离心风机换热器及应用其的空调器的制作方法

本发明涉及换热技术领域，特别是涉及一种离心风机换热器及应用其的空调器。

背景技术：

目前，空调内机的换热器一般为直板式或多块直式组合而成，其结构无法与离心风机进风口的形状和入流速度的分布相适应，使换热器常出现部分区域速度偏高，部分区域速度偏低，从而导致换热器各部分换热不均，实际有效换热面积严重不足，不利于换热器效率与性能提升。

如图1所示，现有技术中提供了一种换热器，其包括盘绕呈圆台形的换热管10以及设置在该换热管10外表面上的多个换热片20。上述的换热器设置在离心风机的进风口处时，圆台形换热管10的中心区域位于进风口的中心且距进风口较远、圆台形换热管10的边缘区域位于进风口的边缘、且距进风口较近。由于离心风机的进风口处的风速由进风口的中心向外逐渐减小，通过上述换热管10呈阶梯状的排布可以使换热管10各处所受到的吸力基本保持一致，从而使换热器上进风能够更加均匀，其换热效率也更高。

其中，上述的换热器虽然可以解决换热不均的技术问题，但是换热效率仍然不够理想。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种离心风机换热器及应用其的空调器，主要目的在于提高离心风机换热器的换热效率。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明的实施例提供一种离心风机换热器，包括至少两个相互叠置的换热结构层，各换热结构层在周向上的至少一部分区域排布成阶梯形状；每个换热结构层的中部均具有通孔，各通孔依次排布形成阶梯孔状、且与所述阶梯形状的排布方式相一致；

其中，每个换热结构层均具有换热管、且不同换热结构层的换热管互不连通。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

在前述的离心风机换热器中，可选的，每个换热结构层的中部均具有通孔，各通孔依次排布形成阶梯孔状、且与所述阶梯形状的排布方式相一致。

在前述的离心风机换热器中，可选的，各换热结构层及各通孔均具有与离心风机的进风口相适配的外形形状。

在前述的离心风机换热器中，可选的，各换热结构层上的通孔是由相应换热结构层上的一个换热管通过弯折的方式所形成。

在前述的离心风机换热器中，可选的，各换热结构层上的所述一个换热管具有第一直线段、弧形段和第二直线段；所述第一直线段的一端与所述弧形段的一端连接，所述弧形段的另一端与所述第二直线段的一端连接；

其中，各换热结构层上的通孔是由相应换热结构层上的所述一个换热管的弧形段围绕而成。

在前述的离心风机换热器中，可选的，所述一个换热管的第一直线段和第二直线段均与该换热管的弧形段通过圆弧过渡，所述圆弧的直径f≥30mm。

在前述的离心风机换热器中，可选的，所述离心风机换热器具有位于最外层的第一换热结构层，所述第一换热结构层上的通孔在各通孔中具有最小的截面轮廓；其中，所述离心风机换热器还包括密封块，所述密封块封堵所述第一换热结构层上的通孔。

