CN213931555U - 换热器及冰箱 - Google Patents

Abstract

本申请公开换热器及冰箱，其中，换热器包括：第一换热管组，包括沿第一方向并排且间隔设置的至少一根第一换热管；第二换热管组，包括沿第一方向并排且间隔设置的至少一根第二换热管；第一换热管组和第二换热管组连通，且沿第一方向并排设置，第一换热管垂直于第一方向的外径小于第二换热管垂直于第一方向的外径；第二换热管的外截面形状包括长对称轴和短对称轴；和/或，第二换热管的内表面为凹凸结构。由于第二换热管的外截面形状包括长对称轴和短对称轴，和/或，第二换热管的内表面为凹凸结构，即在第二换热管内截面面积一定的情况下，提高了第二换热管的换热面积，有利于第二换热管内部的冷媒和回风进行热量交换，提高第二换热管的利用率。

Description

换热器及冰箱

技术领域

本申请涉及制冷技术领域，具体涉及换热器及冰箱。

背景技术

现有冰箱使用的风冷蒸发器一般为管翅结构，换热管外部套接翅片，换热管内部流通冷媒，冷媒在换热管内相变吸热，冷量经由换热管传递到翅片再和冰箱储物间室的空气换热达到降温的效果。现有管翅蒸发器的换热管部分经由风的流动方向前后相同，就换热量而言，靠近风的流入方向的换热管的换热量，远高于靠近风的流出方向的换热管的换热量，靠近风的流出方向的换热管的利用率低，整体蒸发器的换热能力还有待提升。

实用新型内容

本申请提供换热器及冰箱，以解决现有蒸发器的换热能力有待提升问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：一种换热器，所述换热器包括：第一换热管组，包括沿第一方向并排且间隔设置的至少一根第一换热管；第二换热管组，包括沿所述第一方向并排且间隔设置的至少一根第二换热管；所述第一换热管组和所述第二换热管组连通，且沿所述第一方向并排设置，所述第一换热管垂直于所述第一方向的外径小于所述第二换热管垂直于所述第一方向的外径；所述第二换热管的外截面形状包括长对称轴和短对称轴；和/或，所述第二换热管的内表面为凹凸结构。

根据本申请一实施方式，所述长对称轴与所述第一方向同向设置。

根据本申请一实施方式，当所述第二换热管的外截面形状包括长对称轴和短对称轴时，所述第二换热管为椭圆管或菱形管。

根据本申请一实施方式，所述换热器还包括：第三换热管组，包括沿第一方向并排且间隔设置的至少一根第三换热管；所述第三换热管组与所述第二换热管组连通，且所述第一换热管组、所述第二换热管组和所述第三换热管组沿所述第一方向依次并排设置，所述第二换热管垂直于所述第一方向的外径小于所述第三换热管垂直于所述第一方向的外径。

根据本申请一实施方式，所述第三换热管的内表面为凹凸结构。

根据本申请一实施方式，所述第三换热管为内螺纹管，或者，所述第三换热管的内表面为锯齿形或波浪形。

根据本申请一实施方式，所述第一换热管的内截面面积小于所述第二换热管的内截面面积，所述第二换热管的内截面面积小于所述第三换热管的内截面面积。

根据本申请一实施方式，所述换热器还包括：第一翅片组，包括沿所述第一换热管轴向间隔设置的至少一个第一翅片，所述第一翅片套设于所述第一换热管；第二翅片组，包括沿所述第二换热管轴向间隔设置的至少一个第二翅片，所述第二翅片套设于所述第二换热管；所述第一翅片为平直片状，所述第二翅片上形成有通孔或所述第二翅片的外表面为凹凸状。

根据本申请一实施方式，所述换热器还包括：第三翅片组，包括沿所述第三换热管轴向间隔设置的至少一个第三翅片，所述第三翅片套设于所述第三换热管；所述第三翅片的外表面为凹凸状。

根据本申请一实施方式，相邻两个所述第二翅片的间距小于等于相邻两个所述第一翅片的间距；相邻两个所述第三翅片的间距小于等于相邻两个所述第二翅片的间距。

根据本申请一实施方式，相邻两个所述换热管之间通过焊接固定，或者相邻两个所述换热管之间通过中间连接件连接。

根据本申请一实施方式，以在所述第一方向并排设置的第一换热管组、第二换热管组和第三换热管组为一组换热管组，所述至少一组换热器可包括至少一组换热管组，两组所述换热管组在垂直于第一方向的方向上平行设置。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：一种冰箱，所述冰箱包括上述任一的换热器，所述换热器作为所述冰箱中的蒸发器，所述冰箱中的回风的流动方向为所述第一换热管组到所述第二换热管组。

