本发明涉及换热技术领域，尤其是涉及一种管翅单体和具有其的换热器、空调器。
背景技术：
相关技术中，量产的换热器包括翅片管换热器和微通道换热器，翅片管换热器的圆管或是微通道换热器的扁管均采用水平方向的布置形式。而且，为了得到向管外侧的导热面积，扩大导热面积的翅片部分采用了垂直方向的布置方式。另外，管和翅片通过胀管的方式结合在一起。
然而，由于管径较大，且采用水平的布置形式，从而冷凝水排放不畅，空气侧压力损失大。而且，由于管和翅片胀管结合在一起，管和翅片之间的接触热阻较大，翅片效率较低。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种管翅单体，当管翅单体应用于换热器时，可以提高换热器的换热效率。
本发明的另一个目的在于提出一种具有上述管翅单体的换热器。
本发明的再一个目的在于提出一种具有上述换热器的空调器。
根据本发明第一方面实施例的管翅单体，包括：本体，所述本体的厚度不均一；多个通道部，多个所述通道部彼此间隔开地设在所述本体上，多个所述通道部与所述本体为一体成形件，每个所述通道部的厚度大于所述本体的厚度，且每个所述通道部内限定出两端敞开的流道。
根据本发明实施例的管翅单体，通过设置使本体的厚度不均一，当管翅单体应用于换热器时，可以提高换热器的换热效率。而且，通过将通道部与本体设置为一体成形件，并使本体的厚度小于通道部的厚度，增强了通道部与本体之间的导热效率。
根据本发明的一些实施例，在所述通道部的横截面上，所述本体的两端中的至少一端的厚度沿朝向所述本体中心的方向逐渐增加。
根据本发明的一些实施例，在所述通道部的横截面上，所述本体的在厚度方向上的两个侧面、沿朝向所述本体中心的方向朝向远离彼此的方向倾斜延伸。
根据本发明的一些实施例，所述本体的在厚度方向上的两个所述侧面形成为平面或弧面。
根据本发明的一些实施例，所述本体的端部被构造成尖端形状。
根据本发明的一些实施例，所述本体的位于相邻两个所述通道部之间的部分为本体段，所述本体段包括分别与相邻两个所述通道部连接的两个第一本体段和连接在两个所述第一本体段之间的第二本体段，所述第二本体段的厚度分别小于两个所述第一本体段的厚度。
根据本发明的一些实施例，所述第一本体段的厚度处处相等。
根据本发明的一些实施例，两个所述第一本体段的厚度处处相等，或沿朝向与其相连的所述通道部中心的方向逐渐增加。
根据本发明的一些实施例，每个所述通道部的外壁面的一部分凸出所述本体的在所述本体的厚度方向上的至少一侧表面。
根据本发明的一些实施例，所述本体的厚度为t1，其中所述t1满足：0.08mm≤t1≤2.0mm。
根据本发明的一些实施例，所述流道的水力直径为d，其中所述d满足：0.2mm≤d≤3mm。
根据本发明的一些实施例，每个所述通道部的最小壁厚为t2，其中所述t2满足：t2≤1mm。
根据本发明的一些实施例，所述本体形成为长方形板状，多个所述通道部在所述本体的宽度方向上间隔设置且沿所述本体的长度方向延伸。
根据本发明的一些实施例，在所述本体的宽度方向上，所述本体的宽度方向上的两侧分别延伸至超出多个所述通道部中位于两侧的两个所述通道部。
根据本发明的一些实施例，所述本体的宽度为w，其中所述w满足：12mm≤w≤30mm。
根据本发明的一些实施例，所述本体和多个所述通道部的表面均设有超疏水材料件。
根据本发明的一些实施例，所述本体和多个所述通道部分别为石墨件、铜件或铝件。
根据本发明第二方面实施例的换热器，包括：多个管翅单体，每个所述管翅单体为根据本发明上述第一方面实施例的管翅单体，多个所述管翅单体沿所述管翅单体的厚度方向依次设置。
根据本发明的一些实施例，多个所述管翅单体的所述本体之间等间距排布。
根据本发明第三方面实施例的空调器，包括：壳体；换热器，所述换热器为根据本发明上述第二方面实施例的换热器，所述换热器设在所述壳体内，所述换热器的所述通道部沿上下方向设置，所述换热器的所述本体的表面与竖直面之间的夹角为α，其中所述α满足：0°≤α≤60°。
