CN1704698A

CN1704698A - 热交换器

Info

Publication number: CN1704698A
Application number: CN 200510078507
Authority: CN
Inventors: 北野龙儿
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2004-06-03
Filing date: 2005-06-03
Publication date: 2005-12-07
Anticipated expiration: 2025-06-03
Also published as: CN1322288C; JP2005345021A; JP4549106B2

Abstract

本发明的热交换器是翅片管型，将传热管在热交换气流方向设置3列以上，在传热管之间形成多个切起，在最上游侧的列的传热管之间从单侧切起的切起形成3个，同时，将翅片间距设为P时，3个切起中的上游侧及下游侧的切起的高度H1形成为0.6P＜H1＜0.8P，同时，中央的切起的高度H2为H2＜0.6P。由此，本发明能提供可减小通风阻力、控制风扇的转速、降低消耗电力的热交换器。

Description

热交换器

技术领域

本发明涉及热交换器，尤其是涉及改良了散热翅片形状的翅片管型热交换器(fin-tube type heat-exchanger)。

背景技术

以往广泛使用以下的热交换器结构，即，设于空调机的室内机的翅片管型的室内热交换器，并列设置且具有规定的间距(pitch)，将传热管以贯通相互的间隙中流通热交换空气的多片散热翅片(fin)的形态沿热交换气流方向设置1列或2列，同时在各列中排列的相邻的传热管之间，在所述散热翅片上形成多个切起。

在这样的翅片管型室内热交换器中，近年来，例如，如日本专利特开2001-90977号公报和特开2004-19999号公报所示，为了提高性能，有将热交换器的一部分或整体的传热管的列数增加至3列以上的趋势。

但是，只单纯增加传热管的列数，热交换器的通风阻力也增大，导致风量下降，故为了确保所需的风量而需要加大风扇(fan)的转速，其结果，存在消耗电力增大、效率下降的问题。

即，如图7所示，传热管的各列的流入空气温度与传热管温度的温度差越往下游侧越小，尤其是在第3列以后上述温度差有小的趋势，风速(风量)小的情况下该趋势更为显著。这意味着传热管的列数增加引起的热交换量的增加并不是很大，第3列以后的传热管没能得到有效的利用。

另外，图8(a)表示在传热管列中排列的相邻的传热管之间，翅片上形成的切起的个数与传热系数的相互关系，可见切起的个数增加则传热系数也增加。各相邻传热管之间切起通常大多形成4个以上。但是，如图8(b)所示，当切起的个数增加，则通风阻力也增大，随着切起个数的增加，其增大的趋势显著，热交换效率下降。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而作成的，其目的在于，提供一种能抑制随着传热管列的增加而导致通风阻力的增大、提高热交换效率的热交换器。

为了达到上述目的，本发明的热交换器，包括：并列设置且具有规定的间距、在相互的间隙中使热交换空气流通的多片散热翅片；设置成贯通这些散热翅片、内部导通热交换介质的传热管，所述传热管沿热交换气流方向设置3列以上，在这些传热管列中的除最上游侧的列以外的至少1个列中排列的相邻的传热管之间，在所述散热翅片上形成4个以上的切起，其特征在于，最上游侧的列中排列的相邻传热管之间，在所述散热翅片上沿热交换气流方向形成3个切起，当将翅片间距(fin pitch)设为P时，这3个切起中的上游侧及下游侧的切起的高度H1由0.6P＜H1＜0.8P这样的关系式给出，位于中央的切起的高度H2由H2＜0.6P这样的关系式给出。

根据本发明的热交换器，能抑制随着传热管列的增加而导致通风阻力的增大，提高热交换效率。

附图说明

图1是表示本发明的热交换器的立体图。

图2(a)是本发明的热交换器的翅片上形成的风的最上游侧的切起组的俯视图，(b)是侧视图。

图3是表示本发明的热交换器的切起高度相对于翅片间距的比例与传热系数的相关线图。

图4(a)是使用了本发明的热交换器的传热管1列情况下的风速与传热系数的相关线图，(b)是表示风速与通风阻力系数的相关线图。

图5(a)是使用了本发明的热交换器的传热管3列情况下的风速与传热系数的相关线图，(b)是表示风速与通风阻力系数的相关线图。

图6是表示本发明的实施例2的热交换器的概念图。

图7是表示一般的传热管列数与、流入空气温度与传热管温度的温度差、以及通风阻力的相关线图。

图8(a)表示一般的切起数与传热系数的相关线图，(b)是表示切起数与通风阻力系数的相关线图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施例1进行说明。

图1是表示本发明的实施例1的热交换器的概念图。

如图1所示，实施例1的热交换器1包括：并列设置且具有规定的间距P、在相互的间隙中使热交换空气流通的多片散热翅片2；设置成贯通这些散热翅片2、内部导通热交换介质的传热管3。图中箭头表示风的流动。散热翅片2分成配置在风上游侧的宽度窄的散热翅片21的组和宽度大的散热翅片22的组，这些散热翅片21的组与散热翅片22的组接近地配置。散热翅片既可按各传热管的列划分，也可将多列传热管并列设置在一组散热翅片上。

传热管3由3列以上例如3列传热管31、32、33构成，最上游侧的传热管31贯通翅片衬圈(fin collar)21a，可传热地与一组散热翅片21嵌接，中央的传热管32及下游侧的传热管33贯通翅片衬圈22a，与其他一组散热翅片22可传热地嵌接。

而且，在传热管31的列中的邻接的传热管之间，散热翅片21上形成多个切起组21G。在传热管32的列中的邻接的传热管之间、及在传热管33的列中的邻接的传热管之间，散热翅片22上也分别形成多个切起组22G、23G。

