CN213120241U - 换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换热器。该换热器包括换热翅片和换热管，换热翅片上设置有管孔；换热管穿设于管孔内，且在由换热翅片的主表面所在平面形成的参考截面上，换热管的外形与管孔的形状一致；其中，换热翅片包括彼此间隔的迎风侧轮廓线和背风侧轮廓线，靠近背风侧轮廓线的至少部分管孔的孔径大于靠近迎风侧轮廓线的至少部分管孔的孔径。通过上述方式，可以更好的适应换热介质在蒸发或冷凝过程中比容变化和压力变化，保证换热介质无论在液态，两相态和气态都能处在一个换热系数高的状态，且能有效降低换热介质的流动阻力，从而提高换热器的换热能力和空调的能效。

Description

换热器

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，具体涉及一种换热器。

背景技术

目前，在空调装置中，多采用基于换热翅片的换热器来实现换热功能。具体来说，将换热管穿设于间隔排布的多个换热翅片，以换热管作为换热介质的流动通道，并以换热翅片之间的间隙作为气流通道，使得风机产生的气流在该气流通道的流动过程中，与换热介质间进行换热。

换热介质在换热管内蒸发或者冷凝时会发生相变，气相和液相体积比例会逐渐变化，而气相和液相比容相差20～30倍，使得相变前后换热介质在同一管径的换热管内的流速发生较大变化，进而影响换热介质在换热管内的换热和流动阻力。

实用新型内容

本实用新型提供一种换热器，以提升换热管的换热性能并降低换热介质的流动阻力。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种换热器，换热器包括换热翅片和换热管，换热翅片上设置有管孔；换热管穿设于管孔内，且在由换热翅片的主表面所在平面形成的参考截面上，换热管的外形与管孔的形状一致；其中，换热翅片包括彼此间隔的迎风侧轮廓线和背风侧轮廓线，靠近背风侧轮廓线的至少部分管孔的孔径大于靠近迎风侧轮廓线的至少部分管孔的孔径。

通过上述方式，通过设置靠近背风侧轮廓线的至少部分管孔的孔径大于靠近迎风侧轮廓线的至少部分管孔的孔径，可以更好的适应换热介质在蒸发或冷凝过程中比容变化和压力变化，保证换热介质无论在液态，两相态和气态都能处在一个换热系数高的状态，且能有效降低换热介质的流动阻力，从而提高换热器的换热能力和空调的能效。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是根据本实用新型一实施例的风管式空调装置的截面示意图；

图2是根据本实用新型一实施例的换热翅片的侧视图；

图3是根据本实用新型另一实施例的换热翅片的侧视图；

图4是根据本实用新型一实施例的换热器的截面示意图；

图5是根据本实用新型另一实施例的换热器的截面示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。

请参阅图1和图2，图1是本申请一实施例中的风管式空调装置的截面示意图，图2是根据本实用新型一实施例的换热翅片的侧视图。如图1所示，本实施例的风管式空调装置主要包括壳体10、风机组件20 以及换热器30。壳体10用于形成一容置腔11，换热器30设置于容置腔11内。在本实施例中，换热器30包括彼此间隔设置的多个换热翅片 31以及穿设于换热翅片31上的换热管32。由于图1所示的截面为由换热翅片31的主表面所在平面形成的参考截面，因此在图1中仅显示一个换热翅片31，其余的换热翅片31沿图1所在纸面的垂直方向与图1 所示的换热翅片31间隔排列。换热翅片31一般由片材冲压成型，换热翅片31的主表面为沿换热翅片31的厚度方向彼此间隔设置且表面积最大的两侧表面。

风机组件20包括蜗壳21以及设置于蜗壳21内的风机22，风机20 产生的气流在蜗壳21的作用下经蜗壳21的出风口211流入容置腔11，并吹扫于换热器30上。换热管32中流动的换热介质通过换热管32和换热翅片31与流经换热器30的气流进行换热，进而根据需要对流经换热器30的气流进行冷却或加热。经换热器30换热后的气流进一步经壳体10的出风口101流出。

参阅图2，下文将对图1和图2所示的月形换热翅片的具体形状进行详细描述。

在本实施例中，图1和图2所示的换热翅片31包括第一侧轮廓线 311、第二侧轮廓线312以及两个端部轮廓线314和315。

在本申请中，轮廓线是指用于定义换热翅片31的外形轮廓的具有预定线型的两条或多条轮廓线条的组合。第一侧轮廓线311和第二侧轮廓线312是指在换热翅片31工作时沿来风方向D3间隔设置的两条轮廓线条。第一侧轮廓线311和第二侧轮廓线312中的一个作为迎风侧轮廓线，另一个作为背风侧轮廓线。进一步，迎风侧轮廓线是指第一侧轮廓线311和第二侧轮廓线312中朝向来风方向D3一侧的侧轮廓线，背风侧轮廓线是指第一侧轮廓线311和第二侧轮廓线312中的背离来风方向 D3一侧的侧轮廓线。在本实施例中，第二侧轮廓线312作为迎风侧轮廓线，第一侧轮廓线311作为背风侧轮廓线。在其他实施例中，可以以第一侧轮廓线311作为迎风侧轮廓线，第二侧轮廓线312作为背风侧轮廓线。

端部轮廓线314和315是指用于连接第一侧轮廓线311和第二侧轮廓线312的相邻末端的轮廓线条。值得注意的是，当换热翅片31的边缘由于工艺或安装需要形成有缺口时，该缺口处的轮廓线应该理解为由缺口两侧的轮廓线过渡形成。此外，当端部轮廓线314和315与第一侧轮廓线311和/或第二侧轮廓线312的连接处存在切角时，切角处的轮廓线条应看作是端部轮廓线314和315的一部分。

