用于管翅式换热器的翅片、管翅式换热器及空调器的制作方法

文档序号:19784232发布日期:2020-01-24 13:21阅读:137来源:国知局
用于管翅式换热器的翅片、管翅式换热器及空调器的制作方法

本发明涉及家用电器技术领域,尤其是涉及一种用于管翅式换热器的翅片和具有其的管翅式换热器及空调器。



背景技术:

相关技术中指出,换热器的主要用途是藉由温差进行热量的交换。空调系统中的蒸发器和冷凝器通常设计为管翅式换热器,制冷剂在管内流动被加热或冷却,通常伴随着相变传热因此换热系数高。管外为空气强制对流,传热系数几十到上百,因此80%以上的热阻集中在管外侧。由于热阻较大侧通常在圆管上面安装有换热器翅片,一方面增加传热面积,另外增加流体湍流度,引入二次流动,增强传热。翅片的形状决定了空气流场与温度场的分布,直接影响空气侧传热效率。如在广泛应用的波纹翅片、百叶窗、开缝桥片、涡发生器等各类形状的强化翅片中,百叶窗翅片强化传热同时会带来较大的阻力损失,开缝桥片和纵向涡发生器翅片在低速流动时扰动没有百叶窗翅片强烈,性能欠佳。



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,本发明在于提出一种用于管翅式换热器的翅片,所述翅片可以增强管翅式换热器翅片表面的换热性能。

本发明还提出一种具有上述翅片的管翅式换热器。

本发明还提出一种具有上述管翅式换热器的空调器。

根据本发明第一方面的翅片,包括基片,所述基片上形成有至少一个管孔单元,所述管孔单元包括管孔和多个凸起,所述管孔沿所述基片的厚度方向贯通所述基片,多个所述凸起与所述管孔在所述基片上间隔开设置,其中,多个所述凸起均环绕所述管孔延伸,且多个所述凸起沿所述管孔的径向方向依次布置。

根据本发明的用于管翅式换热器的翅片,通过在基片上的管孔周围的基片上形成多个沿管孔的周向延伸的凸起,并使多个凸起均沿管孔的径向方向依次布置,由此,多个凸起可以增加翅片的表面积,对经过翅片表面的气流扰流,控制气流方向,使气流环绕管孔的周沿流动,延长气流的流通路径,从而提高翅片的换热效率。

进一步地,多个所述凸起包括:在所述管孔的径向方向交替布置的第一凸起和第二凸起,所述第一凸起由所述基片朝向所述基片在厚度方向的其中一侧凸出形成,所述第二凸起由所述基片朝向所述基片在厚度方向的另一侧凸出形成。

更进一步地,在所述管孔的径向方向上,相邻的两个所述第一凸起和所述第二凸起相连。

根据本发明的一些实施例,在所述管孔的周向方向上,所述第一凸起的一端与相邻的所述第二凸起的在同一侧的一端错开设置,所述第一凸起的另一端与相邻的所述第二凸起的在同一侧的另一端错开设置。

在一些实施例中,所述管孔单元包括两个凸起组,两个所述凸起组均包括多个所述凸起,两个所述凸起组在所述管孔的径向方向上对称布置,且两个所述凸起组分别位于所述管孔在所述基片的长度方向上的两侧。

