CN208059258U - 热交换器及空调设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及热交换器和空调设备，所述热交换器包括：用于在两种介质之间进行热交换且具有两个端部的换热件；以及与换热件的一个端部相连以将换热件连接到制冷循环中的连接组件，其中，所述换热件由至少两个换热子件构成，每个换热子件被弯曲成具有位于两个端部之间的至少一个折弯部，各换热子件彼此相对应的折弯部具有相同的弯曲半径，各换热子件在弯曲后以一端对齐且各折弯部对齐的方式被组装在一起，在折弯部之间形成间隙，并且，各换热子件在另一端齐平且组装后的换热件的另一端部齐平。上述结构减小了空气侧阻力，加大了空气侧流量，提升了空气侧换热系数。在不加大机组外形尺寸的前提下增大了热交换器的面积，提升了热交换器的换热量。

Description

热交换器及空调设备

技术领域

本申请涉及一种用于空调设备的热交换器以及包括该热交换器的空调设备。

背景技术

随着人们对空调外观和体积的要求越来越高，空调设备中的U型折弯的热交换器逐渐成为取代原有V型热交换器的选择，如何在有限的空间内发挥更好的换热效果变得日渐重要。

在蒸汽压缩式制冷循环中，选定压缩机后，蒸发器和冷凝器往往是机组能效的关键所在。对设备生产厂家而言，压缩机的备选方案往往有限，而热交换器，特别是空气侧热交换器通常是由厂家自主设计生产，可以在热交换器的设计和制造上采用更加灵活的方案来取得改进的技术效果。对于热交换器本身的性能，主要由制冷剂侧压力损失、制冷剂侧换热系数、制冷剂侧换热面积，空气侧压力损失、空气侧换热系数、空气侧换热面积等因素决定。通常来讲，换热介质的扰流越明显，流速越高，相应的雷诺数越大，换热系数也就越大，越利于传热，然而压力损失也越大，导致设备功耗也随之增加。

鉴于上述因素作用，在已有设备限制的基础上，增大热交换器的换热面积是一种非常有效的提高换热效率的办法。

实用新型内容

本申请的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种能有效提高换热面积的热交换器。

上述目的通过提供一种根据本申请的热交换器来实现，该热交换器包括：用于在两种介质之间进行热交换且具有两个端部的换热件；以及与换热件的一个端部相连以将换热件连接到制冷循环中的连接组件，其中，所述换热件由至少两个换热子件构成，每个换热子件被弯曲成具有位于两个端部之间的至少一个折弯部，各换热子件彼此相对应的折弯部具有相同的弯曲半径，各换热子件在弯曲后以一端对齐且各折弯部对齐的方式被组装在一起，在折弯部之间形成间隙，并且，各换热子件在另一端齐平且组装后的换热件的另一端部齐平。

可选地，所述换热子件通过机械结合的方式被组装在一起，优选被焊接在一起。

可选地，所述换热子件为换热片或换热管，所述换热片或换热管优选具有圆形、椭圆形、矩形或方形的横截面。

可选地，所述换热子件由导热材料制成，优选由铜制成。

可选地，各换热子件的对应折弯部具有相同的长度。

可选地，所述换热件由三个以上的换热子件构成。

另一方面，本申请还提供一种包括如上所述的热交换器的空调设备。

采用本申请的上述热交换器，使得在不改变原有加工磨具的前提下，减小了空气侧的空气阻力，加大了空气侧流量，使空气流速增加，进一步提升了空气侧换热系数。同时在不加大机组外形尺寸的前提下增大了热交换器的面积，提升了热交换器的换热量。

附图说明

本申请的各方面，包括其具体特征和优势，都将很容易地从以下详细描述和附图得到理解，其中：

图1为现有技术的具有同心折弯的换热件的热交换器的示意图。

图2为现有技术的具有等长折弯的换热件的热交换器的示意图。

图3为根据本申请的具有等径折弯的换热件的热交换器的示意图。

图4为图3中一个折弯部的详细放大示图，示出了在折弯部形成的月牙形空腔。

具体实施方式

本申请将参照附图更完整地进行描述，附图中示出了示例性实施例。然而，本申请不应该被认为是限于本文所列的实施例。如本申请所属领域的普通技术人员容易理解的那样，所公开的示例性实施例的特征可以组合。通篇中类似的参考号指代类似的元件。出于简明和清楚起见，众所周知的功能和结构将不进行详细描述。

