CN109520355A - 换热装置及制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种换热装置及制冷设备，换热装置包括无翅片的扁管换热芯体，扁管换热芯体包括多根无翅片扁管，且相邻无翅片扁管之间形成气流通道。本方案提供的换热装置，采用无翅片的扁管换热芯体，较之传统的铜管换热器而言，其尺寸可以做到更小，有利于制冷设备减薄，使得制冷设备更易于嵌入式地配合家装橱柜等的尺寸，并且有利于制冷设备的容积率提升，且本方案通过无翅片式设计，在缩减尺寸的同时，换热装置处不会出现风阻激增的问题，可更利于保证制冷设备内的循环风量，不仅不容易产生结霜等不良影响，且也更利于维持换热装置在结霜情况下的换热性能。

Description

换热装置及制冷设备

技术领域

本发明涉及换热装置领域，具体而言，涉及一种换热装置及一种制冷设备。

背景技术

现有风冷型冰箱的蒸发器置于冰箱背部，蒸发器厚度约60mm，而蒸发器又是整个冰箱中温度最低的部件，置于冰箱背部时，冰箱背部需要进行非常严密的保温，通常采用较厚的PU发泡材料甚至使用VIP材料。这样，蒸发器及用于对其保温的保温材料占据很大的厚度尺寸，使得冰箱的整体减薄设计难以突破其瓶颈，给冰箱的嵌入式设计带来了较大困难，同时这样的蒸发器会消耗冰箱的有效容积，导致冰箱的容积率降低。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本发明的一个目的在于提供一种换热装置。

本发明的另一个目的在于提供一种具有上述换热装置的制冷设备。

为实现上述目的，本发明第一方面的实施例提供了一种换热装置，该换热装置用于制冷设备，该换热装置包括无翅片的扁管换热芯体，所述扁管换热芯体包括多根无翅片扁管，且相邻所述无翅片扁管之间形成气流通道。

本发明上述实施例提供的换热装置，采用无翅片的扁管换热芯体，较之传统的铜管换热器而言，相同换热能力的条件下，无翅片的扁管换热芯体的尺寸可以做到更小，以减少换热装置在制冷设备中的空间体积占用量，有利于制冷设备减薄，使得制冷设备更易于嵌入式地配合家装橱柜等的尺寸，并且有利于制冷设备的容积率提升，且本方案通过无翅片式设计，在缩减尺寸的同时，换热装置处不会出现风阻激增的问题，这样，更利于保证制冷设备内的循环风量，不仅不容易产生结霜等不良影响，且也更利于维持换热装置在结霜情况下的换热性能，同时，这对于风机的功率需求也相应降低，更利于控制设备的总功率和噪音，真正意义地实现了产品尺寸缩减和产品综合能力的兼顾性提升。

另外，本发明提供的上述实施例中的换热装置还可以具有如下附加技术特征：

上述技术方案中，所述扁管换热芯体为多排结构。

在本方案中，设置扁管换热芯体为多排结构，这样，在保证产品换热面积的同时，可利于产品整体长、宽尺寸的缩减，更方便产品的装配和运输，也利于提升换热装置在制冷设备内的相适性和兼容性，且多排结构的设计也有利于保证换热系数稳定，提升出风温度均匀性和换热能效。

上述技术方案中，所述扁管换热芯体包括多个单排管列，每个所述单排管列由多根所述无翅片扁管并排分布限定出，相邻所述单排管列之间间隔分布。

在本方案中，设置扁管换热芯体包括多个单排管列，每个单排管列由多根无翅片扁管并排分布限定出，也即，多根无翅片扁管呈类似于传送带的排列设计，这样的结构，制冷剂的阻力损失小，更适于无翅片的扁管换热芯体内小流量制冷剂与空气高效率换热的场合，通过使相邻这样的单排管列之间间隔分布，可利于每根无翅片扁管与空气更充分、均匀地接触，以更加充分地利用每根无翅片扁管的换热面积，实现无翅片的扁管换热芯体的高能效换热，且相比于一般翅片式换热器，在换热能力相当的条件下，本换热装置结构其内部风阻更低，不仅改善结霜问题，使得因结霜导致的换热量衰减现象可以被有效遏止，更利于保证制冷效率和制冷持续性。

上述技术方案中，在所述单排管列的部分或全部所述无翅片扁管中，相邻所述无翅片扁管之间形成错位排列；或在所述单排管列的部分或全部所述无翅片扁管中，相邻所述无翅片扁管之间形成正对排列。

在本方案中，设置单排管列的部分或全部无翅片扁管中，相邻无翅片扁管之间形成错位并排，也即并排的相邻无翅片扁管之间不完全对正或有一定程度的错开，这样可以进一步提升无翅片扁管与空气的换热充分性，提升换热能效，相同换热能力条件下，可利于进一步精简换热装置的尺寸。

设置单排管列的部分或全部无翅片扁管中，相邻无翅片扁管之间形成正对排列，这样，换热装置内部风阻更小，结霜情况进一步遏制，持续性制冷效果更好。

上述任一技术方案中，所述多排结构中的每排之间并联。

在本方案中，设置多排结构中的每排之间并联，这样，出风温度均匀性更好，且换热装置上的换热损失更小，整个换热装置的换热能效更高。

上述任一技术方案中，所述扁管换热芯体为两排结构，且所述两排结构为两个所述单排管列。

在本方案中，设置扁管换热芯体为两排结构，且两排结构为两个单排管列，这样，整个换热装置内部的风阻情况达到最优化，且换热装置的能效也可得到更充分地发挥，能效、结霜遏制效果及结霜情况下的换热持续性得到综合提升。

当然，本方案并不局限于此，根据需求也可设计扁管换热芯体为单排，或者，对于换热需求量更大的场合(例如大型制冷设备)也可设计为三排、四排等，对于单排或多排结构，每排也可设计为多排管列，例如，设计为双层的蛇管或三层的蛇管等。

