换热器的制作方法

本实用新型涉及换热技术领域，具体而言，涉及一种换热器。

背景技术：

在空调制冷领域，常用的空气换热器为铜管翅片换热器，该换热器主要部件包括圆形换热管和穿插在换热管上的平翅片，空气与换热管内的冷媒主要通过翅片进行换热。

然而，换热管与翅片有传热温差，换热会有效率损失，换热器长时间使用之后，翅片与换热器连接处会产生间隙，导致换热效率下降。

此外，相邻翅片间的空气通道尺寸有限，在换热器表面结霜的时候，随着时间的变化，翅片表面霜层会越来越厚，慢慢就堵住了空气流动的间隙，换热性能持续衰减，进入除霜工况后，空气流动通道面积减少，影响换热效率。

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，本实用新型提出一种换热器，该换热器主要通过换热管进行换热，具有换热效率高、换热能力强等优点，而且，相邻换热管之间具有足够的空气通道，能够延长结霜运行周期。

根据本实用新型第一方面实施例的换热器，包括：第一集流管和第二集流管，所述第一集流管和所述第二集流管间隔开预定距离；多个换热管，所述换热管的两端分别与所述第一集流管和所述第二集流管相连，多个所述换热管沿所述第一集流管或所述第二集流管的长度方向排列，所述换热管沿其长度方向具有多个平直段和至少一个连接在相邻平直段之间的折弯段；相邻换热管之间具有间隙，所述间隙形成空气通道；其中，所述换热器具有迎风侧和背风侧，所述换热管的多个平直段沿从所述迎风侧至所述背风侧的方向间隔设置。

根据本实用新型实施例的换热器具有换热效率高、换热能力强、能够延长结霜运行周期等优点。

根据本实用新型的一些具体实施例，所述换热管之间的间隙处设有隔片，所述隔片沿所述换热管的长度方向间隔设置，相邻隔片之间的间隙形成空气通道。

根据本实用新型的一些具体示例，所述换热管之间的间隙处设有翻边，所述翻边从所述迎风侧向所述背风侧的方向延伸，所述翻边与所述平直段的长度方向垂直设置或平行设置。

进一步地，所述翻边被构造成针肋状。

根据本实用新型的一些具体实施例，所述换热管之间的间隙处设有百叶窗；所述百叶窗沿所述换热管的长度方向延伸且沿所述换热管的长度方向间隔设置；或所述百叶窗沿所述第一集流管和所述第二集流管的长度方向延伸且沿所述换热管的长度方向间隔设置。

根据本实用新型的一些具体示例，在与从所述迎风侧至所述背风侧的方向正交的平面内，相邻换热管之间的间隙的正投影的面积为S1，该相邻换热管之间的空气通道的正投影的面积之和为S2，其中，S2/S1≥95％。

根据本实用新型的一些具体实施例，在与从所述迎风侧至所述背风侧的方向正交的平面内，在从所述迎风侧至所述背风侧的方向上相邻的空气通道的正投影彼此错开。

根据本实用新型的一些具体示例，多个所述换热管在所述第一集流管和所述第二集流管的长度方向上排列成多个换热单元，所述第一集流管和所述第二集流管上设有换热管孔，每个所述换热单元中的多个换热管的对应端部彼此靠拢并与一个换热管孔连通。

进一步地，相邻换热管单元的相邻换热管的平直段彼此相接。

根据本实用新型的一些具体实施例，所述第一集流管和所述第二集流管平行设置，所述换热管的多个平直段彼此平行且多个所述换热管的相邻平直段位于同一平面，以使多个所述换热管沿从所述迎风侧至所述背风侧的方向形成多层结构，每个所述换热管的相邻平直段之间的距离不小于2mm。

