CN111912279B - 一种扭转曲折百叶窗翅片 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种扭转曲折百叶窗翅片，包括平板外框、扭转导流基片、扭转曲折窗翅、扭转变向中部基片，扭转曲折窗翅安装在平板外框内，按扭转角度分为上下两部分，可将来流空气分为上下两部分流道，分别向翅片的内侧和外侧流动，增加流动湍流度。扭转曲折窗翅从上到下呈螺旋型曲折结构，来流空气进入后会形成向上和向下两股气流，流过翅片表面的曲折表面结构，分别冲击微通道换热器上下扁管，大大增加换热面积，强化传热。扭转变向中部基片能够连接前后两部分空气流道。扭转曲折窗翅外凸部分为尖锐角面，可以有效减薄液膜，减小热阻；扭转曲折窗翅内凹弯曲部分为圆弧表面，凝结液不易在圆弧面上积累，防止积水且增加换热面积，减缓结霜速率。

Description

一种扭转曲折百叶窗翅片
技术领域
本发明属于暖通空调领域，涉及一种微通道换热器，具体涉及一种带有扭转曲折窗翅的百叶窗翅片。
背景技术
随着空调以及汽车行业的不断发展，微通道换热器已经成为高效换热器研究的主要领域。为响应国家“高效率、低能耗”的号召，微通道百叶窗式换热器成为研究热点。其具有换热结构紧凑、单片尺寸较小、总体换热系数较大、换热能力强等特点。空气流经扁管间的微通道百叶窗翅片，与扁管内的工质进行换热，从而达到制冷或制热的效果。由于百叶窗翅片的存在，使得扁管间的空气流动边界层不断被破坏，达到强化换热的目的，其换热面积也大于一般板式换热器。
在现有的微通道百叶窗换热器中，大部分使用的百叶窗翅片都是平板结构，其换热面积有限，对边界层的扰动破坏能力不足。且在湿空气接触低温翅片时，容易发生结霜现象并堵塞微通道，尤其是百叶窗翅片的基底位置，造成换热器换热能力恶化。为此需要开发更高效的百叶窗翅片结构，增强换热能力，并削弱结霜现象。
发明内容
为了解决现有微通道百叶窗换热器存在的问题，本发明提供了一种换热面积大、强化传热效果好、抗结霜能力强的扭转曲折百叶窗翅片。
为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案。
扭转曲折百叶窗翅片，其特征是，该扭转曲折百叶窗翅片包括：平板外框(1)、扭转导流基片(2)、扭转曲折窗翅(3)、扭转变向中部基片(4)。扭转曲折窗翅(3)沿空气流向从前向后，以扭转变向中部基片(4)为对称轴，分为前后对称的两组安装在平板外框(1)上，中间由扭转变向中部基片(4)连接。扭转曲折窗翅(3)按扭转角度分为上下两部分，与平板外框(1)的上下连接处分别与平板外框(1)形成α和-α角度，可将来流空气分为上下两部分流道，分别向扭转曲折百叶窗翅片的内侧和外侧流动，增加流动湍流度。
本发明提供了一种强化传热的扭转曲折百叶窗翅片，该翅片的曲折形状可为上下曲折，左右曲折或者斜向曲折。该种扭转曲折翅片相对于传统的平直翅片，具有更大的换热面积，换热效果优于传统平直百叶窗翅片。
本发明提供了一种强化传热的扭转曲折百叶窗翅片，其扭转曲折窗翅(3)为平直曲折片扭转2α角度形成，其中α角度为1-90度。且在单个扭转曲折窗翅(3)结构中，从上到下共有n次曲折结构，与平板外框(1)相连接的第1个和最后第n个曲折部分折叠角β1较大，大于中间(第2个到第n-1个)的曲折部分折叠角β2，其中β1角度为45-90度，β2角度为15-75度。当微通道换热器为冷表面，表面流过湿空气时，湿空气会在翅片表面发生凝结现象并形成霜层，根据实验研究，在窗翅与平板外框(1)的连接处最容易结霜。因此增加与平板外框(1)相连接的第一个和最后一个曲折部分折叠角β1，增加了相邻曲折面之间的距离，使上下与平板外框(1)相连接的扭转曲折百叶窗翅片不易堵塞。