上述任一技术方案中，所述换热装置还包括：集流管，与所述无翅片扁管换热芯体连接。

上述技术方案中，所述扁管换热芯体的多个所述单排管列中，每个所述单排管列的两端分别连接有集流管；或所述扁管换热芯体的整体的两端分别连接有集流管。

在本方案中，设置每个单排管列的两端分别连接有集流管，也即，每个单排管列与之两端的两根集流管形成一个子单元，扁管换热芯体由多个这样的子单元组合形成，该产品的结构简单、加工制作方便，良品率高，且可满足根据具体制冷需求选择不同数目的子单元的自由搭配设计，产品灵活性更高，性能匹配性更好，且不同单排管列之间通过不同的集流管进行集流和分流，使得各个单排管列的无翅片扁管内流量分配均匀性更好，换热更精密。

设置扁管换热芯体的整体的两端分别连接有集流管，也即，多个单排管列的一端集中连接到一根集流管，多个单排管列的另一端集中连接到另一根集流管，这样的产品耗材更少，材料成本更低，且整个产品的集成度更高，可以避免产品厚度尺寸的不必要浪费，使得产品可以做得更薄，且这样的结构也更利于产品应用到流水组装产线中，适于制冷设备的批量化生产。

上述技术方案中，对于所述扁管换热芯体的多个所述单排管列中，每个所述单排管列的两端分别连接有集流管的情况，多个所述单排管列中的任意相邻两排的所述集流管之间错位分布。

在本方案中，对于前述方案中的多个子单元，设计子单元的集流管之间形成错位分布，可以使得子单元之间形成相互嵌插配合，更利于产品的尺寸减薄。

上述任一技术方案中，所述集流管内设有隔断，所述隔断用于使所述集流管所连接的所述单排管列中的所述无翅片扁管形成多个流程。

在本方案中，在集流管内设置隔断，以使得单排管列中的无翅片扁管形成多个流程，这样有利于制冷剂更充分地换热，减少换热损失量。

上述技术方案中，所述单排管列的所述无翅片扁管形成2～5个所述流程。

在本方案中，设置单排管列的无翅片扁管形成2～5个流程，这样，单排管列内的制冷剂阻力损失不至于过大，同时，也可使得制冷剂能够更充分地释热或释冷，这样，不仅制冷剂的驱动能效需求更低，不会出现制冷剂阻滞的情况，且制冷剂换热也更充分，使得产品性能匹配更好。

上述技术方案中，对于所述单排管列的多个所述流程，相邻所述流程中，用于形成上游所述流程的所述无翅片扁管的数量多于或等于用于形成下游所述流程的所述无翅片扁管的数量。

在本方案中，可以理解的是，相邻流程中，制冷剂从上游侧流程流向下游侧流程，设置相邻流程中，上游侧流程中的无翅片扁管的数量多于或等于下游流程的无翅片扁管的数量，这样，上游侧流速较下游侧较低或相当，由于上游侧制冷剂储能量要对于下游侧制冷剂，这样，可以使得上游侧的制冷剂具有更充足的对流换热时间实现更充分地换热，同时，下游侧的制冷剂经过再次换热后能尽快排出，不会阻滞在下游侧，使得产品性能匹配更好。

上述任一技术方案中，所述单排管列的所述无翅片扁管的数量为18根～21根。

在本方案中，设置单排管列的无翅片扁管的数量为18根～21根，这样，单排管列的制冷剂阻力损失不至于过大，同时，也可使得制冷剂能够更充分地释热或释冷，这样，不仅制冷剂的驱动能效需求更低，不会出现制冷剂阻滞的情况，且制冷剂换热也更充分，使得产品性能匹配更好。

上述技术方案中，所述单排管列的所述无翅片扁管形成3个所述流程，其中，用于形成上游所述流程的所述无翅片扁管的数量为6根～8根，用于形成中游所述流程的所述无翅片扁管的数量为4根～7根，用于形成下游所述流程的所述无翅片扁管的数量为3根～6根；或所述单排管列的所述无翅片扁管形成4个所述流程，其中，用于形成上游所述流程的所述无翅片扁管的数量为6根～8根，用于形成中上游所述流程的所述无翅片扁管的数量为5根～7根，用于形成中下游所述流程的所述无翅片扁管的数量为4根～7根，用于形成下游所述流程的所述无翅片扁管的数量为3根～6根。

在本方案中，可保证单排管列的制冷剂阻力损失不至于过大，且可使得上游、中游、下游流程之间，或在上游、中上游、中下游、下游流程之间的性能匹配性更高，既保证制冷剂能够更充分地释热或释冷，又不会出现制冷剂阻滞的情况，使得产品综合性能提升。

上述任一技术方案中，所述换热装置还包括：用于供所述换热装置排入制冷剂的制冷剂进口和用于供所述换热装置排出制冷剂的制冷剂出口，其中，所述制冷剂进口和所述制冷剂出口设在同一根所述集流管上，或设在所述无翅片扁管换热芯体同一侧的不同所述集流管上；或所述制冷剂进口和所述制冷剂出口设在所述无翅片扁管换热芯体相对的两侧的所述集流管上。

在本方案中，将制冷剂进口和制冷剂出口设在同一根集流管上，或设在无翅片扁管换热芯体同一侧的不同集流管上，这样，制冷剂从整个换热装置的同一侧进出，更方便于制冷设备内部走管。

将制冷剂进口和制冷剂出口设在无翅片扁管换热芯体相对的两侧的集流管上，这样，制冷剂进口和制冷剂出口处的热量不会相互干扰，热力损失降低，产品能效进一步提升。

上述任一技术方案中，所述无翅片扁管的管截面的宽度的取值范围为1mm～3mm；和/或所述无翅片扁管的管截面的长度的取值范围为15mm～25mm。

在本方案中，设置无翅片扁管的管截面的宽度的取值范围为1mm～3mm，该尺寸下的无翅片扁管的有效换热面积与流速的匹配性好，可兼顾产品的换热面积和换热能效，同时，可将无翅片扁管的管截面的宽度方向适配整个换热装置的厚度方向，这样，该尺寸下的无翅片扁管不会过多占用整个换热装置的厚度尺寸，在实现换热装置整体厚度尺寸缩减的同时，可使得排间距充足以确保排间气流顺畅性，改善结霜问题，且也利于维持换热装置在结霜情况下的持续性。更优选地，无翅片扁管的管截面的宽度的取值范围为2mm。

