一种具有内部混合空间的换热器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有内部混合空间的换热器，换热器包括多个热交换单元，热交换单元包括多个换热翅片和多个换热管，换热管穿设于热交换单元的换热翅片中，相邻两个热交换单元之间具有内部混合空间，热交换单元包括多个换热管，换热翅片设置紊流增强凸起，紊流增强凸起分布在换热管两侧的换热翅片上。本发明采用的一种具有内部混合空间的换热器，能有效的节约耗材，增强单位面积的传热性。
【专利说明】—种具有内部混合空间的换热器
【技术领域】
[0001]本发明涉及换热器，具体涉及一种具有内部混合空间的换热器。
【背景技术】
[0002]近年来，人们一直致力于研究如何能够提高换热器翅片的强化传热。然而，对于传统换热器所采用整体翅片层的结构而言，虽然在翅片上冲出多种形状的翅片排列，达到了一定程度上的传热强化，抑制了翅片表面空气层的速度边界层、温度边界层的连续发展，但由于翅片间的距离较小，多种形状的排列间的流动始终是层流流动，从而达不到最优的换热效果。空气冷流体从上游进入下游，被不断加热，当温度增加到与管内温度相同时，便不再吸热，不能对下游的换热单元进行换热。此外，翅片、换热管的密度大，消耗材料多，单位面积传热性能较低。
【发明内容】
[0003]本发明的目的提供一种具有内部混合空间的换热器，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。
[0004]根据本发明的一个方面，一种具有内部混合空间的换热器，换热器包括多个热交换单元，热交换单元包括换热翅片和换热管，换热管穿设于热交换单元的换热翅片中，相邻两个热交换单元之间具有内部混合空间。
[0005]这种设计使得原来传统的整体换热器的换热翅片分割成多块热交换单元，换热翅片之间设有内部混合空间，内部混合空间的宽度可以相同或者不同，以换热管外空气流体流动方向上的起始方向为换热器的前方，当空气从左端进入换热器后，被换热管加热或冷却后，分流绕过换热管，分流之后的空气在换热管下游的内部混合空间产生空气对流并混合，单位面积传热性能增强并且能节约材料。
[0006]在一些实施方式中，相邻两个热交换单元的换热管的数目不同。
[0007]在一些实施方式中，热交换单元包括多个换热管，热交换单元的换热管数目不等。这种设计根据设计所需，热交换单元上的换热管可以增加或者减少，有效节约材料。
[0008]在一些实施方式中，相邻两个热交换单元之间的内部混合空间的宽度L为前一个热交换单元宽度Ln的0.1?I倍。热交换单元宽度Ln是指在换热管外流体流动的方向上的距离，并以换热管外流体流动的上游为前方，以换热管外流体流动的下游为后方。上述设计可以根据实际情况来控制两个热交换单元之间的内部混合空间的宽度，内部混合空间的宽度L为前一个热交换单元宽度Ln的.01?I倍时，有利于空气中的热交换。
[0009]在一些实施方式中，内部混合空间的宽度为前一个热交换单元宽度Ln的的0.3?
0.5倍。因为热交换单元上各处的换热系数不同，因此空气在第一个热交换单元加热后的温度并不均匀，在两个热交换单元之间的内部混合空间混合后，空气尾流非稳定性增强。通常内部混合空间的宽度为前一个热交换单元Ln的0.1?I倍时，优选内部混合空间的宽度为前一个热交换单元Ln的0.3?0.5倍，可以使在内部混合空间混合的空气尾流发展成涡流，形成涡流后可以使得空气从内部混合空间进入下一个热交换单元时，热转换加强，从而达到传热强化的效果。
[0010]在一些实施方式中，换热器至少有一个热交换单元的换热翅片上设置紊流增强凸起。在换热翅片上设置紊流增强凸起，能大大提高热交换单元之间的单位传热性能。
[0011]在一些实施方式中，紊流增强凸起设置在热交换单元中换热管两侧的换热翅片上。由于在换热翅片上设置紊流增强凸起，能大大提高热交换单元之间的单位传热性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明的一种实施方式的一种具有内部混合空间的换热器的优先实施例的结构不意图；
[0013]图2为本发明的一种实施方式的一种具有内部混合空间的换热器的结构示意图；
[0014]图3为本发明的一种实施方式的一种具有内部混合空间的换热器的结构示意图；
[0015]图4为本发明的一种实施方式的一种具有内部混合空间的换热器的结构示意图；
[0016]图5为本发明的一种实施方式的一种具有内部混合空间的换热器的的结构不意图；
[0017]图6为单个翅片的主视图；
[0018]图7为图6的左视图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合说明书附图，对本发明的实施方式进行进一步详细的说明。
[0020]如图1?4所示，根据本发明一种实施方式的具有内部混合空间的换热器，换热器包括热交换单元I，热交换单元I包括多个换热翅片2和多个换热管3，换热管3穿设于热交换单元I的换热翅片2中，换热翅片2上设置紊流增强凸起4，相邻两个热交换单元I之间具有内部混合空间；以换热管3外空气流体流动方向上的起始方向为换热器的前方，在换热管3外空气流体流动方向上，热交换单元I的宽度为热交换单元I的换热程长；相邻两个热交换单元I之间的间隙称为内部混合空间，该内部混合空间在换热管3外空气流体流动方向上宽度为混合程长；一般混合程长为其在换热管3外空气流体流动方向上的前一个热交换单元I的换热程长的0.1?I倍。
[0021]如图6或7所示，紊流增强凸起4分布在热交换单元I的换热管3两侧。
[0022]现根据热交换单元I上换热管3的数量、紊流增强凸起4的位置和内部混合空间的宽度范围进行进一步说明。
