CN1153287A - 翅片管热交换器 - Google Patents
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Abstract
一种翅片管热交换器，它包括多块间隔开的翅片板，各翅片板平行设置，具有开口和前沿，多根穿过翅片板开口使制冷剂通过其内的热交换器管，每个翅片板都有条板，包括平行的第一至第五排条板，第一排条板位于翅片板前沿附近，包括两根梯形的百叶窗式条板，梯形的长边位于气流的上游，第二至第四排条板分别包括矩形的单桥式条板，第五排条板包括两个梯形百叶窗式条板，梯形的短边位于气流的上游。
Description
本发明涉及一种热交换器，更具体地说，涉及一种在空调器、电冰箱或类似装置中使用的翅片管热交换器。
典型的空调系统是机电元件的组合体，这些机电元件使一种制冷剂流体，例如一种氟利昂化合物在一个制冷循环中循环流动。通常，氟利昂蒸气由电动压缩机压缩并使压缩后的蒸气在通过一个热交换器(一般称作冷凝器)时冷却。然后氟利昂蒸气通过一个第二热交换器，在该热交换器中制冷剂从建筑物内的空气中吸收热量。然后制冷剂回到压缩机，以开始进行下一轮循环。
一般来说，传统的热交换器是由一些用高导热性的金属，例如铜和许多固定在管子上的薄金属翅片制成的，这些翅片用于将管子热量传给被引入翅片之间和翅片上方的气流。电动风机使气流通过管周围的翅片。为了减小结构成本和风机驱动气流通过热交换器所需的能量，最大限度地增大制冷剂流体通过管子时的流量是非常重要的。制冷剂流体在这种流量下将热量传给流过管子和翅片间的空气，同时使通过热交换器的气流压降保持在较低的水平。
为了强化气流在翅片间的传热，一种方案是通过增加翅片的数量来增大翅片的总面积。然而这会减小气流通过的翅片间的通路的尺寸，从而需要功率更大的风机来提供压差，以迫使所需的气流流量通过翅片。另一种方案是提供一种具有华夫饼干状或波纹状的翅片，以增加暴露于气流中的面积。对于后一种方案来说，遗憾的是它会带来传热边界层扩展的问题，该边界层会迅速减小在流动空气与翅片表面之间进行的热传递量。在认识到这一问题后，热交换器的设计者一直致力于找到解决此问题的方法，以防止热交换边界层的扩展，同时加速气流的混合和扰动，并且在得到通过管道和翅片组件的所需气流时，总压差没有明显的增加。
传导方式进行的热传递必定首先出现在管子表面和翅片之间，然后以对流的方式将热从翅片表面传给翅片之间的气流。热还会以传导的方式直接从管子表面传给管子间的气流，但这只占总传热量的较小部分。
图1表示一种传统的翅片管热交换器。如图1所示，热交换器1设有许多以固定间隔排列的铝制翅片板2和一些穿过翅片板2延伸的热交换器管3。热交换器管3可由任何适当的装置固定地安装在翅片板2上形成的开口内。各翅片板2都具有一些垂直于箭头A所指的气流方向延伸的切口条板4。这些条板用于提高热交换性能，它们从翅片板2的表面向上突起。
图2A和2B表示一种传统翅片板的结构。相互平行的一些百叶窗式条板4以垂直于箭头A所指的气流方向的方向相互平行地延伸。图2B中所示的条板4形成于各翅片板2的同一侧。传统的翅片板存在如下问题：制造困难，并且由于各条板4的宽度较窄，流过条板4的气流中所含的外来物质(如灰尘)很容易附着到条板上，因而降低了热交换性能。
此外，在图2B所示条板4的情况下，由于条板4之间的间隔较窄，水滴易于滞留在相邻条板4之间。因此，水滴会停留在翅片板2上，直到水滴变到相当大时为止，这样就降低了热交换性能并加快了热交换器的锈蚀。
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种改进的翅片管热交换器，该热交换器结构简单并且提高了热交换性能。
