CN212158280U - 翅片管式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种翅片管式换热器，所述翅片管式换热器包括多个换热管和多个翅片，每个所述翅片上具有多个管孔，多个所述翅片沿所述翅片的厚度方向间隔布置，多个所述换热管分别穿设在每个翅片的多个所述管孔内，相邻所述换热管在所述翅片的纵向上的间距为St，相邻所述翅片在所述翅片的厚度方向上的间距为Fp，其中16毫米≤St≤18毫米,1.1毫米≤Fp＜1.3毫米。本实用新型的翅片管式换热器兼顾考虑了换热性能、成本、结构尺寸以及加工的便利性。

Description

翅片管式换热器

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，具体地，涉及翅片管式换热器。

背景技术

翅片管式换热器广泛应用于空调等设备中，翅片管式换热器主要由多列翅片和穿过翅片的多排铜管构成，铜管内为制冷剂侧，铜管外为空气侧，风穿过翅片管式换热器外部，从而与制冷剂侧进行热交换。

换热性能是翅片管式换热器的重要性能指标，相关技术中，提出了多种提高换热性能的翅片管式换热器设计，但也都存在各自的问题，存在改进的需求。

实用新型内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

相关技术中，为了提高翅片管式换热器的换热性能，通常增加铜管的排数，例如铜管可以增加到两排、三排或四排。本行业内，现有翅片管式换热器的换热管通常为直径为7毫米左右的U形铜管，铜管之间的间距均大于21毫米。然而，通过增加铜管提高换热性能，由于铜管价格昂贵，导致换热器成本高，因此，在保证换热性能的前提下如何减低成本也是翅片管式换热器设计中遇到的问题和需要考虑的重要因素。

另外，发明人认识到，通过增加翅片的列数，即减小翅片的间距，也可以提高空气侧翅片的换热面积，本行业内，现有翅片管式换热器的翅片间距有两种规格，1.3毫米和1.5毫米。然而，减小翅片间距增加翅片列数，空气侧阻力也相应增加，压降增大，对空气侧传热不利。

另外，通过增加翅片的宽度也可以增加空气侧的传热，本行业内，现有翅片管式换热器的翅片宽度为大约14毫米，然而，发明人发现，增大翅片宽度一方面增大了翅片管式换热器的尺寸，而且翅片越宽，由于导热需要距离，翅片的热效率越低，同时阻力也会上升，材料成本增加，因此，翅片宽度的增加存在限制。

另外，发明人认识到，增加翅片的宽度后，可以增加翅片上的桥缝的数量，传热面积增加外，同时增强了翅片对空气的扰动，提高了对流传热强度。

本申请在综合考虑发明人对上述事实和问题的认识提出一种翅片管式换热器，该翅片管式换热器兼顾考虑了换热性能、成本、结构尺寸以及加工的便利性。

根据本实用新型的实施例的翅片管式换热器包括：多个换热管和多个翅片，每个所述翅片上具有多个管孔，多个所述翅片沿所述翅片的厚度方向间隔布置，多个所述换热管分别穿设在每个翅片的多个所述管孔内，相邻所述换热管在所述翅片的纵向上的间距为St，相邻所述翅片在所述翅片的厚度方向上的间距为Fp，其中16毫米≤St≤18毫米,1.1毫米≤Fp＜1.3毫米。

根据本实用新型的实施例的翅片管式换热器，通过将相邻换热管的中心在翅片的纵向上的间距在16mm(包含)和18mm(包含)之间且将相邻翅片在翅片的厚度方向上的间距限定在1.1mm(包含)和1.3mm(不包含)之间，兼顾考虑了换热性能、成本、结构尺寸以及加工的便利性，可以实现翅片管式换热器结构紧凑、成本低的同时，提高换热性能。

