CN220062680U - 换热单体、换热器及空调系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种换热单体、换热器及空调系统,换热单体包括换热单体本体,换热单体本体呈板状,换热单体本体沿第一方向延伸且具有沿第一方向延伸的换热通道,换热单体本体的厚度方向沿第二方向设置,第二方向与第一方向相交,换热单体本体的沿厚度方向相对的两个表面构成主换热面,换热单体本体的厚度不大于0.8mm。根据本实用新型实施例的换热器,通过将换热单体本体的厚度设为不大于0.8mm,在气流流经换热单体的主换热面的过程中,气流与主换热面之间形成的边界层较薄,对流换热过程更强烈,换热效果更明显,从而可以提高换热单体的换热能力,进而可以提高具有该换热单体的换热器的换热能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及换热器领域,尤其是涉及一种换热单体、换热器及空调系统。
背景技术
相关技术中,翅片管换热器的铜管和翅片之间存在接触热阻,导致传热效率低,从而导致换热器的换热效率降低;而微通道换热器虽然降低了接触热阻,换热效率得到了一定的提高,但是由于受到换热器的扁管本身结构的限制,换热效率依然不佳,有待进一步提高。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型的一个目的在于提出一种换热单体,通过将换热单体本体的厚度设为不大于0.8mm,在气流流经换热单体的主换热面的过程中,气流与主换热面之间形成的边界层较薄,对流换热过程更强烈,换热效果更明显,从而可以提高换热单体的换热能力,进而可以提高具有该换热单体的换热器的换热能力。
根据本实用新型第一方面实施例的换热单体,包括换热单体本体,所述换热单体本体呈板状,所述换热单体本体沿第一方向延伸且具有沿所述第一方向延伸的换热通道,所述换热单体本体的厚度方向沿第二方向设置,所述第二方向与所述第一方向相交,所述换热单体本体的沿厚度方向相对的两个表面构成主换热面,所述换热单体本体的厚度不大于0.8mm。
根据本实用新型实施例的换热单体,通过将换热单体的厚度设为不大于0.8mm,在气流流经换热单体的主换热面的过程中,气流与主换热面之间形成的边界层较薄,对流换热过程更强烈,换热效果更明显,从而可以提高换热单体的换热能力。
根据本实用新型的一些实施例,所述换热通道在所述换热单体本体的厚度方向上的尺寸范围为0.1~0.4mm。
根据本实用新型的一些实施例,所述换热单体本体具有沿第三方向间隔排布的多个所述换热通道,所述第一方向、所述第二方向以及所述第三方向两两相交,在所述第三方向上,所述换热通道的长度不大于0.6mm,相邻所述换热通道之间的间距范围为0.2~0.4mm,所述换热通道在所述换热单体本体的厚度方向上的壁厚不小于0.2mm。
根据本实用新型一些可选地实施例,在所述第三方向上,所述换热单体本体的长度不大于8mm。
根据本实用新型的一些实施例,所述换热单体还包括设在所述主换热面的扰流凸起。
根据本实用新型一些可选地实施例,所述扰流凸起的凸起高度范围为0.05~0.3mm。
根据本实用新型一些可选地实施例,所述主换热面形成有多个间隔设置的所述扰流凸起,相邻所述扰流凸起之间的间距范围为0.6~1mm。
根据本实用新型一些可选地实施例,所述扰流凸起呈沿所述第一方向延伸的长条形。
根据本实用新型一些可选地实施例,所述扰流凸起的横截面为半圆形或多边形;和/或,所述扰流凸起的横截面积的范围为0.07-0.29mm2。
根据本实用新型一些可选地实施例,所述主换热面设有多个所述扰流凸起,多个所述扰流凸起中的至少部分沿所述第三方向间隔排布。
根据本实用新型一些可选地实施例,所述换热单体本体的两个所述主换热面均设有多个所述扰流凸起,设于同一所述主换热面的多个所述扰流凸起沿所述第三方向间隔排布。
根据本实用新型一些可选地实施例,所述换热单体本体的两个所述主换热面上的所述扰流凸起在所述换热单体本体的厚度方向上错开设置。
根据本实用新型一些可选地实施例,所述主换热面形成有多个间隔设置的所述扰流凸起,多个所述扰流凸起在所述主换热面呈阵列状排布。
根据本实用新型第二方面实施例的换热器,包括:多个根据本实用新型上述的第一方面实施例的换热单体,至少部分所述换热单体沿所述第二方向排布,在所述第二方向上相邻两个所述换热单体之间限定出换热间隙。
根据本实用新型实施例的换热器,通过设置上述的换热单体,在气流流经换热单体的主换热面的过程中,气流与主换热面之间形成的边界层较薄,对流换热过程更强烈,换热效果更明显,从而可以提高换热器的换热能力;另外,有利于减小换热器沿第二方向上的长度,从而有利于换热器的小型化;在换热器沿第二方向的长度一定的情况下且在换热间隙大小一定的情况,可以增加换热器沿第二方向排布的换热单体的数量,可以增大换热面积,提高换热量;在换热器沿第二方向的长度一定的情况下且在换热器沿第二方向排布的换热单体的数量一定的情况,可以降低风阻,从而可以降低气流流经换热器产生的压降。
