CN206037485U - 一种翅片热交换器管路结构 - Google Patents

一种翅片热交换器管路结构 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种翅片热交换器管路结构，所述热交换器管路包括若干个沿X方向相互之间呈平行排列设置的管路单元；在Y方向上,所述若干个管路单元呈上下交替错位排列设置；所述管路单元包括若干根处在同一竖向平面内且沿Z方向等间距设置的平直管路；同一管路单元内的平直管路通过弯管连接，构成蛇形管路结构；相邻两个管路单元之间通过反向弯管连接。本实用新型实现了制冷剂流动方向和风的流动方向完全相反，即制冷剂和风流动方向为逆向流动，从而提高热交换器管路的热交换效率。

Description

一种翅片热交换器管路结构
技术领域
本实用新型涉及一种管路结构，特别涉及一种翅片热交换器管路结构。
背景技术
目前冰箱制冷行业发展迅速，风冷冰箱在市场上的份额越来越高，作为风冷冰箱制冷系统中重要的制冷部件热交换器发展也十分迅速，翅片式热交换器是目前市场应用最多的一种，但是随着冰箱行业的发展，对冰箱的制冷性能及成本要求越来越高，热交换器将直接影响了冰箱制冷系统的热交换率，现有翅片式热交换器性能的提高主要是增加翅片数量，增加管路长度等来增大热交换面积，上述结构可以提高热交换效率，但是增大热交换面积会造成生产成本的增加，对生产行业及冰箱成本的降低带来极大的困难，增加热交换面积还会直接增加热交换器的体积，使得冰箱中热交换器占有的体积增大减少冰箱的有效利用空间。
现有的热交换器上的翅片排布是叠加几层构成，制冷剂流向是分层来回流动，一层与风流动的方向相同，下一层与风流动的方向相反，如图1所示，当风冷式翅片热交换器1’上的风流动方向是从上往下流动时，制冷剂从进口2’流入经热交换器1’管路从出口3’流出，在制冷剂流入进口2’时，制冷剂沿着管路方向沿S型路径流动，如图2中箭头方向表示制冷剂的流向，制冷剂流动方向a到管路底部后，沿管路按照b方向流动，随后沿管路进入方向c流动，再经过方向d水平流动之后，通过一个蛇弯后沿管路方向e向下流动，最后经出口3’流出，制冷剂在整个热交换器流动过程中，制冷剂流动方c和风流动方向相反能形成对流，热交换充分，热交换效率高，但制冷剂流动方向a和方向e则是和风流动方向相同，和相邻的流动方向c方向相反，故制冷剂在相邻两层的流动方向相反，热交换器相邻层的温度高低变化相反，从而造成整个热交换器热交换处于一种冷热混合状态，互相传热，所以造成热交换率低。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种翅片热交换器管路结构，通过本实用新型所提供的翅片热交换器管路结构能够实现制冷剂流动方向和风的流动方向完全相反，即制冷剂和风流动方向为逆向流动，从而提高热交换器管路的热交换效率。
为解决上述技术问题，本实用新型采用下述技术方案：
一种翅片热交换器管路结构，所述热交换器管路包括若干个沿X方向相互之间呈平行排列设置的管路单元；在Y方向上所述若干个管路单元呈上下交替错位排列设置；
所述管路单元包括若干根处在同一竖向平面内且沿Z方向等间距设置的平直管路；
同一管路单元内的平直管路通过弯管连接，构成蛇形管路结构；
相邻两个管路单元之间通过反向弯管连接。
通过采用本实用新型的管路结构排布，制冷剂流入热交换器后，在同一个管路单元内制冷剂沿着平直管路在同一竖向平面内(即Z方向上的竖向平面内)沿S型来回流动；在水平方向上(即X方向上)制冷剂流动方向仅保持从一个方向向另外一个方向流动，即制冷剂在热交换器管路中没有往复流动，这样使得制冷剂的整体流动方向从热交换器一端向另外一端流动，没有出现相反方向的流动，这种热交换器管路排布方式使得制冷剂流动方向单一，没有出现逆向流动。采用这种管路排布设计的热交换器可以直接实现制冷剂的流向和空气的流向完全相反，在热交换器中的热交换实现对流，根据热交换原理，对流热交换过程热交换效率能够达到最高。
进一步的，沿所述X方向，奇数列的管路单元处在同一的第一平面上，偶数列的管路单元处在同一的第二平面上。
本实用新型设计的管路排布结构使得奇数列和偶数列的管路单元不在同一水平面内，这样排布的优势在于相邻两个管路单元在空间上相互交错，能使更多的平直管路直接暴露在空气中而不互相阻挡，当热交换发生时，空气能和更多的管路接触，不互相阻挡，能够极大的提升热交换效率。
进一步的，所述热交换器管路为通过一根管路连续弯折构成。