本发明提供了一种强化传热的扭转曲折百叶窗翅片，其扭转曲折窗翅(3)由上至下为曲折结构，其曲折结构的外凸部分为尖锐角面，曲折结构的内凹部分为圆弧表面。当传统微通道换热器为冷表面，表面流过湿空气时，易在表面形成凝结液膜。因为扭转曲折窗翅(3)的外凸折叠部分为尖锐角面，可以有效减薄液膜，减小换热热阻，减缓结霜过程的发生；扭转曲折窗翅(3)的内凹弯曲部分为圆弧表面，凝结液不易在圆弧面上积累，且增加了换热面积，提高传热系数。
本发明提供了一种强化传热的扭转曲折百叶窗翅片，其扭转曲折窗翅(3)前后部分为对称结构，以扭转变向中部基片(4)为对称轴，分为前后两部分，扭转方向也以扭转变向中部基片(4)对称。所述扭转曲折窗翅(3)从上到下为螺旋型扭转结构，来流空气进入之后会因为扭转通道形成向上和向下两股气流，分别向上向下流过扭转曲折窗翅(3)表面的曲折结构，进而冲击微通道换热器的上下扁管，强化传热。
本发明提供了一种强化传热的扭转曲折百叶窗翅片，其扭转导流基片(2)安装在扭转曲折百叶窗翅片进口处，与平板外框(1)相连接。在微通道换热器进口处将来流空气导流为上下流向，分别流入之后的扭转曲折窗翅(3)的上下扭转通道内，避免了直接冲击扭转曲折窗翅(3)而造成的压力损失，减小了扭转曲折百叶窗翅片进口压降。
本发明提供了一种强化传热的扭转曲折百叶窗翅片，其扭转变向中部基片(4)位于扭转曲折百叶窗翅片的中间位置并与平板外框(1)相连。扭转变向中部基片(4)上半部分的扭转变向部位能够改变空气流向，可将前部扭转曲折窗翅(3)中的空气流向由百叶窗内侧向外侧流动转向为由百叶窗外侧向内侧流动，再进入后部扭转曲折窗翅(3)流道中；同理，扭转变向中部基片(4)下半部分的扭转变向部位也能完成转向作用。能够衔接扭转曲折窗翅(3)前后两组窗翅的空气流动，起到了连接前后两部分扭转曲折窗翅(3)所构成的上下流道的作用。
本发明提供了一种强化传热的扭转曲折百叶窗翅片，其扭转曲折窗翅(3)的外缘部位均为圆弧形。且扭转曲折窗翅(3)的表面曲折结构和扭转螺旋结构均为圆弧形表面，当其为冷壁面时，湿空气凝结所形成的液滴不易在圆弧面上积累，大大减缓了结霜速率。
附图说明
图1是传统微通道换热器平直百叶窗翅片结构示意图。
图2是图1的截面图。
图3A和3B本发明扭转曲折百叶窗翅片结构示意图与方位说明示意图。
图4A和4B是图3上下通道的截面图与空气流向示意图。
图5是图3的侧视图。
图6是单片扭转曲折窗翅的结构图和截面图。
图7是单片扭转曲折窗翅的侧视图。
图8是单片曲折窗翅未扭转的结构图和侧视局部图。
图9是扭转导流基片的结构图。
图10是扭转变向中部基片的结构图和截面图。
图11A和11B是本发明其他类型(左右曲折和斜向曲折)扭转曲折窗翅结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步的详细说明。
首先参考附图1-2是传统微通道换热器平直百叶窗翅片结构示意图，采用平板窗翅结构，换热面积较小且平板结构水滴容易凝结，更容易结霜并堵塞通道。且传统的平板窗翅结构横截面图只有一种，如图2所示，来流空气在百叶窗翅片中的流动只有从前向后流动，不存在翅片内部上下间的扰动，换热效果较差。
参考附图3-11用来描述本发明扭转曲折百叶窗翅片，扭转曲折百叶窗翅片包括：平板外框(1)、扭转导流基片(2)、扭转曲折窗翅(3)、扭转变向中部基片(4)，扭转曲折窗翅(3)沿空气流向从前向后，以扭转变向中部基片(4)为对称轴，分为前后对称的两组安装在平板外框(1)上，中间由扭转变向中部基片(4)连接。扭转曲折窗翅(3)按扭转角度分为上下两部分，与平板外框(1)的上下连接处分别与平板外框(1)形成α和-α角度，可将来流空气分为上下两部分流道，分别向扭转曲折百叶窗翅片的内侧和外侧流动，增加流动湍流度。
图3A是本发明扭转曲折百叶窗翅片的整体结构图，图3B是扭转曲折百叶窗翅片的方位说明示意图，对之前相关说明中“前后、上下”的定位进行了解释。
