CN220541815U - 换热器及具有其的电器 - Google Patents

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CN220541815U CN202320955929.4U CN202320955929U CN220541815U CN 220541815 U CN220541815 U CN 220541815U CN 202320955929 U CN202320955929 U CN 202320955929U CN 220541815 U CN220541815 U CN 220541815U
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何林
赵树男
陈红
罗建飞
罗庆
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Abstract

本实用新型提供了一种换热器及具有其的电器,换热器包括换热组件,换热组件具有进口和出口,换热组件包括:第一板状结构;第二板状结构,与第一板状结构连接且二者之间具有第一流体通道,进口和出口分别与第一流体通道相连通;第二板状结构形成第一流体通道的第一侧具有多个凹陷部和多个凸起部,其中,由进口至出口的方向上,凹陷部和凸起部交替设置,本实用新型的换热器解决了现有技术中的平板式换热器温度分布不均匀的问题。

Description

换热器及具有其的电器
技术领域
本实用新型涉及换热器技术领域,具体而言,涉及一种换热器及具有其的电器。
背景技术
换热器是用来使热量从热流体传递到冷流体,以满足规定要求的装置。常用的换热器多为间壁式,包括管壳式换热器、翅片管换热器、板式换热器等。应用于散热、制冰、保温、冷藏等特殊场合的换热器,采用平板式结构设计更为适宜。内侧为传热流体,外侧提供平整的冷面或热面,通过导热作用方式实现与冷/热源间的热量交换。
目前,现有技术中提供了一种设有制冷剂导管的平板式散热器,通过制冷剂导管内的低温冷媒提供冷面,实现发热器件散热。该方案结构简单,但平板整体温度分布均匀性差,局部易出现超温问题。
现有技术中还提供了一种连入环路热管的平板式蒸发器,通过封闭环路内的工质蒸发提供换热器冷面,用于发热器件的散热。该方案需配置风扇系统用于热量的排除,增加安装空间与成本,且散热能力受原始工质充注量限制,不能进行灵活调节。
现有技术中还提供了一种液冷平板式散热器,通过设置多个隔板及差异化的散热翅柱,提高平板温度分布均匀性。该方案结构复杂,机加成本高。
综上,目前的平板式换热器存在温度分布不均匀和加工成本较高的问题。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种换热器及具有其的电器,以解决现有技术中的平板式换热器温度分布不均匀的问题。
为了实现上述目的,根据本实用新型的一个方面,提供了一种换热器,包括换热组件,换热组件具有进口和出口,换热组件包括:第一板状结构;第二板状结构,与第一板状结构连接且二者之间具有第一流体通道,进口和出口分别与第一流体通道相连通;第二板状结构形成第一流体通道的第一侧具有多个凹陷部和多个凸起部,其中,由进口至出口的方向上,凹陷部和凸起部交替设置;第一流体通道沿垂直于其延伸方向具有相对设置的第一侧壁和第二侧壁;第一流体通道内具有至少一个折流部,至少一个折流部将第一流体通道分隔为至少两个通道段,至少两个通道段沿第一流体通道的延伸方向依次设置;各个折流部均与第一侧壁或第二侧壁之间具有连通口。
进一步地,凹陷部和凸起部沿第一预设方向交替设置,其中,进口和出口沿第二预设方向依次设置,第一预设方向与第二预设方向相垂直。
进一步地,第二板状结构的部分板段朝向第一板状结构的方向凸出设置形成凸起部;和/或,第二板状结构的部分板段朝向远离第一板状结构的方向凹陷设置形成凹陷部。