本申请的有益效果是：回风首先经过第一换热管组换热后，流至第二换热管。第一换热管垂直于第一方向的外径小于第二换热管垂直于第一方向的外径，较小外径的第一换热管可以减小对第二换热管的遮挡，并减小第一换热管后方的尾流区，从而当回风流经第一换热管时，第一换热管在垂直于第一方向即迎风方向的外径更小，对后方第二换热管的遮挡更小，从而提高了第二换热管的换热效率，进而提高换热器的整体换热效率。并且第二换热管的外截面形状包括长对称轴和短对称轴，和 /或，第二换热管的内表面为凹凸结构，即第二换热管非常规圆管，在其内截面面积一定的情况下，提高了第二换热管的换热面积，更大的换热面积有利于第二换热管内部的冷媒和回风进行热量交换，从而提高第二换热管的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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它的附图，其中：

图1是本申请的换热器一实施例的整体结构示意图；

图2是图1中A-A方向的剖面结构示意图；

图3是本申请的换热器一实施例的第一换热管的剖面结构示意图；

图4是本申请的换热器一实施例的第二换热管的剖面结构示意图；

图5是本申请的换热器一实施例的第三换热管的剖面结构示意图；

图6是本申请的换热器一实施例的第一翅片的结构示意图；

图7是本申请的换热器一实施例的第二翅片的结构示意图；

图8是本申请的换热器一实施例的第三翅片的结构示意图；

图9是本申请的冰箱一实施例的整体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请一实施例提供了一种换热器100，如图1和图2所示，包括第一换热管组110和第二换热管组120。第一换热管组110包括沿第一方向B并排且间隔设置的至少一根第一换热管111，每相邻两个第一换热管111首尾相接，形成第一换热管组110。第二换热管组120包括沿第一方向B并排且间隔设置的至少一根第二换热管121，每相邻两个第二换热管121首尾相接，形成第二换热管组120。第一换热管组110和第二换热管组120连通，且沿第一方向B并排设置。冷媒由第一换热管组110流入第二换热管组120，需要换热的回风沿第一方向B流动，依次经过第一换热管组110和第二换热管组120进行换热。

如图1所示，在回风沿第一方向B流动，并吹过各换热管时，会在换热管后发生扰动，从而形成涡流，导致空气在此处打转不易流出，形成尾流区，影响换热效率。在一实施例中，第一换热管111垂直于第一方向B的外径a小于第二换热管121垂直于第一方向B的外径b，较小外径的第一换热管111可以减小对第二换热管121的遮挡，并减小第一换热管111后方的尾流区，从而当回风流经第一换热管111时，第一换热管111在垂直于第一方向B即迎风方向的外径a更小，对后方第二换热管121的遮挡更小，从而提高了第二换热管121的换热效率，进而提高换热器100的整体换热效率。

除此之外，回风首先经过第一换热管组110换热后，流至第二换热管121。回风经过第一换热管组110换热后，温度降低。第二换热管121 的外截面形状包括长对称轴和短对称轴，即第二换热管121非常规圆管，在其内截面面积一定的情况下，本实施例中的第二换热管121与回风接触的换热面积更大，更大的换热面积有利于第二换热管121内部的冷媒和回风进行热量交换，从而提高第二换热管121的利用率。相比于第二换热管122为常规圆管的换热器100，本实施例中的换热器100的整体换热能力明显提高。

由于与第一换热管111接触的回风含湿量最大，回风在与第一换热管111接触时，会遇冷凝结，生成冰晶和结霜，因此第一换热管111外表面更易结大量的霜。而本申请由于提升了第二换热管121的换热能力，则第一换热管111在垂直于第一方向B的外径a可进一步较常规管径相对减小，相对容霜空间增加，避免结霜过多而导致回风通道堵死，从而可维持换热器100内部回风的流动空间和整个换热器100的制冷能力，进而提升换热器100的耐霜性，并改善换热器100能耗。

进一步地，如图4所示，第二换热管121的长对称轴与第一方向B 同向设置。由于第二换热管121的长对称轴与第一方向B同向设置，第二换热管121在第一方向B的外表面积大，有利于回风与第二换热管121 更加充分换热。优选地，短对称轴与长对称轴垂直，即短对称轴与第一方向B垂直，第一换热管111的外径a小于第二换热管121的短对称轴所在外径b。短对称轴垂直于第一方向B设置可以减小第二换热管121 后方的尾流区，并减小对第二换热管121的遮挡，从而提高换热器100 的整体换热效率。

