CN110470155A - 换热管组及具有其的换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种换热管组，包括并列纵向延伸的第一通道管、第二通道管，其中的至少一个通道管在纵长方向上具有一个或两个折弯，所述第一通道管与第二通道管的一部分管段的相邻换热面贴合形成共用的间壁换热面，其余部分管段相互分离，所述换热管组两端相邻的通道管管口相互分离，通过设置换热管组贴合管段、分离管段的长度比例，可以改变多种介质之间的换热量比例；具有本发明换热管组的换热器，一方面可以实现多介质换热器中不同换热介质间换热量的均衡匹配，提高换热器换热效率，另一方面换热管组两端相邻的通道管管口均相互分离保持间距，便于不同介质通道管分别与分集流管的不同介质通道连通焊接，结构简单可靠、成本低。

Description

换热管组及具有其的换热器
技术领域
本发明涉及热交换领域，特别涉及一种换热管组及具有其的换热器。
背景技术
多介质换热器的不同介质之间具有多种换热方式，包括液-液、液-汽、汽-汽及液汽相变等，不同换热方式的换热强度、效率差异较大；现有技术平行流多介质换热器的不同换热介质之间的换热量极不均衡，按照低效率换热方式设计的换热器，会造成换热器工作在高效率换热方式时换热面积的浪费，多介质换热器效率低、成本高。
发明内容
本发明的目的是公开一种换热管组及具有其的换热器，实现多介质换热器的不同换热介质之间换热量的均衡匹配，提高换热效率、降低多介质换热器成本。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
本发明公开的一种换热管组，包括并列纵向延伸的第一通道管、第二通道管，其中的至少一个通道管在纵长方向上具有一个或两个折弯，所述第一通道管、第二通道管相邻的两个换热面贴合形成一段共用的间壁换热面，其余部分管段相互分离，所述换热管组两端相邻的通道管管口均相互分离，并保持方便焊接加工的间距。
进一步的，所述间壁换热面为平面或弧面结构。
进一步的，所述折弯段的折弯起始线与所述间壁换热面纵长方向的边线垂直。
进一步的，两个所述第一通道管的各一换热面与一个所述第二通道管的两个换热表面分别贴合，所述换热管组的贴合部分管段形成三明治结构。
进一步的，所述第一通道管是微通道扁管。
优选的，所述换热管组还包括与所述第一通道管并排纵向延伸的第三通道管，所述第一通道管、第三通道管的各一换热面与所述第二通道管的同一个换热表面贴合，形成一段多通道共用的间壁换热面，从而构成多通道结构的所述换热管组。
本发明还公开一种换热器，包括换热管组，所述换热管组是权利要求1～6任一项所述的换热管组。
进一步的，所述换热器还包括分集流器，所述分集流器包括第一介质通道、第二介质通道，多个所述换热管组换热表面平行排列，每个所述换热管组的第一通道管、第二通道管分别与所述第一介质通道、第二介质通道对应连通。
优选的，在前述任一项换热器中，每个所述换热管组内的通道管分离部分的换热表面之间、相邻的所述换热管组换热表面之间，均设有强化换热的翅片。
优选的，前述任一项换热器还包括壳体，所述壳体与其内部的所述通道管间的间隙构成封闭的第三换热介质通道，壳体上设有用于不同换热介质分别流入、流出的接口。
基于以上技术方案，本发明的有益效果为：由于本发明的换热管组由贴合管段、分离管段共同构成，通过设置所述贴合管段、分离管段的长度比例，可以改变换热管组多种不同介质两两之间的换热面积，实现多种换热介质换热量的均衡匹配，提高换热器换热效率。
采用本发明换热管组的换热器，一方面可以实现多介质换热器中不同换热介质间换热量的均衡匹配，提高换热器换热效率；另一方面换热管组两端相邻的通道管管口均相互分离保持间距，便于不同介质通道管分别与分集流管的不同介质通道连通焊接，结构简单可靠、成本低。
附图说明
