CN210198140U - 一种热交换器 - Google Patents

Abstract

一种热交换器，包括金属管、进出水端、波浪散热片；进出水端与金属管连接，波浪散热片在若干个不同高度的横截面上均匀设有孔并穿过一对即两根在水平面的长度方向平行伸展的通热媒的金属管，其中波浪散热片的横截面为或间隔周期分布的方波或弧形，且方波或弧形的顶部在一个平面上，此平面即热交换器的正面与背面，正面与背面各设有一块金属板与方波或弧形的顶部贴合固定；波浪散热片的面是垂直于水平面的。

Description

一种热交换器

技术领域

本实用新型涉及加大传热面积结构具有半强制散热的热交换设备，尤其是一种高效全铝散热暖气片及暖气片组件。

背景技术

冬季我国住宅、商场、酒店等室内供热系统一般会采用暖气片，尤其是在北方地区，暖气片成为过冬必备的家具生活用品。目前常用的暖气片或其他散热单元体积大，并且要求安装在墙面上，成本高，占用空间大，并影响其他设施的摆放。另外，现有暖气片多采用柱状结构，散热面积小，散热效率较低。钢散热暖气片成本稍低，但加工成本其实不低，铜热交换器组件总体散热效果好，但成本高。

钢制的散热暖气片成本高，耐蚀性差，铸铁制的太笨重，铝铸造的成本也不低，由于铝材料在焊接上困难，所以，铝制产品的制备与质量也有难度。

散热暖气片要求散热的表面积大，耐腐蚀性好，使用寿命长，外观美观，如果采用铜管，上述这方面的性能能够达到；但不能满足质轻价廉的要求。

为了保证首都冬季空气的洁净，电采暖尤其是热泵提供热水是优先考虑的鼓励政策，但电采暖尤其是热泵采暖对散热暖气片的要求更高，这是由于冬季热泵的采暖时热泵的热水输出到60℃已经是极优秀的指标，因此散热暖气片的面积更高，甚至需要强制散热，否则会大大影响到散热效果，因此冬季热泵采暖时的较低温的热源需要有更合适的热交换器组件尤其是散热暖气片及组件。热交换器组件也可以用于冷量的传递。

CN2016107802197是本申请发明人的在先申请，其结构为，一种热交换器组件，包括金属管、进出水端、散热翅片、波浪散热片；进出水端与金属管连接，散热翅片和波浪散热片均开设金属管的穿孔，其中波浪散热片是横截面为折叠的方波或弧形，且方波或弧形的角部在保持方波或弧形外平面为水平面时具有均匀外凸(旁凸)，相邻的旁凸部位接触或留有窄缝，散热翅片在波浪散热片内均匀分布；波浪散热片的厚度在0.35-1.5mm，波浪散热片方波或弧形外平面同时作为散热器的外平面，散热翅片在波浪散热片方波或弧形轮廓内。所述波浪散热片的厚度为0.5-1.2mm。

所述金属管的壁厚为0.5-1.5mm。

虽然有可能用铝管可能代替金属管，但在结构上仍有改进的余地。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有家用热交换器(暖气片)结构存在的上述缺陷，提出了一种高效铝散热暖气片及暖气片组件，提供一种较低温热源需要有更合适的热交换器组件。其体积结构简明，尤其是材料成本低，安装和维护方便，散热效率高。

本实用新型是采用以下的技术方案实现的：一种热交换器，包括金属管、进出水端、波浪散热片；进出水端与金属管连接，波浪散热片在若干个不同高度的横截面上均匀设有孔并穿过一对即两根在水平面的长度方向平行伸展的通热媒的金属管，其中波浪散热片的横截面为或间隔周期分布的方波或弧形，且方波或弧形的顶部在二个平面上，此平面即热交换器的正面与背面，正面与背面各设有一块金属板与方波或弧形的顶部贴合固定；波浪散热片的面是垂直于水平面的。

进一步，波浪散热片在高度上均匀间隔分布2-10对所述通热媒的金属管。

进一步，设有散热翅片，散热翅片的面垂直于水平面，散热翅片上均匀设有孔并穿过通热媒的金属管，散热翅片在波浪散热片内外均匀分布。

进一步，所述波浪散热片在散热暖气片及组件长度方向的两端部设有金属板。

进一步，波浪散热片的厚度在0.35-1.5mm，正面与背面各设有的金属板与端部的金属板是一块整板折叠或正面与背面金属板与端部的金属板固定成一框架。

进一步，波浪散热片正面与背面的金属板与方波或弧形的顶部贴合固定方式是铆接或钎焊。

所述波浪散热片在散热暖气片及组件长度方向的两端部设有平板(均为铝板)。

所述散热翅片的横截面形状可以采用直线形、水波纹形或者锯齿形，也可以采用其他形状。其增加了暖气片与外部的换热介质之间的接触面积，提高了暖气片的散热效率；同时提高了散热翅片的强度。