在本实施例中，第二侧轮廓线312向朝向第一侧轮廓线311的方向弯曲设置，第一侧轮廓线311向背离第二侧轮廓线312的方向弯曲设置，并且换热翅片31的翅片宽度在从换热翅片31的中部区域到中部区域两侧的端部区域的方向上逐渐变小，进而使得换热翅片31整体呈月形设置。一般来说，气流所形成的风场包括位于中部的高流速区和位于高流速区两侧的低流速区。通过将换热翅片31的翅片宽度设置成在从换热翅片31的中部区域到中部区域两侧的端部区域的方向上逐渐变小，使得高流速区对应于翅片宽度较大的中部区域，而低流速区对应于翅片宽度较小的端部区域，可以使得换热翅片31的中部区域和端部区域的换热更加均匀，提高整体换热性能。

值得注意的是，在本申请中所提到的“逐渐减小”和“逐渐增大”等描述是指整体变化趋势，可以是连续变化，也可以是分段变化。例如，上文提到的“翅片宽度逐渐变小”可以包括部分的翅片宽度恒定区，即分段减小。

在本申请中，在第一侧轮廓线311上选取一参考点，该参考点的法线(切线的垂线)相交于第二侧轮廓线312，并形成一交点，则该参考点和该交点之间的直线距离为该参考点处的翅片宽度，例如图2中所示的W_max、W1、W2等。值得注意的是，当该参考点所处轮廓线的线型为直线时，则该参考点的法线即为该直线的垂线。

进一步，翅片宽度最大处的上述参考点和交点的连线的长度即为峰值宽度W_max，上述参考点和交点的连线所在直线即为峰值宽度所在直线 l3。值得注意的是，当第一侧轮廓线311和第二侧轮廓线312呈弯曲形状时，峰值宽度所在直线l3一般为第一侧轮廓线311和第二侧轮廓线 312的顶点之间的连线所在的直线。当翅片宽度最大的连线有多条时，选取最中部的连线所在的直线作为峰值宽度所在直线l3。

在本实施例中，第一侧轮廓线311和第二侧轮廓线312进一步设置成平移重合。具体地，当将第一侧轮廓线311沿峰值宽度所在直线l3向第二侧轮廓线312平移峰值宽度W_max后，第一侧轮廓线311所形成的平移曲线311'与第二侧轮廓线312的至少部分区域重合。在一具体实施方式中，平移曲线311'与第二侧轮廓线312的重合部分的长度占第一侧轮廓线311的总长度的比例大于或等于90％。换热翅片31一般是由片材冲压裁切形成，通过上述方式可以减少加工过程中废料，降低生产成本。

进一步，端部轮廓线314、315包括与换热翅片31的峰值宽度所在直线平行l3平行的直线段。在冲压过程中，峰值宽度所在直线l3一般沿片材的长度方向设置，通过上述方式可以使得端部轮廓线314、315 的部分区域与片材的边缘平齐，以进一步减少废料。

如图2所示，换热翅片31的形状表征参数还包括整体高度、整体宽度和侧轮廓线张角。整体高度是指换热翅片31在垂直于峰值宽度所在直线l3且垂直于换热翅片31的主表面的参考平面P1上的投影尺寸 H1。整体宽度是指换热翅片31在平行峰值宽度所在直线l3且垂直于换热翅片的主表面的参考平面P2上的投影尺寸H2。侧轮廓线与峰值宽度所在直线l3形成有交点，侧轮廓线张角是指侧轮廓线的两个末端与该交点的连线之间的夹角，例如在图2中，第一侧轮廓线311的张角为α1。

本申请将结合后续附图进一步在上文描述的换热翅片31的整体形状的基础上对换热翅片31进行以下几个方面的优化：

1.侧轮廓线张角

在整体高度H1和峰值宽度W_max相同的情况下，第一侧轮廓线311 的张角α1决定了换热翅片31沿峰值宽度所在直线l3的纵深，即换热翅片31的整体宽度H2。若第一侧轮廓线311的张角α1过大，则换热翅片31的纵深相对较小，进而换热翅片31的主表面的面积相对较小，换热翅片31的整体换热性能变差。若第一侧轮廓线311的张角α1过小，则换热翅片31的末端的气流顺畅度不足，导致换热翅片31的末端的换热性能变差。

为了实现整体换热性能和末端气流顺畅度的平衡，在本实施例中，将第一侧轮廓线311的张角α1设置为80-135度。可选地，在一具体实施方式中，将第一侧轮廓线311的张角α1进一步设置为95-120度。在另一具体实施方式中，将第一侧轮廓线311的张角α1进一步设置为 100-110度。通过上述方式，不仅可以使得换热翅片31在最小空间内具有最大的换热面积，而且能够确保末端的气流顺畅度。

进一步，第一侧轮廓线311还具有一末端切线夹角。具体地，末端切线夹角是指第一侧轮廓线311两末端端点的切线之间的夹角α2。具体在图2中，为端点S4和S7的切线的夹角。值得注意的是，当末端端点位于直线段上时，其切线即为所在直线段的延长线。在整体高度H1 和峰值宽度W_max相同，且第一侧轮廓线311和第二侧轮廓线312平移重合的情况下，第一侧轮廓线311的末端切线夹角α2决定了换热翅片31 的末端的翅片宽度。若第一侧轮廓线311的末端切线夹角α2过大，则换热翅片31的末端的翅片宽度相对较大，无法实现与风场流速配合的效果，若第一侧轮廓线311的末端切线夹角α2过小，则换热翅片31的末端的翅片宽度相对较小，导致换热翅片31的末端的换热性能变差。