进一步地,凸起部的垂直于其凸起方向的截面沿其凸起方向逐渐减小;和/或,凹陷部所形成的凹槽的垂直于其凹陷方向的截面沿其凹陷方向逐渐减小。
进一步地,凸起部在第一基准面上的投影呈半圆形、三角形、梯形和菱形中的至少一种;其中,第一基准面与凸起部的凸起方向相平行;和/或,凹陷部所形成的凹槽在第二基准面上的投影呈半圆形、三角形、梯形和菱形中的至少一种;其中,第二基准面与凹陷部的凹陷方向相平行。
进一步地,当第一流体通道内具有至少两个折流部时,相邻两个折流部中的一个折流部与第一侧壁之间具有连通口,相邻两个折流部中的另一个折流部与第二侧壁之间具有连通口。
进一步地,当第一流体通道内具有至少两个折流部时;其中,由进口至出口的方向上,至少两个通道段沿第一流体通道延伸方向上的宽度相等;或者,由进口至出口的方向上,至少两个通道段沿第一流体通道延伸方向上的宽度逐渐减小;或者,由进口至出口的方向上,至少两个通道段沿第一流体通道延伸方向上的宽度逐渐增大。
进一步地,第二板状结构的部分板段朝向第一板状结构的方向凸出设置形成折流部。
进一步地,第一板状结构的边缘与第二板状结构的边缘焊接连接;和/或,至少一个凸起部与第一板状结构焊接连接。
进一步地,第一板状结构为平板,平板的边缘与第二板状结构的边缘连接;或者,第一板状结构包括第一主体板段和与第一主体板段连接的第一翻边,第一翻边环绕第一主体板段设置;第二板状结构包括第二主体板段和与第二主体板段连接的第二翻边,第二翻边环绕第二主体板段设置;其中,第二主体板段包括多个凹陷部和多个凸起部,第一流体通道位于第一主体板段和第二主体板段之间,第一翻边和第二翻边相连接。
进一步地,换热组件还包括:第三板状结构,第三板状结构和第一板状结构设置在第二板状结构的相对两侧,第三板状结构和第二板状结构连接且二者之间具有第二流体通道,第二流体通道通过第二板状结构上的通孔与第一流体通道相连通。
进一步地,第二板状结构的最大厚度大于或等于0.1mm且小于或等于0.3mm。
进一步地,换热器包括多个换热组件,其中:多个换热组件依次相连通,以使流体依次经过多个换热组件;或者多个换热组件并联设置,以使流体分别流经多个换热组件。
根据本实用新型的另一方面,提供了一种电器,包括待换热件,电器还包括上述的换热器,以使换热器与待换热件进行换热。
应用本实用新型的技术方案,换热器包括换热组件,换热组件具有进口和出口,换热组件包括第一板状结构和第二板状结构,第二板状结构形成第一流体通道的第一侧具有多个凹陷部和多个凸起部。流体从进口流入第一流体通道,流经凸起部时,流体的流动方向发生改变,使得流体形成突扩、突缩的周期性规律流型,使得不同温度的流体之间发生碰撞和混合,保证了各部分流体的混合均匀性;流经凹陷部时,流体的流动方向发生改变,使得流体在法线方向形成回形流线及局部涡流,使得不同温度的流体之间发生碰撞和混合,保证了各部分流体的混合均匀性;交替设置的凹陷部和凸起部共同对流体进行扰流作用,改变流体的流向,使得不同温度的各部分流体不断混合,从而加强流体内部混合,提高温度分布均匀性和热传递效率,从而解决了现有技术中的平板式换热器温度分布不均匀的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本实用新型的换热组件的实施例的示意图;
图2示出了根据本实用新型的换热组件的实施例的局部放大示意图;
图3示出了根据本实用新型的换热组件的一种实施例的剖视图;
图4示出了根据本实用新型的换热组件的实施例的流体流动示意图;
图5示出了图4中A-A处的剖视图;
图6示出了根据本实用新型的换热组件的另一种实施例的剖视图;
图7示出了根据本实用新型的换热组件的实施例的又一种实施例的示意图;
图8示出了根据本实用新型的换热组件的再一种实施例的剖视图;
图9示出了根据本实用新型的换热器的实施例的换热组件串联的示意图;
图10示出了根据本实用新型的换热器的实施例的换热组件并联的示意图;