所述散热翅片的厚度为0.1-0.4mm，各相邻散热翅片之间的距离为1-30mm。散热翅片厚度以及散热翅片片距数值的选取，需要根据实际使用环境的需要来确定。

如果波浪散热片正面与背面金属板均采用铝板，波浪散热片正面与背面金属板与方波或弧形的顶部贴合固定方式是铆接或钎焊或盐浴焊或保护气体焊接方式。

本实用新型散热翅片和波浪散热片的上端，设有均匀的矩形格栅，矩形的长宽尺寸均为1-12cm之间，矩形孔结构利于散热。

金属管采用铝管或铜管均可，散热翅片和波浪散热片的孔径大于铝管或铜管外径，但小于铝管或铜管穿孔后的胀管膨出，采用铝管或铜管胀管的结构使铝管或铜管与散热翅片和波浪散热片接触。

本实用新型的有益效果是：波浪散热片与正面与背面板的固定能保证最好的整体性，(1)所述的暖气片组件体积小，重量轻，是钢制散热器重量的六分之一或更低，散热面积是相同体积暖气片的三倍以上，可安装于室内墙壁、踢脚线、或者其它狭小的空间，只要下端留有适当空隙作为抽风口；宽度可以在10厘米，完全满足现有的技术规范，本实用新型的散热器单位体积具有远高于钢制散热器散热面积，(2)散热效率高，单位体积下的暖气片散热效率远优于现有产品，散热量达到几倍以上，降低了取暖成本，在与现有暖气片相同对比条件下，本实用新型轻易达到5-6平米表面积，总重量只有4kg左右，可以在45-48℃水温的条件下轻易使房间的温度达到18℃；(3)结构极为简单，采用铆接或钎焊的加工容易，工艺成本远低于现有的钢制或铝制产品，材料费也便宜，质轻高效，具有良好的外形。

附图说明

图1是本实用新型的主视截面透视图；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

实施例1如图所示，图中：散热翅片1、进出水端2、金属板3、金属管5、波浪散热片4。

热交换器组件，包括金属管，散热翅片，波浪散热片，金属管为通水热水管，散热翅片和波浪散热片均开设金属管穿孔，金属管5采用铝管或铜管、铝管时进出水端2可采用铜铝接头或铝管端部采用扩大头安装在一个金属管接头上。金属管接头安装在端部设有的金属板上，其中波浪散热片是横截面为连续或有间隔折叠的方波结构，波浪散热片可以是包书皮结构书脊在同一直线连续排列或交错排列的结构，书脊与正面与背面板固定，散热翅片在波浪散热片内及外均匀分布；波浪散热片1的厚度在0.35-1.5mm,更好的厚度为0.5-1.0mm，同时作为散热器的外平面，散热翅片和波浪散热片其中，进出水端与金属管连接，波浪散热片在宽度上均匀设有一对即两根在水平面的长度方向平行伸展的通热媒的金属管的穿孔，其中波浪散热片是横截面为折叠的方波或弧形，且方波或弧形的顶部在一个平面上，此平面即波浪散热片(宽度的)正面与背面各设有一块金属板与方波或弧形的顶部贴合固定；波浪散热片的面是垂直于水平面的。

所述波浪散热片在散热暖气片及组件长度方向的两端设有平板(均为铝板)；与金属管连接，波浪散热片在宽度上均匀设有一对即两根在水平面的长度方向平行伸展的通热媒的金属管的穿孔，其中波浪散热片是横截面为折叠的方波或弧形，且方波或弧形的顶部在一个平面上，此平面即波浪散热片(宽度的)正面与背面各设有一块与方波或弧形的顶部贴合固定；波浪散热片的面是垂直于水平面的。

本实用新型中，所述金属板是铝板，所述金属管为铝管，壁厚为0.7-2.5mm。所述散热翅片的横截面形状可以采用直线形、水波纹形或者锯齿形，也可以采用其他形状。其增加了暖气片与外部的换热介质之间的接触面积，提高了暖气片的散热效率；同时提高了散热翅片的强度。散热翅片亦穿金属管，在波浪散热片是横截面为折叠的方波或弧形的空间内。

所述散热翅片的厚度为0.1-0.4mm，各相邻散热翅片之间的距离为2-10mm。散热翅片厚度以及散热翅片片距数值的选取，需要根据实际使用环境的需要来确定。

本实用新型还散热翅片和波浪散热片的上端，设有均匀的矩形格栅，矩形的长宽尺寸均为1-6cm之间，矩形孔结构利于散热。

因采用了注塑并接器，更好的方案是尤其是并联4-12根直金属管，热交换器组件更容易装配。只要直金属管直插在波浪散热片与散热翅片预设孔内。装好后再用热融方法将金属管(如感应加热)与注塑并接器连接，而且采用PVC、增强 PE甚至聚苯硫醚或尼龙制备的注塑并接器，可以保证耐温良好，由于本实用新型用于较低水温的暖气片组件，对材料的热性能较低，但降低了成本。

所述的暖气片组件中，进出水端也可采用铜铝接头后再通过其螺纹接头或水管接头连接外部的水循环系统(水管)。所述金属管与散热翅片等均呈胀压一体式结构，可没有焊点和虚焊，减小了热阻，增大了暖气片的散热效率。但也能采用其它方式，如真空焊、导热胶等。但综合效果以胀管一体式为好。