进一步的，相邻两奇数列的管路单元相对于该相邻两奇数列的管路单元之间的偶数列管路单元呈镜像对成设置。
进一步的，相邻两偶数列的管路单元相对于该相邻两偶数列的管路单元之间的奇数列管路单元呈镜像对成设置。
进一步的，所述热交换器管路包括沿X方向呈上下交替错位且并排设置的第一管路单元和第二管路单元；
所述第一管路单元包括处在同一竖向平面内且沿Z方向等间距设置的第一上层平直管路和第一下层平直管路；
所述第二管路单元包括处在同一竖向平面内且沿Z方向等间距设置的第二上层平直管路和第二下层平直管路；
所述第一上层平直管路的一端端口通过弯管与第一下层平直管路的一端端口连接，第一下层平直管路的另一端端口通过反向弯管与第二下层平直管路的一端端口连接，第二下层平直管路的另一端端口通过弯管与第二上层平直管路的一端端口连接。
进一步的，所述热交换器管路包括沿X方向呈上下交替错位且并排设置的第一管路单元和第二管路单元；
所述第一管路单元包括处在同一竖向平面内且沿Z方向等间距设置的第一上层平直管路、第一中层平直管路和第一下层平直管路；
所述第二管路单元包括处在同一竖向平面内且沿Z方向等间距设置的第二上层平直管路、第二中层平直管路和第二下层平直管路；
所述第一上层平直管路的一端端口通过弯管与第一中层平直管路的一端端口连接，第一中层平直管路的另一端端口通过弯管与第一下层平直管路的一端端口连接，第一下层平直管路的另一端端口通过反向弯管与第二下层平直管路的一端端口连接；
第二下层平直管路的另一端端口通过弯管与第二中层平直管路的一端端口连接，第二中层平直管路的另一端端口通过弯管与第二上层平直管路的一端端口连接。
进一步的，所述热交换器管路包括沿X方向呈上下交替错位且并排设置的第一管路单元、第二管路单元和第三管路单元；
所述第一管路单元包括处在同一竖向平面内且沿Z方向等间距设置的第一上层平直管路和第一下层平直管路；
所述第二管路单元包括处在同一竖向平面内且沿Z方向等间距设置的第二上层平直管路和第二下层平直管路；
所述第三管路单元包括处在同一竖向平面内且沿Z方向等间距设置的第三上层平直管路和第三下层平直管路；
所述第一上层平直管路的一端端口通过弯管与第一下层平直管路的一端端口连接，第一下层平直管路的另一端端口通过反向弯管与第二下层平直管路的一端端口连接，第二下层平直管路的另一端端口通过弯管与第二上层平直管路的一端端口连接，第二上层平直管路的另一端端口通过反向弯管与第三上层平直管路的一端端口连接，第三上层平直管路的另一端端口通过弯管与第三下层平直管路的一端端口连接。
本实用新型与现有技术相比较，具有如下有益效果：
1、本实用新型所提供热交换器管路结构能够实现管路内部制冷剂与空气流动方向形成逆流，且通过该管路排布结构能够满足逆流热交换器对管路的需求，通过该管路结构实现的逆流热交换器能够提升整体热交换效率20％-30％。
2、本实用新型所提供热交换器管路结构通过上述制冷剂与空气所形成的对流方式，使得热交换器内部制冷剂与热交换器周围空间温度实现充分的热交换，使热交换效率达到最高，这种设计能够在不增加任何成本、材料及热交换体积下提高热交换率。
附图说明
图1是现有技术的结构示意图。
图2是图1的制冷剂在管路流动方向示意图。
图3为本实用新型热交换器管路中的制冷剂与风向逆向流原理示意图。
图4为图3的结构主视图。
图5为本实用新型第一实施例中热交换器管路的立体结构示意图。
图6为本实用新型第一实施例中热交换器管路的结构主视图。
图7为本实用新型第二实施例中热交换器管路的立体结构示意图。
图8为本实用新型第二实施例中热交换器管路的结构主视图。
图9为本实用新型第三实施例中热交换器管路的立体结构示意图。
图10为本实用新型第三实施例中热交换器管路的结构主视图。
具体实施方式
下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式。
如图3、4所示，本实用新型提供一种翅片热交换器管路结构，所述热交换器管路包括若干个沿X方向相互之间呈平行排列设置的管路单元1；在Y方向上所述若干个管路单元1呈上下交替错位排列设置；沿所述X方向，奇数列的管路单元1处在同一的第一平面100上，偶数列的管路单元1处在同一的第二平面200上。相邻两奇数列的管路单元1相对于该相邻两奇数列的管路单元1之间的偶数列管路单元1呈镜像对成设置；相邻两偶数列的管路单元1相对于该相邻两偶数列的管路单元1之间的奇数列管路单元1呈镜像对成设置。
