CN207585145U - 一种换热系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种换热系统，该换热系统包括风道，所述风道中设置：第一换热器和第二换热器，其中，第二换热器设置在第一换热器的下游，第一换热器和第二换热器之间设有气流混合区域；风道中能够流过第一气流和第二气流，第一气流流经所述第一换热器之后进入所述气流混合区域，并与进入所述气流混合区域的所述第二气流混合，然后再经过所述第二换热器流出。本申请的换热系统可以在一定的旁通比例范围内，在换热量能基本保持的情况下，产生更小的空气流动阻力。

Description

一种换热系统

技术领域

本申请涉及一种换热系统，尤其是用于空调、制冷或冷冻领域的换热系统。

背景技术

在现有空调机组中，一般将由铜管和翅片组成的翅片管换热器布置在风道中，通过风机使空气流动，实现空气与翅片管换热器的热量交换。

在翅片管换热器设计应用过程中，为了提高空调机组的换热效率，一般会通过增加翅片管换热器的排数来提高换热量。但是，随着排数的增加，空气流动阻力会线性增大，换热量增加的比例随着排数增加而减少。在换热系统的设计的优化过程中，需考虑增加换热量并减小空气流动阻力。

实用新型内容

为了增加换热量并减小空气流动阻力，本申请提供一种换热系统，所述换热系统包括风道，所述风道中设置：

第一换热器；

第二换热器；

所述第二换热器设置在所述第一换热器的下游，所述第一换热器和所述第二换热器之间设有气流混合区域；

所述风道中能够流过第一气流和第二气流，

所述第一气流能够流经所述第一换热器之后进入所述气流混合区域，并与进入所述气流混合区域的所述第二气流混合，然后再经过所述第二换热器流出。

如上所述的换热系统，所述换热系统包括风口，所述风口与所述气流混合区域连通，所述第二气流由所述风口进入所述气流混合区域再经过所述第二换热器流出。

如上所述的换热系统，所述第一换热器和所述第二换热器分别与所述风道的内壁紧密贴合，所述风口设置在所述气流混合区域处的所述风道的壁上，从而使所述第二气流从所述风口进入所述气流混合区域再经过所述第二换热器流出。

如上所述的换热系统，所述第一换热器与所述风道的内壁之间设置有间隙从而形成所述风口，所述第二换热器与所述风道的内壁紧密贴合，从而使所述第二气流从所述风口进入所述气流混合区域再经过所述第二换热器流出。

如上所述的换热系统，所述气流混合区域中设置有混合装置，用于将进入所述气流混合区域中的所述第一气流和所述第二气流混合。

如上所述的换热系统，所述混合装置为多孔板。

如上所述的换热系统，所述第二气流的风量占总气流的风量的比例的范围为0％-40％。

如上所述的换热系统，所述第一换热器和所述第二换热器均为平板状，并且平行地设置在所述风道中。

如上所述的换热系统，所述第一换热器和所述第二换热器中的一个为V型，另一个为平板状。

如上所述的换热系统，在所述第一换热器和所述风口的上游同时设置有风机。

如上所述的换热系统，在所述第二换热器的下游设置有风机。

本申请中的换热系统具有两个换热器，并且在两个换热器之间设置了气流混合区域，气流混合区域上设有旁通，使一部分空气由旁通直接进入气流混合区域与第二换热器进行热交换，与总排数相同的一个翅片管换热器相比，两个独立的翅片管换热器前后布置，可以在一定的旁通比例范围内，在换热量能基本保持的情况下，产生更小的空气流动阻力。

附图说明

本实用新型的这些和其它特征和优点可通过参照附图阅读以下详细说明得到更好地理解，在整个附图中，相同的附图标记表示相同的部件，其中：

图1是本申请的换热系统的第一实施例的示意图；

图2是本申请的换热系统的第二实施例的示意图；

图3是本申请的换热系统的第三实施例的示意图；

图4是本申请的换热系统的第四实施例的示意图；

图5是本申请的换热系统的第五实施例的示意图；

图6是本申请的换热系统的第六实施例的示意图；

图7是本申请的换热系统的第七实施例的示意图。

具体实施方式

下面将参考构成本说明书一部分的附图对本实用新型的各种具体实施方式进行描述。应该理解的是，虽然在本实用新型中使用表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、等方向或方位性的描述本实用新型的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本实用新型所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制。在以下的附图中，同样的零部件使用同样的附图号，相似的零部件使用相似的附图号，以避免重复描述。

图1是本申请的换热系统的第一实施例的示意图，参见图1，换热系统100具有风道110，风道110中设置有第一换热器102和第二换热器104，第二换热器104设置在所述第一换热器102的下游，第一换热器102和第二换热器104之间设有气流混合区域107。气流混合区域107的外壁上设有一对风口(105.1，105.2)。需要说明的是，风口的数量也可以是一个或者两个以上，均在本申请的保护范围内。