在一些实施例中，所述翅片在其横向上的宽度为W，其中18毫米≤W≤22毫米。

在一些实施例中，所述翅片上设有桥缝。

在一些实施例中，所述换热管在翅片的横向上的排数不大于3排。

在一些实施例中，所述换热管为U形铜管，所述铜管的直径为7毫米。

在一些实施例中，所述翅片具有在该翅片的横向上彼此相对的第一纵向边和第二纵向边，所述第一纵向边和所述第二纵向边之间的距离沿所述纵向不变或从所述翅片在其纵向上的中间朝向两端逐渐减小。

在一些实施例中，所述翅片具有在该翅片的横向上彼此相对的第一纵向边和第二纵向边，所述第一纵向边和所述第二纵向边为V形或圆弧形。

在一些实施例中，所述翅片具有在该翅片的横向上彼此相对的第一纵向边和第二纵向边，所述第一纵向边和所述第二纵向边中的每一个均包括第一直线段、第二直线段和连接在第一直线段与所述第二直线段之间的弧形段。

在一些实施例中，所述第一纵向边的弧形段与所述第二纵向边的弧形段之间的距离大于所述第一纵向边的第一直线段与所述第二纵向边的第一直线段之间的距离以及所述第一纵向边的第二直线段与所述第二纵向边的第二直线段之间的距离。

附图说明

图1是根据本实用新型的一个实施例的翅片管式换热器的结构示意图。

图2是图1中翅片管式换热器的部分主视图。

图3是图2中翅片管式换热器的部分侧视图。

图4是根据本实用新型的另一个实施例的翅片管式换热器。

图5是根据本实用新型的再一个实施例的翅片管式换热器。

附图标记：

换热管1，翅片2，管孔201，第一纵向边21，第二纵向边22。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

如图1-3所示，根据本实用新型的实施例的翅片管式换热器包括多个换热管1和多个翅片2。每个翅片2上具有多个管孔201，如图1-3所示，每个翅片2上具有多个间隔布置的管孔201，每个管孔201沿该翅片2的厚度方向贯穿该翅片2。

多个翅片2沿翅片2的厚度方向间隔布置，如图3所示，多个翅片2沿翅片2的厚度方向依次布置且相邻翅片2之间间隔布置。

多个换热管1分别穿设在每个翅片2的多个管孔201内。换言之，每个换热管1沿其长度方向通过管孔201贯穿在多个翅片2上。

相邻换热管1在翅片2的纵向上的间距为St，相邻翅片2在翅片2的厚度方向上的间距为Fp。这里需要说明的是，相邻换热管1在翅片2的纵向上的间距为，相邻换热管1的中心在翅片2的纵向上的间距。

其中16毫米≤St≤18毫米,1.1毫米≤Fp＜1.3毫米。换言之，相邻换热管1的中心在翅片2的纵向上的间距St在16mm(包含)和18mm(包含)之间，且相邻翅片2在翅片2的厚度方向上的间距Fp在1.1mm(包含)和1.3mm(不包含)之间。

其中通过将相邻换热管1的中心在翅片2的纵向上的间距St在16mm(包含)和18mm(包含)之间，相邻换热管1的中心在翅片2的纵向上的间距相对于现有技术减小，相同换热器高度(与翅片的纵向尺寸一致)下，本实用新型的翅片管式换热器中每排可以放置更多的换热管1，换热管1的排数减少，相比现有技术中，在满足同样换热性能的前提下，换热管1的总数减少，且翅片管式换热器可以更加紧凑。

此外，发明人认识到，为了降低翅片管式换热器的成本，可适当减少翅片管式换热器中换热管的数量，然而直接减少换热管的数量容易减少翅片管式换热器的总热阻，影响换热性能。

为此，发明人经研究发现，翅片管式换热器的总热阻为：

R＝1/(h_iA_i)+δ/λ+1/(h_oA_o)，

其中h_i,h_o分别为室内、室外侧的传热系数，A_i为管内侧传热面积，A_o为管外侧翅片的传热面积，δ为管壁厚度，λ为铜壁导热系数。其中管壁面热阻占比较小，可以忽略不计，由此翅片管式换热器的总热阻可以简单看成管外翅片热阻和管内热阻的叠加。