为了实现本发明的这一目的，提供一种热交换器，它包括：
多块以固定间隔隔开的翅片板，它们相互平行地排列并适合于使空气流过其间，各翅片板都具有沿其纵向设置的开口和与气流方向垂直设置的前沿；以及
多根以垂直于翅片板所处平面的方向穿过翅片板开口并适合于使制冷剂流体通过其内的热交换器管。
每块翅片板都有若干从翅片板的表面突起并沿垂直于翅片板间流过的气流的方向延伸的条板。
条板包括设置在开口之间的第一至第五排条板，这些条板互相邻近并平行地沿翅片板的纵向排列。
第一排条板位于翅片板前沿附近，包括两根梯形的百叶窗式条板，梯形的长边位于气流的上游，第二至第四排条板的每一排包括矩形的单桥式条板，第五排条板包括两个梯形百叶窗式条板，梯形的短边位于气流的上游。
第一和第五排条板的长边被分别切开并向上翘起，第二至第四排的各条板分别具有四条边，两条相对边面向气流方向并被切开，另外两个边具有用于将第二至第四排条板与翅片板相连接的支脚部分。
第一、第二、第四和第五排条板位于翅片板的同一侧，第三排条板位于翅片板相反的另一侧。
通过参照附图及对优选实施例的详细描述，将会更加清楚本发明的上述目的和其它优点，其中：
图1是传统翅片管热交换器的透视图；
图2A是沿图1中的5-5线取的传统翅片管热交换器的前视图；
图2B是沿图2A中的6-6线取的放大局部剖视图；
图3是本发明的翅片板的前视图；
图4是沿图3中的7-7线取的放大剖视图。
下面将参照图3和4详细描述本发明的翅片管热交换器的优选实施例。
与传统的翅片管热交换器相似，本发明的热交换器设有多块以固定间隔隔开的翅片板10和多根穿过翅片板10延伸的热交换器管12。热交换器管12固定地安装在翅片板10上形成的开口14内。每块翅片板10都有若干沿垂直于箭头A所指的气流方向延伸的切口条板。这些条板用于提高热交换性能，它们从翅片板10的表面向上方翘起。
图3示出本发明优选实施例中安装在翅片管热交换器内的翅片板10。
翅片板10是用铝制成的，其厚度最好为0.12mm。如图3所示，条板16a-16b，17，18，19和20a-20b沿垂直于箭头A所指的气流方向延伸，并且从翅片板10的表面向上方翘起，翘起的高度最好为1.0mm。条板16a-16b，17，18，19和20a-20b的宽度最好为1.0mm。条板17至19是桥式条板，各桥式条板都分别有两个将其与翅片板10相连接的支脚部分。
位于翅片板10前沿旁沿气流方向，在两根相邻的热交换器管14之间的第一排条板包括两个其长边位于气流上游的梯形百叶窗式条板16a和16b。各条板16a和16b的长边分别被切割开，并且使条板16a和16b以相对于翅片板10的表面一个预定角度，最好是35°角弯曲。
第二排条板包括具有四条边并向上突起的矩形桥式条板17，其面对气流的两条相对边被切割开，另外两条边具有用于将条板17与翅片板10相连接的支脚部分。第三和第四排条板具有与第二排条板相同的形状，它们包括具有四条边并向上突起的矩形桥式条板18和19。条板18基本上邻近翅片板10上开口中心之间的连线。
第五排条板包括两个其短边位于气流上游的梯形百叶窗式条板20a和20b。各条板20a和20b的长边被切割开，并且使条板20a和20b以相对于翅片板10的表面一个预定角度，最好是35°角弯曲。
因此，第一和第二排条板是相对于第三排条板的中心线与第四和第五排条板对称设置。
如图4中所示，条板16a-16b，17，19和20a-20b形成于翅片板10的同一侧，而条板18则形成于翅片板10的另一侧。
根据上文中所作的清楚的描述，本发明热交换器的效果如下：
(1)由于本发明热交换器的条板与传统的热交换器相比具有较大的宽度和较宽的间隔，它们制造容易，并且流过条板的气流中所含的外来物质(如灰尘)不容易附着到条板上，从而保持了恒定的热交换性能。
