CN217764555U - 绕管式换热器及空调器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种绕管式换热器及空调器，该绕管式换热器包括支撑架和换热管束，支撑架包括第一端部、第二端部和多个支撑件，多个支撑件呈环形间隔排布，围合形成有空气流通通道，第一端部和第二端部分别连接于支撑件的两端，且第一端部具有第一风口，换热管束呈螺旋状缠绕多个支撑件上，形成至少一层换热管束层，且相邻两根换热管束间具有间距。本申请在换热时，液体在换热管束内螺旋流动，空气从相邻的两根换热管束间及相邻的两个支撑件间进入，并依次经空气流通通道、出风口流出，使流经换热管束的液体与流经空气流通通道的空气进行换热，提高了换热系数，且该绕管式换热器结构紧凑，单位体积换热量高，从而能够显著提高换热量。

Description

绕管式换热器及空调器

技术领域

本申请涉及空调器技术领域，具体涉及一种绕管式换热器及具有该绕管式换热器的空调器。

背景技术

现有的空调器换热器结构多采用平板型换热器、V型换热器及U型换热器，在直管或U管的基础上增加翅片，来增加换热面积。

在实现本申请的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：在不改变风道面积前提下，通过改变流路、管间距、管径或更换换热器，有时仍然不能够满足换热量的需求，单位体积换热量较低。同时，空调器换热器的迎风面风速的不均匀分布，使得风速低的区域换热量不充分，导致换热效率降低，换热性能下降。另外，在换热器设计过程中，管程压降的大小也是设计者关注的重要问题之一。

实用新型内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本申请的主要目的在于提供一种结构紧凑、换热系数高、单位体积换热量高、且能够显著提高换热量的绕管式换热器。

为了实现上述目的，本申请具体采用以下技术方案：

本申请提供了一种绕管式换热器，所述绕管式换热器包括：

支撑架，所述支撑架包括第一端部、第二端部和多个支撑件，多个所述支撑件呈环形间隔排布，围合形成有空气流通通道，所述第一端部和所述第二端部分别连接于所述支撑件的两端，且所述第一端部具有第一风口；

换热管束，所述换热管束呈螺旋状缠绕于所述第一端部和所述第二端部之间的多个所述支撑件上，以在所述支撑架的周侧形成至少一层换热管束层，且在同一层所述换热管束层中，相邻两根所述换热管束间具有间距；

在换热时，液体从所述换热管束的进液口流入，在所述换热管束内螺旋流动后从所述换热管束的出液口流出，空气在相邻的两根所述换热管束、相邻的两个所述支撑件、空气流通通道及第一风口间流动，以和流经所述换热管束的液体进行换热。

在一些实施例中，相邻两个所述支撑件之间的间距相等。

在一些实施例中，在同一换热管束层中，缠绕于所述支撑架周侧的相邻两根所述换热管束间的间距相等。

在一些实施例中，在同一换热管束层中，从所述支撑架的第一端部至第二端部或从所述支撑架的第二端部至第一端部，缠绕于所述支撑架周侧的相邻两根所述换热管束间的间距逐渐增大或减小。

在一些实施例中，在同一换热管束层中，缠绕于所述支撑架周侧的相邻两根所述换热管束间的间距为W1,W1≥2mm。

在一些实施例中，在同一换热管束层中，缠绕于所述支撑架周侧的各根所述换热管束与所述支撑架的中心轴的距离相等。

在一些实施例中，在同一换热管束层中，从所述支撑架的第一端部至第二端部或从所述支撑架的第二端部至第一端部，缠绕于所述支撑架周侧的各根所述换热管束与所述支撑架的中心轴的距离逐渐增大或减小。

在一些实施例中，所述换热管束呈螺旋状缠绕于所述第一端部和所述第二端部之间的多个所述支撑件上，以在所述支撑架的周侧形成至少两层换热管束层，相邻两层所述换热管束层的螺旋缠绕方向相反。

在一些实施例中，相邻的两层所述换热管束层间具有间距W2，W2≥2mm。

在一些实施例中，所述支撑件垂直于所述第一端部和所述第二端部。

相应地，本申请还提供了一种空调器，所述空调器包括机柜、风机、电控盒和如以上任一实施例所述的绕管式换热器，所述风机、所述电控盒和所述绕管式换热器分别设于所述机柜内，且所述风机位于所述支撑架设有开口的一端，所述电控盒连接于所述风机，用于控制所述风机的工作。

