CN112066779B - 管翅式换热组件、换热器和空调器 - Google Patents

管翅式换热组件、换热器和空调器 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种管翅式换热组件、换热器和空调器。该管翅式换热组件包括翅片，所述翅片包括平片，所述平片上设有多个凸起和/或凹坑；在所述平片的迎风侧至出风侧的方向上，多个所述凸起和/或所述凹坑为非均匀分布。在翅片上设置非均匀分布的凸起和/或凹坑，由于翅片为平片结构，避免了翅片表面整体因加工高度不一的凸起或凹坑时出现的翅片变形，从而不影响后续装配；同时翅片的换热面积得到增大，可产生横向和纵向的气流扰动，提升换热效率。

Description

管翅式换热组件、换热器和空调器
技术领域
本申请属于空调器技术领域，具体涉及一种管翅式换热组件、换热器和空调器。
背景技术
管翅式换热器广泛应用于空调器、暖通设备等领域，而该类换热器集中在管外空气侧热阻可达总热阻的80-90％左右，因此对翅片结构进行优化能有效改善此类换热器的传热性能。
虽然有技术报道了用于空调换热器的仿生波浪型翅片，该种翅片主体具有连续凸起与凹坑的波浪形状，这种形状结合仿生原理，可起到增强扰流，提高换热能力，但从其翅片结构图分析可知，该结构在不同截面上高度不一，凸起和凹坑间的曲率差异较大，因此从加工工艺的角度看，该种翅片的制造成本较高，同时这种对翅片整体加工出凸起和凹坑的方式，也削弱了翅片的整体强度，不利于其与铜管的装配。
发明内容
因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种管翅式换热组件、换热器和空调器，能够方便装配，提升换热效率。
为了解决上述问题，本申请提供一种管翅式换热组件，包括：
翅片，所述翅片包括平片，所述平片上设有多个凸起和/或凹坑；
在所述平片的迎风侧至出风侧的方向上，多个所述凸起和/或所述凹坑为非均匀分布。
优选地，所述非均匀分布包括所述迎风侧的密集度小于所述出风侧的密集度。
优选地，在所述平片的迎风侧至出风侧的方向上，多个所述凸起和/或所述凹坑的尺寸渐进增大和/或减小。
优选地，所述出风侧上所述凸起或所述凹坑的尺寸小于所述迎风侧上所述凸起或所述凹坑的尺寸。
优选地，所述凸起或所述凹坑包括球面状结构。
优选地，所述非均匀分布还包括，在所述方向的垂直方向上，多个所述凸起和/或所述凹坑的深度为交替变化设置。
优选地，所述平片上设有换热管装配孔，沿远离所述换热管装配孔的方向上，所述凸起或所述凹坑的密集度减小。
优选地，沿远离所述换热管装配孔的方向上，所述凸起或所述凹坑的尺寸减小。
根据本申请的另一方面，提供了一种换热器，包括如上所述的管翅式换热组件。
根据本申请的再一方面，提供了一种空调器，包括如上所述的管翅式换热组件或如上所述的换热器。
本申请提供的一种管翅式换热组件，包括：翅片，所述翅片包括平片，所述平片上设有多个凸起和/或凹坑；在所述平片的迎风侧至出风侧的方向上，多个所述凸起和/或所述凹坑为非均匀分布。在翅片上设置非均匀分布的凸起和/或凹坑，由于翅片为平片结构，避免了翅片表面整体因加工高度不一的凸起或凹坑时出现的翅片变形，从而不影响后续装配；同时翅片的换热面积得到增大，可产生横向和纵向的气流扰动，提升换热效率。
附图说明
图1为本申请实施例的翅片的俯视图；
图2为本申请实施例图1中A-A剖视图；
图3为本申请实施例图2中局部放大图；
图4为本申请实施例图1中B-B剖视图；
图5为本申请实施例图4中局部放大图；
图6为本申请实施例图1中C-C剖视图；
图7为本申请实施例的翅片上第二种结构示意图；
图8为本申请实施例的翅片上第三种结构示意图；
图9为本申请实施例的翅片上第四种结构示意图；
