CN220471935U - 一种扁管换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种扁管换热器，包括：若干翅片组，翅片组包括若干翅片，翅片沿第一方向延伸；若干翅片沿第二方向间隔排布，若干翅片组沿第三方向间隔排布，相邻两个翅片组之间形成安装空间；第一方向与第二方向相互垂直；第二方向与第三方向相互垂直；若干扁管，扁管安装至安装空间内，扁管沿第二方向延伸并与若干翅片连接；扁管在第一方向上间隔设有若干冷媒通道；扁管在第一方向上具有相互背离的第一端与第二端，第一端朝向第二端倾斜。本实用新型的扁管换热器，通过将扁管的迎风端往出风端向下倾斜设置，一部分的霜水会在空气气流以及重力的作用下被排出换热器，避免快速结霜。

Description

一种扁管换热器

技术领域

本实用新型涉及换热设备领域，尤其涉及一种扁管换热器。

背景技术

在现有技术中，空调换热是利用低温低压的液态制冷剂蒸发时需吸收大量的热量的原理，通过把它周围的空气中的热量带走，从而达到冷却除湿的目的。常见的空调换热器分为铜管翅片型以及微通道平行流换热器，其中微通道平行流换热器因其更高的传热效率和对流换热系数、结构紧凑，被越来越多的运用到空调领域。现阶段在低温条件下排水差结霜快的缺点阻碍了微通道换热器的推广应用，同时也是行业内高校厂家重点研究的方向。

目前微通道换热器使用钎焊的方式对扁管及翅片进行紧密连接，由于现加工方案钎料都附着于翅片上，加工完成后翅片上还会残留钎剂，造成表面粗糙，结霜时易变为凝结核。当热泵型空调系统在冬天制热时，室外机的热交换器则当作为蒸发器使用，残留的钎剂会吸水从而影响翅片排水，这样会加速热泵型空调系统制热结霜、结冰，制热效果变差，影响用户体验。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种扁管换热器，通过将扁管的迎风端往出风端向下倾斜设置，以使水流在空气气流以及重力作用下往外排出。

本实用新型的目的之一采用以下技术方案实现：

一种扁管换热器，包括：

若干翅片组，翅片组包括若干翅片，翅片沿第一方向延伸；若干翅片沿第二方向间隔排布，若干翅片组沿第三方向间隔排布，相邻两个翅片组之间形成安装空间；第一方向与第二方向相互垂直；第二方向与第三方向相互垂直；

若干扁管，扁管安装至安装空间内，扁管沿第二方向延伸并与若干翅片连接；扁管在第一方向上间隔设有若干冷媒通道；扁管在第一方向上具有相互背离的第一端与第二端，第一端朝向第二端倾斜。

进一步地，第一端朝向第二端倾斜的方向与水平方向之间的夹角为A，5°≤A≤10°。

进一步地，扁管在第二方向上间隔设有焊接区域，焊接区域用于与翅片组的多个翅片一一对应抵接，扁管在焊接区域与翅片组钎焊连接。

进一步地，焊接区域涂有钎料层，钎料层用于在焊接时融化以使扁管与翅片连接固定。

进一步地，翅片朝向扁管的一端设有焊接部，焊接部凸设于翅片表面，焊接部用于接收焊接时钎料层融化的钎料，以使扁管和翅片通过焊接部上的钎料连接固定。

进一步地，扁管换热器还包括两个集管，两个集管分别设于第二方向的两端，集管与冷媒通道连通。

进一步地，翅片设有凸起部，凸起部靠近第一端，凸起部设有两个相交斜面。

进一步地，翅片还设有开窗部，开窗部靠近第二端，开窗部包括若干开窗片，开窗片远离翅片方向凸起。

进一步地，翅片由铝金属制备而成。

进一步地，翅片表面依次涂有耐蚀层以及亲水层。

综上所述，本实用新型具有如下技术效果：

本申请的扁管换热器，通过将扁管的迎风端往出风端向下倾斜设置，当低温制冷时，液态制冷剂蒸发会吸收大量的热，把周围空气中的热量带走，因此会在扁管上结霜，形成霜水，而由于扁管由迎风端往出风端向下倾斜，一部分的霜水会在空气气流以及重力的作用下被排除换热器，避免快速结霜。