在前述的离心风机换热器中，可选的，各换热结构层均具有至少两个换热管；

其中，位于同一换热结构层的所述至少两个换热管由外向内依次层层套设、且具有相适配的外形形状。

在前述的离心风机换热器中，可选的，每个换热结构层均只具有一个换热管、且所述换热管的一端为进口，另一端为出口。

在前述的离心风机换热器中，可选的，换热结构层之间随着外形轮廓的依次减小，所述换热管的数量依次减少。

在前述的离心风机换热器中，可选的，至少一个所述换热管包括管体和套设在管体上的翅片；

所述管体的直径为d，所述翅片的截面轮廓呈正方形，所述正方形的边长为a；

其中，1.5d≤a≤3d。

在前述的离心风机换热器中，可选的，各换热管的进口端和出口端均位于所述离心风机换热器的同一侧；

其中，所述离心风机换热器还包括固定板，所述固定板上具有多个固定孔，各换热管的进口端和出口端均一一对应地插入相应的固定孔内。

另一方面，本发明的实施例还提供一种空调器，包括离心风机、和上述任一种所述的离心风机换热器；

所述离心风机换热器具有位于最外层的第二换热结构层，所述第二换热结构层在各层中具有最大的外形轮廓；

其中，所述第二换热结构层相对其他层靠近所述离心风机的进风口设置。

借由上述技术方案，本发明离心风机换热器及应用其的空调器至少具有以下有益效果：

在本发明提供的技术方案中，因为各换热结构层呈阶梯形状排布，该种阶梯状的结构设计可以提高离心风机换热器的换热面积，从而可以提高其换热效率。

另外，相对于现有技术中由单根换热管盘绕成的圆台形状，本发明技术方案中由于每个换热结构层均具有换热管、且不同换热结构层的换热管互不连通，使得本发明技术方案中换热管的数量相对较多，且每根换热管的长度相对较短，从而换热介质在每根换热管内流动时所受到的阻力也相对较小，每根换热管的换热效率相对较高，进而由这些所有换热管组成的换热器的换热效率也更高。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是现有技术中的一种换热器的结构示意图；

图2是本发明的一实施例提供的一种离心风机换热器的侧视图；

图3是本发明的一实施例提供的一种离心风机换热器的分解示意图；

图4是本发明的一实施例提供的一种离心风机换热器的正视图；

图5是本发明的一实施例提供的一种离心风机换热器的一个换热结构层的结构示意图；

图6是本发明的一实施例提供的一种离心风机换热器的换热管的结构示意图；

图7是本发明的一实施例提供的另一种离心风机换热器的立体结构示意图；

图8是本发明的一实施例提供的一种离心风机的蜗壳与离心风机换热器的相对位置示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

如图2至图4所示，本发明的一个实施例提出的一种离心风机换热器100，包括至少两个相互叠置的换热结构层1。各换热结构层1在周向上的至少一部分区域排布成阶梯形状，比如仅在周向上的0至270度区域排布成阶梯形状。优选的，上述的各换热结构层1在周向上沿360度均排布成阶梯形状，比如圆形阶梯形状、方形阶梯形状或其它形状的阶梯形状等。

上述的每个换热结构层1均具有换热管2、且不同换热结构层1的换热管2互不连通。

这里需要说明的是：上述的换热结构层1包括第一层，该第一层可以是上述换热结构层1中的任意一层。该第一层内的换热管2仅在第一层内延伸。

其中，在上述提供的技术方案中，上述呈阶梯状的结构设计可以提高离心风机换热器100的换热面积，从而可以提高其换热效率。

另外，相对于现有技术中由单根换热管2盘绕成的圆台形状，本发明技术方案中由于每个换热结构层1均具有换热管2、且不同换热结构层1的换热管2互不连通，使得本发明技术方案中换热管2的数量相对较多，且每根换热管2的长度相对较短，从而换热介质在每根换热管2内流动时所受到的阻力也相对较小，每根换热管2的换热效率相对较高，进而由这些所有换热管2组成的换热器的换热效率也更高。

如图2至图3所示，上述每个换热结构层1的中部均具有通孔11，各通孔11依次排布形成阶梯孔状、且与上述各换热结构层1的阶梯形状的排布方式相一致。此处的“相一致”是指：当各换热结构层1上的通孔11在沿上述阶梯孔的中心线方向上依次层层向内收缩时，各换热结构层1的外形轮廓也沿相同的方向依次层层向内收缩；同样的，当各换热结构层1上的通孔11在沿上述阶梯孔的中心线方向上依次层层向外扩张时，各换热结构层1的外形轮廓也沿相同的方向依次层层向外扩张。在本示例中，由于各通孔11所排布的阶梯孔状与各换热结构层1的阶梯形状两者为相关联的技术特征，两者相互配合，使得本发明离心风机换热器100能够与离心风机的进风口200的风速相匹配，以提高换热器上各部分所受到的吸力的均匀性，从而能够平衡换热器上各处的风阻，提升了换热器整体换热的均匀性，进而其换热效率较高。

其中，如果仅各通孔11依次排布形成阶梯孔状，而各换热结构层1不呈阶梯形状排布，比如各换热结构层1的外形轮廓相等、或最顶层的换热结构层(即第一换热结构层101)的外形轮廓最大，如此会使最顶层的换热结构层的风阻过大，最底层的换热结构层(即第二换热结构层102)的风阻过小，而导致各换热结构层上的风阻仍然不均匀，从而使换热器整体的换热均匀性仍然不佳，换热效率较低。只有当各通孔11依次排布形成阶梯孔状，且各换热结构层1也呈阶梯形状排布时，才能够使各换热结构层1上的风阻大致相当，从而保证了各换热结构层1上所受到的吸力的均匀性，进而使换热器的换热效率较高。

