CN206176545U - 一种换热器及空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种换热器，用于设置在离心式风机的风机入口位置，所述换热器包括高风速换热区和低风速换热区，且所述高风速换热区的换热功率大于所述低风速换热区的换热功率。高速气流流经换热器时换热速度要明显快于低速气流，将高风速换热区的换热功率设置为大于低风速换热区的功率后，可以使整个换热器的各个位置充分换热，整个换热器的换热效率和换热均匀性显著提升。本实用新型还公开了一种采用上述换热器的空调。

Description

一种换热器及空调

技术领域

本实用新型涉及空调生产技术领域，特别涉及一种换热器及空调。

背景技术

以柜机空调为例，目前的部分柜机空调已经采用离心式风机，柜机内部的换热器设置在离心式风机的入口位置。该换热器为板式换热器，板式换热器各个位置的单位面积换热功率趋于相同。

然而经过研究发现，实际上离心式风机入口处的气流速度并不均匀，靠近离心风机入口区域的风速较大，但是风机入口周边的区域风速较低，这就导致换热器在速度较大的区域换热过快，而速度较低的区域换热不够及时，换热器的各个位置换热并不均匀。

因此，如何能够对换热器结构进行优化，以便使其各个位置均发挥理想的换热效果是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的之一是提供一种安装在离心式风机入口位置的换热器，以达到对换热器结构优化，保证换热器各个位置发挥理想的换热效果的目的。

本实用新型的另一目的还在于提供一种采用上述换热器的空调。

为达到上述目的，本实用新型提供的换热器，用于设置在离心式风机的风机入口位置，所述换热器包括高风速换热区和低风速换热区，且所述高风速换热区的换热功率大于所述低风速换热区的换热功率。

优选的，在上述换热器中，所述换热器由多个换热器单体组合形成。

优选的，在上述换热器中，以所述离心式风机的出风口朝上时为安装状态，在所述离心式风机处于安装状态时，所述换热器由上至下至少包括上部换热单体、中间换热单体和下部换热单体，且所述中间换热单体的厚度D₁大于所述上部换热单体的厚度D₂和所述下部换热单体的厚度D₃，所述中间换热单体构成所述高风速换热区，所述上部换热单体和所述下部换热单体构成所述低风速换热区。

优选的，在上述换热器中，D₂＝D₃，且1≤D₁/D₂≤1.5。

优选的，在上述换热器中，3D₁＝4D₂

优选的，在上述换热器中，所述上部换热单体、中间换热单体以及所述下部换热单体均为翅片式换热器。

优选的，在上述换热器中，所述中间换热单体由远离所述风机出风口的一侧至靠近所述风机出风口的一侧至少包括第一换热单体、第二换热单体和第三换热单体，其中所述第二换热单体在所述离心式风机的蜗壳上的投影中心与所述风机入口的中心重合。

优选的，在上述换热器中，所述第一换热单体、第二换热单体以及所述第三换热单体均呈矩形，所述离心式风机的蜗壳的半径为R，所述第一换热单体的宽度为L₁，所述第三换热单体的宽度为L₃，所述换热器的总宽度为L，并且，R＞L₃＞0.5R＞L₁，4R＞L＞2R。

优选的，在上述换热器中，L₃＝0.7R，L₁＝0.3R，L＝2.5R。

优选的，在上述换热器中，所述第一换热单体、第二换热单体以及所述第三换热单体的翅片间距为1.2mm-1.4mm。

优选的，在上述换热器中，所述第一换热单体的翅片间距为1.4mm，所述第二换热单体的翅片间距为1.3mm，所述第三换热单体的翅片间距为1.2mm。

本实用新型中所公开的空调，包括离心式风机，所述离心式风机的风机入口处设置有换热器，并且所述换热器为上述任意一项中所公开的换热器。

优选的，在上述空调中，所述换热器与所述风机入口之间的距离为10mm-50mm。

由以上技术方案中可以看出，本实用新型所公开的换热器中，包括高风速换热区和低风速换热区，并且高风速换热区的换热功率大于低风速换热区的换热功率。

容易理解的是，所谓高风速换热区即用于与高速气流进行换热的区域，低风速换热区即为用于与低速气流进行换热的区域，高速气流流经换热器时换热速度要明显快于低速气流，将高风速换热区的换热功率设置为大于低风速换热区的功率后，可以使整个换热器的各个位置充分换热，整个换热器的换热效率和换热均匀性显著提升。