在一些实施例中,所述凸起的横截面轮廓为半圆形、半椭圆形或三角形。

根据本发明的一些实施例,所述凸起在所述管孔的周向方向上沿弧线延伸。

进一步地,所述管孔为圆孔,所述凸起沿圆弧线延伸,且所述凸起的圆心与所述管孔的圆心重合。

根据本发明的一些实施例,在气流的流动方向上,所述凸起从所述管孔的迎风一侧延伸至所述管孔的背风一侧。

在一个具体的实施例中,所述凸起由所述基片在厚度方向的其中一侧表面朝向所述基片在厚度方向的另一侧表面凸出形成,且所述凸起在延伸方向上的两端与所述基片断开。

根据本发明的一些实施例,所述管孔单元还包括设于多个所述凸起的径向外侧的凸筋,所述凸筋沿平行于气流流向方向的直线延伸。

进一步地,在垂直于气流的流向方向上,相邻的两个所述管孔单元的相邻的两个所述凸筋相连。

根据本发明的一些实施例,所述基片上形成有多个管孔单元,所述多个管孔单元形成为沿所述基片的长度方向均匀间隔布置的一排;或所述多个管孔单元形成为沿所述基片的宽度方向间隔布置的两排,两排所述管孔单元均包括在所述基片的长度方向均匀间隔布置的多个所述管孔单元,且两排所述管孔单元的多个管孔单元在所述基片的长度方向交错布置。

根据本发明第二方面的管翅式换热器,包括根据本发明第一方面的用于管翅式换热器的翅片。

根据本发明的管翅式换热器,通过设置上述第一方面的翅片,可以增强换热器的换热性能,提升换热效率。

根据本发明第三方面的空调器,包括根据本发明第二方面的管翅式换热器。

根据本发明的空调器,通过设置上述第二方面的管翅式换热器,从而提高了空调器的制热或制冷效率,同时可以节约能源。

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

图1是根据本发明实施例一的凸起横截面为半圆形的翅片的示意图;

图2是沿图1中a-a线的剖视图的示意图;

图3是根据本发明实施例二的凸起横截面为三角形的翅片的示意图;

图4是沿图3中b-b线的剖视图的示意图;

图5是具有一排管孔单元的翅片的示意图;

图6是具有两排管孔单元的翅片的示意图;

图7是图1所示的翅片和平翅片在不同来流风速下传热量、压损对比示意图;

图8是图1所示的翅片和百叶窗在不同来流风速下传热量、压损对比示意图;

图9是图1所示的翅片和平片、百叶窗传热性能对比示意图,横坐标是摩擦因子f乘以雷诺数re3,纵坐标是传热量比值q/q0;

图10是图1所示的翅片和平片、百叶窗传热性能对比示意图,横坐标是摩擦因子f乘以雷诺数re3除以努赛尔数nu,纵坐标是面积比;

图11是图3所示的翅片和平片、百叶窗传热性能对比示意图,横坐标是摩擦因子f乘以雷诺数re3纵坐标是传热量比值q/q0;

图12是图3所示的翅片和平片、百叶窗传热性能对比示意图,横坐标是摩擦因子f乘以雷诺数re3除以努赛尔数nu,纵坐标是面积比。

附图标记:

翅片100,

基片1,

管孔单元2,

管孔21

凸起组22,第一凸221,第一侧边2211,第二侧边2212,第二凸起222,第三侧边2221,第四侧边2222,

凸筋23。

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,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1到图6描述根据本发明第一方面实施例的用于管翅式换热器的翅片100。

如图1所示,根据本发明第一方面实施例的翅片100,包括:基片1,具体地,基片1上形成有至少一个管孔单元2,每个管孔单元2包括管孔21和多个凸起(例如下文中所述的第一凸起221和第二凸起222),其中,管孔21可以用于安装换热管,多个凸起沿管孔21的周向延伸,且多个凸起沿管孔21的径向方向依次布置。也就是说,基片1上可以形成有一个管孔单元2,也可以形成两个管孔单元2或者更多,每个管孔单元2均包括一个管孔21和多个凸起。其中,管孔21沿基片1的厚度方向贯通基片1,多个凸起与管孔21在基片1上间隔开设置,每个凸起均环绕管孔21延伸,多个凸起沿着对应的管孔21的径向方向(图1中所示的左右方向)依次布置。这样,当气流流经翅片100的表面时,多个凸起不仅可以通过对经过翅片100的气流扰流,以提高换热效率;还可以控制气流方向,使气流环绕管孔21的周沿流动,延长气流的流通路径,提高换热效率;此外,多个凸起还可以增加翅片100的表面积,从而增加换热面积,提高换热效率。