设置无翅片扁管的管截面的长度的取值范围为15mm～25mm，可将无翅片扁管的管截面的长度方向适配整个换热装置的长度方向或宽度方向，这样，既不会额外增加整个换热装置的厚度负担，且可以有效拓展无翅片扁管的换热面积，确保换热装置换热高效性，且结合无翅片扁管的管截面的宽度为1mm～3mm的设计，可使得无翅片扁管的有效换热面积与流速的匹配性更好，进一步强化换热装置的换热能力。

上述任一技术方案中，所述无翅片扁管为无翅片的空心扁管，或所述无翅片扁管的管内设有一个或多个隔板，使得所述无翅片扁管的管内形成多个微通道。

在本方案中，设置无翅片扁管为无翅片的空心扁管，这样，无翅片扁管内的阻力损失更小，可利于保证换热装置与制冷设备中的风机等部件的性能匹配设计的精密性。

设置无翅片扁管的管内设有一个或多个隔板，使得无翅片扁管的管内形成多个微通道，利用微通道可实现利用温差辅助驱动无翅片扁管内的制冷剂流动，对制冷剂的驱动做功量更低，能耗更低，且也可使得出风温度更加均匀。

上述任一技术方案中，所述换热装置为蒸发器或为冷凝器；和/或所述换热装置的厚度小于等于25mm。

在本方案中，限制换热装置的厚度小于等于25mm，采用无翅片的扁管换热芯体，这样设计在保证换热能力的同时，可以实现将制冷设备的整体厚度降低至600mm以下，使得制冷设备更易于嵌入式地配合家装橱柜等的尺寸，并且有利于制冷设备的容积率提升。

本发明第二方面的实施例提供了一种制冷设备，包括上述任一技术方案中所述的换热装置。

本发明上述实施例所述的制冷设备，通过设置有上述任一技术方案中所述的换热装置，从而具有以上全部有益效果，在此不再赘述。

另外，本发明提供的上述实施例中的制冷设备还可以具有如下附加技术特征：

上述技术方案中，所述制冷设备还包括箱体，其中，所述箱体具有后壁，且所述后壁为双层结构，所述换热装置位于所述后壁的夹层内；或所述箱体内形成有容纳空间，且所述箱体设有位于所述容纳空间内的分隔壁，所述分隔壁将所述容纳空间分隔为多个间室，所述分隔壁为中空结构，所述换热装置内置于所述分隔壁中。

在本方案中，将换热装置位于后壁的夹层内，由于本方案中换热装置采用无翅片的扁管换热芯体，实现其整体尺寸可以做得较薄，即便将换热装置置于箱体后壁的夹层内，也不会过多造成制冷设备整体厚度尺寸扩张，且不会额外牺牲制冷设备后壁前方的容纳空间的容积率，利于制冷设备的超薄化设计。

设置分隔壁将容纳空间分隔为多个间室，分隔壁为中空结构，换热装置内置于分隔壁中，一方面，由于本方案中换热装置采用无翅片的扁管换热芯体，实现其整体尺寸可以做得较薄，另一方面，由于换热装置两侧相应为两个间室，这样，对于换热装置的保温性需求也降低，保温材料的壁厚也极大减薄，总体来讲，换热装置及保温材料总体厚度可做得极薄，将换热装置内置于现有分隔壁内部时，即充分利用了现有分隔壁内部的空间，也不会导致分隔壁刻意加厚，不会牺牲制冷设备容积率，同时，也避让出了容纳空间后方的空间，更利于制冷设备的超薄设计。

上述任一技术方案中，可选地，所述制冷设备为冰箱、冷柜或酒柜。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例所述换热装置的主视结构示意图；

图2是图1中所示换热装置的仰视结构示意图；

图3是图1中所述A-A向的剖视结构示意图；

图4是图3中所示结构的局部放大示意图；

图5是本发明一个实施例所述换热装置的主视结构示意图；

图6是图5中所示换热装置的仰视结构示意图；

图7是图5中所述B-B向的剖视结构示意图；

图8是本发明一个实施例所述换热装置的主视结构示意图；

图9是图8中所示换热装置的仰视结构示意图；

图10是图8中所述C-C向的剖视结构示意图；

图11是图10中所示结构的局部放大示意图；

图12是本发明一个实施例所述换热装置的仰视结构示意图；

图13是本发明一个实施例所述制冷设备的主视结构示意图；

图14是图13中所示制冷设备的左视结构示意图；

图15是本发明一个实施例所述制冷设备在开门状态下的结构示意图；

图16是本发明一个实施例所述换热装置的时间-换热量的关系示意图

图17是现有铜管换热器的时间-换热量的关系示意图。

其中，图1至图15中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100换热装置，110扁管换热芯体，111单排列管，1111无翅片扁管，121第一集流管，122第二集流管，123第三集流管，124第四集流管，125隔断，131第一流程，132第二流程，133第三流程，134第四流程，141制冷剂进口，142制冷剂出口，150气流通道，200箱体，210后壁，220分隔壁，230门体，240保温材料，250间室。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图15描述根据本发明一些实施例所述的换热装置及制冷设备。

如图1至图12所示，本发明第一方面的实施例提供的换热装置100，该换热装置100可用于制冷设备，例如用于冰箱、冷柜、酒柜等，其中，该换热装置100包括无翅片的扁管换热芯体110，扁管换热芯体110包括多根无翅片扁管1111，且相邻无翅片扁管1111之间形成气流通道150。