图1为本发明实施例1的一种换热管组结构两视图；
图2为本发明实施例2的一种换热管组结构图；
图3为本发明实施例3的一种换热管组结构图；
图4为本发明实施例4的一种换热器结构示意图；
图5为本发明实施例5的一种换热器结构示意图；
图6为本发明实施例4中分集流器的局部结构放大图。
附图中：1、换热管组；101、第一通道管；102、第二通道管；100、间壁换热面；1001、折弯起始线；1002、边线；111、分离管段；112、贴合管段；2、分集流器；20、换热器局部；21、第一介质通道；211、第一介质通道入口；212、第一介质通道出口；210、第一均流孔；22、第二介质通道；221、第二介质通道入口；222、第二介质通道出口；23、第三介质通道；231、第三介质通道入口；232、第三介质通道出口；220、第二均流孔；23、均液腔；24、换热管插孔；3、壳体。
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更加详细的描述。
图1为本发明实施例1的一种换热管组结构两视图，本实施例中的换热管组（1）包括并列纵向延伸的第一通道管（101）、第二通道管（102），第一通道管（101）在纵长方向上具有两个折弯，第一通道管（101）、第二通道管（102）相邻两个换热面贴合，形成一段共用的间壁换热面（100），从而构成一个包含分离管段（111）、贴合管段（112）的换热管组（1），其中的一个贴合管段（112）位于两个分离管段（111）之间，两个分离管段（111）的第一通道管（101）、第二通道管（102）的相邻两个换热面相互分离，该换热管组（1）两端的通道口之间均保持一定的间距，以方便焊接加工。
本实施例1中，第一通道管（101）是由一条平直的微通道扁管折弯成型，第二通道管（102）是一条平直的扁管，第一通道管（101）在贴合管段（112）的换热表面与在分离管段（111）的换热表面不在同一个平面上且相互平行，第一通道管（101）的折弯起始线（1001）与间壁换热面（100）的边线（1002）垂直，折弯角度不大于45度。
由于本实施例1中的第一通道管（101）是厚度小、易于弯曲加工的微通道扁管，其折弯角度小、成型后的管阻小，适合高压相变换热流体流通；第二通道管（102）是一条未经折弯的平直扁管，水力直径较大、管阻小，适合低压非相变换热流体流通；第一通道管（101）、第二通道管（102）的首尾通道口相互分离、首尾端面分别基本对齐，便于焊接加工。
本实施例1中，流经该贴合管段（112）两个通道管的换热介质，既可以通过间壁换热面（100）直接高效换热，又可以通过该贴合管段（112）两个通道管的另外两个换热面分别与管外介质间接或直接换热；流经分离管段（111）两个通道管的换热介质，分别通过该两个分离管段（111）两个通道管各自所属的换热表面与管外介质直接换热。
本实施例1中，通过设置贴合管段（112）与分离管段（111）的长度比，可以实现第一通道管（101）、第二通道管（102）内流通的两种介质间的换热量、第一通道管（101）、第二通道管（102）内流通的两种介质分别与管外第三换热介质间换热量的均衡匹配，提高换热效率。
图2为本发明实施例2的一种换热管组结构图，本实施例2中的换热管组（1）包括并列纵向延伸的第一通道管（101）、第二通道管（102），第一通道管（101）是一条纵长的圆弧微通道直扁管，第二通道管（102）是由一条纵长的直圆管折弯成型，在纵长方向上具有两个折弯，第一通道管（101）、第二通道管（102）相邻两个圆弧换热面贴合，形成一段共用的间壁换热面（100），从而构成一个包含分离管段（111）、贴合管段（112）的换热管组（1），其中的一个贴合管段（112）位于两个分离管段（111）之间，两个分离管段（111）的第一通道管（101）、第二通道管（102）的相邻两个换热面相互分离，该换热管组（1）两端的通道口之间均保持一定的间距，以方便焊接加工。
