11的风道14不仅能够引导大量气流经过基管20以加强其换热效率，而且能够使得翅片空气侧的压损大大降低，从而有效提升换热器的换热性能。
根据本发明的一种优选实施方式，如图1所示，所述风道14设置为关于所述通孔11的沿所述气流方向的中心线对称。这样能够增大流经所述风道14的气流与基管20的接触面积，从而进一步提高换热器的换热性能。
其中，如图5所示，所述风道14可以包括底壁141和分别从该底壁141斜向上延伸的两侧壁142。其中，所述底壁141可以由所述本体10的一部分形成，所述侧壁142可以由所述波纹结构中用于限定所述风道14的壁形成。当然，也可以通过在所述本体10上额外地设置充当所述底壁141和侧壁142的结构。
作为优选，所述底壁141的宽度e为2～5mm；所述侧壁142与所述底壁141之间的夹角α为120～160°。
另外，所述底壁141可以形成为平壁(即上表面形成为平面)，也可以形成为波纹壁(即上表面形成为波纹状)。需要说明的是，当所述底壁141形成为波纹壁时，其波纹中波峰的高度应小于所述侧壁142的高度。
为了进一步加强本发明的翅片的换热性能，本发明还对所述波纹结构的具体参数进行了优选，如图4和图5所示，所述波纹结构的波纹倾角β优选为60～160°，所述波纹结构的波数优选为1～5。
在实际使用过程中，一个翅片上一般可以同时套设多根基管20。根据本发明的一种优选实施方式，所述本体10上开设有多个所述通孔11，且多个所述通孔11沿所述本体10的长度方向间隔排列。
其中，作为优选，如图3所示，相邻所述通孔11的中心线之间的间距a为12～25mm。
本发明中，基管20可以是圆管、椭圆管或扁平管。根据本发明的一种优选实施方式，基管20为圆管，所述通孔11形成为圆形，该圆管的外径(即所述通孔11的孔径)优选为5～9mm。
本发明中，本体10可以具有任意形状。根据本发明中本体10的一种优选实施方式，如图3所示，所述本体10可以形成为方形，例如长方形或正方形，所述本体10的宽度或边长b优选为8～22mm，即所述本体10形成为长方形时，所述本体10的宽度优选为8～22mm；所述本体10形成为正方形时，所述本体10的边长优选为8～22mm。
本发明还提供一种换热器，该换热器包括基管20和套设在该基管20上的翅片，所述翅片为以上所述的翅片。
本发明中，所述换热器可以包括多个所述翅片和基管20。
其中，多个所述翅片和基管20可以有多种排布方式。为了实现以最小的占用空间达到最好的换热效果，本发明给出所述翅片和基管20的三种优选排布方式：第一种排布方式是使多个所述翅片沿所述基管20的延伸方向相互平行地间隔排布；第二种排布方式是使多个所述翅片沿所述气流方向并排布置，每个所述翅片上套设有成排布置的所述基管20，各排所述基管20沿所述气流方向为交错布置或对齐布置；第三种排布方式是第一种排布方式与第二种排布方式的结合，即将所述多个翅片分组，每组中的多个所述翅片沿所述气流方向并排布置，每个所述翅片上套设有成排布置的所述基管20，各排所述基管20沿所述气流方向为交错布置或对齐布置；不同组的所述翅片之间沿所述基管20的延伸方向相互平行地间隔排布。
其中，作为优选，如图2所示，沿所述基管20的延伸方向排布的所述翅片之间的间距d为0.8～2.5mm。
另外，为了进一步降低所述翅片空气侧的压损，作为优选，所述波纹结构的波高h为d的0.4～1.2倍。
本发明的换热器通过采用上述方案，在使用过程中，所述翅片与现有的波纹翅片相比，其空气侧的压损可降低5％以上。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (12)

1.一种翅片，该翅片包括本体(10)，所述本体(10)上开设有用于套装基管(20)的通孔(11)，所述本体(10)的表面设置有波纹结构，所述波纹结构的波峰(12)和波谷(13)沿所述翅片的气流方向交替出现，其特征在于，所述波纹结构避开所述通孔(11)并限定沿所述气流方向延伸且经过所述通孔(11)的风道(14)。
2.根据权利要求1所述的翅片，其特征在于，所述风道(14)设置为关于所述通孔(11)的沿所述气流方向的中心线对称。
3.根据权利要求1或2所述的翅片，其特征在于，所述风道(14)包括底壁(141)和分别从该底壁(141)斜向上延伸的两侧壁(142)，其中：
所述底壁(141)的宽度e为2～5mm，和/或
所述侧壁(142)与所述底壁(141)之间的夹角α为120～160°。
4.根据权利要求3所述的翅片，其特征在于，所述底壁(141)形成为平壁或波纹壁。
5.根据权利要求1所述的翅片，其特征在于，所述波纹结构的波纹倾角β为60～160°，和/或所述波纹结构的波数为1～5。
6.根据权利要求1所述的翅片，其特征在于，所述本体(10)上开设有多个所述通孔(11)，且多个所述通孔(11)沿所述本体(10)的长度方向间隔排列。
7.根据权利要求6所述的翅片，其特征在于，相邻所述通孔(11)的中心线之间的间距a为12～25mm。
8.根据权利要求1所述的翅片，其特征在于，所述通孔(11)形成为圆形，所述通孔(11)的孔径为5～9mm；和/或
所述本体(10)形成为方形，所述本体(10)的宽度或边长b为8～22mm。
9.一种换热器，该换热器包括基管(20)和套设在该基管(20)上的翅片，其特征在于，所述翅片为权利要求1-8中任意一项所述的翅片。
10.根据权利要求9所述的换热器，其特征在于，所述换热器包括多个所述翅片和基管(20)，其中：
多个所述翅片沿所述基管(20)的延伸方向相互平行地间隔排布，和/或
多个所述翅片沿所述气流方向并排布置，每个所述翅片上套设有成排布置的所述基管(20)，各排所述基管(20)沿所述气流方向为交错布置或对齐布置。
11.根据权利要求10所述的换热器，其特征在于，沿所述基管(20)的延伸方向排布的所述翅片之间的间距d为0.8～2.5mm。
12.根据权利要求11所述的换热器，其特征在于，所述波纹结构的波高h为d的0.4～1.2倍。
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