本发明上述实施例提供的换热装置100，采用无翅片的扁管换热芯体110，较之传统的铜管换热器而言，相同换热能力的条件下，无翅片的扁管换热芯体110的尺寸可以做到更小，以减少换热装置100在制冷设备中的空间体积占用量，有利于制冷设备减薄，使得制冷设备更易于嵌入式地配合家装橱柜等的尺寸，并且有利于制冷设备的容积率提升，且本方案扁管本身具有有效换热面积更大的优点，通过无翅片式设计，克服了现有换热器需借助翅片辅助换热的偏见，保证换热能力的同时，使得相邻无翅片扁管1111之间腾空形成气流通道150，而不会有翅片阻流，在缩减尺寸的同时，换热装置100处不会出现风阻激增的问题，这样，更利于保证制冷设备内的循环风量，不仅不容易产生结霜等不良影响，且也更利于维持换热装置100在结霜情况下的换热性能，同时，这对于风机的功率需求也相应降低，更利于控制设备的总功率和噪音，真正意义地实现了产品尺寸缩减和产品综合能力的兼顾性提升。

优选地，扁管换热芯体110为多排结构。这样，在保证产品换热面积的同时，可利于产品整体长、宽尺寸的缩减，更方便产品的装配和运输，也利于提升换热装置100在制冷设备内的相适性和兼容性，且多排结构的设计也有利于保证换热系数稳定，提升出风温度均匀性和换热能效。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，扁管换热芯体110包括多个单排管列，每个单排管列由多根无翅片扁管1111并排分布限定出，也即，多根无翅片扁管1111呈类似于传送带的排列设计，这样的结构，制冷剂的阻力损失小，更适于无翅片的扁管换热芯体110内小流量制冷剂与空气高效率换热的场合，另外，如图2所示，通过设计相邻单排管列之间间隔分布，可利于每根无翅片扁管1111与空气更充分、均匀地接触，以更加充分地利用每根无翅片扁管1111的换热面积，实现无翅片的扁管换热芯体110的高能效换热，且相比于一般翅片式换热器，在换热能力相当的条件下，本换热装置100结构其内部风阻更低，不仅改善结霜问题，使得因结霜导致的换热量衰减现象可以被有效遏止，更利于保证制冷效率和制冷持续性。

可选地，如图3和图7所示，在单排管列的部分或全部无翅片扁管1111中，相邻无翅片扁管1111之间形成错位排列。这样可以进一步提升无翅片扁管1111与空气的换热充分性，提升换热能效，相同换热能力条件下，可利于进一步精简换热装置100的尺寸。

可选地，在单排管列的部分或全部无翅片扁管1111中，相邻无翅片扁管1111之间形成正对排列。这样，换热装置100内部风阻更小，结霜情况进一步遏制，持续性制冷效果更好。

当然，以上两种情况在不冲突的情况下可以结合，如图10所示，在单排管列的部分无翅片扁管1111中，相邻无翅片扁管1111之间形成错位排列，在单排管列的另一部分无翅片扁管1111中，相邻无翅片扁管1111之间形成正对排列。

在本发明的一个实施例中，如图2、图6和图9所示，多排结构中的每排之间并联。这样，出风温度均匀性更好，且换热装置100上的换热损失更小，整个换热装置100的换热能效更高。

优选地，如图2、图6和图9所示，扁管换热芯体110为两排结构，且两排结构为两个单排管列。这样，整个换热装置100内部的风阻情况达到最优化，且换热装置100的能效也可得到更充分地发挥，能效、结霜遏制效果及结霜情况下的换热持续性得到综合提升。

在本发明的一个实施例中，换热装置100还包括集流管，集流管与无翅片扁管1111换热芯体110连接。

更具体地，无翅片扁管1111换热芯体110包括一个或多个单排管列，单排管列的数量为多个时，相邻单排管列之间间隔分布。

可选地，如图12所示，扁管换热芯体110的多个单排管列中，每个单排管列的两端分别连接有集流管。也即，每个单排管列与之两端的两根集流管形成一个子单元，扁管换热芯体110由多个这样的子单元组合形成，该产品的结构简单、加工制作方便，良品率高，且可满足根据具体制冷需求选择不同数目的子单元的自由搭配设计，产品灵活性更高，性能匹配性更好，且不同单排管列之间通过不同的集流管进行集流和分流，使得各个单排管列的无翅片扁管1111内流量分配均匀性更好，换热更精密。

进一步地，如图12所示，多个单排管列中的任意相邻两排的集流管之间错位分布。可以使得子单元之间形成相互嵌插配合，更利于产品的尺寸减薄。

可选地，如图2、图6和图9所示，扁管换热芯体110的整体的两端分别连接有集流管。也即，多个单排管列的一端集中连接到一根集流管，多个单排管列的另一端集中连接到另一根集流管，这样的产品耗材更少，材料成本更低，且整个产品的集成度更高，可以避免产品厚度尺寸的不必要浪费，使得产品可以做得更薄，且这样的结构也更利于产品应用到流水组装产线中，适于制冷设备的批量化生产。

上述任一实施例中，如图1、图3、图4、图5、图7、图8和图10所示，集流管内设有隔断125，隔断125用于使集流管所连接的单排管列中的无翅片扁管1111形成多个流程。这样有利于制冷剂更充分地换热，减少换热损失量。

优选地，单排管列的所述无翅片扁管1111形成2～5个流程。这样，单排管列内的制冷剂阻力损失不至于过大，同时，也可使得制冷剂能够更充分地释热或释冷，这样，不仅制冷剂的驱动能效需求更低，不会出现制冷剂阻滞的情况，且制冷剂换热也更充分，使得产品性能匹配更好。

更优选地，对于单排管列的多个流程，相邻流程中，用于形成上游流程的无翅片扁管1111的数量多于或等于用于形成下游流程的无翅片扁管1111的数量。其中，可以理解的是，相邻流程中，制冷剂从上游侧流程流向下游侧流程，设置相邻流程中，通过本设计的结构，可以使得上游侧流速较下游侧较低或相当，由于上游侧制冷剂储能量要对于下游侧制冷剂，这样，可以使得上游侧的制冷剂具有更充足的对流换热时间实现更充分地换热，同时，下游侧的制冷剂经过再次换热后能尽快排出，不会阻滞在下游侧，使得产品性能匹配更好。