图4A和图4B是图3上下通道的截面图。如图4A所示，扭转曲折百叶窗翅片的上半部分流道横截面图，来流空气的流动方向为在前半部分由翅片外侧向翅片内侧流动，经由扭转变向中部基片(4)变向后，变为由翅片内侧向翅片外侧流动；如图4B所示，扭转曲折百叶窗翅片的下半部分流道横截面图，来流空气的流动方向为在前半部分由翅片内侧向翅片外侧流动，经由扭转变向中部基片(4)变向后，变为由翅片外侧向翅片内侧流动。来流空气在翅片内部分为上下两部分流道，加强了空气扰动，强化换热。
图5是本发明扭转曲折百叶窗翅片的侧视图，且标明了扭转曲折百叶窗翅片的内侧和外侧方位，便于区分。
图6和图7是单片扭转曲折窗翅的结构图和侧视图。其扭转曲折窗翅(3)为平直曲折片扭转2α角度形成，其中α角度为1-90度。且在单个扭转曲折窗翅(3)结构中，从上到下共有n次曲折结构，与平板外框(1)相连接的第1个和最后第n个曲折部分折叠角β1较大，大于中间(第2个到第n-1个)的曲折部分折叠角β2，其中β1角度为45-90度，β2角度为15-75度。当微通道换热器为冷表面，表面流过湿空气时，湿空气会在翅片表面发生凝结现象并形成霜层，根据实验研究，在窗翅与平板外框(1)的连接处最容易结霜。因此增加与平板外框(1)相连接的第一个和最后一个曲折部分折叠角β1，增加了相邻曲折面之间的距离，使上下与平板外框(1)相连接的扭转曲折百叶窗翅片不易堵塞。
图8是单片曲折窗翅未扭转的结构图和局部图。如图8所示，其扭转曲折窗翅(3)由上至下为曲折结构，其曲折结构的外凸部分为尖锐角面，曲折结构的内凹部分为圆弧表面。当传统微通道换热器为冷表面，表面流过湿空气时，易在表面形成凝结液膜。因为扭转曲折窗翅(3)的外凸折叠部分为尖锐角面，可以有效减薄液膜，减小换热热阻，减缓结霜过程的发生；扭转曲折窗翅(3)的内凹弯曲部分为圆弧表面，凝结液不易在圆弧面上积累，且增加了换热面积，提高传热系数。
图9是扭转导流基片的结构图。扭转导流基片(2)安装在扭转曲折百叶窗翅片进口处，与平板外框(1)相连接。在微通道换热器进口处将来流空气导流为上下流向，分别流入之后的扭转曲折窗翅(3)的上下扭转通道内，避免了直接冲击扭转曲折窗翅(3)而造成的压力损失，减小了扭转曲折百叶窗翅片进口压降。传统的平板翅片进口出的导流板为平板结构，不存在扭转扰流结构，无法形成上下空气流道，故换热能力对比本发明较差。
图10是扭转变向中部基片的结构图和截面图。扭转变向中部基片(4)位于扭转曲折百叶窗翅片的中间位置并与平板外框(1)相连。扭转变向中部基片(4)上半部分的扭转变向部位能够改变空气流向，可将前部扭转曲折窗翅(3)中的空气流向由百叶窗内侧向外侧流动转向为由百叶窗外侧向内侧流动，再进入后部扭转曲折窗翅(3)流道中；同理，扭转变向中部基片(4)下半部分的扭转变向部位也能完成转向作用。能够衔接扭转曲折窗翅(3)前后两组窗翅的空气流动，起到了连接前后两部分扭转曲折窗翅(3)所构成的上下流道的作用。
如图4-10所示，其扭转导流基片(2)、扭转曲折窗翅(3)、扭转变向中部基片(4)的外缘部位均为圆弧形，减少了来流空气的流动压降。且扭转曲折窗翅(3)的表面曲折结构和扭转螺旋结构均为圆弧形表面，当其为冷壁面时，且温度低于来流空气的露点温度时，湿空气凝结所形成的液滴不易在圆弧面上积累，大大减缓了结霜速率，对于微通道换热器被霜层堵塞有很好的抑制效果。
图11A和11B是本发明其他类型(左右曲折和斜向曲折)扭转曲折窗翅结构图。本发明示意图主要为上下曲折结构，其中的上下、左右和斜向均为曲折结构的排列方式，使得空气流过扭转曲折百叶窗翅片时，形成不同的流动方向，对上下扁管进行冲刷换热，因此能够适应不同扁管排列情况下的换热。
