CN109974346B - 一种换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换热器，属于换热装置技术领域，包括至少两个芯体，至少两个芯体并排设置，芯体包括两个集流管，两个集流管之间连通有若干换热管，位于最外侧的两个芯体同一侧的两个集流管上分别设置有介质进口和介质出口，且每个芯体位于该侧的集流管内设置有隔板，隔板在集流管的轴线方向上将集流管分隔形成两个腔室；连接结构，包括介质导流座，介质导流座设置于具有隔板的相邻的两个集流管之间，且位于集流管远离介质进口的一端，被配置为连通相邻的两个集流管。本发明通过在与设置有介质进口的集流管同一侧的每个集流管内设置隔板，使得每个换热管内工作介质的流通量相对均衡，从而使得整个芯体的温度分布均匀，提高换热效率。

Description

一种换热器

技术领域

本发明涉及换热装置技术领域，尤其涉及一种换热器。

背景技术

二氧化碳换热器广泛应用于暖通空调、化工、电力、汽车等行业中。这是因为二氧化碳具有价格低廉、安全无害、环保等诸多优势。

现有的二氧化碳换热器，集流管上通常只焊接一个制冷剂输入管，靠近制冷剂输入管的扁管成为近端扁管，远离制冷剂输入管的扁管成为远端扁管。制冷剂进入到集流管后，在集流管内会受到扁管的干扰，流动阻力较大，制冷剂的不均匀流动，使得远端扁管的制冷剂流通量远远小于近端扁管的制冷剂流动量，导致整个换热器的温度分布不均匀，从而使二氧化碳换热器的换热效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种换热器，以实现提高二氧化碳换热器的换热效率。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种换热器，包括：

至少两个芯体，所述芯体包括两个集流管，两个所述集流管之间连通有若干换热管，至少两个所述芯体并排设置，位于最外侧的两个所述芯体同一侧的两个所述集流管上分别设置有介质进口和介质出口，且每个所述芯体与设置有所述介质进口的所述集流管位于同一侧的所述集流管内设置有隔板，所述隔板在所述集流管的轴线方向上将所述集流管分隔形成两个腔室；

连接结构，包括介质导流座，所述介质导流座设置于具有所述隔板的相邻的两个所述集流管之间，且位于所述集流管远离所述介质进口的一端，被配置为连通相邻的两个所述集流管。

进一步地，所述换热管为扁平管，所述扁平管包括中间部和分别连接于所述中间部两端的端部，且所述端部的宽度沿远离所述中间部的方向逐渐减小。

进一步地，所述集流管侧壁向所述集流管内部设置有与所述端部相配合的装配槽口，所述装配槽口的宽度小于所述中间部的宽度且大于所述端部远离所述中间部一端的宽度。

进一步地，所述扁平管内沿其长度方向设置多个贯通孔，且多个所述贯通孔在其宽度方向上均匀分布。

进一步地，每个所述芯体的相邻的两个所述换热管之间均设置有翅片，所述翅片包括若干依次连接的V型翅片。

进一步地，所述V型翅片包括两个相连接的侧板，所述侧板两侧均设置有百叶窗结构。

进一步地，每个所述V型翅片的每个所述侧板在其中间位置均开设有排水孔，用于排出冷凝水。

进一步地，所述介质导流座上设置有导流孔，位于所述介质导流座两侧的所述集流管上与所述导流孔相对的位置均开设有流通孔。

进一步地，所述连接结构还包括密封端盖，每个所述集流管均为两端设置有开口的管状结构，所述密封端盖盖设于所述管状结构的开口处。

进一步地，所述连接结构还包括支撑座，所述支撑座连接于所述密封端盖，且设置于两个相邻的所述集流管之间。

本发明的有益效果为：

本发明提出的换热器，通过在与设置有介质进口的集流管同一侧的每个集流管内设置隔板，隔板将该集流管分隔形成两个腔室，能够使得工作介质首先进入到与介质进口相连通芯体的集流管的腔室内，进而通过与该腔室连通的换热管流入到该芯体的另一集流管内，随后再经过与该芯体另一腔室连通的换热管进入到另一腔室内，使得每个换热管内工作介质的流通量相对均衡，从而使得整个芯体的温度分布均匀，提高换热效率。通过设置至少两个并排设置的芯体，并且通过介质导流座串联两个芯体，能够增加工作介质的流程，使得工作介质能够充分的与外界环境进行热交换，提高换热效率。此外，通过分体设置的芯体和介质导流座，便于该换热器的组装。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的换热器的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的芯体的结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的密封端盖和介质导流座的结构示意图；

图4是本发明实施例一提供的密封端盖和支撑座的结构示意图；

图5是本发明实施例一提供的换热管的局部结构示意图；

图6是本发明实施例一提供的换热管和集流管的装配结构示意图；

图7是本发明实施例一提供的翅片的结构示意图；

图8是图7中A处的局部结构示意图.