根据本发明的一些实施例，所述换热器竖直布置在所述壳体内。
本发明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，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/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是根据本发明实施例的管翅单体的示意图；
图2是根据本发明另一个实施例的管翅单体的示意图；
图3是根据本发明实施例的换热器的示意图；
图4是根据本发明实施例的换热器的立体图；
图5是图4中所示的换热器的主视图；
图6是图4中所示的换热器的侧视图；
图7是根据本发明另一个实施例的换热器的俯视图；
图8是图7中所示的换热器的局部示意图；
图9根据本发明实施例的换热器与传统的翅片管换热器和微通道换热器的风速与传热量的关系曲线图；
图10是根据本发明实施例的换热器与传统的翅片管换热器和微通道换热器的风速与空气侧换热系数的关系曲线图；
图11是根据本发明实施例的换热器与传统的翅片管换热器和微通道换热器的风速与空气侧压降的关系曲线图。
附图标记：
100：管翅单体；
1：本体；11：第一本体段；12：第二本体段；
2：通道部；21：流道；22：第一通道部；23：第二通道部；
200：换热器。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
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。
下面参考图1-图11描述根据本发明实施例的管翅单体100。
如图1和图2所示，根据本发明第一方面实施例的管翅单体100，包括本体1和多个通道部2。
本体1的厚度不均一。例如，在图1和图2的示例中，在除了多个通道部2之外的部分上，本体1的厚度不完全相同。由此，通过设置使本体1的厚度不完全一致，当管翅单体100应用于换热器200时，气流例如空气等在流经管翅单体100的本体1厚度发生变化的位置处，可以发生气流扰动，破坏速度边界层、温度边界层，从而起到强化换热的作用，进而可以提高换热器200的换热效率。而且，厚度相对较薄的位置处材料用量较少，降低了材料成本。
多个通道部2与本体1为一体成形件。其中，将通道部2设置为与本体1一体的形式，例如，通道部2可以与本体1整体加工制造，此时通道部2为本体1的一部分。当然，也可以先加工出本体1，再在本体1上加工出通道部2。
每个通道部2内限定出两端敞开的流道21。例如，如图3-图5所示，流道21可以与通道部2的延伸方向相同，此时流道21的两端分别贯穿通道部2的长度方向上的两端。当管翅单体100应用于换热器200时，制冷剂可以在通道部2的流道21内流动。
由此，通过将多个通道部2设置为与本体1一体的形式，与传统的管和翅片采用胀管结合在一起的方式相比，通道部2和本体1之间的接触热阻小，从而可以增强通道部2与本体1之间的导热效率，当管翅单体100应用于换热器200时，可以提高流经换热器200的通道部2的流道21内的制冷剂与换热器200的本体1外气流例如空气等的换热效率，提升换热效果。而且，通过将通道部2与本体1设置为一体成形件，通道部2不易泄漏制冷剂，可靠性更有保障，且使得管翅单体100的制造更加简单。
多个通道部2彼此间隔开地设在本体1上。此时多个通道部2之间互不接触。由此，增加了气流例如空气等与通道部2内流动的制冷剂的接触面积，提高了换热效率。
每个通道部2的厚度大于本体1的厚度。例如，在图1和图2的示例中，本体1在上下方向上的厚度小于通道部2在本体1的上下方向上的厚度。由此，通过将本体1的厚度设置地较薄，可以进一步提高本体1的导热效率。根据本发明的管翅单体100可以理解为：在翅片(即本体1)上设置避免翅片效率低的具有流道21的通道部2，这样可以得到高翅片效率。