上述实施例中，优选地，单排管列的无翅片扁管1111的数量为18根～21根。这样，单排管列的制冷剂阻力损失不至于过大，同时，也可使得制冷剂能够更充分地释热或释冷，这样，不仅制冷剂的驱动能效需求更低，不会出现制冷剂阻滞的情况，且制冷剂换热也更充分，使得产品性能匹配更好。

如图1至图4所示，对于单排管列的无翅片扁管1111形成3个流程的情况，具体优选，用于形成上游流程的无翅片扁管1111的数量为6根～8根，用于形成中游流程的无翅片扁管1111的数量为4根～7根，用于形成下游流程的无翅片扁管1111的数量为3根～6根。这样，可保证单排管列的制冷剂阻力损失不至于过大，且可使得上游、中游、下游流程之间，或在上游、中上游、中下游、下游流程之间的性能匹配性更高，既保证制冷剂能够更充分地释热或释冷，又不会出现制冷剂阻滞的情况，使得产品综合性能提升。

如图5至图11所示，对于单排管列的无翅片扁管1111形成4个流程的情况，具体优选，用于形成上游流程的无翅片扁管1111的数量为6根～8根，用于形成中上游流程的无翅片扁管1111的数量为5根～7根，用于形成中下游流程的无翅片扁管1111的数量为4根～7根，用于形成下游流程的无翅片扁管1111的数量为3根～6根。这样，可保证单排管列的制冷剂阻力损失不至于过大，且可使得上游、中游、下游流程之间，或在上游、中上游、中下游、下游流程之间的性能匹配性更高，既保证制冷剂能够更充分地释热或释冷，又不会出现制冷剂阻滞的情况，使得产品综合性能提升。

上述任一实施例中，换热装置100还包括用于供换热装置100排入制冷剂的制冷剂进口141和用于供换热装置100排出制冷剂的制冷剂出口142，其中可选地：

如图5所示，制冷剂进口141和制冷剂出口142设在同一根集流管上，或设在无翅片扁管1111换热芯体110同一侧的不同集流管上。这样，制冷剂从整个换热装置100的同一侧进出，更方便于制冷设备内部走管。

或者，如图1所示，制冷剂进口141和制冷剂出口142设在无翅片扁管1111换热芯体110相对的两侧的集流管上。这样，制冷剂进口141和制冷剂出口142处的热量不会相互干扰，热力损失降低，产品能效进一步提升。

上述任一实施例中，优选地，如图4所示，无翅片扁管1111的管截面的宽度S的取值范围为1mm～3mm。该尺寸下的无翅片扁管1111的有效换热面积与流速的匹配性好，可兼顾产品的换热面积和换热能效，同时，可将无翅片扁管1111的管截面的宽度方向适配整个换热装置100的厚度方向，这样，该尺寸下的无翅片扁管1111不会过多占用整个换热装置100的厚度尺寸，在实现换热装置100整体厚度尺寸缩减的同时，可使得排间距充足以确保排间气流顺畅性，改善结霜问题，且也利于维持换热装置100在结霜情况下的持续性。更优选地，无翅片扁管1111的管截面的宽度的取值范围为2mm。

上述任一实施例中，优选地，如图4所示，无翅片扁管1111的管截面的长度L的取值范围为15mm～25mm。可将无翅片扁管1111的管截面的长度方向适配整个换热装置100的长度方向或宽度方向，这样，既不会额外增加整个换热装置100的厚度负担，且可以有效拓展无翅片扁管1111的换热面积，确保换热装置100换热高效性，且结合无翅片扁管1111的管截面的宽度为1mm～3mm的设计，可使得无翅片扁管1111的有效换热面积与流速的匹配性更好，进一步强化换热装置100的换热能力。

上述任一实施例中，可选地，无翅片扁管1111为无翅片的空心扁管。这样，无翅片扁管1111内的阻力损失更小，可利于保证换热装置100与制冷设备中的风机等部件的性能匹配设计的精密性。

可选地，无翅片扁管1111的管内设有一个或多个隔板，使得无翅片扁管1111的管内形成多个微通道。其中，利用微通道可实现利用温差辅助驱动无翅片扁管1111内的制冷剂流动，对制冷剂的驱动做功量更低，能耗更低，且也可使得出风温度更加均匀。

上述任一实施例中，优选地，换热装置100为蒸发器，可以获得良好的防止结霜及维持换热装置100在结霜情况下的换热性能的效果。当然，根据需求也可作为冷凝器，保证换热性能的同时，同样可以获得精简尺寸的效果。

上述任一实施例中，优选地，如图2所示，换热装置100的厚度T小于等于25mm。采用无翅片的扁管换热芯体110，这样设计在保证换热能力的同时，可以实现将制冷设备的整体厚度降低至600mm以下，使得制冷设备更易于嵌入式地配合家装橱柜等的尺寸，并且有利于制冷设备的容积率提升。

具体实施例一(如图1、图2、图3和图4所示)

换热装置100为蒸发器，具体包括无翅片的扁管换热芯体110，扁管换热芯体110包括多根无翅片扁管1111，且相邻无翅片扁管1111之间形成气流通道。

本具体实施例作为优选技术方案进一步限定了，如图4所示，无翅片扁管1111的管截面的宽度S为1mm～3mm，且无翅片扁管1111的管截面的长度L为15mm～25mm。

无翅片扁管1111内部可以像常规平行流扁管那样，利用隔板分为若干微通道，也可为一完整空腔，本方案中优选为空心扁管。由于扁管内部流通面积比常规圆形换热管小，因而制冷剂的充注量可以有效减少。无翅片扁管1111的外侧不添加翅片，从而在非常狭窄的迎风面积下，风侧的流动阻力也能控制到比较小，从而减少风量衰减。

