CN114623719B - 一种翅片及包含该翅片的扁管换热器 - Google Patents

一种翅片及包含该翅片的扁管换热器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种翅片及包含该翅片的扁管换热器，涉及热交换技术领域。湿工况下能够较顺利地排出翅片及扁管表面尤其是翅片条缝中产生的凝结水；结霜工况下能够有效缓减扁管换热器表面结霜程度以及在除霜时能够促进霜层融化和脱落。所述翅片为波纹翅片，并且设置于相邻两个扁管之间，所述翅片在垂直于扁管通道方向的平面上的投影是平行四边形，翅片展开外形的两边呈相互平行的折线状，所述翅片上加工有条缝型窗口，多个相互平行的条缝切口线在垂直于扁管通道方向的平面上的投影与垂直于扁管平面的方向成一定角度。从整体上具有热交换效率高以及热交换量大等优点，有效解决了湿工况下表面凝结水难以排除以及结霜工况下融霜除霜困难的问题。

Description

一种翅片及包含该翅片的扁管换热器
技术领域
本发明涉及热交换技术领域，具体涉及一种扁管换热器的改进。
背景技术
扁管换热器通常采用扁管平面与集流管轴线方向垂直的布置方式，波纹翅片在垂直于扁管通道方向的平面上的投影是矩形，同时翅片边缘线以及翅片上的条缝切口线在垂直于扁管通道方向的平面上的投影与垂直于扁管平面的方向相同。但扁管换热器的这种结构，湿工况下凝结水容易在翅片上的条缝窗口内产生滞留，甚至造成相邻翅片上的凝结水连接起来形成水桥，使得空气流通不畅；结霜工况下更是容易造成翅片结霜严重以及融霜除霜困难的问题，从而降低扁管换热器的热交换效率和热交换量。一种尝试是将换热器整体倾斜布置，然而这种布置方式增加了空气侧流动阻力，而且占用了较大的换热器安装空间。
发明内容
本发明针对以上问题，提出了一种翅片及包含该翅片的扁管换热器，湿工况下能够较顺利地排出翅片及扁管表面尤其是翅片条缝中产生的凝结水；结霜工况下能够有效缓减扁管换热器表面结霜程度以及在除霜时能够促进霜层融化和脱落，加快融霜和除霜进程，从而显著提升实际的使用效果以及换热效果。
此外比较于换热器整体倾斜布置的方式，空气侧流动阻力更小，而且节省换热器的安装空间，使得机组更为紧凑。
本发明的技术方案为：所述翅片1为波纹翅片，并且设置于相邻两个扁管2之间，所述翅片1在垂直于扁管2通道方向的平面上的投影是平行四边形。
所述翅片1展开外形的两边呈相互平行的折线状。
所述翅片1上加工有多个相互平行的条缝型窗口，所述条缝型窗口的切口线4在垂直于扁管2通道方向的平面上的投影与垂直于扁管平面的方向的夹角为β，β≤45°。
所述扁管换热器包括集流管3以及n个扁管2，n为大于1的整数，n个扁管2从上到下依次布置在两个集流管3之间，并且n个扁管2都相互平行，所述扁管2的两端分别与两个集流管3保持连通；
其中一个集流管3上设有进口5、出口7，并且该集流管3中设有隔片6；
所述翅片1具有n-1个，所述翅片1固定连接在相邻扁管2之间，并且翅片1与其上下两侧的两个扁管2保持接触。
所述集流管3上均匀的开设有多个插口，所述扁管2的端头固定连接在所述插口中；所述扁管2的端头伸入集流管3中，并且呈与集流管3内壁适配的弧形。
相邻的扁管2的几何中心连线呈与集流管3的轴线方向的夹角为α，α≤45°，并且相邻的扁管2前后交错布置；
所述翅片1的边缘线在垂直于扁管2通道方向的平面上的投影与集流管3的轴线的夹角也为α。
所述翅片边缘线在垂直于扁管通道方向的平面上的投影，处在相邻扁管同侧侧端圆柱表面的公切面上；
所述扁管2的厚度为a、宽度为b，并且扁管2的前后两侧侧端为直径为a的半圆柱面，翅片边缘线在平行于扁管宽度方向上的距离为。
所述翅片1本身由亲水材料制成，或者是在翅片表面涂覆亲水材料。