图11示出了根据本实用新型的换热器应用于粒冰机系统的示意图;
图12示出了根据本实用新型的换热器应用于粒冰机系统的制冰流程示意图;
图13示出了根据本实用新型的换热器应用于空调系统的示意图;
图14示出了根据本实用新型的换热器应用于冷藏/保温箱的示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
1、换热器;2、泵;3、冰格;10、换热组件;11、第三板状结构;20、第一板状结构;21、第一主体板段;22、第一翻边;30、第二板状结构;31、凹陷部;32、凸起部;33、第二主体板段;34、第二翻边;40、第一流体通道;41、折流部;42、通道段;50、第二流体通道。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本实用新型提供了一种换热器,请参考图1至图14,包括换热组件10,换热组件10具有进口和出口,换热组件10包括:第一板状结构20;第二板状结构30,与第一板状结构20连接且二者之间具有第一流体通道40,进口和出口分别与第一流体通道40相连通;第二板状结构30形成第一流体通道40的第一侧具有多个凹陷部31和多个凸起部32,其中,由进口至出口的方向上,凹陷部31和凸起部32交替设置,第一流体通道40沿垂直于其延伸方向具有相对设置的第一侧壁和第二侧壁;第一流体通道40内具有至少一个折流部41,至少一个折流部41将第一流体通道40分隔为至少两个通道段42,至少两个通道段42沿第一流体通道40的延伸方向依次设置;各个折流部41均与第一侧壁或第二侧壁之间具有连通口。
本实用新型的换热器包括换热组件10,换热组件10具有进口和出口,换热组件10包括第一板状结构20和第二板状结构30,第二板状结构30形成第一流体通道40的第一侧具有多个凹陷部31和多个凸起部32。流体从进口流入第一流体通道40,流经凸起部32时,流体的流动方向发生改变,使得流体形成突扩、突缩的周期性规律流型,使得不同温度的流体之间发生碰撞和混合,保证了各部分流体的混合均匀性;流经凹陷部时,流体的流动方向发生改变,使得流体在法线方向形成回形流线及局部涡流,使得不同温度的流体之间发生碰撞和混合,保证了各部分流体的混合均匀性;交替设置的凹陷部31和凸起部32共同对流体进行扰流作用,改变流体的流向,使得不同温度的各部分流体不断混合,从而加强流体内部混合,提高温度分布均匀性和热传递效率,从而解决了现有技术中的平板式换热器温度分布不均匀的问题。
其中,第一流体通道40沿垂直于其延伸方向具有相对设置的第一侧壁和第二侧壁;第一流体通道40内具有至少一个折流部41,至少一个折流部41将第一流体通道40分隔为至少两个通道段42,至少两个通道段42沿第一流体通道40的延伸方向依次设置;各个折流部41均与第一侧壁或第二侧壁之间具有连通口。折流部41实现了流体的多流程往复流动,增加了流体的流速,增强了换热器的对流换热系数,提供了换热器的传热效率。
具体地,流体的流动方向为x方向,即如图4中所示的水平向右的方向;法线方向为如图5中所示的竖直向下的方向,即y方向。
在本实施例中,凹陷部31和凸起部32沿第一预设方向交替设置,其中,进口和出口沿第二预设方向依次设置,第一预设方向与第二预设方向相垂直。这样的设置使得凹陷部31和凸起部32交替设置的方向垂直于流体的流动方向,使得同一处的流体同时受到凹陷部31和凸起部32的扰流作用,部分流体经过分流后又形成局部涡流,然后又汇入主流进行下一次的分流,增强了流向的改变频率,增加了不同温度的流体的碰撞和混合的机会,进一步保证了不同温度流体的混合均匀性,提高换热效率。
具体地,第二预设方向为如图4中所示的水平方向,即上述的x方向,第一预设方向如图4中所示的竖直方向。
在本实施例中,第二板状结构30的部分板段朝向第一板状结构20的方向凸出设置形成凸起部32;和/或,第二板状结构30的部分板段朝向远离第一板状结构20的方向凹陷设置形成凹陷部31。