根据本发明实施例的用于管翅式换热器的翅片100,通过在管孔21的周沿设置多个凸起,并使多个凸起均沿着管孔21的周向延伸并沿管孔21的径向方向依次布置,由此,多个凸起可以增加翅片100的表面积,对经过翅片100表面的气流扰流,控制气流方向,使气流环绕管孔21的周沿流动,延长气流的流通路径,从而提高翅片100的换热效率。

进一步地,多个凸起可以包括:第一凸起221和第二凸起222,第一凸起221和第二凸起222沿着管孔21的径向方向(图1中所示的左右方向)交替布置,第一凸起221由基片1朝向基片1在厚度方向(图2中所示的上下方向)的其中一侧凸出形成,第二凸起222由基片1朝向基片1在厚度方向的另一侧凸出形成。也就是说,基片1上的第一凸起221和第二凸起222分别朝向基片1的厚度方向的两侧凸起形成。此时,从基片1的在厚度方向的其中一侧看,第一凸起221和第二凸起222中的其中一个形成为凸起,另一个形成为凹陷。由此,可以进一步增强翅片100对流经沿其厚度方向的两个表面的气流的扰流效果,更好地破坏空气的边界层,提高换热效率。

例如图2所示,第一凸起221可以由基片1向上凸出形成,第二凸起222则可以由基片1向下凸出形成。由此,使基片1的上下两个表面均可以与气流进行热交换,从而提高换热效率。

可以理解的是,在每个管孔21的周沿可以设置多个第一凸起221和多个第二凸起222,多个第一凸起221与多个第二凸起222交替布置,也就是说,沿同一个管孔21的周沿布置有多个第一凸起221和第二凸起222,且第一凸起221形成于两个第二凸起222之间,第二凸起222形成于两个第一凸起221之间。由此,可以使翅片100的沿厚度方向的两个表面均可以均匀地扰流与传热。

更进一步地,在管孔21的径向方向上,相邻的两个第一凸起221和第二凸起222相连。例如,结合图1与图2,在管孔21的径向向外的方向上,第一凸起221具有相对设置的第一侧边2211和第二侧边2212,第二凸起222具有相对设置的第三侧边2221和第四侧边2222,在相邻的第一凸起221和第二凸起222之间,若第一凸起221位于第二凸起222的径向内侧时,第二侧边2212与第三侧边2221相连,换言之,第一凸起221的第二侧边2212与第二凸起222的第三侧边2221重合;若第一凸起221位于第二凸起222的径向外侧时,第二凸起222的第四侧边2222与第一凸起221的第一侧边2211相连,换言之,第四侧边2222与第一侧边2211重合。这样,可以使得多个第一凸起221和第二凸起222共同形成为波纹形表面,由此,一方面可以节约基片1的面积,设置更多的凸起,另一方面可以使得第一凸起221与第二凸起222的连接处形成为光滑连接,从而减少翅片100表面的棱角数量,达到减小翅片100表面对流体的阻力的目的。此外,还可以进一步提高对流动空气的扰流效果,提高换热效率。

根据本发明的一个实施例,在管孔21的周向方向上,第一凸起221的一端与相邻的第二凸起222的在同一侧的一端错开设置,第一凸起221的另一端与相邻的第二凸起222的在同一侧的另一端错开设置。由此,可以便于加工成形,降低生产成本。

例如,如图5所示,第一凸起221与第二凸起222在基片1上均关于基片1沿长度方向(图5中所示的左右方向)的中心轴线对称布置,且第一凸起221沿管孔21周沿延伸形成的弧长可以大于第二凸起222沿管孔21周沿延伸所形成的弧长,此时,第一凸起221的的前端超出多个第二凸起222的前端,第一凸起221的后端超出多个第二凸起222的后端,即第一凸起221的两端与相邻的第二凸起222的两端分别错开,这样,在冲压形成第一凸起221和第二凸起222的过程中,第一凸起221两端的冲压开缝与第二凸起222两端的冲压开缝可以不连缝,便于加工成形。

