管翅单体和具有其的换热器、空调器的制作方法

本实用新型涉及换热技术领域，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：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种管翅单体，所述管翅单体的结构简单。

本实用新型的另一个目的在于提出一种具有上述管翅单体的换热器。

本实用新型的再一个目的在于提出一种具有上述换热器的空调器。

根据本实用新型第一方面实施例的管翅单体，包括：本体，所述本体的厚度均一；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。

根据本实用新型实施例的管翅单体，通过设置使本体的厚度均一，当管翅单体应用于换热器时，可以使流经其的气流例如空气等更加均匀地与管翅单体换热，且厚度均一的结构方便了管翅单体的加工，可以节约成本。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。

根据本实用新型的一些实施例，每个所述通道部的最大宽度为a，相邻两个所述通道部之间的所述本体的宽度为b，其中，所述a、b满足：b/a≤10。

根据本实用新型的一些实施例，在所述本体的厚度方向上，每个所述通道部的厚度为c，所述本体的厚度为t1，其中所述c、t1满足：c/t1≤15。

根据本实用新型的一些实施例，所述本体的厚度为t1，其中所述t1满足：0.08mm≤t1≤2.0mm。

根据本实用新型的一些实施例，每个所述通道部的最小壁厚为t2，其中所述t2满足：t2≤1mm。

实用新型根据本实用新型的一些实施例，所述流道的水力直径为d，其中所述d满足：0.2mm≤d≤3mm。

根据本实用新型的一些实施例，每个所述通道部的中心轴线偏离所述本体的厚度方向上的中心平面。

根据本实用新型的一些实施例，每个所述通道部的一侧壁面与所述本体的厚度方向上的一侧表面平齐，每个所述通道部的另一侧壁面凸出所述本体的厚度方向上的另一侧表面。

根据本实用新型的一些实施例，多个所述通道部包括多个第一通道部和多个第二通道部，多个所述第一通道部彼此间隔设置，多个所述第一通道部的中心轴线均位于所述本体的在所述本体的厚度方向上的中心平面的同一侧，多个所述第二通道部彼此间隔设置，多个所述第二通道部的中心轴线均位于所述本体的在所述中心平面的与上述同一侧相对的另一侧，多个所述第一通道部和多个所述第二通道部交错排布。

根据本实用新型的一些实施例，每个所述通道部的中心轴线与所述本体的厚度方向上的中心平面重合。

根据本实用新型的一些实施例，多个所述通道部平行设置。

根据本实用新型的一些实施例，所述本体和多个所述通道部的表面均设有超疏水材料件。

根据本实用新型的一些实施例，所述本体和多个所述通道部分别为石墨烯件、铜件或铝件。

根据本实用新型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实用新型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。

根据本实用新型的一些实施例，多个所述管翅单体的所述本体之间等间距排布。

根据本实用新型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实用新型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°。

根据本实用新型的一些实施例，所述换热器竖直布置在所述壳体内。

本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/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是根据本实用新型实施例的管翅单体的示意图；

图2是根据本实用新型实施例的换热器的立体图；

图3是图2中所示的换热器的主视图；

图4是图2中所示的换热器的侧视图；

图5是图2中所示的换热器的俯视图；

图6是根据本实用新型另一个实施例的换热器的俯视图；

图7是图6中所示的换热器的局部示意图；

图8根据本实用新型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9是根据本实用新型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10是根据本实用新型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；

图11是采用根据本实用新型实施例的换热器的管翅单体的相邻两个通道部之间的本体的宽度b和通道部的最大宽度a的比值与本体效率的关系示意图；

图12是采用根据本实用新型实施例的换热器的管翅单体的本体的厚度t1和通道部的厚度c的比值与空气侧压力损失的关系示意图。

附图标记：

100：管翅单体；

1：本体；

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

下面详细描述本实用新型的实施例，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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

下面参考图1-图12描述根据本实用新型实施例的管翅单体100。

如图1-图7所示，根据本实用新型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。

具体而言，本体1的厚度均一。例如，在图1的示例中，在除了多个通道部2之外的部分上，本体1的厚度保持均匀一致，处处相等。由此，通过设置使本体1的厚度处处保持一致，流经管翅单体100的气流例如空气等可以更加均匀地与管翅单体100进行换热，从而气流例如空气等在流过管翅单体100后温度更加均匀，而且，厚度均一的本体1的加工简单，成本低。

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2-图4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应用于换热器时，可以提高流经换热器的通道部2的流道21内的制冷剂与换热器的本体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。根据本实用新型的管翅单体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，这也落入本实用新型的保护范围之内。

当根据本实用新型实施例的管翅单体100应用于换热器时，

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8所示，根据本实用新型实施例的具有管翅单体100的换热器的传热量大于传统的微通道换热器的传热量，传统的微通道换热器的传热量大于传统的翅片管换热器的传热量；如图9所示，根据本实用新型实施例的具有管翅单体100的换热器的空气侧换热系数大于传统的微通道换热器的空气侧换热系数，传统的微通道换热器的空气侧换热系数大于传统的翅片管换热器的空气侧换热系数。由上述可知，在同等条件下，根据本实用新型实施例的具有管翅单体100的换热器的传热量和空气侧换热系数要大于传统的微通道换热器和翅片管换热器，表明根据本实用新型实施例的具有管翅单体100的换热器具有更加优良的换热能力。