具体地,第一流体通道40设置在第二板状结构30与第一板状结构20之间,第二板状结构30的部分板段朝向第一板状结构20的方向凸出设置形成凸起部32,第二板状结构30的部分板段朝向远离第一板状结构20的方向凹陷设置形成凹陷部31,使得第二板状结构30与第一板状结构20相互配合,实现了第一流体通道40的三维立体化,有助于不同温度的流体混合均匀,提高换热器的换热效率。
可选地,凸起部32和凹陷部31均冲压成型。
可选地,凸起部32的垂直于其凸起方向的截面沿其凸起方向逐渐减小;和/或,凹陷部31所形成的凹槽的垂直于其凹陷方向的截面沿其凹陷方向逐渐减小。这样的设置对流体起到导流作用,改变流体的流向,有助于增强凸起部32和凹陷部31对于流体的扰流作用,把不同温度的流体充分混合。
可选地,凸起部32在第一基准面上的投影呈半圆形、三角形、梯形和菱形中的至少一种;其中,第一基准面与凸起部32的凸起方向相平行;和/或,凹陷部31所形成的凹槽在第二基准面上的投影呈半圆形、三角形、梯形和菱形中的至少一种;其中,第二基准面与凹陷部31的凹陷方向相平行。这样的设置使得凸起部32和凹陷部31的形状可以根据实际生产环境进行灵活调整,降低生产成本。
需要说明的是,当投影为半圆形时,凸起部32或凹陷部31呈半球形;当投影为三角形时,凸起部32或凹陷部31呈雨滴形;当投影为梯形时,凸起部32或凹陷部31呈鼓泡形;当投影为菱形时,凸起部32或凹陷部31呈梭形。
具体地,第二板状结构30形成第一流体通道40的第一侧的凸起部32和凹陷部31,可以是均匀分布,也可以是非均匀分布,均匀分布的通用化程度更高,有利于降低成本;非均匀分布使得用户可以根据不同位置热源的散热需求进行差异设计,增强换热器的散热效果。
在本实施例中,当第一流体通道40内具有至少两个折流部41时,相邻两个折流部41中的一个折流部41与第一侧壁之间具有连通口,相邻两个折流部41中的另一个折流部41与第二侧壁之间具有连通口。
具体实施时,流体流经相邻两个折流部41中的一个折流部41时,流体沿第二侧壁至第一侧壁的方向流动,从这个折流部41与第一侧壁的连通口流入一个通道段42,然后流经另一个折流部41,流体沿第一侧壁至第二侧壁的方向流动,从另一个折流部41与第二侧壁之间的连通口流入下一个通道段42,如此往复循环,折流部41实现了流体的多流程往复流动,即流体在折流部41的作用下实现了蛇形流动,增加了流体的流速,增强了换热器的对流换热系数,提供了换热器的传热效率。此外,为了兼顾换热与压降,可以根据实际情况选择折流部41的设置数量。
在本实施例中,当第一流体通道40内具有至少两个折流部41时;其中:由进口至出口的方向上,至少两个通道段42沿第一流体通道40延伸方向上的宽度相等;或者,由进口至出口的方向上,至少两个通道段42沿第一流体通道40延伸方向上的宽度逐渐减小;或者,由进口至出口的方向上,至少两个通道段42沿第一流体通道40延伸方向上的宽度逐渐增大。
具体地,流体流动时克服内摩擦力和克服湍流时流体质点间相互碰撞并交换动量引起能量损失,表现在流体流动的前后处产生压力差,即压降,压降的大小随着流速变化而变化。通道段42的宽度越大,流体的流速越快,流体的压降越小。通过改变至少两个通道段42沿第一流体通道40延伸方向上的宽度,实现对于压降的补偿,以兼顾换热与压降。
具体实施时,对于在流动过程中不发生相变的单相介质,压降增加不明显,由进口至出口的方向上,至少两个通道段42沿第一流体通道40延伸方向上的宽度相等;对于在流动过程发生相变的介质,流体的干度的增大或减小,流速减慢或加快,压降变化明显,为避免过大或过小的压降影响换热器的效率或泵的做功,由进口至出口的方向上,至少两个通道段42沿第一流体通道40延伸方向上的宽度逐渐增大或减小。
在本实施例中,第二板状结构30的部分板段朝向第一板状结构20的方向凸出设置形成折流部41。