本实用新型所公开的空调由于采用了上述换热器，因此该空调兼具上述换热器相应的技术优点，本文中对此不再进行赘述。

附图说明

图1为本实用新型实施例中所公开的换热器安装在风机入口后的主视示意图；

图2为本实用新型实施例中所公开的换热器的侧视示意图；

图3为本实用新型实施例中所公开的换热器与离心式风机的安装位置示意图。

其中，1为上部换热单体，2为中间换热单体，3为下部换热单体，4为蜗壳，5为风叶，6为出风口，21为第一换热单体，22为第二换热单体，23为第三换热单体。

具体实施方式

本实用新型的核心之一是提供一种换热器，以达到对换热器结构优化，保证换热器各个位置发挥理想的换热效果的目的。

本实用新型的另一核心在于提供一种采用上述换热器的空调。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型中所公开的换热器，用于设置在离心式风机的风机入口位置，并且该换热器包括高风速换热区和低风速换热区，高风速换热区的换热功率大于低风速换热区的换热功率。

所谓高风速换热区即用于与高速气流进行换热的区域，低风速换热区即为用于与低速气流进行换热的区域，高速气流流经换热器时换热速度要明显快于低速气流，将高风速换热区的换热功率设置为大于低风速换热区的功率后，可以使整个换热器的各个位置充分换热，整个换热器的换热效率和换热均匀性显著提升。

需要进行说明的是，上述实施例中的换热器可以为整体式换热器，但是整体式换热器做成多个功率不同的换热区域难度较大，为此本实用新型实施例中推荐的换热器为分体式换热器，换热器由多个换热器单体组合形成。

请参考图1和图3，以离心式风机的出风口6朝上时为风机的安装状态，在离心式风机处于安装状态时，换热器由上至下至少包括上部换热单体1、中间换热单体2和下部换热单体3，中间换热单体3的厚度D₁大于上部换热单体1的厚度D₂和下部换热单体3的厚度D₃，中间换热单体2构成高风速换热区，上部换热单体1和下部换热单体3构成低风速换热区。

当然，由上至下还可将换热器分为更多层次，靠近风机入口位置的换热器部分构成高风速换热区，远离风机入口位置的换热器部分构成低风速换热区。

上述实施例中，由于中间换热单体2最靠近风机入口，而风机入口处的风速最高，因此将中间换热单体2的厚度设置为最大可以有效提高中间换热单体2的换热功率，从而使气流与换热器能够高效的换热。

考虑到生产和组装的便利性，上部换热单体1的厚度D₂可以与下部换热单体3的厚度D₃相等，并且经过实验验证，当1≤D₁/D₂≤1.5时，换热器各个位置的换热均匀性较为理想，并且当3D₁＝4D₂时，整个换热器的换热效率和换热均匀性最优。

实际上，在风机入口位置处的风速也并不完全相同，靠近出风口6的一侧风速要大于远离出风口6的一侧，为此本实施例中的中间换热单体由出风口6的一侧至靠近出风口6的一侧至少包括第一换热单体21、第二换热单体22和第三换热单体23，其中第二换热单体22在所述离心式风机的蜗壳4上的投影中心与所述风机入口的中心重合，如图1中所示。第一换热单体21、第二换热单体22以及第三换热单体23优选的呈矩形，与此同时上部换热单体1和下部换热单体3也呈矩形，几个换热单体组合形成的换热器也为矩形换热器。通过对构成中间换热单体2的几个换热单体的宽度进行优化设计，可以进一步提高换热能效和换热均匀性，离心式风机的蜗壳半径为R，第一换热单体21的宽度为L₁，第三换热单体23的宽度为L₃，换热器的总宽度为L，经过实验验证，当R＞L₃＞0.5R＞L₁，4R＞L＞2R时，换热器各个位置的换热均匀性较为理想，并且当L₃＝0.7R，L₁＝0.3R，L＝2.5R时，整个换热器的换热效率和换热均匀性最优。

在上述实施例的基础上，本实施例中还对第一换热单体21、第二换热单体22以及第三换热单体23的翅片间距进行了优化设计，经过实验验证，当第一换热单体21、第二换热单体22以及第三换热单体23的翅片间距为1.2mm-1.4mm，中间换热单体2各个位置的换热均匀性较为理想，并且当第一换热单体21的翅片间距为1.4mm，第二换热单体22的翅片间距为1.3mm，第三换热单体23的翅片间距为1.2mm时，整个中间换热单体2的换热效率和换热均匀性最优。

