CN116793111A - 换热器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种换热器，包括第一集流管、第二集流管、多个翅片和多个换热管，第一集流管具有第一腔室，第二集流管具有第二腔室，换热管具有通孔，通孔连通第一腔室和第二腔室，翅片位于相邻的两个换热管之间，多个换热管并列布置，沿换热管的排布方向，相邻的两个换热管之间的间距为L，其中L的取值范围为：12mm≤L≤20mm。相较相关技术，本申请中的换热器通过设置较为适宜的相邻的两个换热管间距，当换热器用于热泵室外机并作为蒸发器运行时，不仅可以延缓结霜，且兼具换热性能较佳的均衡性能。

Description

换热器

技术领域

本申请涉及热交换技术领域，尤其涉及一种换热器。

背景技术

换热器，也称热交换器，被广泛应用于换热系统(比如空调系统)中。换热器包括流通制冷剂的多个换热管和设置于多个换热管之间的翅片，翅片主要用于传递换热管的热量。换热器用于热泵室外机并作为蒸发器运行时，换热器内部制冷剂温度低于零度，换热器外表面达到露点温度时，空气中的水蒸气会在翅片表面结霜，从而影响换热器的换热性能。

当换热管之间的间距较小时，也即翅片的在换热管排布方向上的宽度较小，换热管内低温制冷剂的温度传导至整个翅片的速度较快，翅片表面温度下降较快，则结霜速度较快。当换热管之间的间距较大时，虽然可以延缓换热管内低温制冷剂的温度传导至整个翅片，从而延缓翅片结霜速度，但是过大的换热管间距，也会导致翅片与空气的换热性能下降太多，从而影响换热器的换热性能。

因此，如何控制换热管的间距或者翅片的宽度，使得换热性能和延缓结霜性能较为均衡，是业界急需解决的课题。

发明内容

本申请的目的在于，提供了一种可以延缓结霜和换热性能较为均衡的换热器。

为了达到上述目的，本申请采用以下技术方案：

一种换热器，包括第一集流管、第二集流管、多个翅片和多个换热管，所述第一集流管具有第一腔室，所述第二集流管具有第二腔室，所述换热管具有通孔，所述通孔连通所述第一腔室和所述第二腔室，所述翅片位于相邻的两个所述换热管之间；多个所述换热管并列布置，沿所述换热管的排布方向，相邻的两个所述换热管之间的间距为L，其中L的取值范围为：12mm≤L≤20mm。

本申请中，沿所述换热管的排布方向，相邻的两个换热管之间的间距为L，其中L的取值范围为：12mm≤L≤20mm，相较相关技术，通过设置较为适宜的相邻的两个换热管间距控制翅片的宽度，当换热器用于热泵室外机并作为蒸发器运行时，不仅可以延缓结霜，且兼具换热性能较佳的均衡性能。

附图说明

图1是本申请的换热器一实施例的立体结构示意图；

图2是本申请的换热器一实施例的右视图结构示意图；

图3是本申请的换热器一实施例的正视图结构示意图；

图4是图3沿A-A的剖视图结构示意图；

图5是图3沿B-B的剖视图结构示意图和局部放大示意图；

图6是本申请的换热管一实施例的位置分布示意图；

图7是本申请的换热管和隔板一实施例的位置分布示意图；

图8是本申请的换热管和隔板另一实施例的位置分布示意图；

图9是本申请的换热管一实施例正视图结构示意图；

图10是本申请的换热管一实施例部分立体结构示意图；

图11是本申请的换热器一实施例的局部剖视图结构示意图；

图12是本申请的换热器另一实施例的立体结构示意图；

图13是本申请的换热器另一实施例的右视图结构示意图；

图14是本申请的换热管一实施例的立体结构示意图；

图15是本申请的第一集流管一实施例的爆炸结构示意图；

图16是本申请的第二集流管一实施例的爆炸结构示意图和局部放大示意图。

图中，1-第一集流管，11-第一主体部，12-第一腔室，13-第一端部，14-第二端部，15-第一连接部，16-第一外接管，2-第二集流管，21-第二主体部，22-第二腔室，23-第三端部，231-第一孔部，24-第四端部，25-第二连接部，26-分配管，261-分配孔，27-第二外接管，3-翅片，4-换热管，41-通孔，42-折弯部，43-平直部，5-隔板。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个；“多个”表示两个及两个以上的数量。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。

高能效的热泵系统受到了越来越多的关注，换热器作为热泵系统的关键部件，对于系统能效的提升起到关键的作用。微通道换热器由于结构紧凑、换热效率高、制冷剂充注量低等优点在新能源汽车热管理系统、家用空调、商业空调及冷冻设备等领域已经得到了广泛的应用。