具体地,折流部41冲压成型,第二板状结构30可以通过折流部41与第一板状结构20焊接连接,设置有折流部41的第二板状结构30可一体成型,无需增加工工序,在不增加生产成本的同时可增强第二板状结构30的焊接强度。
在本实施例中,第一板状结构20的边缘与第二板状结构30的边缘焊接连接;和/或,至少一个凸起部32与第一板状结构20焊接连接。
具体地,通过真空钎焊方法可以实现第一板状结构20与第二板状结构30的有效固定,焊接位置包括两个板状结构的边缘和至少一个凸起部32,凸起部32增加了第一板状结构20与第二板状结构30的连接可靠性,增加了第二板状结构30的机械强度、耐压性和抗变形效用。
进一步地,为了保证第一板状结构20与第二板状结构30的连接可靠性,多个凸起部32均与第一板状结构20焊接连接。
可选地,第一板状结构20为平板,平板的边缘与第二板状结构30的边缘连接;或者,第一板状结构20包括第一主体板段21和与第一主体板段21连接的第一翻边22,第一翻边22环绕第一主体板段21设置;第二板状结构30包括第二主体板段33和与第二主体板段33连接的第二翻边34,第二翻边34环绕第二主体板段33设置;其中,第二主体板段33包括多个凹陷部31和多个凸起部32,第一流体通道40位于第一主体板段21和第二主体板段33之间,第一翻边22和第二翻边34相连接。这样的设置使得第一翻边22增加了第一板状结构20的机械强度、耐压性和抗变形效用,使得第一板状结构20便于装配定位;第二翻边34增加了第二板状结构30的机械强度、耐压性和抗变形效用,使得第二板状结构30便于装配定位,第一翻边22和第二翻边34增加了第一板状结构20与第二板状结构30的连接可靠性。
具体实施时,第一板状结构20的边缘与第二板状结构30的边缘焊接连接和/或第一翻边22和第二翻边34焊接连接,凸起部32和第一板状结构20的接触点焊接连接,从而实现第一板状结构20与第二板状结构30的连接。对于机械强度要求不高的场合可以不需要设置第一翻边22和第二翻边34,改为第一板状结构20的边缘与第二板状结构30的拼合连接,降低加工难度和生产成本。
在其他实施例中,如图7所示,换热组件10还包括:第三板状结构11,第三板状结构11和第一板状结构20设置在第二板状结构30的相对两侧,第三板状结构11和第二板状结构30连接且二者之间具有第二流体通道50,第二流体通道50通过第二板状结构30上的通孔与第一流体通道40相连通。
具体地,这样的设置使得换热器可以设置在双侧热源散热场合中,第一板状结构20和第三板状结构11分别作为两个散热接触平面,第二板状结构30起到了扰流的作用,流体在第一流体通道40和第二流体通道50中进行交换流动,进一步保证了不同温度的流体混合均匀,保证了换热器温度分布均匀。
具体地,第二板状结构30的最大厚度大于或等于0.1mm且小于或等于0.3mm。这样的设置可以避免第二板状结构30厚度过大影响换热效率,增加冲压难度,避免第二板状结构30厚度过小不便于设置凸起部32和凹陷部31。这样的设置尤其适用于换热组件10包括第三板状结构11时,可以通过第三板状结构11和第一板状结构20共同支撑第二板状结构30,避免第二板状结构30变形。
在本实施例中,如图9和图10所示,换热器包括多个换热组件10,其中:多个换热组件10依次相连通,以使流体依次经过多个换热组件10;或者,多个换热组件10并联设置,以使流体分别流经多个换热组件10。
具体实施时,可以采用多个小型换热组件10串联或者并联的方式来替代单个大型换热组件10,降低换热组件10的冲模成本,满足换热组件10的通用化需求,增强换热组件10的通用性、灵活性和加工便利性。
可选地,在换热器压降满足使用需求前提下,第二板状结构30也可以只设置凸起部32,增强焊接面积以提升第一流体通道40的耐压强度,也可以将局部强度较差区域设计为全凸结构,其他区域为凹凸结构,可以根据强度仿真或测试结果进行设计。