由于本实施例2中的第一通道管（101）是一条未经折弯的厚度小、耐压高的圆弧微通道直扁管，适合高压相变换热流体流通；第二通道管（102）是折弯圆管，易于折弯加工、水力直径较大、管阻小，适合低压非相变换热流体流通，该折弯圆管既可以由一根圆管弯折成型，还可以由一根圆管焊接弯头成型；第一通道管（101）、第二通道管（102）的首尾通道口相互分离、便于焊接。第一通道管（101）、第二通道管（102）的首尾通道口相互分离，便于焊接。
图3为本发明实施例3的一种换热管组结构图，本实施例3中的换热管组（1）包括纵向平行延伸的第一通道管（101）、第二通道管（102）、第三通道管（103），第一通道管（101）、第三通道管（103）厚度相同，且在纵长方向上均具有两个相同的折弯，第一通道管（101）、第三通道管（103）的各一换热面与第二通道管的同一个换热表面贴合形成一段多通道共用的间壁换热面（100），从而构成一个包含分离管段、贴合管段的多通道结构换热管组（1），第一通道管（101）、第三通道管（103）可以分别或同时与第二通道管通过间壁换热面（100）换热，第一通道管（101）、第三通道管（103）相邻的侧面贴合在一起或保持间距，其中的一个贴合管段位于两个分离管段之间，两个分离管段的第一通道管（101）、第三通道管（103）相邻的两个换热面与第二通道管（102）的一个换热面相互分离，该换热管组（1）两端的多个通道口之间均保持一定的间距，以方便焊接加工。
上述实施例2、实施例3中换热管组（1）的换热原理及有益效果，均与实施例1基本相同，不再赘述。
图4为本发明实施例4的一种换热器结构示意图，图6为该换热器局部（20）的结构放大图，如图4、图6所示：本实施例中的换热器包括两个分集流器（2）、多个平行排列的换热管组（1），每个换热管组（1）包括两端基本对齐的第一通道管（101）、第二通道管（102）各一条；分集流器（2）包括第一介质通道（21）、第二介质通道（22）、第一均流孔（210）、第二均流孔（220）、多个均液腔（23）、多个换热管插孔（24）。
本实施例4中，第一通道管（101）、第二通道管（102）分别经不同的换热管插孔（24）与对应均液腔（23）连通，然后分别通过设在对应均液腔（23）中的第一均流孔（210）、第二均流孔（220）与第一介质通道（21）、第二介质通道（22）对应连通。
本实施例4的换热器实现三介质换热的过程如下：
第一换热介质首先沿左端分集流器（2）第一介质通道（21）进口、第一均流孔（210）、对应均液腔（23）、对应换热管插孔（24）、进入每个换热管组（1）的第一通道管（101），换热后沿右端分集流器（2）换热管插孔（24）、对应均液腔（23）、第一均流孔（210）、第一介质通道（21）出口流出；第二换热介质首先沿右端分集流器（2）第二介质通道（22）进口、第二均流孔（220）、对应均液腔（23）、对应换热管插孔（24）进入每个换热管组（1）的第二通道管（102），换热后沿左端分集流器（2）换热管插孔（24）、对应均液腔（23）、第二均流孔（220）、第二介质通道（22）出口流出，实现第一换热介质与第二换热介质的逆流换热。
本实施例4中，同时参照附图1、图4、图6，第一换热介质与第二换热介质首先在通过每个换热管组（1）第一通道管（101）、第二通道管（102）共用的间壁换热面（100）进行两管间高效换热的同时，还分别通过贴合管段外的两个换热表面与管外第三换热介质换热；然后第一换热介质通过每个换热管组（1）中分离管段的第一通道管（101）所有换热表面与管外第三换热介质充分换热，第二换热介质通过每个换热管组（1）中分离管段的第二通道管（102）所有换热表面与管外第三换热介质充分换热。