本发明中的翅片不同于通常的翅片形状，本发明的翅片在垂直于扁管通道方向的平面上的投影是平行四边形，翅片展开外形的两边呈相互平行的折线状。翅片上加工有多个条缝型窗口，多个条缝切口线相互平行且在垂直于扁管通道方向的平面上的投影与垂直于扁管平面的方向的夹角为β，β小于等于45°。这样，本案中的扁管换热器在湿工况下使用时，可在风力和凝结水自身重力的作用下有效破坏扁管和翅片上尤其是翅片的条缝内凝结水的表面张力，使得凝结水的排除更为顺畅；在结霜工况下使用时，能够有效缓减扁管换热器表面结霜程度以及在除霜时能够促进霜层融化和脱落，加快融霜和除霜进程。此外，比较于换热器整体倾斜布置的方式，本案可使得空气一侧流动阻力更小，而且节省换热器的布置空间，使得机组更为紧凑。从整体上具有热交换效率高以及热交换量大等优点，有效解决了湿工况下表面凝结水难以排除以及结霜工况下融霜除霜困难的问题。
附图说明
图1是本发明中扁管换热器的结构示意图，
图2是图1的左剖视图，
图3是本发明中扁管端头的形状示意图；
图4是本发明中翅片、扁管及集流管位置关系示意图；
图5是本发明中条缝型窗口的切口线位置示意图；
图6是本发明中翅片及扁管装配位置示意图；
图7是本发明中翅片宽度尺寸示意图；
图8是本发明中翅片展开时的示意图。
图中1是翅片，2是扁管，3是集流管，4是条缝切口线，5是进口，6是隔片，7是出口。
具体实施方式
为能清楚说明本专利的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利进行详细阐述。
本发明如图1-8所示，所述翅片1为波纹翅片，并且设置于相邻两个扁管2之间，所述翅片1在垂直于扁管2通道方向的平面上的投影是平行四边形。不同于通常的翅片形状，本发明的翅片在垂直于扁管通道方向的平面上的投影是平行四边形，翅片展开外形为两边相互平行的折线状，如图8所示。从而使得气流在经过时可更为顺利的带走凝结水。
所述翅片1展开外形的两边呈相互平行的折线状。
如图5所示，所述翅片1上加工有多个相互平行的条缝型窗口，所述条缝型窗口的切口线4在垂直于扁管2通道方向的平面上的投影与垂直于扁管平面的方向的夹角为β，β≤45°。β可以等于或不等于α，尤其是在风力的影响下，可以使得条缝可以更好的破坏凝结水的表面张力，使得凝结水的排除更为顺畅。
在湿工况下使用时，可在风力和凝结水自身重力的作用下有效破坏扁管和翅片上尤其是翅片的条缝内凝结水的表面张力，使得凝结水的排除更为顺畅；在结霜工况下使用时，能够有效缓减扁管换热器表面结霜程度以及在除霜时能够促进霜层融化和脱落，加快融霜和除霜进程。此外，比较于换热器整体倾斜布置的方式，本案可使得空气一侧流动阻力更小，而且节省换热器的布置空间，使得机组更为紧凑。从整体上具有热交换效率高以及热交换量大等优点，有效解决了湿工况下表面凝结水难以排除以及结霜工况下融霜除霜困难的问题。
所述扁管换热器包括集流管3以及n个扁管2，n为大于1的整数，n个扁管2从上到下依次布置在两个集流管3之间，并且n个扁管2都相互平行，所述扁管2的两端分别与两个集流管3保持连通；
其中一个集流管3上设有进口5、出口7，并且该集流管3中设有隔片6；
所述翅片1具有n-1个，所述翅片1固定连接在相邻扁管2之间，并且翅片1与其上下两侧的两个扁管2保持接触。
如图2-3所示，所述集流管3上均匀的开设有多个插口，所述扁管2的端头固定连接在所述插口中；以便多支同样的扁管能以一定的间隔和位置与上述集流管联接起来；所述扁管2的端头伸入集流管3中，并且呈与集流管3内壁适配的弧形。相较于传统的方形扁管端头，可有效避免扁管的端头过多侵入集流管内部的空间，以保证集流管内的流通空间，使得流体能更均匀的分配以及减小流体的流动阻力。