本实用新型还提供了一种电器,包括待换热件,电器还包括上述实施例中的换热器,以使换热器与待换热件进行换热。
本实用新型的电器包括待换热件和上述实施例中的换热器,换热器用于与待换热件进行换热。换热器包括换热组件10,换热组件10具有进口和出口,换热组件10包括第一板状结构20和第二板状结构30,第二板状结构30形成第一流体通道40的第一侧具有多个凹陷部31和多个凸起部32。流体从进口流入第一流体通道40,流经凸起部32时,流体的流动方向发生改变,使得流体形成突扩、突缩的周期性规律流型,使得不同温度的流体之间发生碰撞和混合,保证了各部分流体的混合均匀性;流经凹陷部时,流体的流动方向发生改变,使得流体在法线方向形成回形流线及局部涡流,使得不同温度的流体之间发生碰撞和混合,保证了各部分流体的混合均匀性;交替设置的凹陷部31和凸起部32共同对流体进行扰流作用,改变流体的流向,使得不同温度的各部分流体不断混合,从而加强流体内部混合,提高温度分布均匀性和热传递效率,从而解决了现有技术中的平板式换热器温度分布不均匀的问题。
具体实施时,流体流经凸起部32时,流动方向改变,形成突扩、突缩的周期性规律流型,凸起部32对流体造成的扰动使得不同温度流体混合,加速不同温度的流体的混合均匀性,同时减薄了流体的边界层,强化壁面传热;流体流经凹陷部31时,在法线方向形成回形流线及局部涡流,增强流体内部不同温度的流体的混合,提高换热器的温度分布均匀性,同时被扰动的流体周期性的分、汇入主流,可以破坏主流流体的稳定性,提高传热效率。
具体地,换热器能够对待换热件进行加热,也能够对待换热件进行散热。
具体地,电器为所有用电的器具,电器可以为商用空调机组、电动汽车和电弧炉,以使换热器对其进行散热;电器也可以为家用电器,比如粒冰机系统、空调系统和冷藏/保温箱中的一种。需要说明的是,电器适用于各类散热和加热场合,包括但不限于商用空调机组变频器的散热、电动汽车电池散热、电弧炉的散热、粒冰机系统的制冷、空调系统的散热和冷藏/保温箱的制冷和保温。
具体实施时,本实用新型的换热器1可作为独立蒸发器应用于粒冰机系统,如图11所示,为配合制冰需求,换热器的外形设计为槽型,第一板状结构20在内侧,第二板状结构30在外侧,在第一板状结构20上装置一定数量冰格3,以控制冰粒外形尺寸。如图12所示,在制冰过程中,通过泵2往冰格中喷水,换热器低温蒸发制冷,冷表面使得水逐渐结冰、长大;制冰完成时,换热器切换为冷凝器模式制热,热表面使得贴近第一板状结构20的冰面薄层融化,冰块在重力作用下从盖板表面脱落实现收冰;常规粒冰机采用盘管式换热器方案,虽然结构简单,但制冰表面温度分布不均,制冰效果差,化冰过程也存在各处化冰效率不一的问题。
如图13所示,本实用新型的换热器1可作为辅助蒸发器应用于空调系统(可为大型中央空调系统),满足变频器散热需求。中央空调系统变频器发热量大,单位热流密度高,常规风冷、水冷较难满足。制冷剂相变换热量大,蒸发过程温度变化小,且在制冷系统中简单易得。通过应用本实用新型的换热器1设置辅助蒸发器,在制冷系统节流后旁通管路接入换热器1,实现对变频器的控温及散热,此时换热器1的外形设计为槽型,第二板状结构30在内侧,第一板状结构20在外侧,以实现与变频器发热器件的紧密贴合,减小空气热阻,提升散热效能。
如图14所示,本实用新型的换热器1还可作为独立蒸发器应用于冷藏/保温箱,如小型可外出携带式。制冷体统整体设计为箱型,冷藏/保温空间由保温材料包围,换热器1设计为托盘式,置于冷藏/保温空间底部。用户通过操作面板设定温度需求,制冷系统通过系统控制进行调节满足。更优地,冷藏/保温空间设置风扇系统,实现强制对流,使得空间温度分布均匀性提高,冷藏/保温功能更优。
总之,本实用新型的换热器适用于腔体外侧为导热换热的场景,对于内侧流体,不限于制冷剂。当有满足使用需求的冷/热源时,如冷冻水、热水等,也可采用这类流体获得冷/热量。
