一种换热器结构的制作方法

本发明涉及换热器技术领域，特别是涉及一种换热器结构。

背景技术：

在散热器与中冷器的布置方式中有串联式和并列式两种。串联式布置时，中冷器在前，水散热器在后，如图1所示，冷测空气先经过中冷风管3再经过散热水管2，为减少通风损失，散热器和中冷器的芯体正面尺寸尽可能一样；串联布置，安装方便，计算简单，但经过中冷器的冷测空气吸收了中冷器散发的热量，温度上升，增加了散热器的热负荷，因此在设计时不得不加大散热器的正面面积和散热面积，同时也加大了中冷器的正面面积，并导致中冷器散热性能过剩。当涡轮增压压力较高、热侧温度也较高时，经过中冷器的冷测空气吸收了过多的热量，温度大幅度上升，冷测空气温度甚至超过了散热器的进水温度，起了相反的作用。

并联式布置时，散热器、中冷器分置左右，冷测空气同时经过散热器和中冷器，进气温度相同，降低了散热器的热负荷，散热器可设计的略小一些。由于散热器和中冷器两种热交换器的风阻曲线不同，为同时满足两者的散热需求，在限定的正面尺寸条件下恰当地分配两者的正面面积，并做风量平衡但由于被冷却流体介质属性和温度不同，仍然会造成通过中冷器的冷却风温升小，能量浪费。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何提高换热器的换热效率。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种换热器结构，包括换热器壳体，所述换热器壳体内设有水散热器和中冷器，所述水散热器包括多根散热水管，所述中冷器包括多根中冷风管，所述换热器壳体设有进风侧和出风侧，所述散热水管包括第一水管和第二水管，以及连接所述第一水管和第二水管的第一弯管，所述第一弯管围绕所述中冷风管设置，以将所述第一水管和第二水管分设于所述中冷风管的两侧，且所述第二水管位于所述进风侧，所述第一水管位于所述出风侧，工作时，所述第二水管的温度低于第一水管的温度；

或，所述中冷风管包括第一风管和第二风管，以及连接所述第一风管和第二风管的第二弯管，所述第二弯管围绕所述散热水管设置，以将所述第一风管和第二风管分设于所述散热水管的两侧，且所述第二风管位于所述进风侧，所述第一风管位于所述出风侧，工作时，所述第二风管的温度低于第一风管的温度。

其中，所述第一水管设有进水口，所述第二水管设有出水口，所述中冷风管设有进风口和出风口，所述进风口与所述出水口位于同一侧，所述出风口与所述进水口位于同一侧；或，所述第一风管设有进风口，所述第二风管设有出风口，所述散热水管设有进水口和出水口，所述进风口与所述出水口位于同一侧，所述出风口与所述进水口位于同一侧。

其中，所述散热水管与所述中冷风管串联连接。

其中，所述第一弯管垂直于所述中冷风管设置，或所述第二弯管垂直于所述散热水管设置。

其中，所述换热器壳体的进风侧设有散热风扇。

其中，所述第一弯管或第二弯管呈U型。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的一种换热器结构，包括水散热器和中冷器，通过将散热水管分设于中冷风管的两侧，或将中冷风管分设于散热水管的两侧，使得冷却风先经过散热水管的低温管段和中冷风管的低温管段，然后对应地经过中冷风管的高温管段和散热水管的高温管段，以充分利用两种换热器的温度梯度，充分进行热交换，提高了换热效率，且减小了所需的冷侧空气需求量，与常规布置相比，节约了布置空间，降低了产品重量，同样散热量条件下体积和重量均有所减小。

附图说明

图1为现有技术换热器结构的内部原理示意图；

图2为本发明实施例1一种换热器结构的内部原理示意图；

图3为本发明实施例1一种换热器结构的内部结构示意图；

图4为本发明一种换热器结构的整体结构示意图；

图中：1：换热器壳体；2：散热水管；21：第一水管；22：第二水管；23：第一弯管；3：中冷风管；4：进水口；5：出水口；6：进风口；7：出风口；8：水管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。