进一步的，如图8所示，上述各换热结构层1及各通孔11均具有与离心风机的进风口200相适配的外形形状。由于离心风机的进风口200为圆形，此处的“相适配”是指各换热结构层1及各通孔11均呈圆形或者大致呈圆形形状。如此使本发明换热器的形状可以与离心风机的进风口200处的风速更加匹配，从而其换热效率更高。

进一步的，如图3和图5所示，前述各换热结构层1上的通孔11是由相应换热结构层1上的一个换热管20通过弯折的方式所形成，如此具有方便加工的技术效果。

进一步的，如图5所示，前述各换热结构层1上的一个换热管20具有第一直线段201、弧形段202和第二直线段203。第一直线段201的一端与弧形段202的一端连接，弧形段202的另一端与第二直线段203的一端连接。其中，各换热结构层1上的通孔11是由相应换热结构层1上的一个换热管20的弧形段202围绕而成。

这里需要说明的是：在一个具体的应用实例中，前述一个换热管20的第一直线段201的另一端可以为换热介质入口端，第二直线段203的另一端可以为换热介质出口端。当然，前述一个换热管20的第一直线段201的另一端也可以为换热介质出口端，相应的，第二直线段203的另一端为换热介质入口端。

这里需要说明的是：由于每个换热结构层1上的通孔11的大小不同，故上述每个换热结构层1的所述一个换热管20为不同大小的换热管，只是每个换热结构层1的所述一个换热管20具有相同的形状。

进一步的，如图5所示，前述一个换热管20的第一直线段201和第二直线段203均与该换热管20的弧形段202通过圆弧过渡，圆弧的直径f≥30mm。在本示例中，通过规定圆弧的最小直径为30mm，可以有效防止圆弧的直径过小而增加换热管2的折弯难度，另外，也可以减小换热介质在换热管2内流动时所受到的阻力。

进一步的，如图3至图5所示，前述各换热结构层1均具有至少两个换热管2。其中，位于同一换热结构层1的该至少两个换热管2由外向内依次层层套设、且具有相适配的外形形状。此处的“相适配”是指位于同一换热结构层1内的该至少两个换热管2的外形形状相同，但外形大小不同。比如都呈圆形，但是各圆形的大小不同。在本示例中，由于位于同一层的各换热管2的层层套设的结构，可以使各层的结构更加紧凑，从而体积相对较小。

另外，相对于现有技术中由单根换热管2盘绕成圆台形，上述由于每层均可以层层套设有多个换热管2，在保证总换热效率不变的情况下，其在高度方向上的尺寸相对较小，并且由于其在其它方向上的尺寸保持不变，从而使得换热器的整体体积相对较小。

这里需要说明的是：在另一个示例中，如图7所示，前述每个换热结构层1上可以均只具有一个换热管2、且该换热管2的一端为进口，另一端为出口。

如图3所示，前述换热结构层1之间随着外形轮廓的依次减小，换热管2的数量依次减少。在本示例中，由于每个换热结构层1均由换热管2层层套设而成，各层换热管2的数量逐渐减少时，即可排布成前述所描述的阶梯状。

如图3所示，本发明的离心风机换热器100还具有位于最外层的第一换热结构层101。第一换热结构层101上的通孔在各通孔中具有最小的截面轮廓。其中，本发明的离心风机换热器100还包括密封块3，密封块3封堵第一换热结构层101上的通孔11，以减小第一换热结构层101的漏风，使本发明离心风机换热器100上的整体风阻能够保持一致，从而使换热器上的换热能够更加均匀，相应的，换热效率较高。

这里需要说明的是：上述密封块3的结构根据第一换热结构层101的通孔11的形状决定。在一个具体的应用示例中，如图3所示，密封块3的上端结构呈弧形、且下端呈v字形。其中，上端圆弧的半径r为：10mm≤r≤20mm。

进一步的，如图2、图4和图6所示，为了提高换热效率，前述的至少一个换热管2包括管体21和套设在管体21上的翅片22。管体21的直径为d。翅片22的截面轮廓呈正方形、且该正方形的边长为a。其中，1.5d≤a≤3d。优选的，a可以为1.5d、2d、2.5d、3d等，如此使得翅片22的尺寸既不至于太大而占用过多的空间，导致本发明换热器的体积过大，翅片4的尺寸又不至于太小而影响散热量。