图10为本申请实施例的翅片的出风侧上凸起或凹坑的纵向组合方式；
图11为几种翅片的结构示意图；
图12为采用图11所示翅片结构的换热器冷凝蒸发能力相对基准的百分比；
图13为各组翅片结构换热器功耗(由风阻决定)相对基准的百分比。
附图标记表示为：
1、平片；2、换热管装配孔；3、第一形变位；4、第二形变位；5、第三形变位；6、第四形变位；7、第五形变位；8、第六形变位；9、第七形变位。
具体实施方式
结合参见图1至图10所示，根据本申请的实施例，一种管翅式换热组件，包括：
翅片，所述翅片包括平片1，所述平片1上设有多个凸起和/或凹坑；
在所述平片1的迎风侧至出风侧的方向上，多个所述凸起和/或所述凹坑为非均匀分布。
在以平片1为翅片的结构上，在平片1上设有凸起和/或凹坑，也不易使得平片1发生变形，因此不会影响后续的装配，相当于提升了装配效率；另外尤其沿平片1的迎风侧至出风侧的方向上，凸起和/或凹坑为非均匀分布，增大换热面积，同时使得流经平片1表面的气流容易发生扰动，风阻增加幅度较小，能提升换热效率。
在一些实施例中，非均匀分布包括所述迎风侧的密集度小于所述出风侧的密集度。
由于换热器中迎风侧由于换热效果好于出风侧，为避免在增大翅片换热面积时不宜过于增大整体风阻，因此在迎风侧布置非连续凸起或凹坑时较出风侧稀疏，使得出风侧换热效果提升，达到提升整体的换热效率。
在一些实施例中，在所述平片1的迎风侧至出风侧的方向上，多个所述凸起和/或所述凹坑的尺寸渐进增大和/或减小。
对于凸起或凹坑上尺寸不一的布置，能增强扰动程度，从而达到增加换热面积的同时提升了换热效率。
在一些实施例中，出风侧上所述凸起或所述凹坑的尺寸小于所述迎风侧上所述凸起或所述凹坑的尺寸。
出风侧上设置小尺寸的凸起或凹坑，有利于出风侧平片1上凸起或凹坑的布置数量达到最大化，以提升平片1的换热面积。
在一些实施例中，凸起或所述凹坑包括球面状结构。
凸起或凹坑还可包括其它形状，如圆台面状，但球面能最佳减少阻力，以及加工方便。
在一些实施例中，非均匀分布还包括，在所述方向的垂直方向上，多个所述凸起和/或所述凹坑的深度为交替变化设置。
凸起或凹坑在横向上大小不一的尺寸，可使得气流在横向上同一截面的扰动产生差异，这一差异可使得不同截面的扰动相互掺混而使得换热效率进一步增大。
在一些实施例中，平片1上设有换热管装配孔2，沿远离所述换热管装配孔2的方向上，所述凸起或所述凹坑的密集度减小。
在靠近换热管装配孔2位置，设置密集度较大的凸起或凹坑，而远离换热管装配孔2位置的区域，设置密集度较小的凸起或凹坑，以增强换热管周围的气流扰动从而提升其换热效率。
在一些实施例中，沿远离所述换热管装配孔2的方向上，所述凸起或所述凹坑的尺寸减小。
此种设置方式可增强换热管周围的气流扰动，而提升换热器的整体换热效率。
下面对用于管翅式换热器的强化换热翅片进行详细描述。
强化换热翅片包括平片1，该平片1上有多个非连续的凸起或凹坑；凸起或凹坑大小在来流方向上渐进增大或减小，且凹坑或凸起在翅片迎风侧和翅片出风侧排布的疏密程度不一。在换热器中迎风侧由于换热效果好于出风侧，所以在增大翅片换热面积时考虑到整体风阻不宜过于增大，因此在迎风侧布置非连续凸起或凹坑时较出风侧稀疏，凸起或凹坑的密集度即凸起或凹坑的分布密度，出风侧相对较大。
凸起或凹坑能增加换热效率的原理是：流体在凸起或凹坑表面会形成横向和纵向涡，这两个方向的涡与单一方向涡相比较，会进一步增加冷热流体的掺混而提升换热器的整体换热效率；且当流体流经凸起或凹坑附近时，流场中的旋涡会被凸起背面的凹坑吸走，防止更大的涡旋形成，可以减小翅片表面整体阻力；同时由于该强化换热翅片主体为平片1，因此避免了由于翅片表面整体高度变化(如波纹片)阻断来流的连续运动而增大风阻。