相比于现有技术，本申请的绕管式换热器包括支撑架和换热管束，支撑架包括第一端部、第二端部和多个支撑件，多个支撑件呈环形间隔排布，围合形成有空气流通通道，第一端部和第二端部分别连接于支撑件的两端，且第一端部具有第一风口；换热管束呈螺旋状缠绕于第一端部和第二端部之间的多个支撑件上，以在支撑架的周侧形成至少一层换热管束层，且在同一换热管束层中，相邻两根换热管束间具有间距；在换热时，液体从换热管束的进液口流入，在换热管束内螺旋流动后从换热管束的出液口流出，空气在相邻的两根所述换热管束、相邻的两个所述支撑件、空气流通通道及第一风口间流动，以和流经所述换热管束的液体进行换热，提高了换热系数，且该绕管式换热器结构紧凑，单位体积换热量高，从而能够显著提高换热量。

附图说明

图1为本申请实施例提供的绕管式换热器的结构示意图。

图2(a)、图2(b)为本申请实施例提供的定螺旋半径的绕管式换热器的结构示意图。

图3(a)至图3(c)为本申请实施例提供的变螺旋半径的绕管式换热器的结构示意图。

图4为本申请实施例提供的包括多个换热管束层段的绕管式换热器的结构示意图。

图5为本申请实施例提供的空调器的结构示意图。

附图标识：

1、支撑架；11、第一端部；111、第一风口；12、第二端部；13、换热部；131、空气流通通道；132、第二风口；2、换热管束；21、进液口；22、出液口；23、换热管束层段；100、绕管式换热器；200、机柜；300、风机；400、电控盒。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

参照图1所示，图1为本申请实施例提供的绕管式换热器的结构示意图。该绕管式换热器100包括支撑架1和换热管束2，支撑架1包括换热部13、第一端部11和第二端部12，换热部13的两端分别连接于第一端部11和第二端部12，且换热部13设有第二风口132和空气流通通道131，第一端部11设有与空气流通通道131连通的第一风口111。换热管束2呈螺旋状缠绕于换热部13的外表面，以在换热部13的外表面形成至少一层换热管束层，且在同一换热管束层中，缠绕于支撑架周侧的相邻两根换热管束2间具有间距W1，W1≥2mm(毫米)。在换热时，液体从换热管束2的进液口21流入，在换热管束2内螺旋流动后从换热管束2的出液口22流出，空气在相邻的两根换热管束2、空气流通通道131、第一风口111及第二风口132间流动，以和流经换热管束2的液体进行换热。

在本实施例中，空气从相邻的两根换热管束2间及第二风口132流入，并依次经空气流通通道131、第一风口111流出。可以理解，在其他实施例中，空气也可以从第一风口111流入，并依次经空气流通通道131、第二风口132及相邻的两根换热管束2间流出，使流经换热管束2的液体与流经空气流通通道131的空气进行换热。

本申请通过使液体在换热管束2内螺旋流动，从而减薄温度边界层厚度(温度边界层厚度定义为：温度分布沿水平方向平均后，近底板温度线性变化的拟合线和湍流体区域温度水平线的交点所对应的z坐标值)，提高了换热系数；同时该绕管式换热器100结构紧凑，单位体积换热量高，进而能够显著提高换热量。

具体地，第一端部11设有第一风口111。换热部13包括多个支撑件，各支撑件为圆柱体。组装时，多个支撑件呈环形间隔排布，围合形成有空气流通通道131和第二风口132(相邻两个支撑件间的间隙为第二风口132)，并使各支撑件的一端与第一端部11焊接，各支撑件的另一端与第二端部12焊接，组装成支撑架1；然后再将换热管束2呈螺旋状缠绕于第一端部11和第二端部12之间的多个支撑件的外表面，以在支撑架1的周侧形成换热管束层，并使相邻两根换热管束间具有间距，从而使空气能够在相邻的两根换热管束2、相邻的两个支撑件、空气流通通道131及第一风口111间流动。

在本实施例中，第一端部11为圆环形板，第二端部12为圆板。多个支撑件沿第一端部、第二端部的圆周方向间隔排布，围合形成有空气流通通道和第二风口。可以理解，在其他实施例中，第一端部、第二端部也可以为其他形状，例如，三角形、四边形、五边形或六边形等。

在本实施例中，多个支撑件沿圆周方向均匀排布，使相邻两个支撑件之间的间距相等，具体地，相邻两个支撑件之间间距的实际取值可以根据支撑件强度及实际需要设定。可以理解，在其他实施例中，多个支撑件也可以沿圆周方向不均匀地排布，即，相邻两个支撑件之间的间距不相等。

在一些实施例中，也可以在换热部13的侧部设有多个镂空部，使空气能够经换热部13的镂空部进入空气流通通道131中。

在一些实施例中，支撑架1呈圆柱或圆锥结构，使支撑件垂直于第一端部11和第二端部12，且在支撑架1的轴向方向上，第一端部11中心点的投影和第二端部12中心点的投影完全重合。