图1和图2中显示了五个通道部2用于示例说明的目的，但是普通技术人员在阅读了下面的技术方案之后、显然可以理解将该方案应用到除五个之外的通道部2的技术方案中，这也落入本发明的保护范围之内。
当根据本发明实施例的管翅单体100应用于换热器200时，
根据传热学的理论：
q＝k·a0·δt
ho＝(ap+η·af)/ao×ha
其中，q为换热量，k为总传热系数，ho为空气侧换热系数，
ao为空气侧导热面积，δt为温度差，
ap为通道部2导热面积，api为制冷剂侧导热面积，hw为制冷剂侧热传导率，hc为本体1与通道部2的接触传导率，aco为本体1与通道部2的接触面积，η为本体1效率，af为本体1导热面积，ha为本体1部分空气侧传导率。
当风速较高时，如图9所示，根据本发明实施例的具有管翅单体100的换热器200的传热量大于传统的微通道换热器200的传热量，传统的微通道换热器200的传热量大于传统的翅片管换热器200的传热量；如图10所示，根据本发明实施例的具有管翅单体100的换热器200的空气侧换热系数大于传统的微通道换热器200的空气侧换热系数，传统的微通道换热器200的空气侧换热系数大于传统的翅片管换热器200的空气侧换热系数。由上述可知，在同等条件下，根据本发明实施例的具有管翅单体100的换热器200的传热量和空气侧换热系数要大于传统的微通道换热器200和翅片管换热器200，表明根据本发明实施例的具有管翅单体100的换热器200具有更加优良的换热能力。
如图11所示，根据本发明实施例的具有管翅单体100的换热器200的空气侧压降介于传统的微通道换热器200的空气侧压降与传统的翅片管换热器200的空气侧压降之间，且根据本发明实施例的具有管翅单体100的换热器200的空气侧压降略高于传统的微通道换热器200的空气侧压降。由此可知，在同等条件下，与传统的微通道换热器200相比，根据本发明实施例的具有管翅单体100的换热器200的空气侧压降虽然略高，但相差不大；与传统的翅片管换热器200相比，根据本发明实施例的具有管翅单体100的换热器200的风阻性能具有明显的优势，可以相对减小空气侧压力损失。
由上述分析可知，通过将本体1与通道部2设置为一体的形式，接触热阻小，能够有效地提升本体1效率η，提升总传热系数，最终提升换热量。
根据本发明实施例的管翅单体100，通过设置使本体1的厚度不均一，当管翅单体100应用于换热器200时，可以提高换热器200的换热效率。而且，通过将通道部2与本体1设置为一体成形件，并使本体1的厚度小于通道部2的厚度，增强了通道部2与本体1之间的导热效率。
根据本发明的一些实施例，如图2和图3所示，在通道部2的横截面上，本体1的两端(例如，图2中的左端和右端)中的至少一端的厚度沿朝向本体1中心的方向逐渐增加。这里，包括以下两种情况：第一、在通道部2的横截面上，仅本体1的一端的厚度沿朝向本体1中心的方向逐渐增加；第二、在通道部2的横截面上，本体1的两端的厚度分别沿朝向本体1中心的方向逐渐增加。其中，上述第一种情况又可以分为两种情况，例如，以图3中从换热器的左端进风为例，换热器的左端为空气流入的地方(即迎风端)，换热器的右端为空气流出的地方(即背风端)。此时可以仅本体1的迎风端的厚度沿朝向本体1中心的方向逐渐增加，或者，仅本体1的背风端的厚度沿朝向本体1中心的方向逐渐增加。
例如，在图2和图3的示例中，本体1的两端的厚度均沿朝向本体1中心的方向逐渐增加，属于上述的第二种情况。参照图2并结合图3，沿气流例如空气等的流动方向，本体1的迎风端的厚度逐渐增加，背风端的厚度逐渐减小。由此，气流例如空气等在流经本体1的迎风端的过程中，由于本体1的迎风端端部的横截面积相对较小，从而可以减小风阻，使气流例如空气等顺利地流向相邻两个管翅单体100之间的风道；在气流例如空气等在流经本体1的背风端时，由于本体1的背风端端部的横截面积相对较小，从而可以减小风阻，使气流例如空气等顺利地流出换热器。