本申请最优之处在于：凸起或凹坑的高度渐变，来流方向的气流扰动强度会随着凸起或凹坑的高度的变化而变化，在传热过程中气流的扰动越频繁越利于换热；同时，凸起或凹坑的高度渐变相对不变的翅片结构，也可以进一步增大换热面积从而提升换热效率。
图5中沿来流方向上，第一形变位3、第二形变位4和第三形变位5上的凹坑或凸起尺寸渐进增大R3<R4<R5，且凹坑虽然稀疏布置，但是靠近图1中换热管装配孔2的位置，凹坑或凸起的数量多于远离换热管装配孔2的区域，以增强换热管周围的气流扰动从而提升其换热效率；图5中凸起或凹坑的圆心在同一高度L1(L2同理)上，0<L1<Ri(i＝3,4,5)，这一在凸起或凹坑上尺寸不一的布置能增强涡在垂直翅片方向上的扰动程度，从而达到增加换热面积的同时提升了换热效率。
图6中沿来流方向上，第四形变位6、第五形变位7、第六形变位8和第七形变位9上的凸起或凹坑尺寸渐进变化R6<R7<R8<R9，由B-B剖视图可知为渐进增大→减小→增大→减小；由图4中C-C剖视图可知为渐进减小→增大→减小→增大；且出风侧尺寸略小于迎风侧，即R6<R3，R7<R4，R8<R5，整体来说，出风侧凸起或凹坑大小略小于迎风侧，这有利于出风侧平片1上突起或凹坑的布置数量可达最大化，使得换热面积的提升最大化；由B-B和C-C剖视图可知，凸起或凹坑大小在横向(垂直于来流方向)上交替变化，这一布置可使得来流在凸起或凹坑处产生的扰动相互掺混程度加强，使得强化换热效率提升。
图7、8和9所示为迎风侧翅片主体上凸起或凹坑的其中三个方向变化示意图，还有其他凸起或凹坑的方向变化此处不一一列出；方向的变化不仅保证了增加的换热面积与变化前一致，而且这一上下凸凹的方式可使得来流在翅片周围的扰动强度增加，使换热效率提升。对于出风侧的凸起或凹坑的变化方式也与迎风侧类似，同时除了迎风侧和出风侧翅片主体上凸起或凹坑自身的方向单独变化外，前后侧翅片的凸起或凹坑还可以组合变化。
图10所示为出风侧翅片表面凸起或凹坑的纵向组合方式，这一组合方式与变化前的区别是靠近换热管的凸起或凹坑均较大，此方式可增强换热管周围的气流扰动而提升换热器的整体换热效率。迎风侧或出风侧的凸起或凹坑的尺寸变化或其布置方式也可组合变化。
如图11所示五组不同翅片结构示意图，其中凸起1和凸起2为本申请翅片结构；图12为各组翅片结构换热器冷凝、蒸发能力相对基准的百分比；图13为各组翅片结构换热器功耗(由风阻决定)相对基准的百分比。从图11、12可知基准翅片结构为二波纹，增加波纹片波数可直接增加换热面积，当波纹数增加到四波纹时，换热器能力得以提升，但换热器功耗上升非常明显；平片1功耗最小但平片1能力明显弱于基准，随着对平片1表面施加凸起结构，该类结构下换热器性能提升较为显著，同时凸起数量增加使得换热器的换热面积直接增大，其换热器能力提升明显，且换热器的功耗增加率小于四波纹结构翅片；由此可知：平片1表面施加凸起可以使得换热面积提升，同时换热器的功耗增加率小于直接增加波纹片波数，因此可说明凸起结构能起到增加换热器能力和相对减小风阻的作用。
根据本申请的另一方面，提供了一种换热器，包括如上所述的管翅式换热组件。
根据本申请的再一方面，提供了一种空调器，包括如上所述的管翅式换热组件或如上所述的换热器。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各实施方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种管翅式换热组件，其特征在于，包括：
翅片，所述翅片包括平片(1)，所述平片(1)上设有多个凸起和/或凹坑；
在所述平片(1)的迎风侧至出风侧的方向上，多个所述凸起和/或所述凹坑为非均匀分布；