本实施例中，风道110中的每一处的截面积相等，第一换热器102和第二换热器104为翅片管换热器，第一换热器102和第二换热器104的四周均紧贴在风道110的内壁上，并且与风道110垂直。第一换热器102和第二换热器104均包括数个翅片和数根换热管，换热管穿过数个翅片，翅片用于增强管的传热。第一换热器102和第二换热器104通常整体为长方形平板状，每两个相邻的翅片之间留有间隙，使流经风道的气流能够从相邻的翅片的间隙流过，并与翅片和换热管进行换热。

图1中，进入风道110之前的气流被分为第一气流121和第二气流122，第一气流121直接流经所述第一换热器102进入气流混合区域107，第二气流122通过风口(105.1，105.2)进入气流混合区域107。在气流混合区域107中，第一气流121和第二气流122混合，随后混合后的气流经过所述第二换热器104流出。也就是说第一换热器102仅对第一气流121进行换热，第二换热器对经第一换热器换热的第一气流121以及第二气流122的混合气流进行再次换热。

风道中气流的流动通过风机(图中未示出)实现，风机可以设置为一个或多个，在一个实施例中，风机有两个，分别设置在第一换热器102和风口105的上游。在另一个实施例中风机设置在第二换热器104的下游。在第三个实施例中，风机设置在第一换热器102和风口 105共同的上游。

第二气流122的风量占流经风道110的总的气流的风量比例称为旁通比例，所述旁通比例可以根据设计需求控制，在一个实施例中，在第一换热器102的上游和风口(105.1，105.2)之间设置有连接管道(图中未示出)，在管道上设置可调节阀，通过调节阀来控制旁通比例。需要说明的是，调节阀也可以设置在风口(105.1，105.2)处，或者管道入口处。另外，还可以通过调节管道的粗细和形状、风口(105.1，105.2)的大小和形状来调节旁通比例。或者当第一换热器102和风口105的上游均设有风机时，可以通过调节各风机的风量来调节旁通比例。

在翅片管换热器设计应用过程中，为了提高空调机组的换热效率，一般会通过增加翅片管换热器的排数来提高换热量。但是，随着排数的增加空气流通阻力会线性增大，会增加系统的耗能，并且空气侧换热系数随着排数增加而降低，从而换热量增加的比例随着排数增加而减少。本申请中的技术方案至少部分地改善了这个问题。

在图1所示的实施例中，流经第一换热器102的气流的换热量Q1，气流阻力为dp1；流经第二换热器104的气流的换热量Q2，气流阻力为dp2，对于本实施例的换热系统来说，总换热量为Q1和Q2之和，总的阻力为dp1和dp2之和。当使用与第一换热器102和第二换热器104的总排数相同的一个换热器时，流经该换热器的气流的换热量为Q，流经该换热器的气流阻力为dp，在一定的旁通比例范围内，在Q1与Q2之和与Q相比基本不变或小幅降低的情况下，dp1与dp2之和与dp相比明显降低。参见下表1中的实验数据，在旁通比例为0 (即没有旁通)的情况下，Q1与Q2之和大于Q，气流经过第一换热器和第二换热器的换热后，能够一定程度上提高换热系统的换热量，但气流阻力也会有所增大。而在一定换热量需求下，在两个换热器之间设置气流混合区域后，在0％-40％(不包括0的情况)的旁通比例范围内，与旁通比例为0的情况比较，Q1与Q2之和与Q相比下降的幅度很小，但dp1与 dp2之和与dp相比明显降低，可以在换热功能受到较小影响的情况下，实现节能，例如旁通比例40％时，(Q1+Q2)/Q为96％，而(dp1+dp2)/dp仅为74％。

表1

旁通比例

0％

20％

40％

60％

80％

100％

(Q1+Q2)/Q

103.1％

99.8％

96.0％

91.4％

86.1％

80.7％

(dp1+dp2)/dp

101.4％

86.7％

74.2％

64.2％

56.9％

51.8％

在旁通比例为0％-40％的区间内，可以实现在对总换热量影响较小的同时，降低总气流阻力，实现节能。

图2是本申请的第二实施例，与图1中所示的换热系统100类似，不同之处在于，图1中所示的换热系统100的第一换热器102和第二换热器104均与风道110垂直，而图2中所示的换热系统200的第一换热器202和第二换热器204倾斜地置于风道110中，并与风道 110呈一定的角度，从而气流混合区域207的形状随之发生改变。图2所示的实施例同样能达到图1中所示的实施例的技术效果。

图3是本申请的第三实施例，与图1中所示的换热系统100类似，不同之处在于，图1中所示的换热系统100的第一换热器102和第二换热器104均为平板状换热器，而图3所示的换热系统300的第一换热器302为V型换热器，第二换热器304为平板状换热器，其中V 型的第一换热器302可以是由两个高度较小的换热器拼接成V型，从而气流混合区域307的形状随之发生改变。图3所示的实施例同样能达到图1中所示的实施例的技术效果。