根据本发明的一些实施例,参照图5,管孔单元2包括两个凸起组22,两个凸起组22均包括多个凸起,两个凸起组22在管孔21的径向方向上对称布置,且两个凸起组分别位于管孔21在基片的长度方向(图5中所示的左右方向)上的两侧。由此,可以使基片1上的凸起布置更加紧凑,扰流效果更好。

例如,如图5所示,在管孔21沿其径向(图5中所示的左右方向)的左侧设有一个凸起组22,在管孔21沿其径向(图5中所示的左右方向)的右侧设有另一个凸起组22,两个凸起组22关于管孔21沿垂直于基片1长度方向的直径左右对称布置,两个凸起组22均包括多个第一凸起221和多个第二凸起222,每个凸起组22中的第一凸起221与第二凸起222交替布置。由此,不仅可以使每个管孔21的两侧均能实现扰流,还可以使整个翅片100表面的空气流场与温度场分布均匀,提高换热效率。

进一步地,凸起的横截面轮廓为半圆形、半椭圆形或三角形。具体地,第一凸起221的横截面轮廓可以形成为半圆形、半椭圆形或三角形,第二凸起222的横截面轮廓也可以形成为半圆形、半椭圆形或三角形,且第一凸起221的横截面轮廓与第二凸起222的横截面轮廓相同。由此,可以使多个凸起的横截面轮廓连接形成为波峰与波谷相同的波纹,波纹形的表面可以增强对气流的扰动,更好地破坏空气边界层,增加换热效率。此外,凸起的横截面轮廓还可以为半椭圆形或三角形。

例如图2所示,第一凸起221的横截面轮廓形成为半圆形,第二凸起222的横截面轮廓也形成为半圆形。又如图4所示,第一凸起221的横截面轮廓可以形成为三角形,第二凸起222的横截面轮廓也可以形成为三角形。

优选地,第一凸起221的横截面轮廓为与第二凸起222的横截面轮廓均形成为半圆形,由此,可以使多个凸起形成的表面为光滑的圆弧面,从而减小翅片100表面对气流的阻力。

更进一步地,凸起在所述管孔21的周向方向上沿弧线延伸。例如,凸起在管孔21的周向方向上可以沿弧线形成为环形,其中,环形可以为圆环形、椭圆环形或其他不规则的环形;凸起还可以沿弧线延伸形成为弧段,其中,弧段可以为圆弧段、椭圆弧段或其他不规则的弧段。可选地,当凸起延伸为弧段时,沿弧线延伸的凸起所对应的弦长的两端均超过与该弦长平行的管孔21的直径的两端。这样,当换热管穿过管孔21与基片1相连时,若气流流经换热器,气流会在换热管的表面分流,此时,凸起可以将沿翅片100宽度方向流动的气流从换热管的迎风一侧(例如图1所示的翅片100的后侧)导流到换热管的背风一侧(例如图1所示的翅片100的前侧),从而减小了风力的损失,还可以在一定程度上减小气流在换热管背风一侧的尾流区大小,增强换热管背风一侧的空气与翅片100表面的对流传热强度。

在一个具体的实施例中,如图5所示,管孔21可以形成为圆孔,凸起沿圆弧线延伸形成为圆弧段,且多个凸起的圆心与管孔21的圆心重合,多个凸起形成为同心的圆弧段。由此,一方面可以便于翅片100与常见的换热管进行装配,另一方面多个凸起可以形成为高效低阻的波纹形表面。

在一个具体示例中,如图1所示,在管孔单元2的多个凸起中,与管孔21距离最远的凸起12可以形成为多段式结构。例如图1所示,与管孔21距离最远的凸起为第一凸起221,第一凸起221包括在管孔21的周向方向上间隔布置的两段,两段第一凸起221分别与多个凸起中次外层的第二凸起222的周向方向的两端相连。也就是说,最外层的第一凸起221的两段可以由与多个凸起中其他的第一凸起221去掉中间部分的弧段后形成。且两段第一凸起221所在的圆弧与管孔21中心的距离相等,两段第一凸起221沿着各自所在的圆弧线相向延伸可以形成为一段完整的第一凸起221,由此,可以简化工艺,便于加工,同时紧凑相邻两个管孔21之间的多个凸起的结构,增强扰流效果。