附图说明

图1为本实用新型的翅片与扁管的一视角示意图；

图2为本实用新型的扁管与集管的一视角示意图；

图3为本实用新型的不同扁管倾斜角存水量对比图；

图4为本实用新型的翅片与扁管另一视角示意图。

其中，附图标记含义如下：1、集管；2、扁管；21、冷媒通道；22、第一端；23、第二端；3、翅片；31、凸起部；32、开窗部。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1、图2和图4所示，本申请提供一种扁管换热器，包括：若干翅片组，翅片组包括若干翅片3，翅片3沿第一方向延伸；若干翅片3沿第二方向间隔排布，若干翅片组沿第三方向间隔排布，相邻两个翅片组之间形成安装空间；第一方向与第二方向相互垂直；第二方向与第三方向相互垂直；若干扁管2，扁管2安装至安装空间内，扁管2沿第二方向延伸并与若干翅片3连接；扁管2在第一方向上间隔设有若干冷媒通道21；扁管2在第一方向上具有相互背离的第一端22与第二端23，第一端22朝向第二端23倾斜。

在上述结构的基础上，在本实施例中，换热器主要包括扁管2、集管1以及翅片3，而本实施例中提到的第一方向为扁管2的宽度方向，第二方向为扁管2的长度方向，第三方向为集管1的高度方向，以下均以此为说明。

即翅片组包括了若干个翅片3，而翅片3在扁管2的宽度方向间隔分布，而多个翅片组在集管1的高度方向间隔分布，而翅片组与翅片组之间存在一个安装空间，在安装空间内安装有扁管2，即扁管2的上表面有一个翅片组，下表面也有一个翅片组，扁管2夹设在相邻两个翅片组之间，而扁管2在第一方向上具有相互背离的第一端22与第二端23，即扁管2宽度方向的两端，并且第一端22朝向第二端23倾斜，即在第一方向上，扁管2的表面与水平面之间存在倾斜角，并且扁管2的表面向下倾斜。

空调换热是利用低温低压的液态制冷剂蒸发时需吸收大量的热量的原理，把通过它的周围的空气中的热量带走，从而达到冷却的目的。而现有技术中，在低温条件下，空气容易被制冷剂蒸发带走热量，从而冷凝形成水滴，而当水滴积聚在扁管2上时，容易化霜影响换热器的换热性能。

因此，在本申请中，通过将扁管2倾斜设置，并且第一端22靠近进风区，而第二端23靠近出风区，则当空气中的水汽被冷凝成水滴后，既可以在空气气流的作用下被吹离换热器，也可以由于扁管2的倾斜，而在重力的作用下往换热器外流去，从而排出积聚在扁管2上的霜水，进而降低水滴凝结成霜影响换热器换热性能的概率。

进一步地，第一端22朝向第二端23倾斜的方向与水平方向之间的夹角为A，5°≤A≤10°。

在上述结构的基础上，第一端22朝向第二端23倾斜的方向与水平方向之间的夹角为A，而A的范围在5°到10°之间。为了使扁管2上的水流能够顺利在空气气流以及重力的作用下往换热器外流去，因此第一端22需要朝向第二端23倾斜，从而使水滴能够往第二端23的方向流去，但是一旦倾斜的角度过大，则换热器的风损也会急剧增大，严重影响换热效率，因此夹角A的角度既不能过小也不能过大，因此在本实施例中，将夹角A的角度限定在5°到10°之间，既能够保证减少扁管2的存水量，也能够保证通过换热器的稳定风量。