根据本实用新型的一些实施例,所述换热单体本体的两个所述主换热面均设有多个扰流凸起,设于同一所述主换热面的多个所述扰流凸起沿所述第三方向间隔排布,在所述第二方向上,相邻两个所述换热单体的朝向所述换热间隙的所述扰流凸起在所述第二方向上错开设置。
根据本实用新型第三方面实施例的空调系统,包括:根据本实用新型上述的第二方面实施例的换热器。
根据本实用新型实施例的空调系统,通过设置上述的换热器,可以提高换热的换热能力,提高换热器的换热效率,从而可以提高空调系统的工作效率。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本实用新型的一些实施例的换热器的立体图;
图2是图1中A处的放大图;
图3是图1中的第一集流件或第二集流件的立体图;
图4是根据本实用新型一些实施例的换热器的多个换热单体排布示意图;
图5是根据本实用新型一些实施例的换热单体的立体图;
图6是图4中B处的放大图;
图7是图4中的换热单体的侧视图;
图8是气流流经图4中的换热单体的外表面与换热单体换热时的温度的仿真计算云图;
图9是气流流经图4中的换热单体的外表面与换热单体换热时的风速的仿真计算云图;
图10是根据本实用新型的另一些实施例的换热器的多个换热单体排布示意图;
图11是图10中的换热单体的示意图;
图12是气流流经图10中的换热单体的外表面与换热单体换热时的温度的仿真计算云图;
图13是气流流经图10中的换热单体的外表面与换热单体换热时的风速的仿真计算云图;
图14是根据本实用新型的一些实施例的空调系统的工作原理示意图。
附图标记:
1000、空调系统;
100、换热器;
1、第一集流件;10、第一集流管;11、第一连接管;12、第一进出口;13、第一集流腔;14、第一插孔;
2、第二集流件;20、第二集流管;21、第二连接管;22、第二进出口;23、第二集流腔;24、第二插孔;
3、换热单体;30、换热单体本体;31、主换热面;32、扰流凸起;33、换热通道;34、换热间隙;
4、室外换热器;5、室内换热器;50、室内风机;6、节流部件;71、第一传感器;72、第二传感器;73、油分离器;74、气液分离器;81、第一控制阀;82、第二控制阀;9、压缩机;91、排气口;92、回气口。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
下面参考图4-图13描述根据本实用新型实施例的换热单体3。
根据本实用新型第一方面实施例的换热单体3,包括换热单体本体30,换热单体本体30呈板状,换热单体本体30沿第一方向延伸(参照附图中的e1方向)且具有沿第一方向延伸的换热通道33,换热单体本体30的厚度方向沿第二方向(参照附图中的e2方向)设置,第二方向与第一方向相交,例如第一方向与第二方向互相垂直。换热单体本体30的沿厚度方向相对的两个表面构成主换热面31,换热单体本体30的厚度L1不大于0.8mm。气流适于沿第三方向流过换热单体3,第三方向与第一方向以及第二方向均相交,例如,气流适于沿换热单体本体30的厚度方向两侧的主换热面31流动,在气流流经换热单体3的过程中,气流与换热单体3内的冷媒换热,从而调节气流温度。
相关技术中,换热管连接第一集流件与第二集流件,在换热管上设置有翅片,换热管与翅片之间会产生接触热阻。本申请将换热管与翅片一体化设计,从而避免了或减小了换热管与翅片之间的接触热阻,在换热单体3上不会产生接触热阻,从而增大了换热单体3的换热系数,从而可以增强换热器100的换热能力,并且该设置省去了换热管与翅片的连接工序,减少了零部件数量,提高了生产效率。
进一步地,通过将换热单体3的厚度L1设为不大于0.8mm,换热单体3的厚度较薄,相比于较大厚度的换热单体3,在气流流经换热单体3的主换热面31的过程中,气流与主换热面31之间形成的边界层较薄,对流换热过程更强烈,换热效果更明显,从而可以提高换热单体3的换热能力,进而可以提高具有该换热单体3的换热器100的换热能力。
另外,本实施例的换热单体3应用于换热器100时,在换热器100沿第二方向的长度一定的情况下,将换热单体3的厚度L1设为不大于0.8mm,可以进一步增大相邻两个换热单体3沿第二方向上的间隙,从而可以进一步降低气流流经换热单体3的外表面与换热单体3换热时造成的风阻,从而可以降低气流流经换热器100产生的压降;并且换热单体3的厚度L1较小,有利于减小换热器100沿第二方向上的长度,从而有利于换热器100的小型化。
根据本实用新型实施例的换热单体3,通过将换热单体3的厚度设为不大于0.8mm,在气流流经换热单体3的主换热面31的过程中,气流与主换热面31之间形成的边界层较薄,对流换热过程更强烈,换热效果更明显,从而可以提高换热单体3的换热能力,进而可以提高具有该换热单体3的换热器100的换热能力。