首先需要介绍的是：水散热器是一种表面式换热器，通过外循环的低温冷空气带走内循环高温水的热量；中冷器是一种表面式换热器，通过外循环的冷却空气带走内循环高温空气的热量。

本发明提供了一种换热器结构，如图2-4所示，其包括换热器壳体1，所述换热器壳体1内设有水散热器和中冷器，所述水散热器包括多根散热水管2，所述中冷器包括多根中冷风管3，所述换热器壳体1设有相对的进风侧和出风侧，所述散热水管2包括第一水管21和第二水管22，以及连接所述第一水管21和第二水管22的第一弯管23，所述第一弯管23围绕所述中冷风管3设置，以将所述第一水管21和第二水管22分设于所述中冷风管3的两侧，且所述第二水管22位于所述进风侧，所述第一水管21位于所述出风侧，工作时，所述第二水管22的温度低于第一水管21的温度，所述中冷风管3与所述第一水管21同侧的管段温度低于所述中冷风管3与所述第二水管22同侧的管段；从而使得散热水管2的低温管段靠近进风侧，中冷风管3的高温管段靠近出风侧，冷侧空气经过散热水管2的低温管段后吸收热量，温度有所上升，但与中冷风管3的高温管段仍有温度差，仍可高效进行热交换；图2中箭头所指方向为进水、出水以及进风和出风方向。

或，所述中冷风管3包括第一风管和第二风管，以及连接所述第一风管和第二风管的第二弯管，所述第二弯管围绕所述散热水管2设置，以将所述第一风管和第二风管分设于所述散热水管2的两侧，且所述第二风管位于所述进风侧，所述第一风管位于所述出风侧，工作时，所述第二风管的温度低于第一风管的温度，所述散热水管2与所述第一风管同侧的管段温度低于所述散热水管2与所述第二风管同侧的管段，从而使得中冷风管3的低温管段靠近进风侧，散热水管2的高温管段靠近出风侧，冷侧空气经过中冷风管3的低温管段后吸收热量，温度有所上升，但与散热水管2的高温管段仍有温度差，仍可高效进行热交换。从而充分利用了两种换热器的温度梯度，减小了所需的冷却空气需求量，增加了发动机有效功率输出；与常规布置相比，节约了布置空间，降低了产品重量，同样散热量条件下体积和重量均有所减小。

具体地，所述第一水管21设有进水口4，所述第二水管22设有出水口5，冷却水从第一水管21进入，从第二水管22流出，从而可见，第二水管22的管温要低于第一水管21的管温，所述中冷风管3设有进风口6和出风口7，冷却风从中冷风管3的进风口6进入，从中冷风管3的出风口7流出，可见，中冷风管3设有进风口6的管段温度要高于中冷风管3设有出风口7的管段；所述进风口6与所述出水口5位于同一侧，所述出风口7与所述进水口4位于同一侧；或，所述第一风管设有进风口6，所述第二风管设有出风口7，所述散热水管2设有进水口4和出水口5，所述进风口6与所述出水口5位于同一侧，所述出风口7与所述进水口4位于同一侧。以使得中冷风管3的两侧管段和散热水管2的两侧管段能够产生温度差，充分进行热交换。

由图4可见，还设有水管8，其用于连接前后水箱，用于水循环。

本发明的实施例中，所述散热水管2与所述中冷风管3串联连接。

具体地，为了结构优化设置，所述第一弯管23垂直于所述中冷风管3设置，或所述第二弯管垂直于所述散热水管2设置。

其中，所述换热器壳体1的进风侧设有散热风扇，用于从进风侧吹入冷却风，并从出风侧排出。

具体地，所述第一弯管23或第二弯管可以呈U型，以使得第一水管21和第二水管22相对于中冷风管3呈一前一后布置，或第一风管和第二风管相对于散热水管2呈一前一后布置。

由以上实施例可以看出，本发明充分利用了两种换热器的温度梯度，充分进行热交换，提高了换热效率，能够适应恶劣工况环境的应用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。