测试例1，

在本实验中测定在A的不同角度下换热器的存水量，存水量表明在该倾斜角度下，水留存在换热器上的量，能够用来展示扁管2倾斜的效果。

存水量的测试方式是：

将换热器悬挂在悬挂在合适的高度，确保水能完全浸没和完全脱离。换热器悬挂后将高精度电子秤数据清零，然后通过升降机构将存水箱上移直到换热器刚好完全浸没至没过整个换热器，搅动去除换热器表面气泡。测量时控制升降台使水箱匀速下移至水位低于换热器下底面，下降时应平稳匀速，且不易过快引起水面波动。当水位到达换热器底部的瞬间开始，每隔3分钟记录一次示数，持续20分钟，测试得到的结果绘制如图3所示。

测试例2，

在本实验中测定在A的不同角度下换热器的风量。

换热器风量测试方法：

风量测试系统由接收室、喷嘴、排风室、压力变送器、变频式轴流风机、静压控制仪表及连接软管等组成。静压调零的主要作用是通过排风室安装的排风扇克服室内机侧的通风阻力以及风量测量装置空气采样装置的挡板阻力，由于接收室内采用了静压差变送器，经过静压调零后，其接收室内的气体压力也为一个大气压；其风量的测试原理是根据流体通过喷嘴节流装置，使部分压力能转变为动能而产生差压信号。根据差压信号及其喷嘴的通风口径，可以得出其室内机的空气流量。

实施例1，以夹角A为5°为例，

当扁管2的倾斜方向与水平面之间的夹角A为5°时，此时经过20分钟，换热器上的存水量达到150g/m³，而此时经过换热器的稳态风量为2000m³/h。

实施例2，以夹角A为10°为例，

当扁管2的倾斜方向与水平面之间的夹角A为10°时，此时经过20分钟，换热器上的存水量达到120g/m³，而此时经过换热器的稳态风量为1960m³/h。

对比例1，以夹角A为0°为例，

当扁管2的倾斜方向与水平面之间的夹角A为0°时，此时经过20分钟，换热器上的存水量达到210g/m³，而此时经过换热器的稳态风量为2030m³/h。

对比例2，以夹角A为15°为例，

当扁管2的倾斜方向与水平面之间的夹角A为15°时，此时经过20分钟，换热器上的存水量达到100g/m³，而此时经过换热器的稳态风量为1890m³/h。

将上述实施例1、2以及对比例1、2制作成以下表一：

表一

由上述表一可知，当夹角A越大，换热器上的存水量就越少，但是换热器的稳态风量也越小，因此将夹角A的角度限定在5°到10°的范围之内时，既可以保证换热器上的存水量较少，使更多的水流从扁管2往外流出，避免快速结霜，也能够保证流经换热器的稳态风量，保证换热器的换热效率。

进一步地，扁管2在第二方向上间隔设有焊接区域，焊接区域用于与翅片组的多个翅片3一一对应抵接，扁管2在焊接区域与翅片组钎焊连接。

在上述结构的基础上，在扁管2的第二方向上，即扁管2的长度方向上间隔设有焊接区域，每个焊接区域与翅片组的每个翅片3进行一一对应，即翅片3与扁管2的焊接区域抵接，并在焊接区域上通过钎焊使扁管2与翅片3紧密结合在一起。

在扁管2的焊接区域上，通过喷涂或浸涂的方式将钎料层附着在扁管2上，翅片3与在焊接区域上与扁管2抵接，在钎焊时。在惰性气体的保护下，钎料融化，使翅片3与扁管2的焊接区域焊在一起，形成一个固定结构。

需要说明的是，在本实施例中，除了采用钎焊将翅片3与扁管2焊接在一起形成一个固定结构之外，还可以采用其他焊接方式进行焊接，如采用电焊或者采用激光焊接也可，或者采用现有技术中的其他方式将翅片3与扁管2连接在一起也可，可以根据实际情况的需要进行选择和设置。

进一步地，焊接区域涂有钎料层，钎料层用于在焊接时融化以使扁管2与翅片3连接固定。

在上述结构的基础上，为了保证扁管2与翅片3连接稳定，可以在扁管2的焊接区域上设喷涂有钎料层，如此在焊接时，钎料层融化至扁管2与翅片3的表面，从而在融化的钎料凝固后将扁管2与翅片5紧密结合在一起，形成稳定结构。