在保证总热阻不变的情况下，若减少换热器中换热管的数量，需要增加管外的h_oA_o值补偿管内的热阻。而相邻翅片2在翅片2厚度方向上的间距Fp直接影响空气侧传热量，本实用新型中通过将相邻翅片2在翅片2的厚度方向上的间距Fp限定在1.1mm(包含)和1.3mm(不包含)之间，相邻翅片2在翅片2的厚度方向上的间距Fp相对于现有技术减小，翅片2的数目可以更多，从而能够增加翅片2的传热面积，提高翅片管式换热器的空气侧传热量，即可以增加管外的h_oA_o值，保证总热阻不变，从而保证或者提高换热性能。

因此，将相邻换热管1的中心在翅片2的纵向上的间距St在16mm(包含)和18mm(包含)之间且将相邻翅片2在翅片2的厚度方向上的间距Fp限定在1.1mm(包含)和1.3mm(不包含)之间，兼顾考虑了换热性能、成本、结构尺寸以及加工的便利性，可以实现翅片管式换热器结构紧凑、成本低的同时，保证或者提高换热性能。

在一些实施例中，翅片2在其横向上的宽度为W，其中18毫米≤W≤22毫米。换言之，翅片2在其横向上的宽度W在18mm(包含)和22mm(包含)之间。本实施例的翅片管式换热器，通过将翅片2在其横向上的宽度W在18mm(包含)和22mm(包含)之间，翅片2在其横向上的宽度W相对于现有技术增大，可以提高空气侧热量，增加了管外的h_oA_o值，进一步保证了翅片管式换热器的总热阻，提高了换热性能。

在一些实施例中，如图1所示，换热管1在翅片2的横向上的排数不大于3排。换言之，多个换热管1在翅片2的横向上布置成多排，每一排中的换热管1沿翅片2的纵向间隔布置，其中换热管1在翅片2的横向上的排数小于或等于3排，该排数相对于现有技术减少，由于在翅片2的纵向上布置更多的换热管1且在翅片2的纵向上的排数适当减少可以减少换热器中换热管1的数量，从而降低成本。

在一些实施例中，如图4所示，换热管1为U形铜管。U形铜管包括彼此相连且间隔布置的第一段和第二段，U形铜管的第一段依次穿过多个翅片2的一个管孔201，U形铜管的第二段依次穿过多个翅片2的另一个管孔201。具体地，U形铜管的公称直径Do为7毫米。可以理解的是，U形铜管的直径尺寸本申请并不限于此。此外，换热管1的形状本申请也并不限于此。

在一些具体地实施例中，如图1、3和4所示所示，多个翅片2沿翅片2的厚度方向均匀间隔布置。换言之，多个翅片2中每相邻两个翅片2在其厚度方向上的间距Fp相同。

在一些实施例中，翅片2上设有桥缝。通过在翅片2上设置桥缝(未示出)，可以增加传热面积，同时增强了翅片2对空气的扰动，提高了对流传热强度。

进一步地，桥缝具有多个，多个桥缝间隔布置。其中在相对较宽的翅片2上可以设置更多的桥缝，进一步增加传热面积，增强翅片2对空气的扰动，提高对流传热强度。

在一些实施例中，翅片2具有在该翅片2的横向上彼此相对的第一纵向边21和第二纵向边22，第一纵向边21和第二纵向边22在翅片2的横向上的距离沿纵向不变或从翅片2在其纵向上的中间朝向两端逐渐减小。