图中：

11、第一芯体；12、第二芯体；101、换热管；1011、中间部；1012、端部；1013、贯通孔；102、第一集流管；1021、隔板；1022、翻边；1023、流通孔；103、第二集流管；

21、介质导流座；211、第一弧形面；212、导流孔；22、密封端盖；221、底板；222、圆形凸起；223、夹板；23、支撑座；231、第二弧形面；

3、翅片；31、V型翅片；311、侧板；3111、排水孔；3112、单叶；

41、介质进管；42、介质出管。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

实施例一

如图1至图8所示，本实施例提供了一种换热器，具体为使用二氧化碳作为工作介质(冷媒)的二氧化碳换热器，二氧化碳在换热器内部流动，通过换热器与外界流动的空气进行热交换，当然也适用于其他工作介质，比如R290、R124a等。

具体而言，该换热器包括至少两个芯体和连接结构。在本实施例中，以两个芯体为例进行说明，两个芯体并排设置，将两个芯体分别命名为第一芯体11和第二芯体12。每个芯体均包括两个集流管，将两个集流管分别命名为第一集流管102和第二集流管103，且每个芯体的第一集流管102位于同一侧，第一芯体11的第一集流管102上设置有介质进口，第二芯体12的第一集流管102上设置有介质出口，且介质进口连接有介质进管41，介质出口连接有介质出管42。

此外，第一集流管102内在其径向上设置有隔板1021，隔板1021在第一集流管102的轴线方向上将第一集流管102分隔形成两个腔室，在本实施例中，隔板1021处于第一集流管102的中间位置，且隔板1021垂直于第一集流管102的轴线方向，当然在其他实施例中，隔板1021可与第一集流管102的轴线方向呈一定的夹角，夹角的大小根据实际需要进行限定。另外，每个芯体的第一集流管102和第二集流管103之间均连通有若干换热管101，且在本实施例中，任意两个相邻换热管101之间的距离为7.8mm，当然在其他实施例中，任意两个相邻换热管101之间的距离可根据实际需要进行设置。

连接结构包括介质导流座21，介质导流座21设置于两个第一集流管102之间，且位于第一集流管102远离介质出口的一端，能够连通相邻的两个第一集流管102。

通过在每个第一集流管102内设置隔板1021，将第一集流管102分割形成两个腔室，能够使得工作介质首先进入到与介质进口相连通第一芯体11的第一集流管102的腔室内，进而与该腔室连通的换热管101流入到第二集流管103内，随后再经过与另一腔室连通的换热管101进入到另一腔室内，使得每个换热管101内工作介质的流通量相对均衡，从而使得整个芯体的温度分布均匀，提高换热效率。通过设置两个并排设置的芯体，并且通过介质导流座21串联两个芯体，能够增加工作介质的流程，使得工作介质能够充分的与外界环境进行热交换，提高换热效率。此外，通过分体设置的芯体和介质导流座21，不仅便于该换热器的组装，而且能够根据换热需要调整芯体的数量。

如图2所示，第一集流管102和第二集流管103的结构相同，均为采用高频焊接或模具挤压成型的两端开口的铝制管状结构。管状结构的表面涂覆有复合助焊剂，便于与扁平管和介质导流座21进行焊接，且管状结构的壁厚为2.2mm-2.5mm，使得第一集流管102和第二集流管103满足二氧化碳作为工作介质时具有高压力的特性，此外，在本实施例中，管状结构具体为圆管状结构。隔板1021将第一集流管102分隔形成上下两个腔室，将上下两个腔室分别命名为第一腔室和第二腔室，第二腔室在其侧壁上开设有流通孔1023，在本实施例中，流通孔1023为圆孔，流通孔1023的直径为4mm，且流通孔1023的数量为四个，当然在其他实施例中，流通孔1023的数量、直径和形状可根据实际需要进行设置。

参照图1，为了连通相邻的两个第一集流管102，在两个第一集流管102之间设置有介质导流座21，且介质导流座21位于隔板1021下方，能够连通两个第一集流管102的两个第二腔室。如图3所示，介质导流座21相对的两侧均设置有第一弧形面211，第一弧形面211能够与第一集流管102的侧壁相配合，且介质导流座21上与流通孔1023相对的位置开设有导流孔212，导流孔212的数量与流通孔1023的数量相同且一一对应，且导流孔212同样为圆孔，直径为4mm。通过导流孔212使得第一芯体11的第一集流管102内的工作介质能够通过其流通孔1023和导流孔212进入到第二芯体12的第一集流管102内，实现工作介质的在两个芯体之间的流动。在本实施例中，介质导流座21在第一集流管102轴线方向的长度近似等于第一集流管102长度的一半，当然在其他实施例中，介质导流座21的长度可根据实际需要进行设置。