在不超出本发明的范围和前提情况下，本领域技术人员将了解本发明上述方面的各种改变与变化。尽管已经挑选相关实例介绍了本发明，但应当了解，要求的本发明并不局限于这些特定实例。本发明并不是局限于这些特定实施例。实际上,相关领域技术人员清楚的、实施本发明的所述模式的各种变化都将落入本发明要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种扭转曲折百叶窗翅片，其特征是，该扭转曲折百叶窗翅片包括：平板外框(1)、扭转导流基片(2)、扭转曲折窗翅(3)、扭转变向中部基片(4)，扭转曲折窗翅(3)沿空气流向从前向后，以扭转变向中部基片(4)为对称轴，分为前后对称的两组安装在平板外框(1)上，中间由扭转变向中部基片(4)连接，扭转曲折窗翅(3)按扭转角度分为上下两部分，与平板外框(1)的上下连接处分别与平板外框(1)形成α和-α角度，能够将来流空气分为上下两部分流道，分别向扭转曲折百叶窗翅片的内侧和外侧流动，增加流动湍流度。
2.如权利要求1所述的一种扭转曲折百叶窗翅片，其特征在于：所述扭转曲折窗翅(3)由上至下为曲折结构，其曲折结构的外凸部分为尖锐角面，曲折结构的内凹部分为圆弧表面。
3.如权利要求2所述的一种扭转曲折百叶窗翅片，其特征在于：所述扭转曲折窗翅(3)为平直曲折片扭转2α角度形成，其中α角度为1-90度，且在单个扭转曲折窗翅(3)结构中，从上到下共有n次曲折结构，与平板外框(1)相连接的第1个和最后第n个曲折部分折叠角β1较大，大于中间第2个到第n-1个的曲折部分折叠角β2，其中β1角度为45-90度，β2角度为15-75度。
4.如权利要求2所述的一种扭转曲折百叶窗翅片，其特征在于：扭转曲折窗翅(3)分为前部扭转曲折窗翅(3)和后部扭转曲折窗翅(3)，两者为前后对称的两组结构，前部扭转曲折窗翅(3)与平板外框(1)的上下连接处分别与平板外框(1)形成α和-α角度，能够将来流空气分为上下两部分流道，后部扭转曲折窗翅(3)与平板外框(1)的上下连接处分别与平板外框(1)形成-α和α角度，使得扭转曲折百叶窗翅片上下两部分流道中，空气的流动方向分别为由百叶窗内侧向外侧流动通道和由百叶窗外侧向内侧流动通道。
5.如权利要求2所述的一种扭转曲折百叶窗翅片，其特征在于：所述扭转曲折窗翅(3)前后部分为对称结构，以扭转变向中部基片(4)为对称轴，分为前后两部分，扭转方向也以扭转变向中部基片(4)对称，所述扭转曲折窗翅(3)从上到下为螺旋型扭转结构，来流空气进入之后会因为扭转通道形成向上和向下两股气流，分别向上向下流过扭转曲折窗翅(3)表面的曲折结构，进而冲击微通道换热器的上下扁管，强化传热。
6.如权利要求1所述的一种扭转曲折百叶窗翅片，其特征在于：所述扭转导流基片(2)安装在扭转曲折百叶窗翅片进口处，与平板外框(1)相连接，在微通道换热器进口处由于其扭转结构，将来流空气导流为上下流向，分别流入扭转曲折窗翅(3)的上下流道内，减小了扭转曲折百叶窗翅片的压降。
7.如权利要求1所述的一种扭转曲折百叶窗翅片，其特征在于：所述扭转变向中部基片(4)位于扭转曲折百叶窗翅片的中间位置并与平板外框(1)相连，扭转变向中部基片(4)上半部分的扭转变向部位能够改变空气流向，能够将前部扭转曲折窗翅(3)中的空气流向由百叶窗内侧向外侧流动转向为由百叶窗外侧向内侧流动，再进入后部扭转曲折窗翅(3)流道中；同理，扭转变向中部基片(4)下半部分的扭转变向部位也能完成转向作用，能够衔接扭转曲折窗翅(3)前后两组窗翅的空气流动，起到了连接前后两部分扭转曲折窗翅(3)所构成的上下流道的作用。
8.如权利要求2所述的一种扭转曲折百叶窗翅片，其特征在于：所述扭转曲折窗翅(3)的曲折形状为上下曲折、左右曲折或者斜向曲折，其中的上下、左右和斜向均为曲折结构的排列方式，使得空气流过扭转曲折百叶窗翅片时，形成不同的流动方向。
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