下面结合附图，对本申请示例型实施例的换热器进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互补充或相互组合。

根据本申请的换热器一种可能实施例，参照图1至图6，换热器包括第一集流管1、第二集流管2、多个翅片3和多个换热管4，第一集流管1具有第一腔室12，第二集流管2具有第二腔室22，换热管4具有通孔41，通孔41连通第一腔室12和第二腔室22，翅片3位于相邻的两个换热管4之间；

多个换热管4并列布置，沿换热管4的排布方向，相邻的两个换热管4之间的间距为L，其中L的取值范围为：12mm≤L≤20mm，可选的L的取值范围为：15mm≤L≤17mm。

鉴于换热器的结构特征，翅片3表面温度是影响换热器结霜较为重要的因素。当换热管4之间的间距较小时，也即翅片3的在换热管4排布方向上的宽度较小，换热管4内低温制冷剂的温度传导至整个翅片3的速度较快，翅片3表面温度下降较快，则结霜速度较快。相关技术中，翅片3连接于相邻的两个换热管4之间，相邻的两个换热管4之间的间距L一般在4mm～8.1mm之间(包括4mm和8.1mm)，通过研究发现，当换热器用于热泵室外机并作为蒸发器运行时，在其它影响换热器结霜因素相同的条件下，适当增大相邻的两个换热管4之间的间距L，可以适当提高翅片3的温度。当换热管4之间的间距较大时，虽然可以延缓换热管4内低温制冷剂的温度传导至整个翅片3，从而延缓翅片3结霜速度。但是过大的换热管4间距，也会导致翅片3与空气的换热性能下降太多，从而影响换热器的换热性能。本发明通过研究发现合适的相邻的两个换热管4之间的间距L在12mm～20mm之间(包括12mm和20mm)最适宜，可以适当提高翅片3的温度，从而降低结霜的速度，延缓结霜，且兼具换热性能较佳的均衡性能。

需要说明的是，连接包括直接连接和间接连接。如本实施例中在相邻的两个换热管4之间设置隔板5，通过隔板5连接位于隔板5两侧的两排翅片3，再与相邻的两个换热管4连接，形成连接整体，该翅片3与换热管4之间的连接方式为间接连接。相邻的两个换热管4之间仅具有翅片3，不具有隔板5，翅片3两侧直接与相邻的两个换热管4连接，该翅片3与换热管4之间的连接方式为直接连接。

在本实施例中，参照图1至图4中，第一集流管1与第二集流管2的数量均为1个，第一集流管1与第二集流管2平行布置，换热管4长度方向与第一集流管1长度方向垂直，多个换热管4沿着第一集流管1长度方向平行布置，且间距相等，相邻的换热管4之间的间距相等，便于冷媒与空气均匀换热，提高换热效果。

在一些实施例中，翅片3的设置可以提高相邻的两个换热管4的换热面积，提高了换热器的换热效率。在一些实施方式中，翅片3的部分区域可以设置窗口结构形成百叶窗型翅片，进一步强化换热。在另一些实施方式中，翅片3的结构形式可以为正弦波形翅片或矩形翅片或锯齿形翅片或波浪形翅片或U形波形翅片或梯形翅片。可选的，翅片3由铝箔制成，铝箔的厚度为0.01～0.3mm。

可以理解的是，本申请实施例图1至图4中所示意的结构或各部件的数量并不构成对换热器的具体限定。在本申请另一些实施例中，换热器可以包括比图示更多或更少的部件，或者不同数量或结构的集流管，或者不同数量或结构的换热管4，或者不同数量或结构的翅片3，或者不同的部件布置。

在一些实施例中，换热器为全铝的换热器，如换热器中的集流管、换热管4和翅片3均由包含铝/铝合金材料制成。

在一些可能的实施例中，参照图7，换热器还包括隔板5，隔板5位于相邻的两个换热管4之间，隔板5位于相邻的两个翅片3之间，隔板5的两侧与相邻的两个翅片3连接，隔板5与换热管4平行设置，隔板5的厚度小于换热管4的厚度。相邻的两个换热管4之间设有一个隔板5，翅片3位于隔板5和换热管4之间，翅片3一侧与隔板5连接，另一侧与换热管4连接。隔板5的设置为了连接隔板5两侧的翅片3，起到了连接作用，为了减少隔板5对翅片3的换热效果的影响，以及确保隔板5与翅片3连接的稳固性。隔板5的厚度需要设置在合适的范围，可选的，定义隔板5的厚度为M，其中M的取值范围为：0.2mm≤M≤0.8mm。可选的，隔板5由包含铝/铝合金材料制成。