进一步地,在气流的流动方向上,凸起从管孔21的迎风一侧延伸至管孔21的背风一侧。由此,当气流流经翅片100时,凸起可以将从换热管迎风一侧吹来的气流导流至换热管的背风一侧,从而增大了翅片100与气流的接触面积,同时减小换热管背风一侧的气流的尾流区的大小,增强换热管背风一侧的气流与翅片100表面的对流传热强度,提高换热性能。

例如,如图1所示,当气流的流向为图1中所示的前后方向时,翅片100的前侧和后侧中的其中一侧为迎风侧,另一侧为背风侧,也就是说,当基片1的后侧为迎风侧,基片1的前侧为背风侧,当基片1的前侧为迎风侧,基片1的后侧为背风侧。进一步地,凸起呈环绕管孔21的周向延伸的弧段,且凸起的一端靠近基片1的后侧边缘,凸起的另一端靠近基片1的前侧边缘,由此,当翅片100装配到换热管上后,翅片100上的凸起可以将沿翅片100宽度方向的气流从换热管的一侧(例如图1所示的翅片100的后侧)导流到另一侧(例如图1所示的翅片100的前侧),减小换热管对气流的阻碍,从而减小了风力的损失,同时增大换热管与气流的接触面积,提高换热性能。

进一步地,凸起由基片1在厚度方向的其中一侧表面朝向基片1在厚度方向的另一侧表面凸出形成,且凸起在延伸方向上的两端与基片1断开。由此,可以便于在基片1上冲压形成凸起,同时还可以便于气流从开口处流入由凸起所限制出的气流通道,有助于减小气流流过凸起表面时产生的压降,提高翅片100的换热性能。

具体而言,如图2并结合图图1所示,第一凸起221由基片1向上凸出形成,第一凸起221在管孔21周向方向的两端与基片1断开且形成有第一开缝,第一开缝的形状可以与第一凸起221的横截面轮廓形状相同。第二凸起222由基片向下凸出形成,第二凸起222在管孔21周向方向的两端与基片1断开且形成有第二开缝,第二开缝的形状与第二凸起222的横截面轮廓形状相同。由此,本实施例的开缝可以对流体产生更剧烈的扰动,使得翅片100破坏空气边界层的效果更好,有助于减小气流流过凸起表面时的压降,同时,可以便于气流从开缝处流入由凸起所限制出的气流通道,提高翅片100的换热性能。

需要说明的是,沿同一个管孔21的周沿延伸多个凸起中,与管孔21距离最近的第一凸起221在延伸方向的两个第一开缝可以均相对于基片1的长度方向和宽度方向倾斜设置。

具体而言,如图5所示,位于第一凸起221后侧的第一开缝所在的平面与该第一凸起221的后端沿与管孔21的中心轴线所限定出的平面共面,位于第一凸起221前侧的第一开缝所在的平面与该第一凸起221的前端沿与管孔21中心轴线所限定出的平面共面。

进一步地,多个凸起中的其他第一凸起221的两个第一开缝可以均垂直于气流流向方向延伸,多个第二凸起222的两个第二开缝也可以均垂直于气流流向的方向延伸。由此,当气流从翅片100的一侧(图5中所示的翅片100的后侧)流向另一侧(图5中所示的翅片100的前侧)时,第一凸起221可以将换热管迎风一侧的气流导流到换热管的背风一侧,其余的凸起则可以将相邻两个换热管之间的气流从翅片100的迎风一侧导流到翅片100的背风一侧。