在缠绕换热管束时，可以将两根直管换热管束2呈螺旋状缠绕于支撑件的外表面，以形成一个空心腔体，便于空气在该空心腔体内流动；或者也可以将一根、三根或三根以上的直管换热管束2呈螺旋状缠绕于支撑件的外表面，以形成缠绕于支撑架1外表面的换热管束层。

在本实施例中，该绕管式换热器100设为定螺旋半径定螺距结构，即，在同一换热管束层中，缠绕于支撑架周侧的各根换热管束2与支撑架1的中心轴的距离相等，且缠绕于支撑架周侧的相邻两根换热管束2间的间距相等，参照图1所示。可以理解，在其他实施例中，也可以将该绕管式换热器100设为定螺旋半径变螺距结构，即，在同一换热管束层中，缠绕于支撑架周侧的各根换热管束2与支撑架1的中心轴的距离相等，且缠绕于支撑架周侧的相邻两根换热管束2间的间距不相等，参照图2(a)和图2(b)所示；或者将该绕管式换热器100设为变螺旋半径定螺距结构，即，在同一换热管束层中，缠绕于支撑架周侧的各根换热管束2与支撑架1的中心轴的距离不相等，缠绕于支撑架周侧的相邻两根换热管束2间的间距相等，参照图3(a)；或者将该绕管式换热器100设为变螺旋半径变螺距结构，即，在同一换热管束层中，缠绕于支撑架周侧的各根换热管束2与支撑架1的中心轴的距离不相等，且缠绕于支撑架周侧的相邻两根换热管束2间的间距不相等,参照图3(b)和图3(c)所示。

举例说明，对于变螺旋半径结构，可以设计为：在同一换热管束层中，从支撑架1的第一端部至第二端部或从支撑架的第二端部至第一端部，缠绕于支撑架周侧的各根换热管束2与支撑架1的中心轴的距离逐渐增大或减小，例如，可以使第二端部12的直径小于第一端部11的直径，其中，第二端部12的直径用于确定最小螺旋半径，第一端部11的直径用于确定最大螺旋半径。对于变螺距结构，可以设计为：在同一换热管束层中，从第一端部至第二端部或从支撑架的第二端部至第一端部，缠绕于支撑架周侧的相邻两根换热管束2间的间距逐渐增大或减小。

其中，螺旋半径是指缠绕于支撑架周侧的换热管束2与支撑架1的中心轴的距离，螺距是指缠绕于支撑架周侧的相邻两根换热管束2间的距离。换热管束2的螺旋半径是根据换热器所需换热量的大小来确定的，从而确定相应换热面积，即，确定支撑架1外表面面积。换热管束2的螺距是根据换热管束2迎风面风速的大小，确定对应区域换热管束2的螺距。

本申请通过将绕管式换热器100设为变螺旋半径结构，从而能够在不改变风道面积前提下，根据换热量需求的不同而改变螺旋半径，进而改变换热面积，实现了同风道下多种换热量需求。同时，将绕管式换热器100设为变螺距结构，从而有利于风速均匀分布，提高了该绕管式换热器100的换热效率。具体为，根据风速的不同而改变螺距大小，风速大的区域螺距大，风速小的区域螺距小，以使换热器的不同区域风速均匀分布，提高换热器的换热效率。

在本实施例中，绕管式换热器100还包括限位件(图中未示出)，限位件连接于支撑件，并位于同一换热管束层中相邻的两根换热管束2之间，以通过限位件对换热管束进行限位，使缠绕于支撑架周侧的相邻两根换热管束间保持有间距W1，W1≥2mm(毫米)，该间距W1的具体取值可以根据目标压降及实际需求限定。可以理解，在其他实施例中，沿支撑件的长度延伸方向，也可以在支撑件上设有多个限位槽，相邻两个限位槽间具有间距，并使换热管束位于限位槽内，从而通过限位槽对换热管束的限位，使相邻两根换热管束间保持有间距。

在本实施例中，将换热管束2呈螺旋状缠绕于支撑架周侧，以形成单层换热管束层。

在一些实施例中，也可以将换热管束2呈螺旋状缠绕于第一端部和所述第二端部之间的多个支撑件上，以在支撑架周侧形成两层或两层以上的换热管束层，其中，相邻两层换热管束层的螺旋缠绕方向相反。例如，若绕管式换热器100设有两层换热管束层，则在具体制作时：可以将换热管束2呈螺旋状缠绕于支撑架周侧，形成第一层换热管束层，再将换热管束2呈螺旋状反向缠绕于第一层换热管束层的外表面，形成第二层换热管束层。为了使相邻两层换热管束层间具有间距，该绕管式换热器100还包括隔离件(图中未示出)，隔离件设置于相邻两层换热管束层之间，以使相邻两层换热管束层间具有间距，进而使流经换热管束的液体和经相邻两个支撑件间进入的空气能够充分换热，提高了换热效率。其中，相邻两层换热管束层间的间距为W2，W2≥2mm(毫米)，该间距W2的具体取值可以根据实际需求设定。