所述管路单元1包括若干根处在同一竖向平面内且沿Z方向等间距设置的平直管路2；同一管路单元1内的平直管路2通过弯管3连接，构成蛇形管路结构；相邻两个管路单元1之间通过反向弯管4连接。所述热交换器管路还包括与头端管路单元1内的平直管路2相连接的制冷剂输入管5，以及与尾端管路单元1内的平直管路2相连接的制冷剂输出管6。
进一步的，所述热交换器管路为通过一根管路连续弯折构成。
本发明的工作原理是：当制冷剂流入热交换器后，在同一个管路单元1内制冷剂沿着平直管路2在同一竖向平面内(即Z方向上的竖向平面内)沿S型来回流动；在水平方向上(即X方向上)制冷剂流动方向仅保持从一个方向向另外一个方向流动，即制冷剂在热交换器管路中没有往复流动，这样使得制冷剂的整体流动方向从热交换器一端向另外一端流动，没有出现相反方向的流动，这种热交换器管路排布方式使得制冷剂流动方向单一，没有出现逆向流动。采用这种管路排布设计的热交换器可以直接实现制冷剂的流向和空气的流向完全相反，在热交换器中的热交换实现对流，根据热交换原理，对流热交换过程热交换效率能够达到最高。
实施例1：
如图5、6所示，本实施例中，所述热交换器管路包括沿X方向呈上下交替错位且并排设置的第一管路单元10和第二管路单元20；第一管路单元10处在第一平面100上，第二管路单元20处在第二平面200上。
所述第一管路单元10包括处在同一竖向平面内且沿Z方向等间距设置的第一上层平直管路101和第一下层平直管路102；
所述第二管路单元20包括处在同一竖向平面内且沿Z方向等间距设置的第二上层平直管路201和第二下层平直管路202；
所述第一上层平直管路101的一端端口通过弯管3与第一下层平直管路102的一端端口连接，第一下层平直管路102的另一端端口通过反向弯管4与第二下层平直管路202的一端端口连接，第二下层平直管路202的另一端端口通过弯管3与第二上层平直管路201的一端端口连接。
所述第一上层平直管路101的另一端端口连接有制冷剂输入管5，第二上层平直管路201的另一端端口连接有制冷剂输出管6。
实施例2：
如图7、8所示，本实施例中，所述热交换器管路包括沿X方向呈上下交替错位且并排设置的第一管路单元30和第二管路单元40；第一管路单元30处在第一平面100上，第二管路单元40处在第二平面200上。
所述第一管路单元30包括处在同一竖向平面内且沿Z方向等间距设置的第一上层平直管路301、第一中层平直管路302和第一下层平直管路303；
所述第二管路单元40包括处在同一竖向平面内且沿Z方向等间距设置的第二上层平直管路401、第二中层平直管路402和第二下层平直管路403；
所述第一上层平直管路301的一端端口通过弯管3与第一中层平直管路302的一端端口连接，第一中层平直管路302的另一端端口通过弯管3与第一下层平直管路303的一端端口连接，第一下层平直管路303的另一端端口通过反向弯管4与第二下层平直管路403的一端端口连接；
第二下层平直管路403的另一端端口通过弯管3与第二中层平直管路402的一端端口连接，第二中层平直管路402的另一端端口通过弯管3与第二上层平直管路401的一端端口连接。
所述第一上层平直管路301的另一端端口连接有制冷剂输入管5，第二上层平直管路401的另一端端口连接有制冷剂输出管6。
实施例3：
如图9、10所示，本实施例中，所述热交换器管路包括沿X方向呈上下交替错位且并排设置的第一管路单元50、第二管路单元60和第三管路单元70；本实施例中，奇数列的第一管路单元50和第三管路单元70处在第一平面100上，偶数列的第二管路单元60处在第二平面200上，且相邻两奇数列的管路单元50、70相对于该相邻两奇数列的管路单元50、70之间的偶数列管路单元60呈镜像对成设置。
所述第一管路单元50包括处在同一竖向平面内且沿Z方向等间距设置的第一上层平直管路501和第一下层平直管路502；
所述第二管路单元60包括处在同一竖向平面内且沿Z方向等间距设置的第二上层平直管路601和第二下层平直管路602；
所述第三管路单元70包括处在同一竖向平面内且沿Z方向等间距设置的第三上层平直管路701和第三下层平直管路702；
所述第一上层平直管路501的一端端口通过弯管3与第一下层平直管路502的一端端口连接，第一下层平直管路502的另一端端口通过反向弯管4与第二下层平直管路602的一端端口连接，第二下层平直管路602的另一端端口通过弯管3与第二上层平直管路601的一端端口连接，第二上层平直管路601的另一端端口通过反向弯管4与第三上层平直管路701的一端端口连接，第三上层平直管路701的另一端端口通过弯管3与第三下层平直管路702的一端端口连接。