如图10所示，根据本实用新型实施例的具有管翅单体100的换热器的空气侧压降介于传统的微通道换热器的空气侧压降与传统的翅片管换热器的空气侧压降之间，且根据本实用新型实施例的具有管翅单体100的换热器的空气侧压降略高于传统的微通道换热器的空气侧压降。由此可知，在同等条件下，与传统的微通道换热器相比，根据本实用新型实施例的具有管翅单体100的换热器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相比，根据本实用新型实施例的具有管翅单体100的换热器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。

根据本实用新型实施例的管翅单体100，通过设置使本体1的厚度均一，当管翅单体100应用于换热器时，可以使流经其的气流例如空气等更加均匀地与管翅单体100换热，且厚度均一的结构方便了管翅单体100的加工，可以节约成本。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。

根据本实用新型的一些可选实施例，如图1和图7所示，每个通道部2的最大宽度为a，相邻两个通道部2之间的本体1的宽度为b，其中，a、b满足：b/a≤10。通道部2的热量会传导到其两侧的本体1上，当相邻两个通道部2之间的本体1的面积越大时，本体1的散热越充分，但本体1的效率会降低，如图11所示，当比值b/a越大，本体1效率越低。因此，为了保证本体1的效率，并使本体1可以得到充分散热，可以设置使b/a值不大于10。

根据本实用新型的一些可选实施例，参照图1和图7，在本体1的厚度方向(例如，在图1和图7中的上下方向)上，通道部2的厚度为c，本体1的厚度为t1，其中c、t1满足：c/t1≤15。当通道部2的厚度c越小时，通道部2的加工难度越大；但当c越大时，通过通道部2的空气会遇到更大的阻力，不利于换热器换热，如图12所示。因此，为了便于换热器换热，减小空气阻力，并降低通道部2的加工难度，可以设置使c/t1值不大于15。

进一步地，在保证本体1效率的同时，本体1厚度可以尽量小，本体1和通道部2的厚度比值c/t1越接近1越好，这样可以减小空气侧的阻力。

可选地，如图1和图7所示，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1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，如图1和图7所示，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的壁厚设置得相对较薄，可以提高换热效率。

可选地，通道部2的壁厚小于等于本体1的厚度。由此，使得整个管翅单体100的厚度更加均匀一致，在保证换热效果的同时，通高了整个管翅单体100的结构强度，延长了管翅单体100的使用寿命。当然，通道部2的壁厚还可以大于本体1的厚度。

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所示，当通道部2为圆管状时，水力直径d为流道21的直径。如图7所示，当通道部2为梯形管状时，水力直径d＝4(A×h)/2(A+h)，其中，A为梯形的上底长度，h为梯形的高。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。

根据本实用新型的一些实施例，参照图1-图7，每个通道部2的中心轴线偏离本体1的厚度方向上的中心平面。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的加工。

进一步地，如图1-图7所示，每个通道部2的一侧壁面与本体1的厚度方向上的一侧表面平齐，通道部2的另一侧壁面凸出本体1的厚度方向上的另一侧表面。由此，加工简单，且成本低。

例如，如图1和图7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彼此间隔设置，多个第一通道部22的中心轴线均位于本体1的在本体1的厚度方向上的中心平面的同一侧(例如，图1中的上侧)，多个第二通道部23彼此间隔设置，多个第二通道部23的中心轴线均位于本体1的在中心平面的与上述同一侧相对的另一侧(例如，图1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的换热性能。

根据本实用新型的另一些实施例，每个通道部2的中心轴线与本体1的厚度方向上的中心平面重合。此时通道部2的在本体1的厚度方向上的两侧可以均凸出本体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，如图2-图4所示，多个通道部2平行设置。例如，在图2-图4的示例中，通道部2沿对应的本体1的长度方向直线延伸。由此，加工简单，成本低。当然，通道部2还可以沿管翅本体1的长度方向曲线延伸(图未示出)，例如，波浪线、弧线等，由此，可以延长流道21的延伸长度，进一步提高了换热效率。或者，通道部2还可以呈S形延伸(图未示出)，此时通道部2由直线和曲线共同构成。可以理解的是，通道部2的具体延伸形状可以根据实际要求具体设置，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，根据本实用新型第二方面实施例的换热器，包括多个管翅单体100。每个管翅单体100为根据本实用新型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5所示。

根据本实用新型实施例的换热器，通过采用上述的管翅单体100，可以提高换热器的换热效率，从而提升换热器的整体性能。

根据本实用新型的一些实施例，参照图1-图7，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。

根据本实用新型第三方面实施例的空调器，包括壳体和换热器。换热器为根据本实用新型上述第二方面实施例的换热器。

具体地，换热器设在壳体内，换热器的通道部2沿上下方向设置，换热器的本体1的表面与竖直面之间的夹角为α，其中α满足：0°≤α≤60°。换热器可以作为蒸发器使用。当然，换热器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。

根据本实用新型第三方面实施例的空调器，通过采用上述的换热器，提升了空调器的整体性能。

根据本实用新型的一些实施例，换热器竖直布置在壳体内。此时，换热器的本体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。

根据本实用新型实施例的换热器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实用新型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实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。