图5为本发明实施例5的一种换热器结构示意图，本实施例5中的一种换热器包括多个平行排列的换热管组（1）、两个分集流器（2）、壳体（3），每个换热管组（1）是由两个第一通道管（101）的各一换热面与一个第二通道管（102）的两个换热表面分别贴合形成浩如烟海三明治结构，壳体（3）与其内部的第一通道管（101）、第二通道管（102）间的间隙构成封闭的第三介质通道（23），壳体（3）上还设有第一介质通道入口（211）、第一介质通道出口（212）、第二介质通道入口（221）、第二介质通道出口（222）、第三介质通道入口（231）、第三介质通道出口（232）。
本实施例5中的一种换热器中，三种换热介质分别经第一介质通道入口（211）、第二介质通道入口（221）、第三介质通道入口（231），进入壳体（3）内的第一介质通道（21）、第二介质通道（22）、第三介质通道（23）中，利用第一通道管（101）、第二通道管（102）的间壁换热面（100）及其余换热表面，这三种换热介质在壳体（3）内分别或同时进行任意两两介质间换热，换热后三种介质分别通过各自对应的第一介质通道出口（212）、第二介质通道出口（222）、第三介质通道出口（232）流出壳体（3）。
本实施例5与实施例4的换热器结构、原理基本相同，其中的通道管与分集流器的连通结构基本相同，本领域技术人员均可参照实施例4理解实施，不再赘述。
实施例4与实施例5的换热器具有基本相同有益效果：一方面由于通过设置换热管组（1）中贴合管段、分离管段的长度比例，可以改变第一、第二、第三换热介质任意两两介质间的换热量比例，从而实现一个多介质换热器中不同换热介质间换热量的均衡匹配，提高换热器换热效率，另一方面由于换热管组（1）两端相邻的通道管管口均相互分离保持间距，便于不同介质通道管分别与分集流器（2）的不同介质通道连通焊接，结构简单。

Claims (10)

1.一种换热管组，包括并列纵向延伸的第一通道管、第二通道管，其特征在于，其中的至少一个通道管在纵长方向上具有一个或两个折弯，所述第一通道管、第二通道管相邻的两个换热面贴合形成一段共用的间壁换热面，其余部分管段相互分离，所述换热管组两端相邻的通道管管口均相互分离，并保持方便焊接加工的间距。
2.如权利要求1所述的换热管组，其特征在于，所述间壁换热面为平面或弧面结构。
3.如权利要求2所述的换热管组，其特征在于，所述折弯段的折弯起始线与所述间壁换热面纵长方向的边线垂直。
4.如权利要求3所述的换热管组，其特征在于，两个所述第一通道管的各一换热面与一个所述第二通道管的两个换热表面分别贴合，所述换热管组的贴合部分管段形成三明治结构。
5.如权利要求4所述的换热管组，其特征在于，所述第一通道管是微通道扁管。
6.如权利要求1～5任一项所述的换热管组，其特征在于，还包括与所述第一通道管并排纵向延伸的第三通道管，所述第一通道管、第三通道管的各一换热面与所述第二通道管的同一个换热表面贴合，形成一段多通道共用的间壁换热面，从而构成多通道结构的所述换热管组。
7.一种换热器，包括换热管组，其特征在于，所述换热管组是权利要求1～6任一项所述的换热管组。
8.如权利要求7所述换热器，其特征在于，还包括分集流器，所述分集流器包括第一介质通道、第二介质通道，多个所述换热管组换热表面平行排列，每个所述换热管组的第一通道管、第二通道管分别与所述第一介质通道、第二介质通道对应连通。
9.如权利要求7～8任一项所述换热器，其特征在于，每个所述换热管组内的通道管分离部分的换热表面之间、相邻的所述换热管组换热表面之间，均设有强化换热的翅片。
10.如权利要求7～8任一项所述换热器，还包括壳体，其特征在于，所述壳体与其内部的所述通道管间的间隙构成封闭的第三换热介质通道，壳体上设有用于不同换热介质分别流入、流出的接口。
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