在一些可能的实施例中，参照图8，相邻的两个换热管4之间设有至少两个隔板5，翅片3位于相邻的隔板5和换热管4之间，翅片3一侧与隔板5连接，另一侧与换热管4连接；或，翅片3位于相邻的两个隔板5之间，翅片3两侧与相邻的两个隔板5连接。

可以理解的是，本申请，相邻的两个换热管4之间隔板5设置的数量不做具体限定，可以不设置隔板5，则多个翅片3和多个换热管4一一交替布置，翅片3的两侧分别与相邻的两个换热管4连接；隔板5设置的数量也可以为一个或二个或三个或多个，但隔板5设置的数量受到隔板5的厚度、翅片3的宽度和相邻的两个换热管4之间的间距L等因素的限制，根据实际情况选择。

在一些可能的实施例中，参照图5至图8，隔板5长度方向与第一集流管1长度方向垂直，多个隔板5沿第一集流管1长度方向平行布置，参照图11，隔板5沿长度方向的两端与第一集流管1和第二集流管2的外壁均具有一定间隙。隔板5的设置为了连接隔板5两侧的翅片3。可选的，隔板5的长度略大于连接于隔板5两侧翅片3的分布长度。

在一些可能的实施例中，以两个换热管4以及相邻的换热管4之间设置两个隔板5为例，参照图8，位于相邻的两个换热管4之间的相邻的两个隔板5之间的间距为L1，隔板5和与之最靠近的换热管4之间的间距为L2，可选的，L1＝L2，这样设置可以使得相邻的两个隔板5之间翅片3宽度以及相邻的隔板5和换热管4之间的翅片3宽度相等，进而翅片3也可以采用相同规格，既便于冷媒与空气均匀换热，提高换热效果，又便于工业化生产。可以理解的是，L1也可以大于L2，或L1也可以小于L2，在此不做具体限定，根据实际情况选择。

参照图9和图10，换热管4具有沿换热管4长度方向延伸的通孔41，通孔41用于制冷剂的流通，连通第一集流管1的第一腔室12和第二集流管2的第二腔室22，通孔41的分布位置、数量、形状和面积等都影响制冷剂的流通效果，从而影响换热器的换热效果，可选的，通孔41的形状可以设置为圆形或椭圆形或方形或异形，在此不做具体限定，根据实际情况选择。

在一些可能的实施例中，参照图12至图16，换热器为双排换热器，换热管4被折弯，每个换热管4包括折弯部42和两个平直部43，多个平直部43沿第一集流管1长度方向平行布置，换热管4为一体结构。为了避免折弯压坏翅片3，折弯部42是不设置翅片3的，翅片3设置于相邻的换热管4的平直部43之间，第一集流管1和第二集流管2平行布置，且都位于远离折弯部42的一侧。折弯部42的设置可以减小换热器的整体尺寸，需要理解的是，参照图1和图12，换热管4包括折弯部42和平直部43，也可以换热管4仅包括平直部43。换热管4可以设置为1排或2排或多排，在此不做具体限定，根据实际情况选择。

在一些可能的实施例中，翅片3位于相邻的两个换热管4的平直部43之间，定义翅片3沿平直部43长度方向的分布密度为FPI，其中FPI的取值范围为：8≤FPI≤16。相关技术中，由于翅片3的分布密度较大，导致翅片3的容霜面积较小，因此结霜的速度较快，在其他影响换热器结霜因素相同的条件下，适当减小翅片3的分布密度可以增大容霜面积，有利于降低结霜的速度，延缓结霜。本发明通过研究发现合适的FPI的取值范围为：8≤FPI≤16。该比值范围下，有利于降低换热器结霜的速度，延缓结霜，且兼具换热性能较佳的均衡性能。可选的，FPI的取值范围为：10≤FPI≤14。可选的，FPI的取值范围为：12≤FPI≤13。

在一些可能的实施例中，通过研究发现，定义全部翅片3和全部换热管4与空气接触的总面积为S1，定义全部换热管4的通孔41的内周面总面积为S2，合理设置S1/S2的取值范围有利于提高翅片3温度，可以降低结霜的速度，延缓结霜，本发明通过研究发现合适的S1/S2的取值范围为：10≤S1/S2≤45。该取值范围下，有利于提高翅片3温度，延缓结霜，且兼具换热性能较佳的均衡性能。可选的，S1/S2的取值范围为：20≤S1/S2≤30。