进一步地，翅片3朝向扁管2的一端设有焊接部，焊接部凸设于翅片3表面，焊接部用于接收焊接时钎料层融化的钎料，以使扁管2和翅片3通过焊接部上的钎料连接固定。

在上述结构的基础上，为了使得钎料层在焊接融化时更好的将翅片3与扁管2连接，可以在翅片3朝向扁管2的一端设置焊接部，焊接部凸设于翅片3的表面，使得焊接部与翅片3以及扁管2均形成焊接角。如此，在焊接时，融化的钎料直接能够聚集在焊接角，并同时附着在翅片3与扁管2上，待钎料凝固后即可固定连接翅片3与扁管2。本实施例通过设置焊接部，使得连接更加牢固可靠。

进一步地，扁管换热器还包括两个集管1，两个集管1分别设于第二方向的两端，集管1与冷媒通道21连通。

在上述结构的基础上，扁管换热器还包括两个集管1，这两个集管1用于流通冷媒，并且集管1设置在扁管2的长度方向上的两端，并与扁管2的冷媒通道21连通，当集管1通有冷媒之后，冷媒可以进行冷媒通道21，使扁管2的冷媒通道21也流通冷媒，而冷媒在冷媒通道21内蒸发，带走流经扁管2的空气的热量，实现降温效果。

集管1与扁管2的冷媒通道21共同组成冷媒的流通通道，使冷媒能够在集管1与扁管2之间流动，才可以实现换热器的换热效果，使流经换热器的空气温度降低，在吹过换热器之后，空气变为冷风，实现降温效果。

进一步地，翅片3设有凸起部31，凸起部31靠近第一端22，凸起部31设有两个相交斜面。

在上述结构的基础上，在翅片3的表面设置有凸起部31，并且凸起部31靠近第一端22即进风区的一端，并且凸起部31设有两个相交的斜面，即凸起部31由两个相交斜面组成。

在本实施例中，翅片3的表面上设有凸起部31，并且凸起部31由两个相交的斜面组成，当空气流经翅片3时，凸起部31的设置能够增大与空气的接触面积，相对增强了换热器的换热效率。翅片3上的凸起部31形成了波纹结构，当空气流经时，会受到波纹结构的阻拦，从而空气的流经路线也会随之发生变化，并分散开，如此空气与翅片3的接触面积也随之增大，空气与翅片3充分接触，能够有效发挥翅片3的换热性能，提高换热的效率。

需要说明的是，凸起部31除了由两个相交斜面组成之外，还可以采用其他方式进行设置，如采用平面将两个斜面衔接在一起，或者采用一个三角结构进行设置，或者采用现有技术中的其他方式设置，只需使翅片3能够增大与空气的接触面积，从而增强翅片3的换热效率即可，可以根据实际情况的需要进行选择和设置。

进一步地，翅片3还设有开窗部32，开窗部32靠近第二端23，开窗部32包括若干开窗片，开窗片远离翅片3方向凸起。

在上述结构的基础上，翅片3在靠近第二端23即出风区的一端还设有开窗部32，开窗部32由多个开窗片组成，开窗片远离翅片3的方向凸起，形成一个个凸起结构。

在本实施例中，通过设置开窗部32以及开窗片，并且开窗部32设置在第二端23即出风区的一端，能够在换热器工作过程中，空气流通的时候扰乱气流，能够增大气流与翅片3的接触面积以及接触时间，从而增强换热效率。

进一步地，翅片3由铝金属制备而成。

在上述结构的基础上，翅片3由铝金属制备而成，形成一种薄片型的零件，并在第二方向上间隔排布，形成翅片组。

由于铝金属的特性，采用铝金属制备翅片3，可以使翅片3的换热效率得到增强，并且能够保证翅片3的结构强度，在焊接过程中铝制翅片3也能够很好地和扁管2钎焊在一起，形成一个整体换热器结构。