(2)由于利用突起的条板可提高气流的混合程度，可防止热传递边界层的扩展，从而提高了热交换性能。因此，热交换器的尺寸可以减小。
(3)由于条板间的间隔比较宽，在翅片板上的水滴容易滴下，因此不会降低热交换性能，并可防止热交换器锈蚀。
尽管上面参照优选实施例对本发明作了特定的图示和描述，但本领域的技术人员可以理解，在不超出权利要求所限定的本发明的构思和范围的情况下，可在形式和细节上对本发明作各种变换。
Claims (7)
1、一种热交换器，它包括：
多块以固定间隔隔开的翅片板，它们相互平行地排列并适合于使空气流过其间，各翅片板都具有沿其纵向设置的开口和与气流方向垂直设置的前沿；
多根以垂直于翅片板所处平面的方向穿过翅片板开口并适合于使制冷剂流体通过其内的热交换器管；
每块所述翅片板都有若干从所述翅片板的表面突起并沿垂直于在所述翅片板间流过的气流的方向延伸的条板；
所述条板包括设置在开口之间的第一至第五排条板，这些条板互相邻近并平行地沿所述翅片板的纵向排列；
所述第一排条板位于所述翅片板前沿附近，包括两根梯形的百叶窗式条板，梯形的长边位于气流的上游，所述第二至第四排条板的每一排包括矩形的单桥式条板，所述第五排条板包括两个梯形百叶窗式条板，梯形的短边位于气流的上游；
所述第一和第五排条板的长边被分别切开并向上翘起，所述第二至第四排条板分别具有四条边，两条对边面向气流方向并被切开，另外两个边具有用于将所述第二至第四排条板与所述翅片板相连接的支脚部分。
2、按照权利要求1的热交换器，其中所述第一至第五排条板的突起高度约为1.0mm。
3、按照权利要求1的热交换器，其中所述第一至第五排条板相对于所述翅片板以约35°的角倾斜。
4、按照权利要求1的热交换器，其中所述第一至第五排条板具有约1.0mm的宽度。
5、按照权利要求1的热交换器，其中所述第一、第二、第四和第五排条板形成在所述翅片板的同一侧，而所述第三排条板形成在所述翅片板的另一侧。
6、按照权利要求1的热交换器，其中所述第三排条板基本上位于所述翅片板上形成的相邻开口的中心之间的连线上，所述第一和第二排条板相对于所述第三排条板的中心线与所述第四和第五排条板对称设置。
7、一种热交换器，它包括：
多块以固定间隔隔开的翅片板，它们相互平行地排列并适合于使空气流过其间，各翅片板都具有沿其纵向设置的开口和与气流方向垂直设置的前沿；以及
多根以垂直于翅片板所处平面的方向穿过翅片板开口并适合于使制冷剂流体通过其内的热交换器管；
每块所述翅片板都有若干从所述翅片板的表面突起并沿垂直于在所述翅片板间流过的气流的方向延伸的条板；
所述条板包括设置在开口之间的第一至第五排条板，这些条板互相邻近并平行地沿所述翅片板的纵向排列；
所述第一排条板位于所述翅片板前沿附近，包括两根梯形的百叶窗式条板，梯形的长边位于气流的上游，所述第二至第四排条板的每一排包括矩形的单桥式条板，所述第五排条板包括两个梯形百叶窗式条板，梯形的短边位于气流的上游；
所述第一和第五排条板的长边被分别切开并向上翘起，所述第二至第四排条板分别具有四条边，两条相对边面向气流方向并被切开，另外两个边具有用于将所述第二至第四排条板与所述翅片板相连的支脚部分；
所述第一至第五排条板的突起高度约为1.0mm，宽度约为1.0mm；
所述第一至第五排条板相对于所述翅片板以约35°的角倾斜；
所述第一、第二、第四和第五排条板形成在所述翅片板的同一侧，而所述第三排条板形成在所述翅片板的另外一侧；
所述第三排条板基本上位于所述翅片板上形成的相邻开口的中心之间的连线上，所述第一和第二排条板相对于所述第三排条板的中心线与所述第四和第五排条板对称设置。
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