图1为根据现有技术的一种热交换器100'，其具有同心折弯的换热件 10，换热件10具有两个端部110和120，一个端部120与连接组件20相连，另一个端部110齐平。换热件10由一组换热子件11、12、13组成，在制作换热件10时使用不同长度的换热子件11、12、13，例如，先制作三个长度递增的单个换热子件，然后将它们组装后一起进行U形折弯，使得三个换热子件11、12、13在折弯部30和40处同心，即，以换热子件13、12、 11的顺序在折弯半径上依次递增，而且，折弯后的换热子件11、12、13 在末端111、121、131处平齐。

图2为根据现有技术的另一种热交换器100'，其具有等长折弯的换热件10，换热件10具有两个端部110和120，一个端部120与连接组件20 相连，另一个端部110不齐平。换热件10由一组换热子件11、12、13组成，在制作换热件10时，先制作三个长度相同的单个换热子件，然后将它们组装后一起进行折弯，三个换热子件在折弯部30和40处同心，即以换热管13、12、11的顺序在折弯半径上依次递增，这样，折弯后的换热子件 11、12、13在末端111、121、131处呈阶梯状，并不齐平。

在由现有技术的这两种折弯方式产生的换热器中，因为各换热子件在折弯部处同心，所以在折弯部30和40处三个换热子件都紧贴在一起，增加了风阻，影响了换热效率。

本申请在此基础上进行了改进，提供了一种如图3所示的包括用新方法折弯而成的换热件的热交换器100。

如图3所示，与图1和图2所示结构类似，该热交换器100包括具有两个端部6和7的换热件1以及连接组件2，所述换热件1由三个换热子件 3、4、5组成，且在一个端部6处连接至连接组件2。三个换热子件3、4、 5的端部31、41、51保持齐平，使得换热件1的端部7齐平。

在制作换热件1时，首先制作三个长度递增的单个换热子件5、4、3，然后分别对各个换热子件3、4、5如图3所示进行U形折弯，使得换热子件3具有两个折弯部32、33，换热子件4具有两个折弯部42、43，换热子件5具有两个折弯部52、53，每个换热子件3、4、5的对应折弯部32、42、 52具有相等的弯曲半径R，且每个换热子件3、4、5的对应折弯部33、43、 54具有相等的弯曲半径R，然后将三个换热子件3、4、5组装到一起，使得各个换热子件的折弯部被对齐到一起。因为每个折弯部的半径相同，因此，三片换热子件3、4、5在折弯部32、42、52处不同心，且在折弯部33、 43、53处也不同心。另外，折弯后的换热子件3、4、5的末端31、41、51处保持平齐。此方案中所采用的换热子件的总长度比图1和2所示的要长。

当然，折弯部32、42、52处的弯曲半径也可以不同于折弯部33、43、 53处的弯曲半径。

图4中以放大图示出了图3中的折弯部33、43、53处的结构。从图4 中可以清楚看出，因为折弯部33、43、53的弯曲半径相同，因而折弯部33、 43、53并不会贴合在一起，而是在它们之间留有间隙，如图4中所示的月牙形的间隙，例如在折弯部33、43之间具有间隙S1，在折弯部43和53 之间具有间隙S2。

优选地，所述折弯部33、43、53具有相同的长度L1，所述折弯部32、 42、52具有相同的长度L2。

长度L1优选为与长度L2相同。

虽然图3和图4中示出了换热件1由三个换热子件组成，但是，本申请并不限于三个换热子件，换热子件的数量可以多于或少于3个，根据实际使用需要进行设置，只要这些换热子件在折弯处以相同的半径进行折弯即可。

所述换热子件3、4、5可以为换热片或换热管，其具有各种横截面形状，例如，圆形、椭圆形、矩形、正方形等。

本申请中，各个换热子件3、4、5在折弯后通过焊接或其他机械连接方式被连接在一起，并使一端与连接组件2相连，另一端齐平。

各换热子件3、4、5可以由导热性好的材料制成，例如铜。

通过本申请的换热器结构，在不改变原有加工磨具的前提下，减小了风侧空气阻力，加大了空气侧流量，使空气流速增加，进一步提升了空气侧换热系数。同时在不加大机组外形尺寸的前提下增大了换热器面积，提升了换热器的换热量。