热交换器(暖气片)的整体尺寸的范围与最佳范围：每个单元长35-100cm，宽7-14cm,尤其是10-13cm，高20cm以上。尤其是每个单元长45-60cm，宽8-12cm, 高45cm，波浪散热片制备成6-18个矩形，(弧形则为4-16个)，每个矩形内外均匀放置散热翅片(平片)，更好的是波浪散热片的厚度为0.4-0.6mm,翅片厚度为 0.1-0.15mm更好。波浪散热片的面积为1.5-2.3平方米，翅片的表面积为3平方米，共为5平方米。15cm的宽度则表面积达到7.5平方米。散热翅片较薄，可以是折叠成一定的角度或任意形状的，单片排列亦可以压制成波浪、弧形或任意形状，主要为了增加散热面积，波浪散热片保证了整个产品的整体性和外观效果，均匀形成一个个烟囱。

关于金属管：采用铜管铝管均可，如DN15(4分管)、DN20(6分管)、DN25 (1寸管)、Φ25×1/2外径是25。实际对应的公称直径是DN20(也就是人们常说的6分管)；而一英寸＝25.4mm；4分管的内径就是25.4/2＝12.7mm截面积为126MM²，而这就是通常所说的DN15水管的内径。

6分管的内径就是25.4*0.75＝19.05mm，截面积229MM²；金属管直径，6-6.5mm 内径截面积为28.26MM²MM；直径7-7.5mm，内径截面积40.7MM²；直径8mm，内径截面积50.4MM²。采用空调金属管：直径为6.35MM，壁厚为：0.8mm一米重量为0.124公斤，直径为9.53，壁厚为0.8MM一米重量为0.195公斤，直径为12.7MM，壁厚为：0.8MM一米重量为0.266公斤；50片翅片时，50片*50*12*0.01cm3,约6 平方米表面积，重1.1KG；波浪散热片，35片*50*14*0.07cm3,5平方米表面积,重 4.6KG。进出水端采用注塑并接器3-1并联接2-12根金属管。尤其是4根，或双排 4根(共8根金属管)，这样可以平衡水量和热量。采用金属管1.5KG，总散热面积达到11平方米，总重7KG。波浪散热片与散热翅片均可进行表面处理，还可以减少散热翅片与波浪散热片的用量。如采用16根并联的金属管则可以将暖气片的高度制备达1米以上；采用S或一个或多个U的金属管亦可,但穿制波浪散热片或翅片的难度大。

多根并联的直管需要多只管道并联器，散热量更大，但成本略高。需要并联器件，也可以是自下至上多根S形金属管(如4-20根)成叠层平行排列。

本实用新型每平方米表面积的材料成本只需要30元左右甚至更低,且加工成本亦极低。比较现有市场的灰铸铁TZY3-5-8型650型散热片,单价在70元/片左右,散热面积只是0.195平方米/片,散热量是116W。灰铸铁散热片2平方米的面积价格达到420元以上。本实用新型的性价比高下立判，本实用新型热交换器(暖气片)的正面可以进行装饰静电喷涂(涂塑)，铝的阳极氧化装饰等。内面完全不需要，还可增大散热效果。本实用新型热交换器组件与现有技术在使用和结构的区别在于，本实用新型热交换器不便于在中间位置设置排气阀(铜管结构也可以设置)，但本实用新型热交换器可以在出口通道安排一个三通用于排气。

热交换器组件的背面装有安装一对支架，通过膨胀螺钉固定在墙体。本实用新型可以制备宽度只有8-12cm左右的制品，半强制抽风加上大的表面积，可以使本实用新型配合热泵的冬季低温产出水的工况(即使45℃出水仍可本实用新型提高室温具备良好的效果，室温达到14℃以上)。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.一种热交换器，其特征是，包括金属管、进出水端、波浪散热片；进出水端与金属管连接，波浪散热片在若干个不同高度的横截面上均匀设有孔并穿过一对即两根在水平面的长度方向平行伸展的通热媒的金属管，其中波浪散热片的横截面为间隔分布的方波或弧形，且方波或弧形的顶部在一个平面上，此平面即波浪散热片宽度的两个侧面各设有一块金属板与方波或弧形的顶部贴合固定；波浪散热片的面是垂直于水平面的；波浪散热片在高度上均匀间隔分布2-10对所述通热媒的金属管；

设有散热翅片，散热翅片的面垂直于水平面，散热翅片上均匀设有孔并穿过通热媒的金属管，散热翅片在波浪散热片内外均匀分布；

所述波浪散热片在热交换器长度方向的两端部设有金属板；

波浪散热片的厚度为0.35-1.5mm，两个侧面各设有的金属板与端部的金属板是一块整板折叠或侧面金属板与端部的金属板固定成一框架；

波浪散热片两个侧面金属板与方波或弧形的顶部贴合固定方式是铆接或钎焊。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征是，所述散热翅片的横截面形状采用直线形、水波纹形或者锯齿形。

3.根据权利要求1所述的热交换器，其特征是，所述散热翅片的厚度为 0.1-0.4mm，各相邻散热翅片之间的距离为 1-30mm。

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