具体地，如图4所示，第二换热管121的截面形状为椭圆形，即第二换热管121为椭圆管，椭圆形的第二换热管121的长对称轴在第一方向B，回风在第一方向B可经过的路径长，有利于充分换热，且椭圆形的第二换热管121的外表面线条流畅，利于回风通过。在其他实施例中，第二换热管121的截面形状还可以为菱形等其他形状，即第二换热管121 为菱形管。

优选地，第二换热管121的长对称轴所在外径c大于等于两倍的短对称轴所在外径b，有利于回风与第二换热管121充分接触并换热。

在其他实施例中，第二换热管121的内表面为凹凸结构，可增大第二换热管121的内表面面积，增大第二换热管121内部冷媒与第二换热管121的接触面积，有利于更好地发挥第二换热管121内部的冷媒的冷量，提高第二换热管121的换热效率，相比于常规圆管的换热管，本实施例中的换热器100的整体换热能力明显提高。具体地，第二换热管121 内表面设有内螺纹，或者，第二换热管121内表面为锯齿形或波浪形等。当然，在其他实施例中，第二换热管121可以外截面形状包括长对称轴和短对称轴，同时内表面为凹凸结构，此处不作限制。

在一实施例中，如图1所示，换热器100还包括第三换热管组130，第三换热管组130包括沿第一方向B并排且间隔设置的至少一根第三换热管131，每相邻两个第三换热管131首尾相接，形成第三换热管组130。第三换热管组130与第二换热管组120连通，且第一换热管组110、第二换热管组120和第三换热管组130沿第一方向B依次并排设置。

进一步地，第二换热管121垂直于第一方向B的外径b小于第三换热管131垂直于第一方向B的外径d。较小外径的第二换热管121可以减小对第三换热管131的遮挡，提高了第三换热管131的换热效率，并减小第二换热管121后方的尾流区，从而提高换热器100的整体换热效率。

回风依次经过第一换热管组110和第二换热管121换热后，温度降低，回风和第三换热管组130的换热温差减小，对于实际换热而言，第三换热管131的冷量利用较少。如图5所示，第三换热管131的内表面为凹凸结构，可增大第三换热管131的内表面面积，增大第三换热管131 内部冷媒与第三换热管131的接触面积，有利于第三换热管131内部的冷媒和回风进行热量交换，从而更好地发挥第三换热管131内部的冷媒的冷量。具体地，第三换热管131内表面设有内螺纹，或者，第二换热管121内表面为锯齿形或波浪形等。除此之外，第三换热管131的截面为圆形，当然，在其他实施例中，第三换热管131的截面还可以为椭圆形。

进一步地，当冷媒刚进入第一换热管111时，干度较低，大部分为液态冷媒，本身需用容积较小。如图3所示，第一换热管111的内截面面积小于第二换热管121的内截面面积，内截面面积为换热管除去壁厚外可供冷媒流过的截面面积。较小内截面面积的第一换热管111可以使得进入的冷媒保持相对较高的流速，从而提升换热效率。由于第二换热管121换热能力的提升，第一换热管111内截面面积可较常规换热管内截面面积相对减小，进一步提高冷媒流速。

而当冷媒经过第一换热管111和第二换热管112换热后，部分气化，体积增大，为了进一步提高冷媒通过效率，提升换热效率，第三换热管 131的内截面面积大于第二换热管121的内截面面积，即第一换热管111、第二换热管121和第三换热管131的内截面面积递增，增大了冷媒的流通效率，提升换热器100的整体换热能力。

具体地，第一换热管111的截面为圆形。当然，第一换热管111的截面还可以为椭圆形，椭圆形截面的长对称轴位于第一方向B，短对称轴垂直于第一方向B，从而增大回风流经时的接触面积。此时，为了保证第一换热管111的截面面积一定，椭圆形第一换热管111在垂直于第一方向B的内径相对于圆形第一换热管111的内径需要进一步减小。

需要说明的是，换热器100可以包括第一换热管111和第二换热管 121两种类型的换热管；或者，还可以包括第一换热管111、第二换热管121和第三换热管131三种类型的换热管；或者，还可以包括四种及四种以上类型的换热管，仅需根据实际需要，使得换热管的效率在回风流动的第一方向上递增，此处不做限制。

并且，各类型换热管的排列数量可以相同或不同，具体地，第一换热管111的沿第一方向B并排且间隔排列有一根、三根、四根或更多根；第二换热管121的沿第一方向B并排且间隔排列有一根、三根、四根或更多根；第三换热管131的沿第一方向B并排且间隔排列有一根、三根、四根或更多根，根据实际需要调整即可，此处不作相限制。