相较于相关技术中通过在管孔的周沿设置套环,并在翅片上形成单个环绕套环的无开缝的圆环形凸起,该圆环形凸起只向翅片的一侧凸出,并且在沿基片的两个长边的边缘间隔设置有多个直线段式的开缝凸起,开缝凸起垂直于气流流向方向延伸,且开缝方向偏向圆孔,在该技术方案中,套环和凸起可以增加翅片的传热面积,同时,当气流流经翅片时,套环与凸起之间的间隙可以引导气流,然而,该技术方案中的翅片对气流的扰流效果相对较弱,换热管背风一侧的气流的动能和压力均比较低,导致换热管的背风一侧的空气对流换热强度减弱,传热只能依赖温差的扩散。此外,该技术方案中的圆环形凸起只向翅片的一侧凸出,仅能对翅片单侧的气流起到扰动和引流的效果,强化效果有限。

而本实施例通过在基片1的表面设置凹凸相连的第一凸起221和第二凸起222形成波纹导流面以引导流体,无需设置额外的套环部件,使得结构更加简单,加工方便,且凸起可以将流体从换热管的迎风一侧导流到换热管的背风一侧,在一定程度上减少换热管背风侧的气流尾流区的大小,从而增强换热管背风一侧空气与翅片100表面的对流换热强度。同时本实施例的凸起的两端设有迎向气流的开缝,可以对流体产生更剧烈的扰动,使得翅片100破坏空气边界层的效果更好,且本实施例的翅片100上的所有凸起均可以冲压形成开缝,可以进一步增强对气流的整体扰流效果。

根据本发明的一些实施例,结合图1与图5,管孔单元2还可以包括:设于多个凸起的径向外侧的凸筋23,凸筋23可以沿平行于气流流向(例如图5中所示的前后方向)的直线延伸。由此,可以进一步增强翅片100表面对气流的扰动,增强传热,从而提高翅片100的换热效率。

进一步地,结合图1到图6,在垂直于气流的流向方向(例如图6中所示的左右方向)上,相邻的两个管孔单元2的相邻的两个凸筋23相连。由此,可以紧凑翅片100上的多个管孔单元2的结构,进一步增强翅片100对气流的扰动,增强传热,提升换热效率。

例如图6所示,相邻的两个管孔单元2的管孔21的孔心连线的中间位置形成有两个凸筋23,两个凸筋23左右并排布置,其中,位于左侧的凸筋23设置在其左侧管孔单元2的最右侧弧形凸起的右侧,右侧的凸筋23位于其右侧管孔单元2的最左侧弧形凸起的左侧,且凸筋23沿前后方向延伸,且两个凸筋23在左右方向上相连,相连的两个凸筋23的横截面轮廓可以形成为半圆形、半椭圆形或三角形,且相连的两个凸筋23的横截面轮廓可以与第一凸起221的横截面轮廓及第二凸起222的横截面轮廓相同。由此,凸筋23的设置可以进一步增强翅片100对气流的扰动,增强传热,提升换热效率。

根据本发明的一个实施例,如图5所示,基片1可以呈长方形形状,基片1上可以形成有多个管孔单元2,多个管孔单元2可以形成为沿基片1的长度方向(如图5所示的左右方向)均匀间隔布置的一排。

在本发明的另一些实施例中,如图6所示,多个管孔单元2可以形成为沿基片1的宽度方向(如图6所示的前后方向)间隔布置的两排,两排管孔单元2均包括在基片1的长度方向(如图6所示的左右方向)均匀间隔布置的多个管孔单元2,且两排管孔单元2中的多个管孔单元2在基片1的长度方向交错布置。由此,不仅便于换热管将多个翅片100连接,而且可以增强翅片100的传热性能,提升换热效率。