因此，在本实施例中，进一步将第一侧轮廓线311的末端切线夹角α2设置为60-120度，且第一侧轮廓线311的末端切线夹角α2小于第一侧轮廓线311的张角α1。进一步地，可以将第一侧轮廓线311的末端切线夹角α2与张角α1的比值设置为0.7-0.85。通过上述方式，可以使得第一侧轮廓线311的末端的翅片宽度既可以满足风场流速配合需求，又可以保证较高的换热性能。

进一步地，将第一侧轮廓线311设置成位于由末端切线夹角α2的顶点S8与第一侧轮廓线311的两末端端点S4、S7的连线以及张角α1 的顶点S1与第一侧轮廓线311的两末端端点S4、S7的连线所限定的区域内，并且第一侧轮廓线311的切线与换热翅片31的峰值宽度所在直线l3之间的夹角在从中部区域到端部区域的方向上逐渐减小。其中，第一侧轮廓线311的具体线型例如可以由弧线、直线段、椭圆曲线、圆弧线、样条曲线、摆线段等中的一种或者多种组合形成，且每种线条的数量可以为一个或者多个等。通过上述方式，可以使得第一侧轮廓线311 具有合理的弯折形状，并在与第二侧轮廓线312沿峰值宽度所在直线l3 平移重叠时获得合理的翅片宽度变化规律。值得注意的是，第一侧轮廓线311位于上述区域内包括第一侧轮廓线311与上述区域的边缘重合的情况。例如，在图2中，第一侧轮廓线311的直线段S3-S4、S6-S7和末端端点S4、S7与顶点S8的连线重合。

2.翅片宽度变化规律

如上文所描述的，换热翅片31的翅片宽度在从换热翅片31的中部区域到中部区域两侧的端部区域的方向上逐渐变小，进而与气流风场的高流速区和低流速区配合，提高换热翅片31的整体换热性能。然而，在从中部区域到端部区域的方向上，若换热翅片31的翅片宽度的变化幅度过小，则无法实现与风场流速配合的效果。若换热翅片31的翅片宽度的变化幅度过大，则换热翅片31的末端的翅片宽度相对较小，导致换热翅片31的末端的换热性能变差。

因此，本实施例中，进一步对换热翅片31的翅片宽度在从中部区域到端部区域的方向上的变化规律进行优化。具体来说，在第一侧轮廓线311上具有参考点E11和参考点E12，参考点E11到换热翅片31的峰值宽度所在直线l3的垂直距离为换热翅片31的整体高度H1的25％，参考点E12到换热翅片31的峰值宽度所在直线l3的垂直距离为换热翅片31的整体高度H1的45％。参考点E11处的翅片宽度W1与换热翅片 31的峰值宽度W_max的比值为0.64-0.96，参考点E12处的翅片宽度W2 与换热翅片31的峰值宽度W_max的比值为0.54-0.80，且参考点E12处的翅片宽度W2小于参考点E11处的翅片宽度W1。

可选地，在一具体实施方式中，参考点E11处的翅片宽度W1与换热翅片31的峰值宽度W_max的比值为0.75-0.85，参考点E12处的翅片宽度W2与换热翅片31的峰值宽度W_max的比值为0.60-0.70。

可选地，在一具体实施方式中，参考点E12处的翅片宽度W2与参考点E11处的翅片宽度W1的比值为0.70-0.90。

可选地，在一具体实施方式中，在第一侧轮廓线311上具有参考点E13，参考点E13到换热翅片31的峰值宽度所在直线l3的垂直距离为换热翅片31的整体高度H1的35％。参考点E13处的翅片宽度W3与换热翅片31的峰值宽度W_max的比值为0.60-0.89，且参考点E13处的翅片宽度W3小于参考点E11处的翅片宽度W1，并大于参考点E12处的翅片宽度W2。

可选地，在一具体实施方式中，参考点E13处的翅片宽度W3与参考点E11处的翅片宽度W1的比值为0.85-0.95，参考点E12处的翅片宽度W2与参考点E13处的翅片宽度W3的比值为0.85-0.95。

通过上述方式，可以使得换热翅片31的翅片宽度变化规律既可以满足风场流速配合需求，又可以保证换热翅片31的末端具有较高的换热性能。

可选地，在一具体实施方式中，换热翅片31的峰值宽度W_max的中垂线分别与第一侧轮廓线311形成交点E6和交点E7，交点E6和交点 E7的直线距离d6，即交点E6和交点E7到峰值宽度所在直线l3的垂直距离之和。直线距离d6与换热翅片31的整体高度H1的比值为0.46-0.56。通过上述方式可以确保换热翅片31的末端的气流顺畅度。

3.轮廓线型

请参阅图2，第一侧轮廓线311在换热翅片31的峰值宽度所在直线 l3两侧分别采用在从换热翅片31的中部区域到端部区域的方向上顺次连接的至少两个弧段加至少一直线段的线型组合方式。其中，该至少两个弧段的曲率半径在从中部区域到端部区域的方向上逐渐增大。

具体来说，在本实施例中，第一侧轮廓线311位于峰值宽度所在直线l3上侧的上半部分包括在从中部区域到端部区域的方向上顺次连接的弧段S1-S2、弧段S2-S3和直线段S3-S4。第一侧轮廓线311位于峰值宽度所在直线l3下侧的下半部分包括在从中部区域到端部区域的方向上顺次连接的弧段S1-S5、弧段S5-S6和直线段S6-S7。其中，弧段S2-S3 的曲率半径大于弧段S1-S2的曲率半径，弧段S5-S6的曲率半径大于弧段S1-S5的曲率半径。值得注意的是，本申请提的“顺次连接”包括直接连接或通过其他线条进行过渡连接。