此外，连接结构还包括支撑座23，支撑座23设置于相邻的两个第一集流管102或相邻的两个第二集流管103之间，在本实施例中，支撑座23设置有三个，其中一个支撑座23设置于两个第一集流管102之间，且位于第一集流管102远离介质导流座21的一端，另外两个支撑座23设置于两个第二集流管103之间，且位于第二集流管103的两端。具体而言，支撑座23相对的两侧均设置有第二弧形面231，第二弧形面231能够与第二集流管103或第一集流管102的侧壁相配合。当然在其他实施例中，支撑座23的数量根据芯体的数量进行设置，比如当芯体具有三个时，支撑座23的数量为六个。此外，支撑座23在第二集流管103的轴线方向上的长度小于第二集流管103长度的一半，通过设置支撑座23，不仅能够实现两个芯体之间的固定连接，且能够使得两个芯体之间存在一定的缝隙，从而利用每个芯体的表面，增大工作介质与外径环境的换热面积，提高换热效率，而且两个芯体之间存在间隙，也便于换热器表面的冷凝水从集流管管壁上滑落。

另外，为了实现对第一集流管102和第二集流管103两端开口的密封，连接结构还包括密封端盖22，在本实施例中，密封端盖22设置有四个。如图3和4所示，密封端盖22包括底板221，底板221在其宽度方向的两侧设置有两个夹板223，两个夹板223能够对支撑座23或介质导流座21进行夹持，便于在组装时对支撑座23和介质导流座21进行定位，而且便于后续的焊接固定。底板221上还设置有两个圆形凸起222，两个圆形凸起222分别能够伸入到两个相邻的第一集流管102或两个相邻的第二集流管103内，且圆形凸起222的外径等于第一集流管102内径，在本实施例中，圆形凸起222伸入到第一集流管102或第二集流管103内的长度为4mm-6mm。为了方便工作介质的进出，其中一个与两个第一集流管102相配合的密封端盖22在两个圆形凸起222的位置开设有通孔，从而当该密封端盖22盖设在两个第一集流管102上，两个通孔能够分别与两个第一集流管102的开口对应形成整个换热器的介质进口和介质出口。

当在其他实施例中，芯体的数量设置有三个或三个以上时，密封端盖22上可设置有三个或者三个以上圆形凸起222。当然，也可通过多个密封端盖22对第一集流管102或第二集流管103进行密封，比如每个密封端盖22上设置有两个或三个圆形凸起222。

如图5所示，换热管101为扁平管，扁平管为通过模具挤压一次成型的铝制结构，且扁平管的外便面镀有锌层，防止腐蚀。扁平管内沿其长度方向设置有九个贯通孔1013，且九个贯通孔1013在其宽度方向上均匀分布。在本实施例中，扁平管宽度为12mm，厚度为1.65mm，贯通孔1013为圆形孔，圆形孔保证扁平管具有一定的结构强度，且圆形孔的直径为0.7mm，保证扁平管每个单边的厚度不小于0.45mm，使得扁平管满足二氧化碳作为工作介质时具有高压力的特性。当然在其他实施例中，贯通孔1013的数量、形状和上述尺寸可根据实际需要进行设置。

此外，扁平管包括中间部1011和分别连接于中间部1011两端的端部1012，其中，中间部1011的宽度保持不变，端部1012的宽度沿远离中间部1011的方向逐渐减小，在本实施例中，端部1012的最大宽度和中间部1011的宽度均为12mm，最小宽度为5mm。此外，构成扁平管的中间部1011和两个端部1012采用铝型材挤压拉伸工艺一体成型，并且在加工过程中对两个端部1012进行缩口处理。

如图6所示，为了便于扁平管和集流管的组装，每个集流管的侧壁上向其内部采用冲压形成装配槽口，装配槽口带有朝向集流管内部的翻边1022，且装配槽口的宽度小于中间部1011的宽度大于端部1012远离中间部1011一端的宽度，也就是说装配槽口的宽度大于5mm，小于12mm。通过设置装配槽口，便于对扁平管的组装进行导向，而且增加了集流管和扁平管的有效焊接面积，有利于提高集流管和扁平管的结构稳定性和耐压性能。此外，翻边1022将端部1012卡住，使得扁平管和集流管的相对位置在焊接之前保持恒定，防止扁平管和集流管在焊接之前或焊接过程中发生移位。