图4是本申请的第四实施例，与图1中所示的换热系统100类似，不同之处在于，在如图4所示的换热系统400中，气流混合区域407处的风道壁上不再设置风口，而第一换热器402的截面积小于风道410的截面积，从而使第一换热器402和风道410之间具有间隙431，从而形成风口(405.1，405.2)，第二气流122可以从风口(405.1，405.2)进入气流混合区域407。图4所示的实施例同样能达到图1中所示的实施例的技术效果。

图5是本申请的第五实施例，与图1中所示的换热系统100类似，不同之处在于，在如图5所示的换热系统500中，气流混合区域507处的风道壁上不再设置风口，风道510分为第一段541和第二段542，其中第二段542中每一处的截面积相等，而第一段541的截面积从与第二段542的连接处向上游不断增大。第一换热器502设置在第一段541中，第二换热器504设置在第二段542中，从而第一换热器502和风道510之间具有间隙531，从而形成风口(505.1，505.2)，第二气流122可以从风口(505.1，505.2)进入气流混合区域 507。图5所示的实施例同样能达到图1中所示的实施例的技术效果。

图6是本申请的第六实施例，与图1中所示的换热系统100类似，不同之处在于，在如图6所示的换热系统600中，气流混合区域607处的风道壁上不再设置风口，风道610分为第一段641和第二段642，其中第一段641中每一处的截面积相等，第二段642中每一处的截面积相等，但第一段641的截面积大于第二段642的截面积，使第一段641和第二段642 的连接处呈阶梯状。第一换热器602设置在第一段641中，第二换热器604设置在第二段 642中，从而第一换热器602和风道610之间具有间隙，从而形成风口(605.1，605.2)，第二气流122可以从风口(605.1，605.2)进入气流混合区域607。图6所示的实施例同样能达到图1中所示的实施例的技术效果。

图7是本申请的第七实施例，与图1中所示的换热系统100类似，不同之处在于，在如图7所示的换热系统700中，在气流混合区域707设置有混合装置750，该混合装置750为多孔板。混合装置750可以使第一气流121流经第一换热器702后的气流和第二气流122更好地混合，在使用混合装置750的情况下，可以适当缩小气流混合空间707，也能达到同样的技术效果。

尽管本文中仅对本实用新型的一些特征进行了图示和描述，但是对本领域技术人员来说可以进行多种改进和变化。因此应该理解，所附的权利要求旨在覆盖所有落入本实用新型实质精神范围内的上述改进和变化。

Claims (11)

1.一种换热系统，其特征在于，所述换热系统包括风道，所述风道中设置：

第一换热器；

第二换热器；

所述第二换热器设置在所述第一换热器的下游，所述第一换热器和所述第二换热器之间设有气流混合区域；

所述风道中能够流过第一气流和第二气流，

所述第一气流能够流经所述第一换热器之后进入所述气流混合区域，并与进入所述气流混合区域的所述第二气流混合，然后再经过所述第二换热器流出。

2.如权利要求1所述的换热系统，其特征在于，

所述换热系统包括风口，所述风口与所述气流混合区域连通，所述第二气流由所述风口进入所述气流混合区域再经过所述第二换热器流出。

3.如权利要求2所述的换热系统，其特征在于，所述第一换热器和所述第二换热器分别与所述风道的内壁紧密贴合，所述风口设置在所述气流混合区域处的所述风道的壁上，从而使所述第二气流从所述风口进入所述气流混合区域再经过所述第二换热器流出。

4.如权利要求2所述的换热系统，其特征在于，所述第一换热器与所述风道的内壁之间设置有间隙从而形成所述风口，所述第二换热器与所述风道的内壁紧密贴合，从而使所述第二气流从所述风口进入所述气流混合区域再经过所述第二换热器流出。

5.如权利要求1所述的换热系统，其特征在于，所述气流混合区域中设置有混合装置，用于将进入所述气流混合区域中的所述第一气流和所述第二气流混合。

6.如权利要求5所述的换热系统，其特征在于，所述混合装置为多孔板。

7.如权利要求1所述的换热系统，其特征在于，所述第二气流的风量占总气流的风量的比例的范围为0％-40％。

8.如权利要求1所述的换热系统，其特征在于，所述第一换热器和所述第二换热器均为平板状，并且平行地设置在所述风道中。

9.如权利要求1所述的换热系统，其特征在于，所述第一换热器和所述第二换热器中的一个为V型，另一个为平板状。

10.如权利要求2所述的换热系统，其特征在于，在所述第一换热器和所述风口的上游同时设置有风机。

11.如权利要求1所述的换热系统，其特征在于，在所述第二换热器的下游设置有风机。