翅片可以为平片，也可以为桥片或蚕片，平片是铝质或铜质薄板状片体结构，桥片及蚕片即在板状片体上进行一定的加工，使其热交换性能进一步改善。各种翅片的风阻排名为：桥片＞蚕片＞平片，基于该原理，可以在风速较大的区域采用桥片换热器，在风速较低的地方采用蚕片换热器。

除此之外，本实用新型实施例中还公开了一种空调，该空调包括离心式风机，离心式风机的风机入口处设置有换热器，并且该换热器为上述任意一实施例中所公开的换热器。

由于采用了上述实施例中所公开的换热器，因而该空调兼具上述换热器相应的技术优点，本文中对此不再进行赘述。

请参考图3，换热器与风机入口之间的距离也会影响经过换热器的气流的均匀程度，由于气流的阻力与气流速度的平方成正比，因此换热器距离风机入口的位置越远，换热器表面的气流速度会越均匀，阻力也就会越低，但是考虑到气流流动过程中的扩散及速度衰减，该距离应当被控制在一个合理的范围内，本实施例中推荐该距离为10mm-50mm，优选为20mm。

下表为本实用新型实施例中所公开的换热器与传统换热器的性能对比表：其中，本实用新型的换热器如图1中所示：上部换热单体1、下部换热单体3、中间换热单体2为矩形，构成的换热器为矩形换热器，中间换热单体2具体包括第一换热单体21、第二换热单体22以及第三换热单体23，3D₁＝4D₂，L₃＝0.7R，L₁＝0.3R，L＝2.5R，第一换热单体21的翅片间距为1.4mm，第二换热单体22的翅片间距为1.3mm，第三换热单体23的翅片间距为1.2mm；传统换热器为厚度一致的翅片式换热器。

表1换热性能对比表

表1中，换热器面积分温度与换热器面积的比值表征换热器的换热效率大小，温度不均匀度表征整个换热器的温度不均匀程度。

可以明显发现，在风机处于同一转速下，本实用新型实施例中所公开的换热器的换热效率更高，整体温度更加均匀。

以上对本实用新型所提供的换热器及空调进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种换热器，用于设置在离心式风机的风机入口位置，其特征在于，所述换热器包括高风速换热区和低风速换热区，且所述高风速换热区的换热功率大于所述低风速换热区的换热功率，所述换热器由多个换热器单体组合形成，以所述离心式风机的出风口(6)朝上时为安装状态，在所述离心式风机处于安装状态时，所述换热器由上至下至少包括上部换热单体(1)、中间换热单体(2)和下部换热单体(3)，且所述中间换热单体(2)的厚度D₁大于所述上部换热单体(1)的厚度D₂和所述下部换热单体(3)的厚度D₃，所述中间换热单体(2)构成所述高风速换热区，所述上部换热单体(1)和所述下部换热单体(3)构成所述低风速换热区。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，D₂＝D₃，且1≤D₁/D₂≤1.5。

3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，3D₁＝4D₂。

4.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述上部换热单体(1)、中间换热单体(2)以及所述下部换热单体(3)均为翅片式换热器。

5.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，所述中间换热单体(2)由远离所述出风口(6)的一侧至靠近所述出风口(6)的一侧至少包括第一换热单体(21)、第二换热单体(22)和第三换热单体(23)，其中所述第二换热单体(22)在所述离心式风机的蜗壳(4)上的投影中心与所述风机入口的中心重合。

6.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于，所述第一换热单体(21)、第二换热单体(22)以及所述第三换热单体(23)均呈矩形，所述离心式风机的蜗壳(4)的半径为R，所述第一换热单体(21)的宽度为L₁，所述第三换热单体(23)的宽度为L₃，所述换热器的总宽度为L，并且，R＞L₃＞0.5R＞L₁，4R＞L＞2R。

7.根据权利要求6所述的换热器，其特征在于，L₃＝0.7R，L₁＝0.3R，L＝2.5R。

8.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于，所述第一换热单体(21)、第二换热单体(22)以及所述第三换热单体(23)的翅片间距为1.2mm-1.4mm。

9.根据权利要求8所述的换热器，其特征在于，所述第一换热单体(21)的翅片间距为1.4mm，所述第二换热单体(22)的翅片间距为1.3mm，所述第三换热单体(23)的翅片间距为1.2mm。

10.一种空调，包括离心式风机，所述离心式风机的风机入口处设置有换热器，其特征在于，所述换热器为如权利要求1-9任意一项中所述的换热器。

11.根据权利要求10所述的空调，其特征在于，所述换热器与所述风机入口之间的距离为10mm-50mm。