[0023]实施例1
[0024]如图1所示，为本发明的一个实施例，包括多个热交换单元1，每个热交换单元I上设置2排换热管3，通过增加单个热交换单元I中换热管3个数的方法，提升单个热交换单元I换热系数，从而提高整体的换热性能。
[0025]相邻两个热交换单元I之间设置内部混合空间，内部混合空间的宽度为前一个热交换单元I宽度Ln的0.1?I倍。换热器运作时，以换热管3外空气流体流动方向上的起始方向为换热器的前方，当空气从左端进入换热器后，被换热管3冷却或加热后，并且分流绕过换热管3，分流之后的空气在换热管3的下游的内部混合空间产生空气对流并混合，混合后再进入下一个热交换单元I。
[0026]实施例2
[0027]如图2所示，为本发明的另一个实施例，包括多个热交换单元I，每个热交换单元I上设置2排换热管3，通过增加单个热交换单元I中换热管3个数的方法，提升单个热交换单元I换热系数，从而提高整体的换热性能；其中第一个热交换单元I中增加紊流增强凸起4。
[0028]相邻两个热交换单元I之间的内部混合空间，以换热管3外空气流体流动方向上的起始方向为换热器的前方，当空气从左端进入换热器后，被换热管3加热或冷却后，并且分流绕过换热管3，分流之后的空气在换热管3的下游的内部混合空间产生空气对流并混合，混合后再进入下一个热交换单元I。因为热交换单元I上各处的换热系数不同，因此空气在第一个热交换单元I加热后的温度并不均匀，在两个热交换单元I之间的内部混合空间混合后，使得空气尾流非稳定性增强。在第一个热交换单元I上设置了紊流增强凸起4，可以增强其尾流的流场和温度场的非稳定性，从而提高下个热交换单元I的换热性能，达到换热器整体的强化传热。
[0029]实施例3
[0030]如图3所示，为本发明的另一个实施例，包括多个热交换单元I，每个热交换单元I设置一排换热管3，在第一个热交换单元I和第二个热交换单元I都设置紊流增强凸起4。换热器的工作原理与实施例2中的相同，这里不做过多赘述。
[0031]实施例4
[0032]如图4所示，为本发明的另一个实施例，包括多个热交换单元I，每个热交换单元I上设置两排换热管3，通过增加单个热交换单元I中换热管3个数的方法，提升单个热交换单元I换热系数，从而提高整体的换热性能；其中第二个热交换单元I中增加紊流增强凸起4。
[0033]相邻两个热交换单元I之间设置内部混合空间，当空气经过换热管3后被加热或冷却，并且分流绕过换热管3后，分流之后的空气在在换热管3下游的内部混合空间产生空气对流并混合，混合后再进入下一个热交换单元I。因为热交换单元I上各处的换热系数不同，因此空气在第一个热交换单元I加热后的温度并不均匀，在两个热交换单元I之间的内部混合空间混合后，使得空气尾流非稳定性增强。当内部混合空间的宽度达到前一个热交换单元宽度的0.3?0.5倍时，形成涡流后可以使得空气从内部混合空间进入下一个热交换单元时，热转换加强，从而达到传热强化的效果。
[0034]由于设置了紊流增强凸起4，可以增强其尾流的流场和温度场的非稳定性，从而提高下个热交换单元I的换热性能，达到换热器整体的强化传热。
[0035]实施例5
[0036]如图5所述，为本发明的另一个实施例，包括多个热交换单元1，其中第一个热交换单元I设置一排换热管3，第二个热交换单元I设置三排换热管3，第三个热交换单元I设置两排换热管3，依次往后都为两个换热管3，在任意一个热交换单元I增加紊流增强凸起4。换热器的工作原理与实施例2中的相同，这里不做过多赘述。
[0037]以上所述仅是本发明的优选方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，即每个热交换单元I设置多个换热管3，每两个热交换单元I的换热管3个数可以相同或不同，并且可以在任意一个或多个热交换单元I的换热翅片2上设置紊流增强凸起4，这些也应视为本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种具有内部混合空间的换热器，其特征在于:所述换热器包括多个热交换单元(O,所述热交换单元(I)包括换热翅片(2 )和换热管(3 )，所述换热管(3 )穿设于所述热交换单元(I)的换热翅片(2)中，相邻两个所述热交换单元(I)之间具有内部混合空间。
2.根据权利要求1所述的一种具有内部混合空间的换热器，其特征在于:相邻两个所述热交换单元(I)的换热管(3)的数目不同。
3.根据权利要求1所述的一种具有内部混合空间的换热器，其特征在于:所述热交换单元(I)包括多个换热管(3)。
4.根据权利要求1所述的一种具有内部混合空间的换热器，其特征在于:相邻两个所述热交换单元(I)之间的内部混合空间的宽度L为前一个热交换单元(I)宽度Ln的0.1?I倍。
5.根据权利要求4所述的一种具有内部混合空间的换热器，其特征在于:所述内部混合空间的宽度为前一个热交换单元(I)宽度Ln的的0.3?0.5倍。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种具有内部混合空间的换热器，其特征在于:至少有一个热交换单元(I)的换热翅片(2 )上设置紊流增强凸起(4 )。
7.根据权利要求6所述的一种具有内部混合空间的换热器，其特征在于:所述紊流增强凸起(4)设置在换热管(3)两侧的换热翅片(2)上。
【文档编号】F28F1/30GK103712504SQ201310731662
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】喜冠南, 唐通鸣, 孙春亚, 李健, 孙苗 申请人:南通大学