换言之，在一些实施例中，翅片2的宽度沿翅片2的纵向保持不变，如图2所示，翅片2大体为矩形，以提高翅片管式换热器的空气侧传热系统，提高换热性能；在另一些实施例中，翅片2在横向上的宽度W从其纵向上的中间向两端逐渐减小。换言之，在该另一些实施例中，翅片2沿其纵向包括中间部分和其余部分，翅片2的中间部分在横向上的宽度大于翅片2的其余部分在横向上的宽度，且翅片2的其余部分在横向上的宽度沿朝向翅片2在其纵向上的端部的方向逐渐减小。由此以上形状的翅片2，也可以提高翅片管式换热器的空气侧传热系统，提高换热性能。

在一些实施例中，翅片2具有在该翅片2的横向上彼此相对的第一纵向边21和第二纵向边22。翅片2的第一纵向边21和第二纵向边22均为V形，如图5所示；或者，第一纵向边21和第二纵向边22均为圆弧形。通过将翅片2的第一纵向边21和第二纵向边22设计成V形或圆环形，可以提高翅片管式换热器的空气侧传热系统，提高换热性能。

在一些实施例中，翅片2具有在该翅片2的横向上彼此相对的第一纵向边21和第二纵向边22，翅片2的第一纵向边21和第二纵向边22中的每一个均包括第一直线段211、第二直线段212和连接在第一直线段211与第二直线段212之间的弧形段213。如图5所示，翅片2的第一纵向边21沿其长度方向包括依次相连的第一直线段211、弧形段213和第二直线段212，翅片2的第二纵向边22沿其长度方向也包括依次相连的第一直线段211、弧形段213和第二直线段212。通过将翅片2的第一纵向边21和第二纵向边22设计成上述形状，也可以提高翅片管式换热器的空气侧传热系统，提高换热性能。

具体地，第一纵向边21的第一直线段211与第二纵向边22的第一直线段211在翅片2的横向上相对布置，第一纵向边21的第二直线段212与第二纵向边22的第二直线段212在翅片2的横向上相对布置，第一纵向边21的弧形段213与第二纵向边22的弧形段213在翅片2的横向上相对布置。

在一些具体地实施例中，第一纵向边21的弧形段213与第二纵向边22的弧形段213之间的距离大于第一纵向边21的第一直线段211与第二纵向边22的第一直线段211之间的距离以及第一纵向边21的第二直线段212与第二纵向边22的第二直线段212之间的距离。

换言之，第一纵向边21的弧形段213与第二纵向边22的弧形段213之间的距离大于第一纵向边21的第一直线段211与第二纵向边22的第一直线段211之间的距离，且第一纵向边21的弧形段213与第二纵向边22的弧形段213之间的距离大于第一纵向边21的第二直线段212与第二纵向边22的第二直线段212之间的距离。

下面参考附图1-3描述根据本实用新型具体实施例的翅片管式换热器。

如图1-3所示，根据本实用新型实施例的翅片管式换热器包括多个换热管1和多个翅片2。多个换热管1在翅片2的横向上布置成多排，每一排中的换热管1沿翅片2的纵向间隔布置，其中换热管1在翅片2的横向上的排数小于或等于3排。具体地，换热管1为直铜管，且直铜管的公称直径为7毫米。

每个翅片2上具有多个间隔布置的管孔201，管孔201沿翅片2的厚度方向贯穿翅片2。每个翅片2上还设有多个间隔布置的桥缝，增加传热面积，同时增强了翅片2对空气的扰动，提高了对流传热强度。

多个翅片2沿翅片2的厚度方向均匀间隔布置，每个换热管1沿其长度方向通过管孔201贯穿在多个翅片2上。翅片2具有在该翅片2的横向上彼此相对的第一纵向边21和第二纵向边22，第一纵向边21和第二纵向边22在翅片2的横向上的距离沿纵向不变。

相邻换热管1在翅片2的纵向上的间距为St，相邻翅片2在翅片2的厚度方向上的间距为Fp，翅片2在其横向上的宽度为W，其中16毫米≤St≤18毫米,1.1毫米≤Fp＜1.3毫米，18毫米≤W≤22毫米。