根据本实用新型的一些实施例,换热通道33在换热单体本体30的厚度方向上的尺寸L2范围为0.1~0.4mm。
在该尺寸范围内,换热通道33的管径较小,相比现有的较大管径的换热通道33,该设置可以减小冷媒的注入量,可以降低换热器100的成本,并且换热通道33在换热单体3的厚度方向上尺寸较小,有利于减小换热单体3的厚度,可以增大相邻两个换热单体3之间沿第二方向上的长度,从而可以增大换热器100的换热效率,减小气流流经换热单体3的外表面与换热单体3换热时产生的风阻,可以降低气流流经换热器100产生的压降。
根据本实用新型的一些实施例,换热单体本体30具有沿第三方向(参照附图中的e3方向)间隔排布的多个换热通道33,第一方向、第二方向以及第三方向两两相交,例如,第一方向、第二方向以及第三方向两两垂直。在第三方向上,换热通道33的长度L3不大于0.6mm,将换热通道33的长度L3设为不大于0.6mm,便于换热通道33与换热单体3一体成型,可以提高生产效率,并且将换热通道33的长度L3限定在该长度范围内,可以限定换热单体3在气流的流动方向上的长度范围,便于设计换热单体3设置于换热器100内的排列方式,有利于实现提高具有该换热单体3的换热器100的换热能力。
相邻换热通道33之间的间距L4范围为0.2~0.4mm,在换热单体3沿气流的流动方向的延伸长度一定,且在换热单体3具有沿气流的流动方向间隔排布的多个换热通道33的情况下,将相邻换热通道33之间的间距L4范围限定在0.2~0.4mm,可以保证换热单体3的结构强度。
换热通道33在换热单体本体30的厚度方向上的壁厚L5不小于0.2mm。在该尺寸范围内,可以保证换热单体3的耐压性及耐腐蚀性,可以延长换热单体3的使用寿命。
根据本实用新型一些可选地实施例,在第三方向上,换热单体本体30的长度L6不大于8mm。通过将换热单体本体30的长度设为不大于8mm,有利于提高换热器100的换热能力,并且便于换热单体3的装配。
根据本实用新型的一些实施例,换热单体3还包括设在主换热面31的扰流凸起32。在气流从主换热面31流通时,在气流的流动方向上气流会在气流流动方向上形成边界层,随着气流的连续流动边界层会逐渐变厚,边界层越厚越不利于换热单体3与气流进行换热,通过在换热单体本体30的主换热面31设置扰流凸起32,可以打破气流流动方向上形成的边界层,可以阻止边界层继续变厚,或者可以使得边界层变薄,从而增大了换热单体本体30的外表面的换热系数,可以提高换热单体3的换热能力,并且扰流凸起32可以增大换热单体3的外表面的面积,从而可以增大换热单体3与气流的换热面积,从而可以进一步提高换热单体3的换热能力。
图8、图9分别为本方案实施例1的气流流经换热单体3的外表面与换热单体3换热的温度的仿真计算云图及风速的仿真计算云图;图11、图12分别为本方案实施例2的气流流经换热单体3的外表面与换热单体3换热的温度的仿真计算云图及风速的仿真计算云图。参照图8、图9、图12与图13,由温度仿真计算云图可得,气流在最初流经换热单体3的外表面与换热单体3换热时温度较低,在气流的流动方向上温度逐渐上升,通过设置扰流结构可以有效提高换热器100的换热能力。由风速仿真计算云图可得,气流在流经换热单体3的外表面与换热单体3换热的过程中,气流的风速变化不明显,则设置扰流凸起32,并不会在气流流经换热单体3的外表面与换热单体3换热时产生较大的风阻,气流流经换热器100产生的压降较小,可以提高换热器100的整体性能。
通过在换热单体本体30的外表面上设置扰流凸起32,打破了在气流流动方向上形成的边界层,可以阻止边界层继续变厚,从而增大了换热单体本体30的外表面的换热系数,并且扰流凸起32可以增大换热单体3与气流的换热面积,从而可以提高换热单体3的换热能力,可以提高换热器100的工作效率。
根据本实用新型一些可选地实施例,扰流凸起32的凸起高度D1范围为0.05~0.3mm。在该凸起高度D1范围内,扰流凸起32可以较好地打断气流在换热单体本体30的外表面上的连续流动,可以有效阻止在气流流动方向上形成的边界层的继续增厚,且可以适当增加换热单体3与气流的换热面积,从而增大了换热单体本体30的外表面的换热系数,可以提高换热器100的换热效果,并且在该凸起高度D1范围内,气流流经换热单体3的外表面与换热单体3换热时产生的风阻较小,气流流经换热器100的压降也较小,从而可以提高换热器100的整体性能。
根据本实用新型一些可选地实施例,主换热面31形成有多个间隔设置的扰流凸起32,相邻扰流凸起32之间的间距D2范围为0.6~1mm。
若相邻扰流凸起32之间的间距D2范围超过该范围,则在换热单体本体30的外表面设置的扰流凸起32过于密集,在气流流经换热单体3的外表面与换热单体3换热时产生的风阻过大,气流流经换热器产生的压降过大。