本具体实施例作为优选技术方案进一步限定了，扁管换热芯体110为两排结构。更具体地，两排结构中的每排为单排管列，每个单排管列由多根无翅片扁管1111并排分布限定出。如本实施例中优选给出的，每个单排管列由18～21根无翅片扁管1111并排分布限定出，具体如图1所示，每个单排管列由18～21根无翅片扁管1111上下间隔地并排分布限定出。如图2所示，两个单排管列之间间隔分布。如图3和图4所示，在单排管列的全部无翅片扁管1111中，相邻无翅片扁管1111之间形成正对排列，也即，如图3所示，在上下方向上，单排管列的全部无翅片扁管1111排列成一条直线，当然，本实施例中所述的上下方向并非绝对的上下方向，如，当换热装置100相对于图1中的状态旋转90°时，该上下方向可产生相应的旋转调整为左右方向或前后方向等。

另外，换热装置100包括集流管，集流管的数量为两根，为第一集流管121和第二集流管122，第一集流管121和第二集流管122位于两个单排管列的两侧，两个单排管列的一端连接于第一集流管121，另一端连接于第二集流管122。

如图1和图2所示，第一集流管121和第二集流管122可以为立方体形式管道，当然，也可以采用圆柱体形式管道。

本实施例中，换热装置100的整体厚度在25mm以下，具体地，本实施例中，整个换热装置100最厚的部位为集流管的厚度，可相应限定集流管的尺寸在25mm以内加以控制换热装置100的整体厚度在25mm以下。

优选地，两个单排管列之间并联，也即，两个单排管列之间具有并联管路特性，如，两个单排管列之间同进同出等。

集流管内设有隔断125，隔断125用于使两根集流管之间的单排管列中的无翅片扁管1111形成多个流程，这样，整个换热装置100内部由于单排管列之间并联，且单排管列内部形成多个流程，从而使得换热装置100的整体流道形成串行和并行结合的方式，换热更充分，换热能效更高。

更具体例如图1和图3所示，第一集流管121上设有制冷剂进口141，第二集流管122上设有制冷剂出口142，第一集流管121和第二集流管122内分别设有一个隔断125，使得单排管列的无翅片扁管1111形成第一流程131、第二流程132和第三流程133，可以理解的是，单排管列的流路形成为：制冷剂进口141-第一流程131(上游流程)-第二流程132(中游流程)-第三流程133(下游流程)-制冷剂出口142。本实施例中给出的制冷剂进口141在上侧，制冷剂出口142在下侧，第一流程131、第二流程132、第三流程133也相应从上向下依次排布，当然，制冷剂出口142和制冷剂进口141的位置也可进行调整，第一流程131、第二流程132、第三流程133随之相应调整即可。

此处结合两个单排管列之间并联可作如下进一步理解，两个单排管列上分别形成第一流程131、第二流程132、第三流程133，其中，两个单排管列的第一流程131之间并联，第二流程132之间并联，第三流程133之间并联。

优选地，对于单排管列的多个流程，相邻流程中，用于形成上游流程的无翅片扁管1111的数量多于或等于用于形成下游流程的无翅片扁管1111的数量。

优选如，基于每个单排管列由18～21根无翅片扁管1111并排分布限定出，设计单排管列的无翅片扁管1111形成3个流程，其中，

形成上游流程(第一流程131)的无翅片扁管1111的数量为6根～8根；

形成中游流程(第二流程132)的无翅片扁管1111的数量为4根～7根；

形成下游流程(第三流程133)的无翅片扁管1111的数量为3根～6根。

在本具体实施例中，单排列管111管数-也即单个单排列管111所包含的无翅片扁管1111的总数为19根，第一流程131(上游流程)管数-也即第一流程131中的无翅片扁管1111的数量具体为8根，第二流程132(中游流程)管数-也即第二流程132中的无翅片扁管1111的数量具体为6根，第三流程133(下游流程)管数-也即第三流程133中的无翅片扁管1111的数量具体为5根。

将本具体实施例的换热装置100与现有铜管换热器进行换热量检测实验对比，如图16所示，为本具体实施例的换热装置100的换热量(单位：W，瓦)随时间(单位：s，秒)变换关系图，如图17所示，为现有铜管换热器的换热量(单位：W，瓦)随时间(单位：s，秒)变换关系图，随着制冷时间推进，现有铜管换热器在不到6000s时，换热量衰减到40W以下，且从0s-2000s这一时段内，产生了一个极大的衰减量，而本申请的换热装置100，0s-2000s这个阶段，衰减并不明显，且整个换热量维持在100W以上，经过6000s以后，也基本维持在60W以上的水平，比较而言，本申请的换热装置100，实现尺寸缩减的同时，其在性能上防止结霜效果和抗结霜影响能力明显由于现有铜管换热器，整个装置的稳定性更好，制冷持续能力也更强，真正意义地实现了产品尺寸缩减和产品综合能力的兼顾性提升。

当然，在其他实施例中，单排列管111管数、第一流程131(上游流程)管数、第二流程132(中游流程)管数和第三流程133(下游流程)管数的数据也可根据下表相应替换，其效果上也可获得与前述检测情况相当甚至更优化：

表1单排列管中各个流程的无翅片扁管的数量分配表

单排列管管数	第一流程管数	第二流程管数	第三流程管数
				21	8	7	6
20	8	7	5
				18	8	6	4

总体来讲，本实施例针对现有制冷设备(如风冷冰箱)的蒸发器较厚影响容积率和嵌入式的问题进行设计，换热装置100采用类似于平行流扁管作为换热装置100主体，保证换热能力的同时，换热装置100的厚度可控制在25mm以内，可以实现减小风冷冰箱整体厚度至600mm以下，以实现风冷冰箱嵌入式，并且提升风冷冰箱容积率40/530，约7.5％；同时，也可减少制冷剂的充注量。

同时采用无翅片设计，有效降低狭窄风道空气流动阻力，减少风冷冰箱内循环风量的衰减和结霜情况的性能恶化，有利于维持换热装置100在结霜情况下的换热性能。从而改善使用现有铜管换热器的场景中存在的：铜管换热器的风侧流动阻力大，导致制冷设备内循环风量难以满足需求或风机功率大；铜管换热器的换热能力尤其结霜情况下的换热能力小，不足以满足冰箱正常的冷量需求的问题。