基于上述实施例的基础上，本申请还公开了另一种具体实施方式，参照图4所示，图4为本申请实施例提供的包括多个换热管束层段的绕管式换热器的结构示意图。在本实施例中，每一层换热管束层均包括至少两个换热管束层段23，每个换热管束层段23分别设有进液口21和出液口22。在换热器设计过程中，管程压降的大小也是设计者关注的重要问题之一，本实施例通过设置有多个换热管束层段23，能够增加流体的流路，以有效降低该绕管式换热器100的管程压降。

本实施例绕管式换热器100的具体制作过程：将多个支撑件沿圆周方向均匀排布，并使支撑件的两端分别与第一端部11、第二端部12连接，组成支撑架1；再将直管换热管束呈螺旋状缠绕于支撑件的外表面，形成多个换热管束层段。

基于上述实施例的基础上，本申请还公开了一种空调器，该空调器包括机柜200、风机300、电控盒400和如以上任一实施例所述的绕管式换热器100，风机300、电控盒400和绕管式换热器100设于机柜200内，且风机300位于支撑架1的第一端部11，电控盒400连接于风机300，用于控制所述的工作。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种绕管式换热器，其特征在于，包括：

支撑架，所述支撑架包括第一端部、第二端部和多个支撑件，多个所述支撑件呈环形间隔排布，围合形成有空气流通通道，所述第一端部和所述第二端部分别连接于所述支撑件的两端，且所述第一端部具有第一风口；

换热管束，所述换热管束呈螺旋状缠绕于所述第一端部和所述第二端部之间的多个所述支撑件上，以在所述支撑架的周侧形成至少一层换热管束层，且在同一层所述换热管束层中，相邻两根所述换热管束间具有间距；

在换热时，液体从所述换热管束的进液口流入，在所述换热管束内螺旋流动后从所述换热管束的出液口流出，空气在相邻的两根所述换热管束、相邻的两个所述支撑件、空气流通通道及第一风口间流动，以和流经所述换热管束的液体进行换热。

2.根据权利要求1所述的绕管式换热器，其特征在于，相邻两个所述支撑件之间的间距相等。

3.根据权利要求1所述的绕管式换热器，其特征在于，在同一换热管束层中，缠绕于所述支撑架周侧的相邻两根所述换热管束间的间距相等。

4.根据权利要求1所述的绕管式换热器，其特征在于，在同一换热管束层中，从所述支撑架的第一端部至第二端部或从所述支撑架的第二端部至第一端部，缠绕于所述支撑架周侧的相邻两根所述换热管束间的间距逐渐增大或减小。

5.根据权利要求1所述的绕管式换热器，其特征在于，在同一换热管束层中，缠绕于所述支撑架周侧的相邻两根所述换热管束间的间距为W1,W1≥2mm。

6.根据权利要求1～5任一项所述的绕管式换热器，其特征在于，在同一换热管束层中，缠绕于所述支撑架周侧的各根所述换热管束与所述支撑架的中心轴的距离相等。

7.根据权利要求1～5任一项所述的绕管式换热器，其特征在于，在同一换热管束层中，从所述支撑架的第一端部至第二端部或从所述支撑架的第二端部至第一端部，缠绕于所述支撑架周侧的各根所述换热管束与所述支撑架的中心轴的距离逐渐增大或减小。

8.根据权利要求1所述的绕管式换热器，其特征在于，所述换热管束呈螺旋状缠绕于所述第一端部和所述第二端部之间的多个所述支撑件上，以在所述支撑架的周侧形成至少两层换热管束层，相邻两层所述换热管束层的螺旋缠绕方向相反。

9.根据权利要求8所述的绕管式换热器，其特征在于，相邻的两层所述换热管束层间具有间距W2，W2≥2mm。

10.根据权利要求1所述的绕管式换热器，其特征在于，所述支撑件垂直于所述第一端部和所述第二端部。

11.一种空调器，其特征在于，包括机柜、风机、电控盒和如权利要求1～10任一项所述的绕管式换热器，所述风机、所述电控盒和所述绕管式换热器分别设于所述机柜内，且所述风机位于所述支撑架设有开口的一端，所述电控盒连接于所述风机，用于控制所述风机的工作。

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