通过上述方式，通过弧段S1-S2和弧段S2-S3的顺次连接以及弧段 S1-S5和弧段S5-S6的顺次连接，使得第一侧轮廓线311具有较大的弯曲程度，确保换热翅片31沿峰值宽度所在直线l3的纵深，同时通过直线段S3-S4和直线段S6-S7，使得第一侧轮廓线311的末端切线夹角α2 不会过小，确保换热翅片31的末端的换热性能。

进一步，在本实施例中，峰值宽度所在直线l3上侧的弧段S1-S2、弧段S2-S3和直线段S3-S4与峰值宽度所在直线l3下侧的弧段S1-S5、弧段S5-S6和直线段S6-S7以峰值宽度所在直线l3为对称轴呈轴对称设置。在其他实施例中，也可以采取非对称设置。此外，在其他实施例中，弧段和直线段的数量可以根据需要进行改变，不限于图2中所示的数量。

在本实施例中，在从中部区域到端部区域的方向上，弧段S1-S2和弧段S2-S3、弧段S1-S5和弧段S2-S4的切线与峰值宽度所在直线l3之间的夹角逐渐变小，由此确保第一侧轮廓线311向背离第二侧轮廓线312 的方向弯曲，同时便于冷凝水排出。

进一步，弧段S1-S2的曲率半径与弧段S2-S3的曲率半径的比值以及弧段S1-S5的曲率半径与弧段S5-S6的曲率半径的比值为0.24-0.29，并且弧段S1-S2的弧长与弧段S2-S3的弧长的比值以及弧段S1-S5的弧长与弧段S5-S6的弧长的比值为1.1-1.35，进而对换热翅片31的纵深和末端切线夹角α2进行优化。

进一步，弧段S1-S2、S2-S3、S1-S5、S5-S6为圆弧，弧段S1-S2和 S1-S5直接连接，且共圆设置，以便于管孔排布。

进一步，弧段S2-S3与弧段S1-S2和直线段S3-S4直接连接，并在连接点位置与弧段S1-S2和直线段S3-S4相切，弧段S5-S6与弧段S1-S5 和直线段S6-S7直接连接，并在连接点位置与弧段S1-S5和直线段S6-S7 相切。通过上述方式，可保证第一侧轮廓线311的连续性，便于冲压裁切。

进一步，第二侧轮廓线312位于峰值宽度所在直线l3上侧的上半部分包括在从中部区域到端部区域的方向上顺次连接的弧段S1'-S2'、弧段 S2'-S3'和直线段S3'-S4'。第二侧轮廓线312位于峰值宽度所在直线l3下侧的下半部分包括在从中部区域到端部区域的方向上顺次连接的弧段 S1'-S5'、弧段S5'-S6'和直线段S6'-S7'。

在将第一侧轮廓线311沿峰值宽度所在直线l3进行平移后，第一侧轮廓线311的弧段S1-S2、S2-S3、S1-S5、S5-S6能够分别与第二侧轮廓线312上的弧段S1'-S2'、S2'-S3'、S1'-S5'、S5'-S6'，且第一侧轮廓线上的直线段S3-S4、S6-S7能够分别与第二侧轮廓线上的直线段S3'-S4'、 S6'-S7'至少部分重合，以使得材料的利用率最大，进而节省材料，降低生产成本。

可选地，在一具体实施方式中，第二侧轮廓线上的直线段S3'-S4'、 S6'-S7'分别与对应侧的端部轮廓线之间形成有切角，如此，使得换热翅片31在边角的位置处不容易出现倒片，而影响换热效果，也可以避免在换热器30组装的过程中产生划伤。

进一步，在本实施例中，参考点E11位于第一侧轮廓线311的弧段 S2-S3上，参考点E12位于第一侧轮廓线311的直线段S3-S4上，参考点E13位于第一侧轮廓线311的直线段S3-S4上，参考点E11处的翅片宽度所在直线与第二侧轮廓线312的交点位于第二侧轮廓线312的弧段 S1'-S2'上，参考点E12处的翅片宽度所在直线与第二侧轮廓线的交点位于第二侧轮廓线312的直线段S3'-S4'上，参考点E13处的翅片宽度所在直线与第二侧轮廓线312的交点位于第二侧轮廓线312的弧段S2'-S3' 上。通过上述方式，在使得换热翅片31的翅片宽度变化规律满足上述要求的同时，确保换热翅片31在峰值宽度所在直线l3上的纵深。

进一步，在本实施例中，换热翅片31的峰值宽度W_max的中垂线与第一侧轮廓线311形成的交点E6和交点E7分别位于第一侧轮廓线311 的弧段S2-S3以及S5-S6，进而确保换热翅片31的末端的气流顺畅度。

进一步比对本实施例的换热翅片31和对比例换热翅片，在换热器 30背离风机22一侧后的流速分布。其中，对比例换热翅片采用的是三圆弧式的，其在峰值宽度所在直线两侧分别包括在从中部区域到端部区域的方向上顺次连接的三段式圆弧，且圆弧的曲率半径逐渐变大。由此，对比例换热翅片的背风侧轮廓的张角、末端切线夹角以及末端的翅片宽度分别小于本实施例。从流速分布的对比结果可以发现，本实施例的换热翅片31在背离风机22一侧的位于中部区域的低风速区的面积明显小于对比例的换热翅片，流速均匀性得到明显改善，换热性能得到明显提升。