可选地，如图2和图3所示，在通道部2的横截面上，本体1的在厚度方向(例如，图2中的上下方向)上的两个侧面、沿朝向本体1中心的方向朝向远离彼此的方向倾斜延伸。本体1具有沿水平方向延伸的中心平面，本体1的上述两个侧面均为相对于该中心平面倾斜延伸的斜面。由此，当管翅单体100应用于空调器时，相邻两个管翅单体100之间限定出的风道在本体1的迎风端端部处的横截面积逐渐减小，一方面可以对气流例如空气等的流动具有导向作用，使气流可以更好地流向换热器内并与通道部2内的制冷剂进行换热，另一方面，可以在一定程度上提高气流的流动速度，使气流进一步顺畅地流经换热器。
可选地，如图2和图3所示，本体1的在厚度方向上的两个侧面形成为平面。由此，加工简单且成本低。当然，本发明不限于此，本体1的在厚度方向上的两个侧面还可以形成为弧面。
可选地，本体1的端部被构造成尖端形状，如图2和图3所示。此时本体1的端部形成一个尖角。由此，可以进一步减小风阻，使气流可以更加顺利地流过换热器，从而可以进一步增强换热器的换热效率。
根据本发明的一些实施例，如图2和图3所示，本体1的位于相邻两个通道部2之间的部分为本体1段，本体1段包括分别与相邻两个通道部2连接的两个第一本体段11和连接在两个第一本体段11之间的第二本体段12，第二本体段12的厚度分别小于两个第一本体段11的厚度。由此，通过将第二本体段12的厚度设置地较薄，可以提升本体1效率，达到强化换热的目的。
可选地，第一本体段11的厚度处处相等。由此，在保证提升本体1效率、强化换热的同时，使得本体1的加工简单，且降低了成本。
可选地，两个第一本体段11的厚度处处相等(例如，图2中箭头指出的a部)。由此，方便了本体1的加工，且由于通道部2与本体1相连的连接处(即上述的第一本体段11)的厚度设置得相对较厚，从而在保证实现良好换热的基础上，提高了整个管翅单体100的结构强度。当然，本发明不限于此，两个第一本体段11的厚度还可以沿朝向与其相连的通道部2中心的方向逐渐增加(例如，图2中箭头指出的b部)。由此，同样可以在保证实现良好换热的基础上，提高整个管翅单体100的结构强度。
可选地，如图2和图3所示，第二本体段12在左右方向上的长度分别大于两个第一本体段11在左右方向上的长度。由此，可以进一步提升本体1效率，达到更好地实现强化换热的目的。
根据本发明的一些实施例，如图2所示，多个通道部2包括多个第一通道部22和多个第二通道部23，多个第一通道部22彼此间隔开地设在本体1的在本体1的厚度方向上的中心平面的同一侧(例如，图2中的上侧)，多个第二通道部23彼此间隔开地设在本体1的在中心平面的与上述同一侧相对的另一侧(例如，图2中的下侧)，多个第一通道部22和多个第二通道部23交错排布。由此，使得本体1的厚度方向上的两侧表面具有均衡的换热效果，进一步提升了换热器200的换热性能。根据本发明的一些实施例，如图1-图8所示，每个通道部2的外壁面的一部分凸出本体1的在本体1的厚度方向上的至少一侧表面。例如，参照图1-图8，每个通道部2的外壁面的一部分仅凸出本体1的一侧表面。由此，可以增加气流例如空气等与通道部2的换热面积，使得气流例如空气等更加充分地与流道21内的制冷剂换热，换热效率高。而且，当管翅单体100应用于换热器200时，通道部2的凸出本体1外表面的部分外周壁可以与相邻管翅单体100的表面相止抵，从而将多个管翅单体100沿管翅单体100的厚度方向依次设置时、就可以确定相邻两个管翅单体100之间的间隔，进一步方便了换热器200的加工。
当然，本发明不限于此，通道部2的在本体1的厚度方向上的两侧还可以均凸出本体1的厚度方向上的两侧表面(图未示出)。由此，同样可以很好地实现良好的换热效果。
可选地，本体1的厚度为t1，其中t1满足：0.08mm≤t1≤2.0mm。进一步地，本体11的厚度t1为1.5mm。由此，通过设置使本体11的厚度t1的取值范围在0.08mm-2.0mm之间，既保证了本体1的导热效率，又方便了本体1的加工，降低了成本。