所述第一上层平直管路501的另一端端口连接有制冷剂输入管5，第三下层平直管路702的另一端端口连接有制冷剂输出管6。
本文中所采用的描述方位的词语“上”、“下”、“左”、“右”等均是为了说明的方便基于附图中图面所示的方位而言的，在实际装置中这些方位可能由于装置的摆放方式而有所不同。
综上所述，本实用新型所述的实施方式仅提供一种最佳的实施方式，本实用新型的技术内容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本项技术的人士仍可能基于本实用新型所揭示的内容而作各种不背离本实用新型创作精神的替换及修饰；因此，本实用新型的保护范围不限于实施例所揭示的技术内容，故凡依本实用新型的形状、构造及原理所做的等效变化，均涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种翅片热交换器管路结构，其特征在于：所述热交换器管路包括若干个沿X方向相互之间呈平行排列设置的管路单元；在Y方向上,所述若干个管路单元呈上下交替错位排列设置；
所述管路单元包括若干根处在同一竖向平面内且沿Z方向等间距设置的平直管路；
同一管路单元内的平直管路通过弯管连接，构成蛇形管路结构；
相邻两个管路单元之间通过反向弯管连接。
2.根据权利要求1所述的一种翅片热交换器管路结构，其特征在于：沿所述X方向，奇数列的管路单元处在同一的第一平面上，偶数列的管路单元处在同一的第二平面上。
3.根据权利要求1所述的一种翅片热交换器管路结构，其特征在于：所述热交换器管路为通过一根管路连续弯折构成。
4.根据权利要求1所述的一种翅片热交换器管路结构，其特征在于：相邻两奇数列的管路单元相对于该相邻两奇数列的管路单元之间的偶数列管路单元呈镜像对成设置。
5.根据权利要求1所述的一种翅片热交换器管路结构，其特征在于：相邻两偶数列的管路单元相对于该相邻两偶数列的管路单元之间的奇数列管路单元呈镜像对成设置。
6.根据权利要求1所述的一种翅片热交换器管路结构，其特征在于：所述热交换器管路包括沿X方向呈上下交替错位且并排设置的第一管路单元和第二管路单元；
所述第一管路单元包括处在同一竖向平面内且沿Z方向等间距设置的第一上层平直管路和第一下层平直管路；
所述第二管路单元包括处在同一竖向平面内且沿Z方向等间距设置的第二上层平直管路和第二下层平直管路；
所述第一上层平直管路的一端端口通过弯管与第一下层平直管路的一端端口连接，第一下层平直管路的另一端端口通过反向弯管与第二下层平直管路的一端端口连接，第二下层平直管路的另一端端口通过弯管与第二上层平直管路的一端端口连接。
7.根据权利要求1所述的一种翅片热交换器管路结构，其特征在于：所述热交换器管路包括沿X方向呈上下交替错位且并排设置的第一管路单元和第二管路单元；
所述第一管路单元包括处在同一竖向平面内且沿Z方向等间距设置的第一上层平直管路、第一中层平直管路和第一下层平直管路；
所述第二管路单元包括处在同一竖向平面内且沿Z方向等间距设置的第二上层平直管路、第二中层平直管路和第二下层平直管路；
所述第一上层平直管路的一端端口通过弯管与第一中层平直管路的一端端口连接，第一中层平直管路的另一端端口通过弯管与第一下层平直管路的一端端口连接，第一下层平直管路的另一端端口通过反向弯管与第二下层平直管路的一端端口连接；
第二下层平直管路的另一端端口通过弯管与第二中层平直管路的一端端口连接，第二中层平直管路的另一端端口通过弯管与第二上层平直管路的一端端口连接。
8.根据权利要求1所述的一种翅片热交换器管路结构，其特征在于：所述热交换器管路包括沿X方向呈上下交替错位且并排设置的第一管路单元、第二管路单元和第三管路单元；
所述第一管路单元包括处在同一竖向平面内且沿Z方向等间距设置的第一上层平直管路和第一下层平直管路；
所述第二管路单元包括处在同一竖向平面内且沿Z方向等间距设置的第二上层平直管路和第二下层平直管路；
所述第三管路单元包括处在同一竖向平面内且沿Z方向等间距设置的第三上层平直管路和第三下层平直管路；
所述第一上层平直管路的一端端口通过弯管与第一下层平直管路的一端端口连接，第一下层平直管路的另一端端口通过反向弯管与第二下层平直管路的一端端口连接，第二下层平直管路的另一端端口通过弯管与第二上层平直管路的一端端口连接，第二上层平直管路的另一端端口通过反向弯管与第三上层平直管路的一端端口连接，第三上层平直管路的另一端端口通过弯管与第三下层平直管路的一端端口连接。
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