在一些可能的实施例中，参照图12和图15，第一集流管1包括第一主体部11，第二集流管2包括第二主体部21，第一主体部11设置有多个第一连接部15，第二主体部21设置有多个第二连接部25，换热管4一端通过第一连接部15与第一主体部11密封连接，另一端通过第二连接部25与第二主体部21密封连接。第一集流管1还包括第一端部13、第二端部14和第一外接管16，第一端部13连接第一外接管16和第一主体部11的一端，第二端部14与第一主体部11的另一端密封连接。

在一些可能的实施例中，参照图12和图16，第二集流管2包括分配管26，分配管26开设有多个分配孔261，分配管26通过分配孔261与第二腔室22连通，多个分配孔261沿分配管26的长度方向排布。第二集流管2还包括第三端部23、第四端部24和第二外接管27，第三端部23与第二主体部21的一端密封连接，第四端部24与第二主体部21的另一端密封连接，第三端部23开设有第一孔部231，分配管26通过第一孔部231至少部分伸入第二主体部21的内腔，分配管26与第一孔部231密封连接，换热器中的换热或换冷的效果主要取决于换热管4与翅片3的换热效果，且翅片3的热量或冷量均来自换热管4。换热管4的换热又取决于换热管4中的用于制冷剂流通作用的通孔41中分配到制冷剂的情况。因此，换热管4中的通孔41分配到的制冷剂的多少、分配到的制冷剂的比例等都是换热器换热效果的直接影响因素，分配管26的合理设置能够优化制冷剂的分配，改善换热器的换热效果。

需要理解的是，本申请中的一体结构是指，使用一块完整的材料，利用冲压、挤压、机加工等工艺制作出的一个零部件，未经过钎焊、胶粘等连接工艺。本申请中的固定连接和安装在一起的方式包括但不仅限于钎焊、胶粘、支架固定等方式中的至少一种。

以上所述仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请做任何形式上的限制，虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种换热器，其特征在于，包括第一集流管、第二集流管、多个翅片和多个换热管，所述第一集流管具有第一腔室，所述第二集流管具有第二腔室，所述换热管具有通孔，所述通孔连通所述第一腔室和所述第二腔室，所述翅片位于相邻的两个所述换热管之间；

多个所述换热管并列布置，沿所述换热管的排布方向，相邻的两个所述换热管之间的间距为L，其中L的取值范围为：12mm≤L≤20mm。

2.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述换热器还包括隔板，所述隔板位于相邻的两个所述换热管之间，所述隔板位于相邻的两个所述翅片之间，所述隔板与所述翅片连接，所述隔板的厚度小于所述换热管的厚度。

3.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述第一集流管与所述第二集流管平行布置，多个所述换热管沿着所述第一集流管长度方向平行布置，且间距相等。

4.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，多个所述翅片和多个所述换热管一一交替布置，所述翅片的两侧分别与相邻的两个所述换热管连接。

5.如权利要求2所述的换热器，其特征在于，相邻的两个所述换热管之间设有一个所述隔板，所述翅片位于所述隔板和所述换热管之间，所述翅片一侧与所述隔板连接，另一侧与所述换热管连接。

6.如权利要求2所述的换热器，其特征在于，相邻的两个所述换热管之间设有至少两个所述隔板；

所述翅片位于相邻的所述隔板和所述换热管之间，所述翅片一侧与所述隔板连接，另一侧与所述换热管连接；

或，所述翅片位于相邻的两个所述隔板之间，所述翅片两侧分别与相邻的两个所述隔板连接。

7.如权利要求6所述的换热器，其特征在于，多个所述隔板沿所述第一集流管长度方向平行布置；

位于相邻的两个所述换热管之间的相邻的两个所述隔板之间的间距为L1，所述隔板和与之最靠近的所述换热管之间的间距为L2，其中L1＝L2。

8.如权利要求1的所述的换热器，其特征在于，所述换热管包括平直部，多个所述平直部沿所述第一集流管长度方向平行布置；

所述翅片位于相邻的两个所述平直部之间，定义所述翅片沿所述平直部的长度方向的分布密度为FPI，其中FPI的取值范围为：8≤FPI≤16。

9.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，定义全部所述翅片和全部所述换热管与空气接触的总面积为S1，定义全部所述换热管的所述通孔的内周面总面积为S2，其中S1/S2的取值范围为：10≤S1/S2≤45。

10.如权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述隔板沿长度方向的两端与所述第一集流管和所述第二集流管的外壁均具有间隙；

定义所述隔板的厚度为M，其中M的取值范围为：0.2mm≤M≤0.8mm。