可选地，流道21的水力直径为d，其中d满足：0.2mm≤d≤3mm。例如，如图1和图2所示，当通道部2为圆管状时，水力直径d为流道21的直径。这里，需要说明的是，“水力直径”是指过流断面面积的四倍与湿周之比。由此，通过设置使流道21的水力直径d的取值范围在0.2mm-3mm之间，可以使外部的气流例如空气等更加充分地与流道21内的制冷剂换热。当然，通道部2的横截面形状还可以为其它形状，例如，椭圆形、长圆形、除梯形之外的其它多边形等。相应地，流道21也可以形成为与通道部2对应的形状，但不限于此。
可选地，每个通道部2的最小壁厚为t2，其中t2满足：t2≤1mm。由此，通过设置使通道部2的最小壁厚t2小于等于1mm，通道部2的壁厚相对较薄，可以提高换热效率。
根据本发明的一些具体实施例，如图3-图5所示，本体1形成为长方形板状，多个通道部2在本体1的宽度方向上间隔设置且沿本体1的长度方向延伸。由此，加工方便，且成本低。
进一步地，在本体1的宽度方向(例如，图1和图2的左右方向)上，本体1的宽度方向上的两侧分别延伸至超出多个通道部2中位于两侧的两个通道部2。此时多个通道部2布置在本体1的中部，而非边缘处，以在保证本体1效率的同时，使本体1可以得到充分散热。
可选地，本体1的宽度为w，其中w满足：12mm≤w≤30mm。由此，通过设置使本体1的宽度w的取值范围在12mm-30mm之间，可以更好地满足实际应用。
可选地，本体1和多个通道部2的表面均设有超疏水材料件。这里，需要说明的是，“超疏水材料”是一种新型材料，它可以自行清洁需要干净的地方，还可以放在金属表面防治水的腐蚀生锈。由此，通过在管翅单体100的外表面上设置超疏水材料件，当管翅单体100应用于换热器200时，便于冷凝水的排放，管翅单体100的外表面上不易聚集冷凝水，且当管翅单体100采用金属材料制作时，管翅单体100不易生锈，延长了换热器200的使用寿命。
可选地，本体1和多个通道部2分别为石墨烯件、铜件或铝件。由此，可以进一步实现强化换热，加工方便，且成本低。
如图2-图7所示，根据本发明第二方面实施例的换热器200，包括多个管翅单体100。每个管翅单体100为根据本发明上述第一方面实施例的管翅单体100。
具体而言，多个管翅单体100沿管翅单体100的厚度方向依次设置。相邻两个管翅单体100的至少本体1部分彼此间隔开，以使气流例如空气等可以穿过相邻两个管翅单体100之间的空间，以与管翅单体100的流道21内的制冷剂充分进行热交换，如图4所示。
根据本发明实施例的换热器200，通过采用上述的管翅单体100，可以提高换热器200的换热效率，从而提升换热器200的整体性能。
根据本发明的一些实施例，参照图3-图8，多个管翅单体100的本体1之间等间距排布。由此，方便了多个管翅单体100之间的装配，且换热更加均匀。
根据本发明第三方面实施例的空调器，包括壳体和换热器200。换热器200为根据本发明上述第二方面实施例的换热器200。
具体地，换热器200设在壳体内，换热器200的通道部2沿上下方向设置，换热器200的本体1的表面与竖直面之间的夹角为α，其中α满足：0°≤α≤60°。换热器200可以作为蒸发器使用。当然，换热器200还可以作为冷凝器使用。由此，通道部2内的流道21可以上下放置，作为蒸发器使用时，冷凝水的排水性能优良。
根据本发明第三方面实施例的空调器，通过采用上述的换热器200，提升了空调器的整体性能。
根据本发明的一些实施例，换热器200竖直布置在壳体内。此时，换热器200的本体1的表面与上述竖直面之间的夹角α＝0°。由此，换热过程中产生的冷凝水可以更加顺畅地排出。
根据本发明实施例的换热器200和空调器的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
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发明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发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。