从以上的描述中,可以看出,本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果:
本实用新型的换热器结构简单,可实现性强,成本低,极具应用优势;可以应用于制冷系统中,配合相应系统控制,即可实现制热、制冷功能;根据应用需求,换热器可以作为制冷系统中独立换热器,也可作为辅助换热器;由于第一流体通道40为三维流道结构,本实用新型的换热器相对于传统平板式换热器换热性能提升5%~10%;由于第二板状结构30与第一板状结构20均为冲压成型,本实用新型的换热器加工成本较传统平板式换热器降低约50%~70%,从而解决了换热器温度分布不均和加工成本高的问题。
本实用新型的换热器包括换热组件10,换热组件10具有进口和出口,换热组件10包括第一板状结构20和第二板状结构30,第二板状结构30形成第一流体通道40的第一侧具有多个凹陷部31和多个凸起部32。流体从进口流入第一流体通道40,流经凸起部32时,流体的流动方向发生改变,使得流体形成突扩、突缩的周期性规律流型,使得不同温度的流体之间发生碰撞和混合,保证了各部分流体的混合均匀性;流经凹陷部时,流体的流动方向发生改变,使得流体在法线方向形成回形流线及局部涡流,使得不同温度的流体之间发生碰撞和混合,保证了各部分流体的混合均匀性;交替设置的凹陷部31和凸起部32共同对流体进行扰流作用,改变流体的流向,使得不同温度的各部分流体不断混合,从而加强流体内部混合,提高温度分布均匀性和热传递效率,从而解决了现有技术中的平板式换热器温度分布不均匀的问题。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种换热器,其特征在于,包括换热组件(10),所述换热组件(10)具有进口和出口,所述换热组件(10)包括:
第一板状结构(20);
第二板状结构(30),与所述第一板状结构(20)连接且二者之间具有第一流体通道(40),所述进口和所述出口分别与所述第一流体通道(40)相连通;
所述第二板状结构(30)形成所述第一流体通道(40)的第一侧具有多个凹陷部(31)和多个凸起部(32),其中,由所述进口至所述出口的方向上,所述凹陷部(31)和所述凸起部(32)交替设置;
所述第一流体通道(40)沿垂直于其延伸方向具有相对设置的第一侧壁和第二侧壁;所述第一流体通道(40)内具有至少一个折流部(41),至少一个所述折流部(41)将所述第一流体通道(40)分隔为至少两个通道段(42),至少两个所述通道段(42)沿所述第一流体通道(40)的延伸方向依次设置;各个所述折流部(41)均与所述第一侧壁或所述第二侧壁之间具有连通口。
2.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,所述凹陷部(31)和所述凸起部(32)沿第一预设方向交替设置,其中,所述进口和所述出口沿第二预设方向依次设置,所述第一预设方向与所述第二预设方向相垂直。
3.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,
所述第二板状结构(30)的部分板段朝向所述第一板状结构(20)的方向凸出设置形成所述凸起部(32);和/或,
所述第二板状结构(30)的部分板段朝向远离所述第一板状结构(20)的方向凹陷设置形成所述凹陷部(31)。
4.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,
所述凸起部(32)的垂直于其凸起方向的截面沿其凸起方向逐渐减小;和/或,
所述凹陷部(31)所形成的凹槽的垂直于其凹陷方向的截面沿其凹陷方向逐渐减小。
5.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,