具体实施例二(如图5、图6和图7所示)

与上述具体实施例一的不同之处在于，本实施例中，制冷剂进口141和制冷剂出口142设在同一根集流管上，例如，均设置在第一集流管121上，更便于进行集中走管布置。

另外，本实施例中增加了整个单排管列上的蛇形折流长度，也即，将流程从3个变为了4个。也即，单排管列的流路形成为：制冷剂进口-第一流程131-第二流程132-第三流程133-第四流程134-制冷剂出口142。

进一步优选地，基于每个单排管列由18～21根无翅片扁管1111并排分布限定出，设计单排管列的无翅片扁管1111形成4个流程，其中，

形成上游流程(第一流程131)的无翅片扁管1111的数量为6根～8根；

形成中上游流程(第二流程132)的无翅片扁管1111的数量为5根～7根；

形成中下游流程(第三流程133)的无翅片扁管1111的数量为4根～7根；

形成下游流程(第四流程134)的无翅片扁管1111的数量为3根～6根。

在本具体实施例中，单排列管111管数-也即单个单排列管111所包含的无翅片扁管1111的总数为19根，第一流程131(上游流程)管数-也即第一流程131中的无翅片扁管1111的数量具体为6根，第二流程132(中上游流程)管数-也即第二流程132中的无翅片扁管1111的数量具体为5根，第三流程133(中下游流程)管数-也即第三流程133中的无翅片扁管1111的数量具体为4根，第四流程134(下游流程)管数-也即第四流程134中的无翅片扁管1111的数量具体为4根。

当然，在其他实施例中，单排列管111管数、第一流程131(上游流程)管数、第二流程132(中上游流程)管数、第三流程133(中下游流程)管数和第四流程134(下游流程)管数的数据也可根据下表相应替换，其效果上也可获得与前述具体实施例一中检测情况相当甚至更优化：

表2单排列管中各个流程的无翅片扁管的数量分配表

具体实施例三(如图8、图9、图10和图11所示)

与上述具体实施例一或具体实施例二的不同之处在于，本实施例中，在单排管列的部分无翅片扁管1111中，相邻无翅片扁管1111之间形成错位排列，也即，例如图10和图11所示，X部位的相邻无翅片扁管1111之间上下并非完全对正，使得从上向下，X部位的无翅片扁管1111的连线成一条非直线，例如图10和图11中所示，在上下方向上，单排管列X部位的无翅片扁管1111之间排列成一条左右弯折的曲线，当然，也可呈阶梯排布形成斜线。

另外，在单排管列的另一部分无翅片扁管1111中，相邻无翅片扁管1111之间形成正对排列。也即，例如图10和图11所示，Y部位的相邻无翅片扁管1111之间上下正对，在上下方向上，单排管列Y部位的无翅片扁管1111之间排列成一条直线。优选地，单排管列Y部位的管数为4根或5根。

在其他实施例中，也可设计，在单排管列的全部无翅片扁管1111中，相邻无翅片扁管1111之间形成错位排列。

具体实施例四(如图12所示)

与上述具体实施例一的不同之处在于，本实施例中，集流管的数量不止两根，具体地，以换热装置100的扁管换热芯体110为两排结构，且每排为单排管列为例说明，每个单排管列的两端分别连接有集流管，也即，包含4根集流管，相应为第一集流管121、第二集流管122、第三集流管123、第四集流管124，第一集流管121和第二集流管122连接于其中一个单排管列的两端，使得该单排管列与第一集流管121及第二集流管122形成一个子单元，第三集流管123和第四集流管124连接于另一个单排管列的两端，使得该单排管列与第三集流管123及第四集流管124形成一个子单元。

进一步优选地，第一集流管121和第三集流管123之间错位分布，且第二集流管122和第四集流管124之间错位分布，这样，两个子单元之间形成相互嵌插配合，这时，换热装置100的厚度要减去两个子单元之间的嵌合深度，而非两个集流管之间的尺寸叠加，更利于产品的尺寸减薄。

本发明第二方面的实施例提供的制冷设备，包括上述任一实施例中所述的换热装置100。

本发明上述实施例所述的制冷设备，通过设置有上述任一技术方案中所述的换热装置100，从而具有以上全部有益效果，在此不再赘述。

具体实施例五(如图13和图14所示)

制冷设备还包括箱体200，箱体200设有门体230，门体230在箱体200正面，其中，箱体200具有后壁210，后壁210与门体230相对，该后壁210为双层结构，具体如，该后壁210的双层结构可理解为外箱背板和内胆背板共同形成的双层结构，换热装置100位于所述后壁210的夹层内。

由于本方案中换热装置100采用无翅片的扁管换热芯体110，实现其整体尺寸可以做得较薄，具体厚度T可以减薄至25mm以下，即便将换热装置100置于箱体200后壁210的夹层内，也不会过多造成制冷设备整体厚度尺寸扩张，且不会额外牺牲制冷设备后壁210前方的容纳空间的容积率，利于制冷设备的超薄化设计，加上保温材料240，可实现将制冷设备整体壁厚限制到600mm以下。

具体实施例六(如图15所示)

制冷设备还包括箱体200，箱体200设有门体230，门体230在箱体200正面，箱体200内形成有容纳空间，门体230用于封闭或打开容纳空间。箱体200设有位于容纳空间内的分隔壁220，分隔壁220优选竖直布置，当然，根据需求也可选择横向布置，其中，分隔壁220将容纳空间分隔为多个间室250，分隔壁220为中空结构，换热装置100内置于分隔壁220中。这样，一方面，由于本方案中换热装置100采用无翅片的扁管换热芯体110，实现其整体尺寸可以做得较薄，具体厚度T可以减薄至25mm以下，另一方面，由于换热装置100两侧相应为两个间室250，这样，对于换热装置100的保温性需求也降低，保温材料240的壁厚也极大减薄，甚至也可取消保温材料240，总体来讲，换热装置100及保温材料240总体厚度可做得极薄，将换热装置100内置于现有分隔壁220内部时，即充分利用了现有分隔壁220内部的空间，也不会导致分隔壁220刻意加厚，不会牺牲制冷设备容积率，同时，也避让出了容纳空间后方的空间，更利于制冷设备的超薄设计。