如图4所示，相邻的扁管2的几何中心连线呈与集流管3的轴线方向的夹角为α，α≤45°，并且相邻的扁管2前后交错布置；这样，通过一前一后的布局方式，可以使得凝结水在重力的影响下更为顺利的向下流出，此后亦可在风力的影响下顺利排出；
所述翅片1的边缘线在垂直于扁管2通道方向的平面上的投影与集流管3的轴线的夹角也为α。即翅片1的边缘线与空气流通方向，或者说扁管2宽度的方向的夹角为90°-α。
翅片、扁管及集流管以这样的方式布置，在风力和凝结水自身重力的作用下可以有效破坏扁管和翅片上尤其是翅片的条缝内凝结水的表面张力，使得凝结水的排除更为顺畅。此外比较于换热器整体倾斜布置的方式，空气一侧流动阻力更小，而且节省换热器的布置空间，使得机组更为紧凑。
扁管端部的形状可以参照集流管截面的内表面形状来加工，以保证集流管内的流通空间，使得流体能更均匀的分配以及减小流体的流动阻力。如图3所示。
如图6-7所示，为了方便与扁管组合定位，所述翅片边缘线在垂直于扁管通道方向的平面上的投影，处在相邻扁管同侧侧端圆柱表面的公切面上；
特别的，所述扁管2的厚度为a、宽度为b，并且扁管2的前后两侧侧端为直径为a的半圆柱面，翅片边缘线在平行于扁管宽度方向上的距离为。
进一步的，所述翅片1本身由亲水材料制成，或者是在翅片表面涂覆亲水材料。从而进一步避免凝结水难以排除的问题。
本发明具体实施途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种翅片，其特征在于，所述翅片（1）为波纹翅片，并且设置于相邻两个扁管（2）之间，所述翅片（1）在垂直于扁管（2）通道方向的平面上的投影是平行四边形；所述翅片（1）展开外形的两边呈相互平行的折线状。
2.根据权利要求1所述的一种翅片，其特征在于，所述翅片（1）上加工有多个相互平行的条缝型窗口，所述条缝型窗口的切口线（4）在垂直于扁管（2）通道方向的平面上的投影与垂直于扁管平面的方向的夹角为β，β≤45°。
3.一种包含权利要求1-2任一所述的翅片的扁管换热器，其特征在于，所述扁管换热器包括集流管（3）以及n个扁管（2），n为大于1的整数，n个扁管（2）从上到下依次布置在两个集流管（3）之间，并且n个扁管（2）都相互平行，所述扁管（2）的两端分别与两个集流管（3）保持连通；
其中一个集流管（3）上设有进口（5）、出口（7），并且该集流管（3）中设有隔片（6）；
所述翅片（1）具有n-1个，所述翅片（1）固定连接在相邻扁管（2）之间，并且翅片（1）与其上下两侧的两个扁管（2）保持接触。
4.根据权利要求3所述的一种扁管换热器，其特征在于，所述集流管（3）上均匀的开设有多个插口，所述扁管（2）的端头固定连接在所述插口中；所述扁管（2）的端头伸入集流管（3）中，并且呈与集流管（3）内壁适配的弧形。
5.根据权利要求3所述的一种扁管换热器，其特征在于，相邻的扁管（2）的几何中心连线呈与集流管（3）的轴线方向的夹角为α，α≤45°，并且相邻的扁管（2）前后交错布置；
所述翅片（1）的边缘线在垂直于扁管（2）通道方向的平面上的投影与集流管（3）的轴线的夹角也为α。
6.根据权利要求3所述的一种扁管换热器，其特征在于，所述翅片边缘线在垂直于扁管通道方向的平面上的投影，处在相邻扁管同侧侧端圆柱表面的公切面上；
所述扁管（2）的厚度为a、宽度为b，并且扁管（2）的前后两侧侧端为直径为a的半圆柱面，翅片边缘线在平行于扁管宽度方向上的距离为 。
7.根据权利要求3所述的一种扁管换热器，其特征在于，所述翅片（1）本身由亲水材料制成，或者是在翅片表面涂覆亲水材料。
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