除此之外，相邻两个换热管之间可通过焊接固定；或者，相邻两个换热管之间可通过胶粘固定；或者，相邻两个换热管的连接端套设一个中间连接件，通过中间连接件固定，中间连接件可以与换热管通过焊接或者胶粘固定。需要说明的是，相邻两个换热管包括相邻两个第一换热管111、相邻两个第二换热管121、相邻两个第三换热管131、相邻的第一换热管111和第二换热管121、以及相邻的第二换热管121和第三换热管131。

进一步地，如图1所示，换热器100还包括第一翅片组140和第二翅片组150。第一翅片组140包括沿第一换热管111轴向间隔设置的至少一个第一翅片141，第一翅片141套设于第一换热管111，第二翅片组150包括沿第二换热管121轴向间隔设置的至少一个第二翅片151，第二翅片151套设于第二换热管121。第一翅片组140和第二翅片组150 可分别增加第一换热管111和第二换热管121与回风的接触面积，提高换热能力。如图6所示，第一翅片141为平直片状，由于第一翅片141 首先接触到湿度较高的回风，更易结霜，为了避免第一翅片141上结霜量太多，以防堵死回风通道，第一翅片141采用普通的平直片状翅片即可。

如图7所示，第二翅片151上形成有通孔152，可以增加空气扰动，当回风经过第二翅片151时，部分回风通过通孔152，引起波动，相比回风平直吹过，第二翅片151的换热效率更高。

在其他实施例中，第二翅片151的外表面为凹凸状，具有更高的换热效率。凹凸状外表面的第二翅片151可与回风充分接触，最大限度地将回风的含水量凝结成霜，避免水汽流出换热器100进入到风机风道内部影响可靠性。

如图1和图2所示，换热器100还包括第三翅片组160，第三翅片组160包括沿第三换热管131轴向间隔设置的至少一个第三翅片161，第三翅片161套设于第三换热管131。第三翅片组160可增加第三换热管131与回风的接触面积。

进一步地，如图8所示，第三翅片161的外表面为凹凸状，凹凸状外表面的第三翅片161可与回风充分接触，以最大限度的将回风的含水量凝结成霜，避免水汽流出换热器100进入到风机风道内部影响可靠性。具体地，第三翅片161为波纹片。

在其他实施例中，第三翅片161上也可以形成有通孔152，带孔的翅片可以增加空气扰动，当回风经过带孔翅片时，部分回风通过通孔152，引起波动，相比回风平直吹过，第三翅片161的换热效率更高。当然，第三翅片161还可以为外表面为凹凸状，且第三翅片161上形成有通孔 152，以最大化提升其换热效率。需要说明的是，带孔翅片的换热效率与其设置的通孔152数量相关，外表面为凹凸状的第三翅片161的换热效率与其凹凸程度有关。优选地，第三翅片161的换热效率大于等于第二翅片151的换热效率。

在一实施例中，以在第一方向B并排设置的第一换热管组110、第二换热管组120和第三换热管组130为一组换热管组。每个换热器可包括两组换热管组，两组换热管组在垂直于第一方向B的方向上平行设置。第一翅片141可以套设于两个第一换热管111上，第二翅片151可以套设于两个第二换热管121上，第三翅片161可以套设于两个第三换热管 131上。在其他实施例中，每个换热管可仅包括一组换热管组，或者包括三组及三组以上的换热管组。

由于第一翅片组140、第二翅片组150和第三翅片组160沿第一方向B依次并排设置，而回风在第一方向B上的温度和含湿量逐渐降低，为了提升换热器100的整体换热效率，并保证换热器100的结霜均匀性，第一翅片组140、第二翅片组150和第三翅片组160的换热效率应依次增加。若采用的第二翅片151的换热效率高于第一翅片141的换热效率，相邻两个第一翅片141的设置间距可以大于等于第二翅片151的设置间距；若第一翅片141也采用了与第二翅片151相同换热效率的翅片，为了增强第二翅片组150的换热效率，相邻两个第一翅片141的设置间距可以大于第二翅片151的设置间距。同理，若采用的第三翅片161的换热效率高于第二翅片151的换热效率，相邻两个第二翅片151的设置间距可以大于等于第三翅片161的设置间距；若第二翅片151也采用了与第三翅片161相同换热效率的翅片，为了增强第三翅片组160的换热效率，第二翅片151的设置间距可以大于第三翅片161的设置间距。