可选地，制冷设备为冰箱，具体例如风冷冰箱，当然，也制冷设备可为冷柜或酒柜等。

综上所述，本发明的实施例提供的换热装置和制冷设备，换热装置采用无翅片的扁管换热芯体，较之传统的铜管换热器而言，相同换热能力的条件下，无翅片的扁管换热芯体的尺寸可以做到更小，以减少换热装置在制冷设备中的空间体积占用量，有利于制冷设备减薄，使得制冷设备更易于嵌入式地配合家装橱柜等的尺寸，并且有利于制冷设备的容积率提升，且本方案通过无翅片式设计，在缩减尺寸的同时，换热装置处不会出现风阻激增的问题，这样，更利于保证制冷设备内的循环风量，不仅不容易产生结霜等不良影响，且也更利于维持换热装置在结霜情况下的换热性能，同时，这对于风机的功率需求也相应降低，更利于控制设备的总功率和噪音，真正意义地实现了产品尺寸缩减和产品综合能力的兼顾性提升。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种换热装置，用于制冷设备，其特征在于，

所述换热装置包括无翅片的扁管换热芯体，所述扁管换热芯体包括多根无翅片扁管，且相邻所述无翅片扁管之间形成气流通道。

2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，

所述扁管换热芯体为多排结构。

3.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，

所述扁管换热芯体包括多个单排管列，每个所述单排管列由多根所述无翅片扁管并排分布限定出，相邻所述单排管列之间间隔分布。

4.根据权利要求3所述的换热装置，其特征在于，

在所述单排管列的部分或全部所述无翅片扁管中，相邻所述无翅片扁管之间形成错位排列；或

在所述单排管列的部分或全部所述无翅片扁管中，相邻所述无翅片扁管之间形成正对排列。

5.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，

所述多排结构中的每排之间并联。

6.根据权利要求3所述的换热装置，其特征在于，

所述扁管换热芯体为两排结构，且所述两排结构为两个所述单排管列。

7.根据权利要求3所述的换热装置，其特征在于，还包括：

集流管，与所述无翅片扁管换热芯体连接。

8.根据权利要求7所述的换热装置，其特征在于，

所述扁管换热芯体的多个所述单排管列中，每个所述单排管列的两端分别连接有集流管；或

所述扁管换热芯体的整体的两端分别连接有集流管。

9.根据权利要求8所述的换热装置，其特征在于，

对于所述扁管换热芯体的多个所述单排管列中，每个所述单排管列的两端分别连接有集流管的情况，多个所述单排管列中的任意相邻两排的所述集流管之间错位分布。

10.根据权利要求7所述的换热装置，其特征在于，

所述集流管内设有隔断，所述隔断用于使所述集流管所连接的所述单排管列中的所述无翅片扁管形成多个流程。

11.根据权利要求10所述的换热装置，其特征在于，

所述单排管列的所述无翅片扁管形成2～5个所述流程。

12.根据权利要求10所述的换热装置，其特征在于，

对于所述单排管列的多个所述流程，相邻所述流程中，用于形成上游所述流程的所述无翅片扁管的数量多于或等于用于形成下游所述流程的所述无翅片扁管的数量。

13.根据权利要求12所述的换热装置，其特征在于，

所述单排管列的所述无翅片扁管的数量为18根～21根。

14.根据权利要求13所述的换热装置，其特征在于，

所述单排管列的所述无翅片扁管形成3个所述流程，其中，用于形成上游所述流程的所述无翅片扁管的数量为6根～8根，用于形成中游所述流程的所述无翅片扁管的数量为4根～7根，用于形成下游所述流程的所述无翅片扁管的数量为3根～6根；或

所述单排管列的所述无翅片扁管形成4个所述流程，其中，用于形成上游所述流程的所述无翅片扁管的数量为6根～8根，用于形成中上游所述流程的所述无翅片扁管的数量为5根～7根，用于形成中下游所述流程的所述无翅片扁管的数量为4根～7根，用于形成下游所述流程的所述无翅片扁管的数量为3根～6根。

15.根据权利要求7至14中的任一项所述的换热装置，其特征在于，还包括：

用于供所述换热装置排入制冷剂的制冷剂进口和用于供所述换热装置排出制冷剂的制冷剂出口，其中，

所述制冷剂进口和所述制冷剂出口设在同一根所述集流管上，或设在所述无翅片扁管换热芯体同一侧的不同所述集流管上；或

所述制冷剂进口和所述制冷剂出口设在所述无翅片扁管换热芯体相对的两侧的所述集流管上。

16.根据权利要求1至14中的任一项所述的换热装置，其特征在于，

所述无翅片扁管的管截面的宽度的取值范围为1mm～3mm；和/或

所述无翅片扁管的管截面的长度的取值范围为15mm～25mm。

17.根据权利要求1至14中的任一项所述的换热装置，其特征在于，

所述无翅片扁管为无翅片的空心扁管，或

所述无翅片扁管的管内设有一个或多个隔板，使得所述无翅片扁管的管内形成多个微通道。

18.根据权利要求1至14中的任一项所述的换热装置，其特征在于，

所述换热装置为蒸发器或为冷凝器；和/或

所述换热装置的厚度小于等于25mm。

19.一种制冷设备，其特征在于，包括如权利要求1至18中的任一项所述的换热装置。

20.根据权利要求19所述的制冷设备，其特征在于，所述制冷设备还包括箱体，其中，

所述箱体具有后壁，且所述后壁为双层结构，所述换热装置位于所述后壁的夹层内；或

所述箱体内形成有容纳空间，且所述箱体设有位于所述容纳空间内的分隔壁，所述分隔壁将所述容纳空间分隔为多个间室，所述分隔壁为中空结构，所述换热装置内置于所述分隔壁中。

21.根据权利要求19或20所述的制冷设备，其特征在于，

所述制冷设备为冰箱、冷柜或酒柜。