若相邻扰流凸起32之间的间距D2范围小于该范围,则在换热单体本体30的外表面设置的扰流凸起32过于稀疏,在气流流过主换热面31时不能起到较好地扰流作用,不能较好地阻止气流流动方向上形成的边界层的继续变厚,换热单体本体30的外表面的换热系数增加不明显,不利于提高换热器100的换热能力;
将扰流凸起32之间的间距D2范围限定在该范围内,可以在增大换热单体本体30的外表面的换热系数、增强换热单体3的换热能力的同时,气流流经换热单体3的外表面与换热单体3换热时产生的风阻较小,可以综合提高换热器100的换热效率。
根据本实用新型一些可选地实施例,扰流凸起32呈沿第一方向延伸的长条形。气流流经换热单体3的外表面与换热单体3换热时,通过在主换热面31上设置沿第一方向延伸的扰流凸起32,扰流凸起32的延伸方向与气流的流动方向不同,使扰流凸起32可以更好地打断气流在主换热面31上的连续流动,可以更有效地阻止气流在主换热面31上形成的边界层继续变厚,从而可以较大地增大主换热面31上的换热系数,从而可以进一步强化换热单体3的换热效果。
并且,换热单体本体30沿第一方向延伸,通过将扰流凸起32设为呈沿第一方向延伸的长条形,使扰流凸起32可以在沿换热单体3的延伸方向阻止气流在主换热面31上形成的边界层继续变厚,且可以沿换热单体本体30的延伸方向均匀地增加换热单体3与气流的换热面积,从而可以均匀地提高换热单体3整体的换热能力。
根据本实用新型一些可选地实施例,扰流凸起32的横截面为半圆形或多边形。例如,扰流凸起32的横截面为半圆形;再例如,扰流凸起32的横截面为矩形;再例如,扰流凸起32的横截面为三角形。通过将扰流凸起32的横截面设为半圆形或多边形,结构简单,便于扰流凸起32的生产制造。
根据本实用新型一些可选地实施例,扰流凸起32的横截面积的范围为0.07-0.29mm2。在该范围内,扰流凸起32可以对流过主换热面31的气流起到合适的扰流作用,在可以合适地阻止气流在主换热面31上形成的边界层变厚的同时,气流流经换热单体3的外表面与换热单体3换热时产生的风阻不会太大,在提高主换热面31的换热系数的同时,气流流经换热器100的压降较小,从而可以综合提高换热器100的换热能力。
根据本实用新型一些可选地实施例,主换热面31设有多个扰流凸起32,多个扰流凸起32中的至少部分沿第三方向间隔排布。该设置可以增加主换热面31与气流的换热面积,且扰流凸起32沿第三方向间隔排布,气流流经换热单体3的外表面与换热单体3换热时,多个扰流凸起32的排布方向与气流的流动方向相同,使扰流凸起32可以沿着气流的流动方向不断地打破在气流流动方向上形成的边界层,可以进一阻止气流在主换热面31上产生的边界层变厚,可以增大主换热面31的换热系数,从而可以提高换热器100的换热能力。
根据本实用新型一些可选地实施例,换热单体本体30的两个主换热面31均设有多个扰流凸起32,设于同一主换热面31的多个扰流凸起32沿第三方向间隔排布。该设置可以进一步增加主换热面31与气流的换热面积,且扰流凸起32沿第三方向间隔排布,气流流经换热单体3的外表面与换热单体3换热时,多个扰流凸起32的排布方向与气流的流动方向相同,使换热单体本体30的两个主换热面31的扰流凸起32均可以沿着气流的流动方向不断地打破在气流流动方向上形成的边界层,可以进一步阻止气流在主换热面31上产生的边界层变厚,可以增大主换热面31的换热系数,从而可以较大地提高换热器100的换热能力。
根据本实用新型一些可选地实施例,换热单体本体30的两个主换热面31上的扰流凸起32在换热单体本体30的厚度方向上错开设置。通过将换热单体本体30的两个主换热面31上的扰流凸起32在换热单体本体30的厚度方向上设为错开,使换热单体3的结构强度较均匀,可以提高换热单体3的使用寿命。
根据本实用新型一些可选地实施例,主换热面31形成有多个间隔设置的扰流凸起32,多个扰流凸起32在主换热面31呈阵列状排布。该设置使扰流凸起32可以均匀地排布于主换热面31,扰流凸起32可以均匀地打破在气流流动方向上产生的边界层,从而可以均匀地提高主换热面31整体的换热系数,使主换热面31整体可以提高换热能力,且通过将扰流凸起32设为阵列状排布,便于扰流凸起32的生产制造,可以提高生产效率。
根据本实用新型第二方面实施例的换热器100,参照图1-图13,包括:多个根据本实用新型上述的第一方面实施例的换热单体3,至少部分换热单体3沿第二方向排布,例如可以是部分换热单体3沿第二方向排布,也可以是所有换热单体3均沿第二方向排布。在第二方向上,相邻两个换热单体3之间限定出换热间隙34。在气流流经换热器100时,气流可以沿相邻两个换热单体3之间限定出的换热间隙34流动,并与换热单体3换热。