4.管孔排布

请参阅图3，图3在图2所示的换热翅片31的基础上进一步显示了管孔316，以使得换热管32能够穿设在换热翅片31上。

如图3所示，换热翅片31上的管孔316成排设置。具体来说，在本实施例中，每排管孔316沿第一侧轮廓线311或第二侧轮廓线312沿峰值宽度所在直线l3平移后形成的排列曲线间隔排列，且每排管孔316 中的各管孔316的中心到对应的排列曲线的最短距离与管孔316的半径的比值小于或等于1.5。

进一步地，每排管孔316中的各管孔316的中心到对应的排列曲线的最短距离之和小于每排管孔316中的各管孔316的中心到第一侧轮廓线311或第二侧轮廓线312经平移后形成的其他平移曲线的最短距离之和。

进一步地，不同排的管孔316沿与换热翅片31的峰值宽度所在直线l3平行形成的排列直线间隔设置。

通过上述方式，使得每排管孔316的走向与第一侧轮廓线311或第二侧轮廓线312的走向大致相同，以充分利用换热翅片31的表面空间，提高换热器30的整体换热性能。在其他实施例中，管孔316也可以采用其他排列方式。

在本实施例中，在第一侧轮廓线311和第二侧轮廓线312的间隔方向上，中部区域内的管孔316的排数大于端部区域内的管孔316的排数。具体来说，在图3中，中部区域内的管孔316的排数为三排，端部区域内的管孔316的排数为两排。在其他实施例中，还可以设置中部区域内的管孔316的排数为四排，端部区域内的管孔316的排数为两排，或者设置中部区域内的管孔316的排数为三排，端部区域内的管孔316的排数为一排，本申请对中部区域内的管孔316的排数和端部区域内的管孔316的排数不做具体限定。

进一步，在本实施例中，将管孔316的排数相对较高的中部区域的高度H3设置为换热翅片31的整体高度H1的25％-50％。

如图3所示，中部区域和端部区域的分界线为在靠近第一侧轮廓线 311的一排管孔316中，取彼此相邻的中部区域的管孔316和端部区域的管孔316，并将二者的管孔中心进行连线。进一步沿管孔中心连线的中点做平行于峰值宽度所在直线l3的平行线，进而在峰值宽度所在直线 l3的两侧获得两条平行线l5和l6。该平行线l5和l6即为中部区域和端部区域的分界线。该平行线l5和l6在垂直于峰值宽度所在直线l3的方向上的间隔距离H3即为中部区域的高度。

通过上述方式，将中部区域的管孔361的排数设置成大于端部区域的管孔361的排数，并将中部区域的高度H3与换热翅片31的整体高度 H1设置在合理的范围，能够使得换热翅片31更好地与风场的高流速区和低流速区匹配，以实现更好的换热效果。

可选地，在一具体实施方式中，可以将中部区域的高度H3设置为换热翅片31的整体高度H1的30％-45％。

进一步结合图2，可选地，在一具体实施方式中，中部区域的高度 H3与交点E6和交点E7的直线距离d6的比值设置为0.60-0.80，交点 E6和交点E7的直线距离d6与换热翅片31的整体高度H1的比值为 0.46-0.56。通过上述方式，可以在确保换热翅片31的气流顺畅度的同时，实现更好的换热效果。

进一步地，用于作为中部区域和端部区域的分界线的平行线l5和l6 与第一侧轮廓线311的交点E18、E19和第二侧轮廓线312的交点E20、 E21分别位于第一侧轮廓线311的弧段S2-S3、S5-S6和第二侧轮廓线 312的弧段S2'-S3'、S5'-S6'上，且平行线l5和l6与第一侧轮廓线31的交点E18位于参考点E11和交点E6靠近峰值宽度所在直线l3的一侧。由此充分利用曲率相对较大的弧段S1-S2对应的翅片区域作为换热翅片 31的中部区域，保证中部区域具有足够的翅片宽度。

进一步地，在本实施例中，将中部区域的翅片宽度设置为K1×n1 ×D，端部区域的翅片宽度设置为K2×n2×D。其中，n1和n2分别为中部区域和端部区域内的管孔316的排数，D为末端管孔排间距，K1 和K2是变化系数，取值范围在0.8-1.2。

末端管孔排间距D是指在靠近第一侧轮廓线311的一排管孔316中，选取最靠近端部轮廓线314或315的管孔316，过该管孔316的中心E14 做直线，该直线与第一侧轮廓线311和第二侧轮廓线312或者二者的延长线相较于交点E15和E16，直线为交点E15处的法线。当端部区域的管孔316排数为2排或2排以上时(图3所示为2排)，该直线进一步与相邻的一排管孔316的排列曲线或排列曲线的延长线相交于交点 E17。此时，末端管孔排间距D为所选取的管孔316的管孔中心E14与交点E17之间的直线距离。当端部区域的管孔316排数为1排时，末端管孔排间距D为交点E15和E16的直线距离。通过上述方式可以确保插入到管孔316中的每根换热管32均能够发挥出最佳的换热性能。

可选地，在一具体实施方式中，管孔316的半径与末端管孔排间距 D的比值为0.23-0.29，由此进一步确保每根换热管32均能够发挥出最佳的换热性能。

其中最靠近端部轮廓线314，315的管孔316的中心到端部轮廓线 314，315的最短距离H4为0.25×D-0.75×D，其中D为上述末端管孔排间距。

进一步地，在本实施例中，将最靠近端部轮廓线314、315的管孔 316的中心到端部轮廓线314、315的最短距离H4设置为末端管孔排间距D的0.4-0.6。通过上述方式，不仅便于充分发挥插入到最靠近端部轮廓线314、315的管孔316的换热管32的换热性能，而且可以避免在装配的过程中磕伤换热管32。