在所述平片(1)的迎风侧至出风侧的方向上，多个所述凸起和/或所述凹坑的尺寸渐进增大和/或减小；
所述平片(1)上设有换热管装配孔(2)，沿远离所述换热管装配孔(2)的方向上，所述凸起或所述凹坑的尺寸减小。
2.根据权利要求1所述的管翅式换热组件，其特征在于，所述非均匀分布包括所述迎风侧的密集度小于所述出风侧的密集度。
3.根据权利要求1所述的管翅式换热组件，其特征在于，所述出风侧上所述凸起或所述凹坑的尺寸小于所述迎风侧上所述凸起或所述凹坑的尺寸。
4.根据权利要求1或2所述的管翅式换热组件，其特征在于，所述凸起或所述凹坑包括球面状结构。
5.根据权利要求4所述的管翅式换热组件，其特征在于，所述非均匀分布还包括，在所述方向的垂直方向上，多个所述凸起和/或所述凹坑的深度为交替变化设置。
6.根据权利要求1所述的管翅式换热组件，其特征在于，所述平片(1)上设有换热管装配孔(2)，沿远离所述换热管装配孔(2)的方向上，所述凸起或所述凹坑的密集度减小。
7.一种换热器，其特征在于，包括如权利要求1-6任一所述的管翅式换热组件。
8.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求1-6任一所述的管翅式换热组件或如权利要求7所述的换热器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112944729A (zh) * 2021-02-19 2021-06-11 山东佐耀智能装备股份有限公司 一种空气源热泵凹坑凸包强化换热蒸发器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10274493A (ja) * 1997-01-30 1998-10-13 Sharp Corp 熱交換器
CN101498562A (zh) * 2009-02-17 2009-08-05 广东美的电器股份有限公司 一种管翅式换热器
CN101592421A (zh) * 2008-05-26 2009-12-02 松下电器产业株式会社 翅片管型热交换器
CN202452876U (zh) * 2012-01-18 2012-09-26 广州迪森家用锅炉制造有限公司 一种用于燃气采暖热水炉或燃气快速热水器的换热翅片
CN103925828A (zh) * 2014-04-03 2014-07-16 东华大学 一种具有球型凸起的散热翅片
CN109737793A (zh) * 2018-12-29 2019-05-10 西安交通大学 一种用于空调换热器的仿生波浪型翅片

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10274493A (ja) * 1997-01-30 1998-10-13 Sharp Corp 熱交換器
CN101592421A (zh) * 2008-05-26 2009-12-02 松下电器产业株式会社 翅片管型热交换器
CN101498562A (zh) * 2009-02-17 2009-08-05 广东美的电器股份有限公司 一种管翅式换热器
CN202452876U (zh) * 2012-01-18 2012-09-26 广州迪森家用锅炉制造有限公司 一种用于燃气采暖热水炉或燃气快速热水器的换热翅片
CN103925828A (zh) * 2014-04-03 2014-07-16 东华大学 一种具有球型凸起的散热翅片
CN109737793A (zh) * 2018-12-29 2019-05-10 西安交通大学 一种用于空调换热器的仿生波浪型翅片

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