例如,如图6所示,基片1可以设有两排管孔单元2:第一管孔单元组和第二管孔单元组,第一管孔单元组和第二管孔单元组在前后方向上间隔设置,第一管孔单元组和第二管孔单元组均包括多个管孔单元2,第一管孔单元组上的多个管孔单元2均沿基片1的长度方向均匀间隔布置,第二管孔单元组上的多个管孔单元2均沿基片1的长度方向均匀间隔布置,第一管孔单元组上的每个管孔21均在第二管孔单元组相邻的两个管孔21的孔心连线的中垂线上,第二管孔单元组上的每个管孔21也均在第一管孔单元组相邻的两个管孔21的孔心连线的中垂线上,从而便于换热管将多个翅片100连接,同时,提升翅片100的换热效率。

下面描述根据本发明第二方面的管翅式换热器。

根据本发明第二方面实施例的管翅式换热器,包括根据本发明第一发明实施例的翅片100。例如,可以将换热管依次串联多个并排排列的根据本发明的翅片100,从而形成完整的管翅式换热器,该管翅式换热器可以为蒸发器和/或冷凝器。

根据本发明实施例的管翅式换热器的其他构成例如换热管等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。

根据本发明第二方面实施例的管翅式换热器,通过设置根据本发明第一发明的翅片100,该管翅式换热器可以提升换热性能,带来良好的的使用体验。

下面将参考图1到图12描述根据本发明的一个具体实施例的管翅式换热器。

实施例一,根据本发明的管翅式换热器,包括换热管和多个翅片100。

具体地,翅片100包括基片1,基片1上可以形成有两个管孔单元组,每个管孔单元组包括多个管孔单元2,每个管孔单元2的周沿可以设有两个凸起组22,且两个凸起组22关于管孔21垂直于基片1长度方向的直径相对称。每个凸起组22均包括多个第一凸起221和多个第二凸起222,其中,第一凸起221由基片向上凸出形成,第二凸起222由基片1向下凸出形成,第一凸起221与第二凸起222的横截面均形成为半圆形,第一凸起221具有相对设置的第一侧边2211和第二侧边2212,第二凸起222具有相对设置的第三侧边2221和第四侧边2222,在相邻的第一凸起221和第二凸起222之间,第二侧边2211与第三侧边2221相连且重合,第四侧边2222与第一侧边2211相连且重合,使得多个相连凸起的横截面轮廓形成为圆弧形波纹。

进一步地,多个凸起均在管孔21的周向方向上沿弧线延伸,多个凸起均形成为与管孔21同心的圆弧段,且多个凸起在延伸方向上的两端与基片1断开形成为开缝。基片1上还形成有凸筋23,凸筋23位于相邻的两个管孔单元2的多个凸起的径向方向的外侧,且凸筋23垂直于相邻的两个管孔21之间的连线延伸。两个管孔单元组的多个管孔单元2沿基片1的长度方向(图4中所示的左右方向)均匀间隔布置,且相邻的两个管孔单元组的多个管孔单元2在基片1的长度方向上交错布置。

另外,将本发明的翅片100与平翅片及百叶窗翅片分别进行数值模拟测试,并将模拟结果对比,详细如下。

对根据本发明的翅片100与平翅片进行对比测试,测试指标为不同来流风速下传热量与压损对比,结果如图7所示,当来流风速大于2m/s时,本发明的翅片100的传热量的增加量高于压损的增加量,风速越大,本发明的翅片100传热效果越好。

对根据本发明的翅片100与百叶窗翅片进行对比测试,测试指标为不同来流风速下传热量与压损对比。结果如图8所示,其中,在来流风速1m/s时本发明的传热量比百叶窗翅片略低,低速时本发明对流体的混合没有百叶窗强烈。随着来流风速逐渐增大,对比百叶窗翅片,本发明的翅片100传热效果愈好,同时压损也对应减少。

对根据本发明的翅片100分别与平翅片和百叶窗翅片进行传热性能对比测试,结果如图9所示,其中,横坐标是摩擦因子f乘以雷诺数re3,代表消耗相同泵功。流速从1m/s到4m/s,对应来流雷诺数908-3633。纵坐标是传热量比值q/q0,本发明比平片在传热能力高出26.2%-56.3%。流速从2m/s到4m/s,本发明比百叶窗翅片传热能力高出8%-17%。从图9可以看出,本发明流速越高,对比平片和百叶窗翅片综合效果越好。