5.管径优化

请参阅图4-5，图4-5为上述描述的换热器30的两种变形的截面示意图。下面将结合图4-5对换热管32的管径进行以下几个方面的优化：

5.1不同管径组合

首先参阅图3，在上文描述的换热器30中，在由换热翅片31的主表面所在平面形成的参考截面上，换热管32的横截面形状和管孔316 的横截面形状均为圆形，且设于换热翅片31上的管孔316的管径基本一致，以使得换热管32与换热翅片31连接得更加紧密，便于传热。

由于换热管32中的换热介质在换热管32内蒸发或者冷凝时会发生相变，气相和液相体积比例会逐渐变化，而气相和液相比容相差20～30 倍，使得相变前后换热介质在相同管径的换热管32内的流速发生较大变化，进而影响换热介质在换热管32内的换热和流动阻力。

因此，在本实施例中，为了能更好的适应换热介质在蒸发或冷凝过程中比容变化和压力变化，保证换热介质无论在液态、两相态和气态都能处在一个换热系数高的状态，且能有效降低流动阻力，从而提高换热器30的换热能力和空调的能效，可以使用不同管径的换热管32组合，使得换热介质在蒸发或冷凝时依次流过这些不同管径的换热管32。

由于换热管32内的换热介质在换热管32内流动时，靠近迎风侧的换热管32首先接触气流，换热介质在气流的作用下逐渐蒸发，体积不断变化，故而，在本实施例中，可以设置靠近背风侧轮廓线(第一侧轮廓线311)的至少部分管孔316的孔径大于靠近迎风侧轮廓线(第二侧轮廓线312)的至少部分管孔316的孔径。此时，由于换热管32的外形与管孔316的形状一致，使得换热管32也产生相应的变化，以更好地适应换热介质在蒸发或冷凝过程中比容变化和压力变化，保证换热介质无论在液态，两相态和气态都能处在一个换热系数高的状态，且能有效降低换热介质的流动阻力，从而提高换热器30的换热能力和空调的能效。

具体来说，如上文所描述的，换热翅片31具有彼此间隔的第一侧轮廓线311和第二侧轮廓线312。其中，第二侧轮廓线312设置于换热翅片31朝向风机22一侧，作为迎风侧轮廓线，第一侧轮廓线311设置于换热翅片31背离风机22一侧，作为背风侧轮廓线。

可选地，在一具体实施方式中，在从迎风侧轮廓线到背风侧轮廓线的方向上，即在从第二侧轮廓线312到第一侧轮廓线311的方向上，可以设置管孔316的孔径逐渐增大。

例如，在一具体实施方式中，可以设置设于靠近背风侧轮廓线一侧的管孔316的孔径大于设于靠近迎风侧轮廓线一侧的管孔316的孔径。

具体来说，如上文所描述的，换热翅片31在沿迎风侧轮廓线和背风侧轮廓线的间隔方向上成排设置有至少两排管孔316，每排管孔316 沿第一侧轮廓线311或第二侧轮廓线312沿峰值宽度所在直线l3平移后形成的排列曲线间隔排列，不同排的管孔316沿与换热翅片31的峰值宽度所在直线l3平行形成的排列直线间隔设置。

故而，在一具体实施方式中，在沿同一排列直线设置的管孔316中，可以设置管孔316的孔径在从第二侧轮廓线312到第一侧轮廓线311的方向上逐渐增大。

例如，如图4所示，在从第二侧轮廓线312到第一侧轮廓线311的间隔方向上，设于中部区域内的管孔316的排数为三排，设于中部区域两端的端部区域内的管孔316的排数为两排。其中，靠近第二侧轮廓线 312的一排管孔316的孔径小于靠近第一侧轮廓线311的一排管孔316 的孔径，设置于两排管孔316之间的一排管孔316的孔径可以小于或者等于靠近第一侧轮廓线311的一排管孔316的孔径，以实现管孔316孔径的变化。

可选地，在一具体实施方式中，可以设置管孔316的孔径为4-7mm。

进一步地，可以设置靠近第二侧轮廓线312的一排管孔316的孔径为4mm-5mm，设置靠近第一侧轮廓线311的一排管孔316的孔径为 6.35-7mm。

可选地，在一具体实施方式中，可以设置相邻管孔316之间的孔心距为12mm-21mm。其中，相邻管孔316之间的孔心距指的是相邻的两个管孔316的管孔中心之间的距离。由此可以确保插入到管孔316中的每根换热管32均能够发挥出最佳的换热性能。可以理解地，当管孔316 的形状为圆形时，管孔316的管孔中心为圆心，当管孔316的形状为非圆形，例如为椭圆形或其他形状时，管孔316的管孔中心为几何中心。

其中，可以设置相邻管孔316之间的孔心距相等，也可以设置相邻管孔316之间的孔心距不等，或者设置部分区域内的相邻管孔316之间的孔心距相等，部分区域内的相邻管孔316之间的孔心距不等。

可选地，在一具体实施方式中，可以设置靠近第二侧轮廓线312一侧的一排管孔316中的至少部分相邻的管孔316的孔心距d16小于靠近第一侧轮廓线311一侧的一排管孔316中的至少部分相邻的管孔316的孔心距d17，以用于适配较大管径的换热管32，进而确保插入到管孔316 中的每根换热管32均能够发挥出最佳的换热性能。

例如，在一具体实施方式中，可以设置靠近第二侧轮廓线312一侧的一排管孔316中的至少部分相邻的管孔316的孔心距d16为 12mm-19mm，可以设置靠近第一侧轮廓线311的一排管孔316中的相邻管孔316之间的孔心距d17为14mm-21mm。