下面参考图4描述根据本实用新型另一个实施例的翅片管式换热器。如图4所示，根据本实用新型实施例的翅片管式换热器包括多个换热管1和多个翅片2。

换热管1为U形铜管，且U形铜管的公称直径为7毫米。

图4所示的翅片管式换热器的其他结构和操作可以与图1-3所示实施例相同，这里不再详细描述。

下面参考图5描述根据本实用新型另一个实施例的翅片管式换热器。如图5所示，根据本实用新型实施例的翅片管式换热器包括多个换热管1和多个翅片2。

翅片2具有在该翅片2的横向上彼此相对的第一纵向边21和第二纵向边22，翅片2的第一纵向边21和第二纵向边22均为V形。具体地，翅片2的第一纵向边21和第二纵向边22中的每一个均包括第一直线段211、第二直线段212和连接在第一直线段211与第二直线段212之间的弧形段213。

其中第一纵向边21的第一直线段211与第二纵向边22的第一直线段211在翅片2的横向上相对布置，第一纵向边21的第二直线段212与第二纵向边22的第二直线段212在翅片2的横向上相对布置，第一纵向边21的弧形段213与第二纵向边22的弧形段213在翅片2的横向上相对布置，且第一纵向边21的弧形段213与第二纵向边22的弧形段213之间的距离大于第一纵向边21的第一直线段211与第二纵向边22的第一直线段211之间的距离，第一纵向边21的弧形段213与第二纵向边22的弧形段213之间的距离大于第一纵向边21的第二直线段212与第二纵向边22的第二直线段212之间的距离。

图5所示的翅片管式换热器的其他结构和操作可以与图1-3所示实施例相同，这里不再详细描述。

在本申请中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种翅片管式换热器，其特征在于，包括：多个换热管和多个翅片，每个所述翅片上具有多个管孔，多个所述翅片沿所述翅片的厚度方向间隔布置，多个所述换热管分别穿设在每个翅片的多个所述管孔内，相邻所述换热管在所述翅片的纵向上的间距为St，相邻所述翅片在所述翅片的厚度方向上的间距为Fp，其中16毫米≤St≤18毫米,1.1毫米≤Fp＜1.3毫米。

2.根据权利要求1所述的翅片管式换热器，其特征在于，所述翅片在其横向上的宽度为W，其中18毫米≤W≤22毫米。

3.根据权利要求1所述的翅片管式换热器，其特征在于，所述翅片上设有桥缝。

4.根据权利要求1所述的翅片管式换热器，其特征在于，所述换热管在翅片的横向上的排数不大于3排。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的翅片管式换热器，其特征在于，所述换热管为U形铜管，所述铜管的直径为7毫米。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的翅片管式换热器，其特征在于，所述翅片具有在该翅片的横向上彼此相对的第一纵向边和第二纵向边，所述第一纵向边和所述第二纵向边之间的距离沿所述纵向不变或从所述翅片在其纵向上的中间朝向两端逐渐减小。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的翅片管式换热器，其特征在于，所述翅片具有在该翅片的横向上彼此相对的第一纵向边和第二纵向边，所述第一纵向边和所述第二纵向边为V形或圆弧形。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的翅片管式换热器，其特征在于，所述翅片具有在该翅片的横向上彼此相对的第一纵向边和第二纵向边，所述第一纵向边和所述第二纵向边中的每一个均包括第一直线段、第二直线段和连接在第一直线段与所述第二直线段之间的弧形段。

9.根据权利要求8所述的翅片管式换热器，其特征在于，所述第一纵向边的弧形段与所述第二纵向边的弧形段之间的距离大于所述第一纵向边的第一直线段与所述第二纵向边的第一直线段之间的距离以及所述第一纵向边的第二直线段与所述第二纵向边的第二直线段之间的距离。

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