所述凸起部(32)在第一基准面上的投影呈半圆形、三角形、梯形和菱形中的至少一种;其中,所述第一基准面与所述凸起部(32)的凸起方向相平行;和/或,
所述凹陷部(31)所形成的凹槽在第二基准面上的投影呈半圆形、三角形、梯形和菱形中的至少一种;其中,所述第二基准面与所述凹陷部(31)的凹陷方向相平行。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的换热器,其特征在于,
当所述第一流体通道(40)内具有至少两个所述折流部(41)时,相邻两个所述折流部(41)中的一个所述折流部(41)与所述第一侧壁之间具有所述连通口,相邻两个所述折流部(41)中的另一个所述折流部(41)与所述第二侧壁之间具有所述连通口。
7.根据权利要求6所述的换热器,其特征在于,当所述第一流体通道(40)内具有至少两个所述折流部(41)时;其中:
由所述进口至所述出口的方向上,至少两个所述通道段(42)沿所述第一流体通道(40)延伸方向上的宽度相等;或者
由所述进口至所述出口的方向上,至少两个所述通道段(42)沿所述第一流体通道(40)延伸方向上的宽度逐渐减小;或者
由所述进口至所述出口的方向上,至少两个所述通道段(42)沿所述第一流体通道(40)延伸方向上的宽度逐渐增大。
8.根据权利要求6所述的换热器,其特征在于,所述第二板状结构(30)的部分板段朝向所述第一板状结构(20)的方向凸出设置形成所述折流部(41)。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的换热器,其特征在于,
所述第一板状结构(20)的边缘与所述第二板状结构(30)的边缘焊接连接;和/或,至少一个所述凸起部(32)与所述第一板状结构(20)焊接连接。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的换热器,其特征在于,
所述第一板状结构(20)为平板,所述平板的边缘与所述第二板状结构(30)的边缘连接;或者
所述第一板状结构(20)包括第一主体板段(21)和与所述第一主体板段(21)连接的第一翻边(22),所述第一翻边(22)环绕所述第一主体板段(21)设置;所述第二板状结构(30)包括第二主体板段(33)和与所述第二主体板段(33)连接的第二翻边(34),所述第二翻边(34)环绕所述第二主体板段(33)设置;其中,所述第二主体板段(33)包括多个所述凹陷部(31)和多个所述凸起部(32),所述第一流体通道(40)位于所述第一主体板段(21)和所述第二主体板段(33)之间,所述第一翻边(22)和所述第二翻边(34)相连接。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的换热器,其特征在于,所述换热组件(10)还包括:
第三板状结构(11),所述第三板状结构(11)和所述第一板状结构(20)设置在所述第二板状结构(30)的相对两侧,所述第三板状结构(11)和所述第二板状结构(30)连接且二者之间具有第二流体通道(50),所述第二流体通道(50)通过所述第二板状结构(30)上的通孔与所述第一流体通道(40)相连通。
12.根据权利要求11所述的换热器,其特征在于,所述第二板状结构(30)的最大厚度大于或等于0.1mm且小于或等于0.3mm。
13.根据权利要求1至5中任一项所述的换热器,其特征在于,所述换热器包括多个所述换热组件(10),其中:
多个所述换热组件(10)依次相连通,以使流体依次经过多个所述换热组件(10);或者
多个所述换热组件(10)并联设置,以使流体分别流经多个所述换热组件(10)。
14.一种电器,包括待换热件,其特征在于,所述电器还包括权利要求1至13中任一项所述的换热器,以使所述换热器与所述待换热件进行换热。
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