一般来说，气流所形成的风场包括位于中部区域的高流速区和位于高流速区两侧的低流速区，且换热翅片31中部区域内的风量大于端部区域的风量，而换热器30的传热系数与风速正相关，中部区域内的换热管32的换热效果较好，如果中部区域和端部区域使用大小相等的管径会使得换热器30空气侧的换热性能降低，且也会导致中部区域和端部区域内的出风温度相差较大。

进一步地，如上文所描述的，换热翅片31的翅片宽度在从换热翅片31的中部区域到中部区域两侧的端部区域的方向上逐渐变小，因此，在本实施例中，为了提升换热器30的换热性能，可以设置中部区域的至少部分管孔316的孔径大于端部区域的至少部分管孔316的孔径。通过此种设置方式，可以在翅片宽度较大的中部区域进一步设置较大管径的换热管32，以进一步增大中部区域内的换热面积，增强换热器30的换热性能，同时也可以增大中部区域内的空气的流动阻力，促使部分空气流向原先压差小的端部区域；而在空气流速低的端部区域，使用较小管径的换热管32，能够减小空气的流动阻力，以维持一定的空气流速，使换热管32得到充分的换热，提升换热器30的整体换热性能。

值得注意的是，上文描述的管孔316的孔径在第一侧轮廓线312和第二侧轮廓线312之间的变化规律以及在从中部区域到端部区域的变化规律可以单独或组合使用。因此，可选地，在一具体实施方式中，可以设置中部区域内的管孔316的孔径相等，设置端部区域内的管孔316的孔径相等，且中部区域内的管孔316的孔径大于端部区域内的管孔316 的孔径。或者，在另一具体实施方式中，在沿中部区域到端部区域的方向上，可以设置管孔316的孔径逐渐减小。

进一步地，在一具体实施方式中，在沿同一排列曲线设置的管孔316 中，可以设置管孔316的孔径在从中部区域到端部区域的方向上逐渐减小。

综上，采用上述两种方式的一种或组合可以确保中部区域具有足够大的换热面积，并可以有效降低换热介质的流动阻力，从而提高换热器 30的换热能力。

5.2管形变化

在采用圆形的换热管32的换热器30中，当气流流经换热管32时，在圆形的换热管32的背风侧容易产生换热死区，而换热死区内的换热翅片31的换热效果较差。此外，相邻圆形换热管32之间的管间距较窄，当空气气流流经较窄的通路时，会导致通风阻力增大。

因此如图5所示，在本实施例中，将换热管32设置成扁管。由于扁管的背风侧的换热死区的面积较小，且相邻扁管之间的管间距较大，可以形成较大的气流通路，因此，可以减小换热死区，增强换热效果，并可以减小气流的流动阻力。

可选地，在一具体实施方式中，可以设置用于穿设换热管32的管孔316具有一长轴方向D8和一短轴方向D9，管孔316沿长轴方向D8 的长轴尺寸d18大于沿短轴方向D9的短轴尺寸d19。此时，由于换热管32的外形与管孔316的形状一致，使得换热管32也需要产生相应的变化。

由于长轴方向D8与入风方向D10之间的角度参数直接影响到换热管32背风侧的换热死区的面积和空气的流动阻力，故而，在本实施例中，为了减小换热管32背风侧的换热死区的面积和空气的流动阻力，需要将长轴方向D8与入风方向D10之间的夹角进行合理的设置。

具体来说，在本实施例中，管孔316的长轴方向D8与迎风侧轮廓线(第二侧轮廓线312)形成一交点，并通过设置交点的切线方向与长轴方向D8之间的夹角α5为70-110度，可以使得管孔316的长轴方向 D8与入风方向D10更好的配合，以减小换热管32背风侧的换热死区的面积和空气的流动阻力。

进一步地，由于第二侧轮廓线312向朝向第一侧轮廓线311的方向弯曲设置，第一侧轮廓线311向背离第二侧轮廓线312的方向弯曲设置，在从中部区域到端部区域的方向上，第二侧轮廓线312即迎风侧轮廓线的切线与峰值宽度所在直线l3之间的夹角逐渐变小，故而，可以设置管孔316的长轴方向D8与峰值宽度所在直线l3之间的夹角逐渐增大，由此进一步与入风方向D10更好的配合。

进一步地，中部区域内的换热管32的换热效果好且换热介质的流动阻力大。故而，在具体使用时，可以将扁管的长轴尺寸d18和/或短轴尺寸d19的设置方式参照上文描述的圆形换热管32的管径的设置方式，进行差异化设置，以实现上文描述的增强换热效果并降低换热管32内的换热介质的流动阻力。其中，在本实施例中，相邻的管孔316的孔心距具体是指相邻换热管32的几何中心之间的距离。

具体来说，换热管32的换热效果主要与换热管32的长轴尺寸d18 和短轴尺寸d19等参数相关，因此可以通过调节上述参数中的一个或多个使得中部区域的换热管32的换热效果强于端部区域的换热管32的换热效果。

例如，可以设置中部区域内的至少部分管孔316的长轴尺寸d18大于端部区域内的至少部分管孔316的长轴尺寸d18，并且/或者中部区域内的至少部分管孔316的短轴尺寸d19大于端部区域内的至少部分管孔 316的短轴尺寸d19。

进一步地，换热介质在换热管32内的流动阻力主要与换热管32的长轴尺寸d18和短轴尺寸d19等参数相关，因此可以通过调节上述参数中的一个或多个降低换热介质在换热管32内的流动阻力。

例如，可以设置靠近背风侧轮廓线的至少部分管孔316的长轴尺寸 d18大于靠近迎风侧轮廓线的至少部分管孔316的长轴尺寸d18，并且/ 或者靠近背风侧轮廓线一侧的至少部分管孔316的短轴尺寸d19大于靠近迎风侧轮廓线的至少部分管孔316的短轴尺寸d19。