根据本实用新型实施例的换热器100,通过设置上述的换热单体3,在气流流经换热单体3的主换热面31的过程中,气流与主换热面31之间形成的边界层较薄,对流换热过程更强烈,换热效果更明显,从而可以提高换热器100的换热能力;另外,有利于减小换热器100沿第二方向上的长度,从而有利于换热器100的小型化;在换热器100沿第二方向的长度一定的情况下且在换热间隙34大小一定的情况,可以增加换热器100沿第二方向排布的换热单体3的数量,可以增大换热面积,提高换热量;在换热器100沿第二方向的长度一定的情况下且在换热器100沿第二方向排布的换热单体3的数量一定的情况,可以降低风阻,从而可以降低气流流经换热器100产生的压降。
根据本实用新型一些可选地实施例,换热单体本体30的两个主换热面31均设有多个扰流凸起32,设于同一主换热面31的多个扰流凸起32沿第三方向间隔排布。该设置可以进一步增加主换热面31与气流的换热面积,且扰流凸起32沿第三方向间隔排布,气流流经换热单体3的外表面与换热单体3换热时,多个扰流凸起32的排布方向与气流的流动方向相同,使换热单体本体30的两个主换热面31的扰流凸起32均可以沿着气流的流动方向不断地打破在气流流动方向上形成的边界层,可以进一步阻止气流在主换热面31上产生的边界层变厚,可以增大主换热面31的换热系数,从而可以较大地提高换热器100的换热能力。
根据本实用新型的一些实施例,在第二方向上,相邻两个换热单体3的朝向换热间隙34的扰流凸起32在第二方向上错开设置。若换热单体排中相邻两个换热单体3的朝向换热间隙34的扰流凸起32在第二方向上未错开设置,扰流凸起32相对的位置换热间隙34沿第二方向上的宽度较窄,气流的流通面积较小,气流流过时产生的风阻较大,容易产生噪音。通过将换热单体排中相邻两个换热单体3的朝向换热间隙34的扰流凸起32在第二方向上设为错开,增大了气流的流通面积,气流流过气流通道35时风阻较小,且有利于打破气流流动方向上产生的边界层,可以加剧冷热空气的交换且扩大了换热单体3的换热面积,提高了扰流效果,加强了换热器100的整体换热效率。
在实用新型的一些实施例中,参照图1-图3,换热器100包括第一集流件1、第二集流件2及多个换热单体3。第一集流件1及第二集流件2沿第一方向相对且间隔开设置,第一集流件1具有第一进出口12以及沿第二方向延伸的第一集流腔13,第一进出口12与第一集流腔13连通,换热介质(例如冷媒)可以经过第一进出口12流进第一集流腔13,第一集流腔13内的换热介质也可以经过第一进出口12流出;第二集流件2具有第二进出口22以及沿第二方向延伸的第二集流腔23,第二进出口22与第二集流腔23连通,换热介质可以经过第二进出口22流进第二集流腔23,第二集流腔23内的换热介质也可以经过第二进出口22流出。
例如,第一集流件1包括第一集流管10和第一连接管11,第一连接管11位于第一集流管10的沿第二方向的其中一端,第一集流管10具有沿第二方向延伸的第一集流腔13,第一连接管11具有第一进出口12,换热介质可以经过第一进出口12流进第一连接管11,再流进第一集流腔13;第一集流腔13内的换热介质也可以流进第一连接管11,再经过第一进出口12流出。第二集流件2包括第二集流管20和第二连接管21,第二连接管21位于第二集流管20的沿第二方向的其中一端,第二集流管20具有沿第二方向延伸的第二集流腔23,第二连接管21具有第二进出口22,换热介质可以经过第二进出口22流进第二连接管21,再流进第二集流腔23;第二集流腔23内的换热介质也可以流进第二连接管21,再经过第二进出口22流出。
多个换热单体3设在第一集流件1与第二集流件2之间且限定出气流通道35,气流通道35包括上述的换热间隙34,气流适于沿第三方向流经气流通道35,第一方向、第二方向以及第三方向两两相交。例如,第一方向、第二方向以及第三方向两两垂直。换热单体3沿第一方向延伸且具有沿第一方向延伸的换热通道33,换热单体3沿第一方向的两端分别与第一集流件13以及第二集流件23相连。换热通道33连通第一集流腔13与第二集流腔23。
可选地,第一集流件1位于第二集流件2的上方,第一集流腔13的底壁设有多个第一插孔14,且多个第一插孔14均贯穿第一集流腔13的底壁,第一插孔14的形状与换热单体3截面的外轮廓线的形状一致,第一插孔14与换热单体3一一对应,换热单体3的上端适于插设于第一插孔14中,并且换热单体3的上端与第一集流件1可以通过钎焊连接。第二集流腔23的顶壁设有多个第二插孔24,且多个第二插孔24均贯穿第二集流腔23的顶壁,第二插孔24的形状与换热单体3截面的外轮廓线的形状一致,第二插孔24与换热单体3一一对应,换热单体3的下端适于插设于第二插孔24中,并且换热单体3的下端可以与第二集流件2钎焊连接。