进一步的，如图4所示，前述各换热管2的进口端和出口端均位于离心风机换热器100的同一侧，如此具有方便固定以及方便导入和导出换热介质的技术效果。优选的，本发明离心风机换热器100还包括固定板，固定板上具有多个固定孔，各换热管2的进口端和出口端均一一对应地插入相应的固定孔内，如此通过固定板将各换热管2进行固定，其固定结构相对较简单，方便操作。

如图8所示，本发明的实施例还提供一种空调器，其包括离心风机和上述任一实施例所描述的离心风机换热器100。其中，离心风机换热器100设置在离心风机的进风口200处。离心风机换热器100具有位于最外层的第二换热结构层102。第二换热结构层102在各层中具有最大的外形轮廓。其中，第二换热结构层102相对其他层靠近离心风机的进风口设置。

下面介绍一下本发明的工作原理和优选实施例。

上述提供的技术方案解决了如下技术问题：(1)解决了换热器的外形形状与离心风机的进风口200不匹配的问题；(2)解决了换热器的外形形状与离心风机的吸风区不匹配的问题；(3)解决了换热器换热不均，效率不高的问题；(4)解决了换热器的有效换热面积不足的问题。

如图8所示，本发明离心风机换热器100采用圆形多层结构，使其外缘形状与离心风机的进风口200相适应，同时圆形多层结构依照离心风机进风口200的风速分布大小进行调整。下面以离心风机换热器100的换热结构层1为三层具体举例说明。

根据离心风机进风口200特性，其进风区速度本身存在差异，此时，可改变换热器风阻分布，使较小风速区域离换热器间距减小，较大风速区域离换热器的距离适当增加，以此平衡换热器上各部分风阻，提升换热器整体换热均匀性。

其中，对于离心风机蜗壳的进风口200，离心风机运转时，进风口200处吸力最大处近似为进风口200的中心区域，进风口200最边缘处的吸力最小，进风口200处的吸力由进风口200的中心区域向边缘区域逐渐减小。为了保证进风均匀，则蜗壳进风口200最边缘处离换热器的距离最近，即图8中最左边的换热结构层1离蜗壳进风口200最近，蜗壳进风口200中心区域的速度较大，则使最右侧的换热结构层1离蜗壳表面最远。其中，通过增加图8中最右侧换热结构层1与蜗壳进口的距离，可以适当的减小该换热结构层1受到吸力，从而使换热器整体的进风更加均匀，如此可以增加换热器的换热效率。

本发明离心风机换热器100的外形形状与离心风机进风口200的形状一致，从而使换热器上的整体速度分布更为均匀。

针对换热器的有效换热面积不足这一传统问题，本发明技术方案不再采用原来单纯通过直接向外围延伸的方式来加大换热面积，而是采用圆形多层结构，在保证本发明换热器的换热面积增加的同时，使换热器的外形形状与离心风机进风口200的形状相适应，从而实现本发明换热器换热面积提升的同时，还避免了局部换热不均的问题。

如图6所示，本发明换热器的换热管2可以包括管体21和套设在管体21上的翅片22。管体21可以为铜管。其中，管体21的直径为d，翅片22的宽为a、且高为b。为保证翅片22散热均匀，一般使a＝b，同时为保证管体21上翅片22的散热量则使1.5d≤a≤3d。如图5所示，换热管2的最大折弯直径为e，e应大于离心风叶直径，最小折弯直径为f，f≥30mm。

如图3所示，本发明圆形多层换热器的顶部处采用密封块3密封，密封顶部未有翅片22的一块小区域。根据离心风机进风口200的特性，其进风区速度本身存在差异，所以圆形多层换热器采用单层堆叠而成，且每层换热管2的数量逐渐减小、且排布成阶梯状，这时换热器风阻分布与离心风机进风口200速度分布相适应，使较小风速区域离换热器的间距减小，较大风速区域离换热器的距离适当增加，以此平衡换热器上各部分的风阻，提升换热器整体的换热均匀性。

上述相邻的两换热结构层1之间可以有3mm—6mm的重叠，上述的各换热结构层1的装配是依靠换热管2的进出口侧的边板进行固定装配。

这里需要说明的是：在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。