需要说明的是，除了采用铝金属制备翅片3之外，还可以才用其他材料制备翅片3，只需使翅片3的换热效率高以及使翅片3的结构强度能够满足换热器的要求即可，可以根据实际情况的需要进行选择和设置。

进一步地，翅片3表面依次涂有耐蚀层以及亲水层。

在上述结构的基础上，在翅片3的表面以此涂有耐蚀层以及亲水层，即首先在翅片3表面涂有耐蚀层，然后再在耐蚀层上涂有亲水层，以覆盖耐蚀层。

翅片3通常使用铝或铝合金制成。一个热交换器包含大量的平行翅片3，空气从翅片3间隔通过。散热和制冷部分的面积应尽可能大，以提高热交换效果。同时由于铝翅片3间的间距非常小，结果当换热器用于制冷时，通过翅片3的热空气中的潮气就在制冷片表面凝结，水珠在翅片3上聚集而堵塞狭窄的通道，即在翅片3上形成“水桥”，阻止了空气的流通，而使风阻增大，风量下降，并导致换热效率下降。另外，空调机铝翅片3工作在干湿交替的环境中，其表面形成的Al₂O₃·H₂O氧化层从空气出口以面粉状喷出，带来机器寿命减少和环境污染两方面的问题。为了解决这些问题，就必须对铝热交换器的翅片3进行亲水和防腐处理。

因此在本实施例中，需要在翅片3表面涂有耐蚀层以及亲水层，以提高翅片3的亲水性和耐蚀性，在保证了翅片3换热效率的同时，很好地解决了换热器的水桥问题，延长了换热器的有效使用寿命，提高换热效率。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种扁管换热器，其特征在于，包括：

若干翅片组，所述翅片组包括若干翅片，所述翅片沿第一方向延伸；若干所述翅片沿第二方向间隔排布，若干所述翅片组沿第三方向间隔排布，相邻两个所述翅片组之间形成安装空间；所述第一方向与所述第二方向相互垂直；所述第二方向与所述第三方向相互垂直；

若干扁管，所述扁管安装至所述安装空间内，所述扁管沿所述第二方向延伸并与若干所述翅片连接；所述扁管在第一方向上间隔设有若干冷媒通道；所述扁管在所述第一方向上具有相互背离的第一端与第二端，所述第一端朝向所述第二端倾斜。

2.根据权利要求1所述的扁管换热器，其特征在于，所述第一端朝向所述第二端倾斜的方向与水平方向之间的夹角为A，5°≤A≤10°。

3.根据权利要求1所述的扁管换热器，其特征在于，所述扁管在所述第二方向上间隔设有焊接区域，所述焊接区域用于与所述翅片组的多个翅片一一对应抵接，所述扁管在所述焊接区域与所述翅片组钎焊连接。

4.根据权利要求3所述的扁管换热器，其特征在于，所述焊接区域涂有钎料层，所述钎料层用于在焊接时融化以使所述扁管与所述翅片连接固定。

5.根据权利要求4所述的扁管换热器，其特征在于，所述翅片朝向所述扁管的一端设有焊接部，所述焊接部凸设于所述翅片表面，所述焊接部用于接收焊接时所述钎料层融化的钎料，以使所述扁管和所述翅片通过所述焊接部上的钎料连接固定。

6.根据权利要求1所述的扁管换热器，其特征在于，所述扁管换热器还包括两个集管，两个所述集管分别设于所述第二方向的两端，所述集管与所述冷媒通道连通。

7.根据权利要求1所述的扁管换热器，其特征在于，所述翅片设有凸起部，所述凸起部靠近第一端，所述凸起部设有两个相交斜面。

8.根据权利要求7所述的扁管换热器，其特征在于，所述翅片还设有开窗部，所述开窗部靠近所述第二端，所述开窗部包括若干开窗片，所述开窗片远离所述翅片方向凸起。

9.根据权利要求1所述的扁管换热器，其特征在于，所述翅片由铝金属制备而成。

10.根据权利要求9所述的扁管换热器，其特征在于，所述翅片表面涂覆有耐蚀层，所述耐蚀层表面涂覆有亲水层。