根据本实用新型的一些实施例,参照图1,第一方向为上下方向。则换热单体本体30沿上下方向延伸且具有沿上下方向延伸的换热通道33,换热单体3沿上下方向的两端分别与第一集流件1以及第二集流件2相连。当换热器100为冷凝器时,外界的气温较低时,容易在换热器100的表面结霜,换热器100的表面结霜时需要对换热器100的表面进行除霜,除霜后霜化成水,通过将换热单体3设为沿上下方向延伸,便于化霜后的水在重力的作用下从换热器1001上流下;当换热器100为蒸发器时,换热器100的表面易产生冷凝水,通过将换热单体3设为沿上下方向延伸,便于冷凝水在重力的作用下从换热器100上流下。通过将第一方向设为上下方向,该设置有效的改善了换热器100的排水性能,可以保证换热器100的除霜性能,从而有利于提高换热器100的整体性能。
根据本实用新型的一些实施例,参照图1与图3,所有换热单体3分成沿第三方向排布的多排换热单体排,每排换热单体排包括沿第二方向间隔设置的多个换热单体3,至少部分相邻两排换热单体排的换热单体3在第三方向上错开设置。例如,一部分相邻两排换热单体排的换热单体3在第三方向上错开设置;再例如,全部相邻两排换热单体排的换热单体3在第三方向上错开设置。该设置使气体在流经气流通道35时,由于相邻两排换热单体排的换热单体3在第三方向上错开设置,气流流路上存在一定偏距,诱导产生二次流和涡旋,可以打破气流流动方向上在换热单体3上产生的边界层,可以加剧冷热空气的交换且扩大了换热单体3的换热面积,提高了扰流效果,加强了换热器100的整体换热效率。
根据本实用新型一些可选地实施例,参照图1与图2,换热单体排中相邻两个换热单体3之间限定出换热间隙34,气流通道35包括换热间隙34,相邻两排换热单体排中的其中一排换热单体排的换热单体3与相邻两排换热单体排中的另一排换热单体排的换热间隙34在第三方向上相对设置。相邻两排换热单体排的换热单体3在第三方向上错开设置,该设置使得气流通道35出现突缩和突扩结构,气流流路上存在一定偏距,有效打破了气流在换热单体3上产生的边界层,有利于产生二次流和涡旋,可以达到阻断气流在换热单体3本体的外表面产生的边界层继续变厚的效果,可以提高换热单体本体30的外表面的换热系数,从而可以提高换热器100的换热效率。
下面参照图1-图13描述根据本实用新型的一些具体实施例的换热器100。
实施例一,
参照图1-图7及图10与图11,在本实施例中,换热器100包括第一集流件1、第二集流件2及多个换热单体3。第一集流件1及第二集流件2沿第一方向相对且间隔开设置,第一集流件1具有第一进出口12以及沿第二方向延伸的第一集流腔13,第一进出口12与第一集流腔13连通,第二集流件2具有第二进出口22以及沿第二方向延伸的第二集流腔23,第二进出口22与第二集流腔23连通。
多个换热单体3设在第一集流件1与第二集流件2之间且限定出气流通道35,气流适于沿第三方向流经气流通道35,第一方向、第二方向以及第三方向两两相交。第一方向为上下方向,换热单体3包括换热单体本体30以及设在换热单体本体30的外表面的扰流凸起32,换热单体本体30沿上下方向延伸且具有沿上下方向延伸的换热通道33。第一集流件1及第二集流件2上形成有用于与换热单体本体30连接的插孔,换热单体本体30的沿上下方向的两端通过插入插孔中分别与第一集流件1以及第二集流件2相连,换热通道33通过插孔连通第一集流腔13与第二集流腔23。例如,换热单体本体30插入插孔后可以通过钎焊与第一集流件1及第二集流件2连接固定,该设置连接稳定,可以方便地将换热单体3与第一集流件1以及第二集流件2连接,可以提高生产效率。
所有换热单体3分成沿第三方向排布的三排换热单体排,每排换热单体排包括沿第二方向间隔设置的多个换热单体3,相邻两排换热单体排的换热单体3在第三方向上错开设置。换热单体排中相邻两个换热单体3之间限定出换热间隙34,气流通道35包括换热间隙34,相邻两排换热单体排中的其中一排换热单体排的换热单体3与相邻两排换热单体排中的另一排换热单体排的换热间隙34在第三方向上相对设置。
其中,换热单体本体30呈板状,换热单体本体30的沿厚度方向相对的两个表面构成主换热面31,换热单体本体30具有沿气流的流动方向间隔排布的多个换热通道33。换热单体本体30的厚度L1不大于0.8mm,换热通道33在换热单体本体30的厚度方向上的尺寸L2范围为0.1~0.4mm,在气流的流动方向上,换热通道33的长度L3不大于0.6mm,相邻换热通道33之间的间距L4范围为0.2~0.4mm,换热通道33在所述换热单体本体30的厚度方向上的壁厚L5不小于0.2mm。其中,换热单体本体30的两个主换热面31均设有多个扰流凸起32,设于同一主换热面31的多个扰流凸起32沿第三方向间隔排布,并呈沿第一方向延伸的长条形。扰流凸起32的横截面为半圆形,横截面积的范围为0.07-0.29mm2,扰流凸起32的凸起高度D1范围为0.15~0.3mm,相邻扰流凸起32之间的间距D2范围为0.6~1mm。