切起组21G由3个切起构成，切起组22G由4个切起构成，而且，切起组23G由3个切起构成。不过，切起组23G也可由4个以上的切起构成。

如图2(a)、(b)所示，最上游侧的切起组21G的3个切起21s1、21s2、21s3中，上游侧及下游侧的切起21s1、21s3的高度H1在将翅片间距设为P时，形成为0.6P＜H1＜0.8P，同时，中央的切起21s2的高度H2形成为H2＜0.6P。切起21s1、21s3的高度在上述数值范围内也可相互不同。

切起组23G既可与切起组21G相同的形状，也可是不同的形状。

从本发明者们所进行的大量试验结果发现，3个切起21s1、21s2、21s3，其特性各不相同，上游侧的切起21s1具有将气流朝传热管31的周围集中的作用，对传热及通风阻力的影响大，中央的切起21s2具有防止传热管31周围的气流偏离的效果，对传热的影响是中等程度，对通风阻力的影响较小，而下游侧的切起21s3具有将气流朝传热管31的周围集中的作用，对传热的影响小，对通风阻力的影响为中等程度。

另外，切起高度相对于翅片间距的比例与传热系数的关系确认为是图3所示的关系。

根据该试验结果，上游侧及下游侧切起21s1、21s3，对于传热，切起的立起部的效果比切起的平坦部的效果大，如何将气流向传热管31周围集中是重要的，本发明那样通过以单侧切起结构提高切起的高度，能将气流向传热管周围集中。

另外，还通过增加切起平坦部的高度来减小通风阻力。但是，当切起高度H1＞0.8P、即H1/P＞0.8时，平坦部的边界层阻碍效果也大大减小。

发现中央的切起21s2对于传热，由于边界层阻碍效果大，故最好将其高度H2做成边界层阻碍效果最大的间距P的大致一半的高度。

由此，若将切起21s1、21s3的高度H1做成0.6P＜H1＜0.8P，同时将中间的切起2ls2的高度H2设定为间距P的大致一半的高度，则可抑制传热系数的下降，同时可减小通风阻力。

而且，从本发明者们进行的试验结果，图4(a)表示传热管1列情况下的传热系数，图4(b)是表示传热管1列情况下的通风阻力系数。

实线是切起为4个的情况，虚线是实施例1的上游侧的翅片列的情况。实施例1的情况与切起为4个的情况相比，发现传热系数的下降微小，但通风阻力大幅度减小。

另外，图5(a)是传热管3列情况下的传热系数，图5(b)是传热管3列情况下的通风阻力。图中，实线表示各列的切起为4个的情况，虚线表示实施例1的情况。

从图4(a)及图5(a)所示的结构可见，使上游侧列的通风阻力减小的形态下形成切起的实施例1的结构，上游侧1列下的传热系数稍微下降，但其热交换下降的量由下游侧列弥补，故3列的热交换器整体下的传热系数与将各列的切起做成4个的情况同等。相比之下，从图4(b)及图5(b)可见，实施例1的热交换器整体的通风阻力减小。

如上述实施例1所示，在翅片间距设为P时，将3个切起中的上游侧及下游侧的切起的高度H1做成0.6P＜H1＜0.8P，同时将中央的切起的高度H2做成H2＜0.6P，从而通过上游侧的切起实现传热的提高及通风阻力的减小，通过提高中央切起的边界层阻碍效果，可抑制传热系数的下降，同时降低热交换器整体的通风阻力。

因此，根据实施例1的热交换器，可抑制风扇的转速，降低消耗电力，提高效率。

下面对本发明的实施例2的热交换器进行说明。

实施例2是使上述实施例1的各切起的宽度具有特定关系的情况。

例如，如图6所示，实施例2的热交换器1，最上游侧的切起组21G的3个切起21s1、21s2、21s3中的、中央切起21s2的宽度W2形成得比上游侧切起21s1的宽度W1及下游侧切起21s3a的宽度W3大。由此，通过中央切起21s2的特性、在抑制通风阻力增加的同时可提高传热效率。

另外，下游侧的切起21s3a最好在传热管31间的大致中央处分割。由此，能使朝下游侧列的气流的风速均匀化，提高下游侧列的传热性能。

而且，下游侧切起21s3a的下游侧端与翅片下游侧端的距离m2最好做成比其他切起间的间隔m1大。由此，能改善制冷剂蒸发过程中生成的冷凝水的排水性，降低通风阻力，提高下游侧的传热性能。

上述各实施例中，采用了传热管的列数为3列的例子进行了说明，但也能适用于传热管的列数为4列以上的热交换器。

Claims

1.一种热交换器，包括：

并列设置且具有规定的间距、在相互的间隙中使热交换空气流通的多片散热翅片；

设置成贯通这些散热翅片、内部导通热交换介质的传热管，

所述传热管沿热交换气流方向设置3列以上，在这些传热管列中的除最上游侧的列以外的至少1个列中排列的相邻的传热管之间，在所示散热翅片上形成4个以上的切起，其特征在于，

最上游侧的列中排列的相邻传热管之间，在所述散热翅片上沿热交换气流方向形成3个切起，

当将翅片间距设为P时，这3个切起中的上游侧及下游侧的切起的高度H1，

由0.6P＜H1＜0.8P的关系式给出，

位于中央的切起的高度H2，

由H2＜0.6P的关系式给出。

2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，位于所述中央的切起的宽度比所述上游侧的切起及下游侧的切起的宽度大。