对根据本发明的翅片100分别与平翅片和百叶窗翅片进行传热性能测试,结果如图10所示,其中,横坐标是摩擦因子f乘以雷诺数re3除以努赛尔数nu,纵坐标是面积比。图10代表了在消耗相同的泵功,维持相同传热量的条件下,本发明的翅片100与对比的翅片100面积比。从图中可以看出,流速从1m/s到4m/s,本发明的翅片100对比平片可以节省23%-38%的传热面积,对比百叶窗翅片可以节省9%-17%的传热面积。流速越高,节省面积百分比越大。

另外,空气来流以为2m/s的风速分别掠过根据本发明翅片100及百叶窗翅片表面时,百叶窗翅片上的换热管后部温度有个很大的等温区域,其换热管后部区域以导热扩散为主,对流传热偏弱,而根据本发明的翅片100上的换热管后部温度的等温区域较小,其换热管后部区域以对流传热为主,且对流传热偏强。

此外,以不同的风速掠过根据本发明的翅片100表面时,靠近换热管后部的低俗尾流均保持在很小的区域,表明根据本发明的翅片100可以极大的改善换热管后部的形状阻力,从而提高换热器的整体换热性能。

综上,本发明可以提供一种高效低阻的翅片100表面,利用强化传热的原理,较大提升了管翅式换热器空气侧的传热与阻力性能。

实施例二,结合图3、图4、图11与图12,本实施例与实施例一的结构大致相同,不同之处仅在于:实施例一中的凸起的横截面为半圆形,多个凸起相连形成的横截面为圆弧形波纹,而本实施例二中的凸起的横截面为三角形,多个凸起相连形成的横截面为三角形波纹。

将本发明的翅片100与平翅片及百叶窗翅片分别进行数值模拟测试,并将模拟结果对比,详细如下。

对根据本发明的翅片100分别与平翅片和百叶窗翅片进行传热性能对比测试,结果如图11所示,其中,横坐标是摩擦因子f乘以雷诺数re3,代表消耗相同泵功,流速从1m/s到4m/s,对应来流雷诺数908-3633。纵坐标是传热量比值q/q0。从图11可看出,在不同来流速度,本发明比平片在传热能力高出20%-52%,流速1m/s时比百叶窗能力偏低5%,本发明在低流速时对流体的混合不如百叶窗强烈。流速在2m/s到4m/s范围内,本发明比百叶窗翅片在相同耗功条件下传热能力高出5%-16%。从图11可以看出,经过本发明翅片100表面的气流流速越高,对比平片和百叶窗翅片综合效果越好。

对根据本发明的翅片100分别与平翅片和百叶窗翅片进行传热性能对比测试,结果如图12所示,其中横坐标是摩擦因子f乘以雷诺数re3除以努赛尔数nu,纵坐标是面积比。图12代表了在消耗相同的泵功,维持相同传热量的条件下,本发明的翅片100与对比的翅片100面积比。从图中可以看出,流速从1m/s到4m/s,本发明的翅片100相比平翅片可以节省19%-37%的传热面积。流速从2m/s到4m/s,对比百叶窗翅片可以节省5%-15%的传热面积。流速越高,节省面积百分比越大。

综上,本发明可以提供一种高效低阻的翅片100表面,利用了强化传热的原理,较大提升了管翅式换热器空气侧的传热与阻力性能。

下面描述根据本发明第三方面的空调器。

根据本发明第三方面的空调器,包括根据本发明第二方面的管翅式换热器。例如,该空调器可以为室外机。

根据本发明实施例的空调器的其他构成例如压缩机和室内机等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。

根据本发明第三方面的空调器,通过设置根据本发明第二方面的管翅式换热器,该空调器可以有更好的制冷或制热性能,同时可以更加节能。

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,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,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,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接,还可以是通信;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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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