图8、图9分别为本方案实施例1的气流通道35的温度的仿真计算云图及风速的仿真计算云图。参照图8、图9,由温度仿真计算云图可得,气流在最初流入气流通道35时温度较低,在气流的流动方向上温度逐渐上升,通过设置扰流结构可以有效提高换热器100的换热能力。由风速仿真计算云图可得,气流在流经气流通道35的过程中,气流的风速变化不明显,则设置扰流凸起32,并不会在气流流经气流通道35时产生较大的风阻,气流流经换热器产生的压降较小,可以提高空调系统1000的整体性能。
本实施例通过将换热管及翅片一体化设计以形成换热单体3,无需另外设置翅片,在换热单体3上不会产生接触热阻,可以提高换热单体本体30的外表面的换热系数。通过将换热单体3的厚度设置得较小,换热单体3的边界层较薄,对流换热过程更强烈,换热效果更明显,可以提高换热器100的换热能力。通过在换热单体3的主换热面31上设置横截面为半圆形的扰流凸起32,可以打断气流在换热单体3的主换热面31上的连续流动,可以进一步阻止气流在主换热面31上产生的边界层变厚,可以增大主换热面31的换热系数,在气流流过主换热面31时产生的风阻较小,从而降低气流流经换热器100产生的压降,可以综合提高换热器100的换热能力。通过将相邻两排换热单体排的换热单体3在第三方向上设为错开设置,该设置在气体流经气流通道35时,气流流路上存在一定偏距,诱导产生二次流和涡旋,可以打破气流流动方向上在换热单体3上产生的边界层,可以加剧冷热空气的交换且扩大了换热单体3的换热面积,提高了扰流效果,加强了换热器100的整体换热效率。
实施例二,
参照图8-图10及图12与图13,本实施例与实施例一的结构大致相同,其中相同的部件采用相同的附图标记,不同之处仅在于扰流凸起32的横截面为矩形。图11、图12分别为本方案实施例2的气流通道35的温度的仿真计算云图及风速的仿真计算云图。参照图12与图13,由温度仿真计算云图可得,气流在最初流入气流通道35时温度较低,在气流的流动方向上温度逐渐上升,通过设置扰流结构可以有效提高换热器100的换热能力。由风速仿真计算云图可得,气流在流经气流通道35的过程中,气流的风速变化不明显,则设置扰流凸起32,并不会在气流流经气流通道35时产生较大的风阻,气流流经换热器100产生的压降较小,可以提高换热器100的整体性能。通过将横截面设为矩形,可以更有效地打断气流在主换热面31上的连续流动,可以有效阻止气流在主换热面31上形成的边界层逐渐变厚,可以提高主换热面31的换热系数,从而可以有效提高换热器100的换热效率。
根据本实用新型第三方面实施例的空调系统1000,包括:根据本实用新型上述的第二方面实施例的换热器100。
如图14所示,空调系统1000还可以包括压缩机9、室外换热器4、节流部件6和室内换热器5,例如,室外换热器4可以为上述第一方面实施例的换热器100,室外换热器4包括上述的第一集流件1、第二集流件2以及多个换热单体3。压缩机9和室外换热器4通常位于空调室外机,空调室外机还可以包括室外风机,室外风机可以将室外的空气吹送至气流通道35内,有助于换热单体3内流通的冷媒与空气换热。室内换热器5位于空调室内机,空调室内机还可以包括室内风机50,室内风机50可以驱动室内的空气与室内换热器5进行热交换,以改变室内的温度。上述的节流部件6(例如电子膨胀阀)可以连接在室内换热器5和室外换热器4之间,节流部件6位于空调室内机或空调室外机。
例如,参照图14,上述的压缩机9具有排气口91和回气口92,压缩机9的排气口91和回气口92处均设有第一传感器71和第二传感器72,例如,第一传感器71可以为温度传感器,第二传感器72可以为压力传感器。压缩机9的排气口91和室外换热器4之间连接有油分离器73和第一控制阀81,油分离器73可以过滤冷媒中掺杂的压缩机9内的机油,且过滤的机油可以进入压缩机9中循环利用。第一控制阀81和压缩机9的回气口92之间连接有气液分离器74,气液分离器74可以减少压缩机9的回气口92中吸入的液态冷媒的含量,避免压缩机9产生液击。室内换热器5和节流部件6之间以及室内换热器5和第一控制阀81之间均连接有第二控制阀82。其中,第一控制阀81可以为四通阀,四通阀具有第一接口D、第二接口C、第三接口E和第四接口S。
当空调系统1000包括上述的压缩机9、室外换热器4、节流部件6和室内换热器5时,空调系统1000制冷的过程如下:第一接口D和第二接口C连通,第三接口E和第四接口S连通,第二控制阀82接通,压缩机9压缩后的冷媒经排气口91排出,经过油分和第一控制阀81的第一接口D和第二接口C后由第一进出口12进入室外换热器4,在室外换热器4中与气流通道35内的空气进行热交换;换热后的冷媒经第二进出口22流出室外换热器4,并经过节流部件6进入室内换热器5,与室内的空气进行热交换,以对室内降温;而后,冷媒从室内换热器5流出,并经过第三接口和第四接口后流入气液分离器74,最后经压缩机9的回气口92进入压缩机9。