参照图1，每个芯体的相邻的两个换热管101之间设置有翅片3。如图7和图8所示，翅片3包括若干依次连接的V型翅片31，V型翅片31包括两个相连接的侧板311，在本实施例中，侧板311的厚度为0.07mm-0.1mm，当然在其他实施例中，侧板311的厚度可根据实际需要进行设置。V型翅片31的每个侧板311的两侧均设置有百叶窗结构，百叶窗结构能够增大翅片3本身与外界环境的换热面积，提高换热效率。此外，百叶窗结构包括并列的多片单叶3112，单叶3112与侧板311之间的锐角角度为34°-38°，同时翅片3的上下平面与翅片3的出风面保持垂直，使得外界环境中的空气在翅片3之间具有良好的流通性，降低空气阻力，同时增大了换热面积，提高了热交换效果。

另外，V型翅片31的每个侧板311的中间部位1011均开设有排水孔3111，用于排出冷凝水。这是因为外界空气通过翅片3进行热交换容易在翅片3表面形成冷凝水，过多的冷凝水会影响换热效率，外界流动的空气带动翅片3表面的冷凝水流动，并且通过排水孔3111吹出，避免翅片3上累积过多的冷凝水，而且设置排水孔3111，能够减轻翅片3的重量，从而降低整个换热器的重量，便于运输和安装。

实施例二

本实施例提供的换热器与实施例一中提供的换热器的结构基本相同，不同之处在于：本实施例中的换热器包括三个芯体，其中位于最外侧的两个芯体同一侧的两个集流管上分别设置有介质进口和介质出口，且每个芯体与设置有介质进口的集流管位于同一侧的集流管内均设置有隔板，隔板在集流管的轴线方向上将集流管分隔形成两个腔室。且在本实施例中，介质导流座设置有两个，支撑座设置有六个。

当然在其他实施例中，芯体的数量还可设置为四个或者更多个，且介质导流座和支撑座的数量根据芯体的数量进行设置。芯体的数量大于等于三个时，位于最外侧的两个芯体的两个第一集流管102上分别设置有介质进口和介质出口，保证工作介质完全经过每个芯体充分与外径环境进行热交换，提高换热效率。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种换热器，其特征在于，包括：

至少两个芯体，所述芯体包括两个集流管，两个所述集流管之间连通有若干换热管(101)，至少两个所述芯体并排设置，位于最外侧的两个所述芯体同一侧的两个所述集流管上分别设置有介质进口和介质出口，且每个所述芯体与设置有所述介质进口的所述集流管位于同一侧的所述集流管内均设置有隔板(1021)，所述隔板(1021)在所述集流管的轴线方向上将所述集流管分隔形成两个腔室；

连接结构，包括介质导流座(21)，所述介质导流座(21)设置于具有所述隔板(1021)的相邻的两个所述集流管之间，且位于所述集流管远离所述介质进口的一端，被配置为连通相邻的两个所述集流管；

每个所述芯体的相邻的两个所述换热管(101)之间均设置有翅片(3)，所述翅片(3)包括若干依次连接的V型翅片(31)；

所述V型翅片(31)包括两个相连接的侧板(311)，所述侧板(311)两侧均设置有百叶窗结构；

每个所述V型翅片(31)的每个所述侧板(311)在其中间位置均开设有排水孔(3111)，用于排出冷凝水；

所述百叶窗结构包括并列的多片单叶(3112)，所述单叶(3112)与所述侧板(311)之间的锐角角度为34°-38°，所述翅片(3)的上下平面与所述翅片(3)的出风面保持垂直。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述换热管(101)为扁平管，所述扁平管包括中间部(1011)和分别连接于所述中间部(1011)两端的端部(1012)，且所述端部(1012)的宽度沿远离所述中间部(1011)的方向逐渐减小。

3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述集流管侧壁向所述集流管内部设置有与所述端部(1012)相配合的装配槽口，所述装配槽口的宽度小于所述中间部(1011)的宽度且大于所述端部(1012)远离所述中间部(1011)一端的宽度。

4.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述扁平管内沿其长度方向设置多个贯通孔(1013)，且多个所述贯通孔(1013)在其宽度方向上均匀分布。

5.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述介质导流座(21)上设置有导流孔(212)，位于所述介质导流座(21)两侧的所述集流管上与所述导流孔(212)相对的位置均开设有流通孔(1023)。

6.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述连接结构还包括密封端盖(22)，每个所述集流管均为两端设置有开口的管状结构，所述密封端盖(22)盖设于所述管状结构的开口处。

7.根据权利要求6所述的换热器，其特征在于，所述连接结构还包括支撑座(23)，所述支撑座(23)连接于所述密封端盖(22)，且设置于两个相邻的所述集流管之间。