在一具体实施方式中，管孔316的排布方式沿用上文中描述的排布方式。即，换热翅片31上设置有至少两排管孔316，该至少两排管孔 316沿第二侧轮廓线312和第一侧轮廓线311的间隔方向彼此间隔设置，每排管孔316沿第二侧轮廓线312或第一侧轮廓线311线经平移后形成的排列曲线间隔排列，不同排的管孔316进一步沿与换热翅片31的峰值宽度所在直线平行的排列直线间隔设置。此时，在沿同一排列直线设置的管孔316中，管孔316的长轴尺寸d18和/或短轴尺寸d19在第二侧轮廓线312到第一侧轮廓线311的方向上逐渐增大，在沿同一排列曲线设置的管孔316中，管孔316的长轴尺寸d18和/或短轴尺寸d19在从中部区域到所述端部区域的方向上逐渐减小。

可选地，在一具体实施方式中，如图5所示，可以设置换热管32 的长轴尺寸d18为5-12mm，可以设置换热管32的短轴尺寸d19为 0.8mm-3mm。

可选地，在一具体实施方式中，可以设置相邻管孔316之间的管间距为7mm-16mm。由此可以确保插入到管孔316中的每根换热管32均能够发挥出最佳的换热性能。

可选地，在一具体实施方式中，换热管32的内部还可以设置沿长轴方向D8间隔排列的多个微通道，以进一步提升换热管32的换热性能。

值得注意的是，在图4和5中的换热翅片31的形状、翅片宽度和管孔316的排布方式可以参照上文描述的各这种方式进行设置，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种换热器，其特征在于，所述换热器包括：

换热翅片，所述换热翅片上设置有管孔；

换热管，所述换热管穿设于所述管孔内，且在由所述换热翅片的主表面所在平面形成的参考截面上，所述换热管的外形与所述管孔的形状一致；

其中，所述换热翅片包括彼此间隔的迎风侧轮廓线和背风侧轮廓线，靠近所述背风侧轮廓线的至少部分所述管孔的孔径大于靠近所述迎风侧轮廓线的至少部分所述管孔的孔径。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述换热翅片的翅片宽度在从所述换热翅片的中部区域到所述中部区域两侧的端部区域的方向上逐渐变小，所述中部区域的至少部分所述管孔的孔径大于所述端部区域的至少部分所述管孔的孔径。

3.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述换热翅片的翅片宽度在从所述换热翅片的中部区域到所述中部区域两侧的端部区域的方向上逐渐变小，所述换热翅片上设置有至少两排所述管孔，所述至少两排管孔沿所述迎风侧轮廓线和背风侧轮廓线的间隔方向彼此间隔设置，每排所述管孔沿所述迎风侧轮廓线或所述背风侧轮廓线经平移后形成的排列曲线间隔排列，不同排的所述管孔进一步沿与所述换热翅片的峰值宽度所在直线平行的排列直线间隔设置。

4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，在沿同一所述排列直线设置的所述管孔中，所述管孔的孔径在所述迎风侧轮廓线到所述背风侧轮廓线的方向上逐渐增大。

5.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，靠近所述背风侧轮廓线一侧的一排所述管孔中的至少部分相邻的所述管孔的孔心距大于靠近所述迎风侧轮廓线一侧的一排所述管孔中的至少部分相邻的所述管孔的孔心距。

6.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，在沿同一所述排列曲线设置的所述管孔中，所述管孔的孔径在从所述中部区域到所述端部区域的方向上逐渐减小。

7.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，在所述迎风侧轮廓线和背风侧轮廓线的间隔方向上，所述中部区域内的所述管孔的排数大于所述端部区域内的所述管孔的排数，所述中部区域的高度为所述换热翅片的整体高度的25％-50％。

8.根据权利要求7所述的换热器，其特征在于，所述中部区域的翅片宽度为K1×n1×D，所述端部区域的翅片宽度为K2×n2×D，n1和n2分别为所述中部区域和所述端部区域内的所述管孔的排数，D为所述端部区域内的末端管孔排间距，K1和K2是变化系数，取值范围在0.8-1.2。

9.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述迎风侧轮廓线向朝向所述背风侧轮廓线的方向弯曲设置，所述背风侧轮廓线向背离所述迎风侧轮廓线的方向弯曲设置，在所述背风侧轮廓线上具有第一参考点和第二参考点，所述第一参考点到所述峰值宽度所在直线的垂直距离为所述换热翅片的整体高度的25％，所述第二参考点到所述换热翅片的峰值宽度所在直线的垂直距离为所述换热翅片的整体高度的45％，所述第一参考点处的翅片宽度与所述换热翅片的峰值宽度的比值为0.64-0.96，所述第二参考点处的翅片宽度与所述换热翅片的峰值宽度的比值为0.54-0.80，且所述第二参考点处的翅片宽度小于所述第一参考点处的翅片宽度。

10.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述背风侧轮廓线的张角为80-135度，所述背风侧轮廓线的末端切线夹角与所述背风侧轮廓线的张角的比值为0.7-0.85，所述背风侧轮廓线位于由所述背风侧轮廓线的末端切线夹角的顶点与所述背风侧轮廓线的两末端端点的连线以及所述背风侧轮廓线的张角的顶点与所述背风侧轮廓线的两末端端点的连线所限定的区域内，且所述背风侧轮廓线的切线与所述换热翅片的峰值宽度所在直线之间的夹角在从所述中部区域到所述端部区域的方向上逐渐减小。

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