在相同的外形尺寸下，分别对现有技术中的等长折弯换热件和同心折弯换热件以及本申请中的等径折弯换热件进行了比较，三种折弯方式可以得到不同的换热件总长度，下面以三个换热铜构成换热件为例比较结果如下：

1)等长折弯换热件：在制作时，使用等长的换热铜管，制作三个长度相同的单个换热铜管，组装后进行一起折弯，三个换热铜管在折弯处同心，半径依次递增，折弯后换热铜管末端呈阶梯状。此方法所用铜管总长度最短。

2)同心折弯换热件：在制作时，使用不同长度的换热铜管，制作三个长度递增的单个换铜管，组装后进行一起折弯，三个换热铜管在折弯处同心，半径依次递增，折弯后换末端平齐。此方法所用铜管总长度较长。

3)等径折弯换热件：在制作时，使用不同长度的换热器铜管，制作三个长度递增的单个换热铜管，分别进行折弯后再组装到一起，三个换热铜管在折弯处不同心，但半径是相等的，且折弯后换热铜管的末端平齐。此方法所用铜管总长度最长。

申请人通过实验以R＝125mm为例对三种方式所制得的换热器的参数进行了比较，比较结果如表1所示：

表1

折弯方法	半径mm	折弯数	第一HEX长度	第二HEX长度	第三HEX长度
						等径折弯	125	2	1550	1615	1685
同心折弯	125	2	1550	1600	1650
						等长折弯	125	2	1550	1550	1550

由此可以看出在有效换热子件长度(面积)方面：等径折弯>同心折弯> 等长折弯。

另外，申请人使用GREATLAB软件，模拟相同换热量42KW需求下、相同风量下、相同35℃进风温度下，在现有技术的换热器和本申请的换热器中的空气侧阻力和冷凝压力值，分别列于表2、3、4中，以此来判断换热器本身的性能。

表2：等径折弯的换热器

表3：同心折弯的换热器

表4：等长折弯的换热器

将表2、3、4所列模拟结果汇总于表5中。

表5

从表5中可以看出，使用等径折弯的方式可以在固定的空间内增加换热器的表面积，降低风阻，降低冷凝器进口饱和温。

在实际的产品设计中，冷凝器进口的饱和温度与压缩机的耗工息息相关，降低冷凝温度有利于提升压缩机运行COP；空气侧阻力与风机的运行相关，降低这一值有利于降低风机的耗工。

总之，通过本申请的结构，可以在机组外形尺寸不变、不更换压缩机、不更换风机的情况下提升机组的能效比。

尽管本申请参照实施例进行了详细描述，但要理解的是，前述仅是示例性实施例的例示，本申请并不限于所公开的具体实施例，对所公开的实施例的修改、所公开实施例的特征的组合以及其他实施例都包括于所附权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种热交换器，其特征在于，包括：

用于在两种介质之间进行热交换且具有两个端部的换热件；以及

与换热件的一个端部相连以将换热件连接到制冷循环中的连接组件，

其中，所述换热件由至少两个换热子件构成，每个换热子件被弯曲成具有位于两个端部之间的至少一个折弯部，

各换热子件彼此相对应的折弯部具有相同的弯曲半径，各换热子件在弯曲后以一端对齐且各折弯部对齐的方式被组装在一起，在折弯部之间形成间隙，并且，各换热子件在另一端齐平且组装后的换热件的另一端部齐平。

2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述换热子件通过机械结合的方式被组装在一起。

3.如权利要求2所述的热交换器，其特征在于，所述换热子件被焊接在一起。

4.如权利要求1-3中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述换热子件为换热片或换热管。

5.如权利要求4所述的热交换器，其特征在于，所述换热片或换热管具有圆形、椭圆形、矩形或方形的横截面。

6.如权利要求1-3中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述换热子件由导热材料制成。

7.如权利要求6所述的热交换器，其特征在于，所述换热子件由铜制成。

8.如权利要求1-3中任一项所述的热交换器，其特征在于，各换热子件的对应折弯部具有相同的长度。

9.如权利要求1-3中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述换热件由三个以上的换热子件构成。

10.一种空调设备，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的热交换器。