当空调系统1000包括上述的压缩机9、室外换热器4、节流部件6和室内换热器5时,空调系统1000制热的过程如下:当空调系统1000制热时,第二控制阀82接通,第一控制阀81的第一接口D和第三接口E连通,第二接口C和第四接口S连通,压缩机9压缩后的冷媒经排气口91排出,经过油分和第一控制阀81的第一接口D和第三接口E后进入室内换热器5,在室内换热器5中与室内的空气进行热交换,以对室内升温;换热后冷媒流出室内换热器5,并经过节流部件6从第二进出口22进入室外换热器4,在室外换热器4中与气流通道35内的空气进行热交换;换热后的冷媒经第一进出口12流出室外换热器4,从室外换热器4流出的冷媒经过第二接口C和第四接口S后流入气液分离器74,最后经压缩机9的回气口92进入压缩机9。
根据本实用新型实施例的空调系统1000,通过设置上述的换热器100,可以提高换热的换热能力,提高换热器100的换热效率,从而可以提高空调系统1000的工作效率。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述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实用新型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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (16)
1.一种换热单体,包括换热单体本体,所述换热单体本体呈板状,所述换热单体本体沿第一方向延伸且具有沿所述第一方向延伸的换热通道,其特征在于,所述换热单体本体的厚度方向沿第二方向设置,所述第二方向与所述第一方向相交,所述换热单体本体的沿厚度方向相对的两个表面构成主换热面,所述换热单体本体的厚度不大于0.8mm。
2.根据权利要求1所述的换热单体,其特征在于,所述换热通道在所述换热单体本体的厚度方向上的尺寸范围为0.1~0.4mm。
3.根据权利要求1或2所述的换热单体,其特征在于,所述换热单体本体具有沿第三方向间隔排布的多个所述换热通道,所述第一方向、所述第二方向以及所述第三方向两两相交,在所述第三方向上,所述换热通道的长度不大于0.6mm,相邻所述换热通道之间的间距范围为0.2~0.4mm,所述换热通道在所述换热单体本体的厚度方向上的壁厚不小于0.2mm。
4.根据权利要求3所述的换热单体,其特征在于,在所述第三方向上,所述换热单体本体的长度不大于8mm。
5.根据权利要求1或2所述的换热单体,其特征在于,所述换热单体还包括设在所述主换热面的扰流凸起。
6.根据权利要求5所述的换热单体,其特征在于,所述扰流凸起的凸起高度范围为0.05~0.3mm。
7.根据权利要求5所述的换热单体,其特征在于,所述主换热面形成有多个间隔设置的所述扰流凸起,相邻所述扰流凸起之间的间距范围为0.6~1mm。
8.根据权利要求5所述的换热单体,其特征在于,所述扰流凸起呈沿所述第一方向延伸的长条形。
9.根据权利要求8所述的换热单体,其特征在于,所述扰流凸起的横截面为半圆形或多边形;和/或,所述扰流凸起的横截面积的范围为0.07-0.29mm2。
10.根据权利要求5所述的换热单体,其特征在于,所述主换热面设有多个所述扰流凸起,多个所述扰流凸起中的至少部分沿第三方向间隔排布,所述第一方向、所述第二方向以及所述第三方向两两相交。
11.根据权利要求5所述的换热单体,其特征在于,所述换热单体本体的两个所述主换热面均设有多个所述扰流凸起,设于同一所述主换热面的多个所述扰流凸起沿第三方向间隔排布,所述第一方向、所述第二方向以及所述第三方向两两相交。
12.根据权利要求11所述的换热单体,其特征在于,所述换热单体本体的两个所述主换热面上的所述扰流凸起在所述换热单体本体的厚度方向上错开设置。
13.根据权利要求5所述的换热单体,其特征在于,所述主换热面形成有多个间隔设置的所述扰流凸起,多个所述扰流凸起在所述主换热面呈阵列状排布。
14.一种换热器,其特征在于,包括:多个根据权利要求1-13中任一项所述的换热单体,至少部分所述换热单体沿所述第二方向排布,在所述第二方向上相邻两个所述换热单体之间限定出换热间隙。
15.一种换热器,其特征在于,包括:根据权利要求11或12所述的换热单体,至少部分所述换热单体沿所述第二方向排布,在所述第二方向上相邻两个所述换热单体之间限定出换热间隙,在所述第二方向上,相邻两个所述换热单体的朝向所述换热间隙的所述扰流凸起在所述第二方向上错开设置。
16.一种空调系统,其特征在于,包括:根据权利要求14或15所述的换热器。
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