在一具体实施方式中，第一换热管111的截面为圆形，第二换热管 121的截面为椭圆形，椭圆形截面的长对称轴位于第一方向B，第三换热管131为内螺纹管。在垂直于第一方向B上的外径，第三换热管131 大于第二换热管121，第二换热管121大于第一换热管111。第一换热管111、第二换热管121和第三换热管131的换热能力逐步提升。

其中，第一翅片141为平直片状，第二翅片151上形成有通孔152，第三翅片161为波纹片。第三翅片161的换热效率高于第二翅片151，第二翅片151的换热效率高于第一翅片141。第一翅片141、第二翅片 151和第三翅片161的设置间距递减，从而第三翅片组160的换热效率高于第二翅片组150的换热效率，第二翅片组150的换热效率高于第一翅片组140的换热效率。

通过不同换热管类型和翅片类型的搭配，可提高换热器100整体换热能力，并改善换热器100结霜不均匀的问题，进一步改善换热器100 能耗。

在一实施例中，换热器100还包括端板，位于各翅片组的两侧，用于固定各换热管。

本申请又一实施例提供了一种冰箱200，冰箱200包括上述任一实施例中的换热器100，换热器100作为冰箱200中的蒸发器。冰箱200 中的回风的流动方向为第一换热管组110到第二换热管组120。采用上述换热器100作为蒸发器的冰箱200，蒸发器整体换热能力提高，且蒸发器内部结霜均匀；冰箱200的能耗降低，节省能源，降低用电成本。

在其他实施例中，冰柜、冷柜等其他制冷设备，也可采用上述任一实施例中的换热器100。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请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它相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种换热器，其特征在于，所述换热器包括：

第一换热管组，包括沿第一方向并排且间隔设置的至少一根第一换热管；

第二换热管组，包括沿所述第一方向并排且间隔设置的至少一根第二换热管；

所述第一换热管组和所述第二换热管组连通，且沿所述第一方向并排设置，所述第一换热管垂直于所述第一方向的外径小于所述第二换热管垂直于所述第一方向的外径；所述第二换热管的外截面形状包括长对称轴和短对称轴；和/或，所述第二换热管的内表面为凹凸结构。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述长对称轴与所述第一方向同向设置。

3.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，当所述第二换热管的外截面形状包括长对称轴和短对称轴时，所述第二换热管为椭圆管或菱形管。

4.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述换热器还包括：

第三换热管组，包括沿第一方向并排且间隔设置的至少一根第三换热管；

所述第三换热管组与所述第二换热管组连通，且所述第一换热管组、所述第二换热管组和所述第三换热管组沿所述第一方向依次并排设置，所述第二换热管垂直于所述第一方向的外径小于所述第三换热管垂直于所述第一方向的外径。

5.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，所述第三换热管的内表面为凹凸结构。

6.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于，所述第三换热管为内螺纹管，或者，所述第三换热管的内表面为锯齿形或波浪形。

7.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，所述第一换热管的内截面面积小于所述第二换热管的内截面面积，所述第二换热管的内截面面积小于所述第三换热管的内截面面积。

8.根据权利要求4中所述的换热器，其特征在于，所述换热器还包括：

第一翅片组，包括沿所述第一换热管轴向间隔设置的至少一个第一翅片，所述第一翅片套设于所述第一换热管；

第二翅片组，包括沿所述第二换热管轴向间隔设置的至少一个第二翅片，所述第二翅片套设于所述第二换热管；

所述第一翅片为平直片状，所述第二翅片上形成有通孔或所述第二翅片的外表面为凹凸状。

9.根据权利要求8所述的换热器，其特征在于，所述换热器还包括：

第三翅片组，包括沿所述第三换热管轴向间隔设置的至少一个第三翅片，所述第三翅片套设于所述第三换热管；所述第三翅片的外表面为凹凸状。

10.根据权利要求9所述的换热器，其特征在于，相邻两个所述第二翅片的间距小于等于相邻两个所述第一翅片的间距；相邻两个所述第三翅片的间距小于等于相邻两个所述第二翅片的间距。

11.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，相邻两个所述换热管之间通过焊接固定，或者相邻两个所述换热管之间通过中间连接件连接。

12.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，以在所述第一方向并排设置的第一换热管组、第二换热管组和第三换热管组为一组换热管组，每个所述换热器可包括至少一组换热管组，所述至少一组换热管组在垂直于第一方向的方向上平行设置。

13.一种冰箱，其特征在于，所述冰箱包括权利要求1-12中任一项所述的换热器，所述换热器作为所述冰箱中的蒸发器，所述冰箱中的回风的流动方向为所述第一换热管组到所述第二换热管组。

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