根据本实用新型的一些具体实施例，所述第一集流管为进口集流管且位于所述背风侧，所述第二集流管为出口集流管且位于所述迎风侧。

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换热器的主视图。

图2是根据本实用新型实施例的换热器的侧视图。

图3是根据本实用新型第一可选实施例的换热器的主视图。

图4是根据本实用新型第一可选实施例的换热器的侧视图。

图5是根据本实用新型第二可选实施例的换热器的主视图。

图6是根据本实用新型第二可选实施例的换热器的侧视图。

图7是根据本实用新型第三可选实施例的换热器的主视图。

图8是根据本实用新型第三可选实施例的换热器的侧视图。

图9是根据本实用新型第四可选实施例的换热器的主视图。

图10是根据本实用新型第四可选实施例的换热器的侧视图。

图11是根据本实用新型第四可选实施例的换热器的隔片的结构示意图。

图12是根据本发明第五可选实施例的换热器的主视图。

附图标记：

换热器1、

第一集流管100、

第二集流管200、

换热管300、平直段310、折弯段320、

隔片400、空气通道410、翻边420、百叶窗430、

换热单元500、

每个换热管300的相邻平直段之间的距离C、

折弯段320的半径R、

空气通道410在第一集流管100和第二集流管200的长度方向上的尺寸D、

空气通道410在换热管300的长度方向上的尺寸E。

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“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，而“若干”的含义是至少一个。

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。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的换热器1，该换热器1可应用于暖通空调、热泵热水器、冷冻冷藏、汽车及运输领域，可作为蒸发器、冷凝器等换热器在空调制冷系统中使用。

如图1-图12所示，根据本实用新型实施例的换热器1包括第一集流管100、第二集流管200、多个换热管300。

第一集流管100和第二集流管200间隔开预定距离。换热管300的两端分别与第一集流管100和第二集流管200相连，即换热管300的一端与第一集流管100相连且另一端与第二集流管200相连，多个换热管300沿第一集流管100或第二集流管200的长度方向排列，换热管300沿换热管300的长度方向具有多个平直段310和至少一个连接在相邻平直段310之间的折弯段320。相邻换热管300之间具有间隙，所述间隙形成空气通道410。举例而言，换热管300之间的间隙处设有隔片400，隔片400沿换热管300的长度方向间隔设置，相邻隔片400之间的间隙形成空气通道410。其中，换热器1具有迎风侧和背风侧，换热管300的多个平直段310沿从所述迎风侧至所述背风侧的方向间隔设置。

进一步地，第一集流管100为进口集流管且位于所述背风侧，第二集流管200为出口集流管且位于所述迎风侧。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图1-图12所示，根据本实用新型实施例的换热器1包括第一集流管100、第二集流管200、多个换热管300，其中，下述上下左右前后方向仅是为了示出换热器1各部件的相对位置，而并非对本实用新型的限制。

第一集流管100和第二集流管200分别沿左右方向延伸且彼此平行，第一集流管100和第二集流管200沿前后方向和上下方向间隔设置，第一集流管100位于第二集流管200的下前方。多个换热管300沿左右方向排列，每个换热管300沿换热管300的长度方向具有多个平直段310和分别连接在相邻两个平直段310之间的多个折弯段320，由此，换热管300被构造成蛇形换热管，每个换热管300的多个平直段310彼此平行且沿前后方向间隔设置，换热管300的长度方向的两端为平直段310，每个换热管300的位于其两端的两个平直段310分别与第一集流管100和第二集流管200相连。隔片400设于相邻换热管300的平直段310之间的间隙处，相邻隔片400之间的间隙形成空气通道410。其中，换热器1的前侧为迎风侧且后侧为背风侧，第二集流管200位于所述迎风侧且第一集流管100位于所述背风侧。

本领域的技术人员可以理解地是，迎风侧和背风侧是指，在换热过程中，空气从迎风侧流向换热器1并进行换热，经过换热后再由背风侧流出。图中箭头A示意空气流动方向，箭头B示意冷媒流动方向。换热器1在使用时，空气通过空气通道410依次穿过各平直段310，冷媒通过第一集流管100进入各换热管300，依次经过各平直段310和折弯段320后，在第二集流管200汇合并流出换热器1，冷媒的流动方向与空气的流动方向大体相反，形成逆流换热。通过使冷媒的流动方向与空气的流动方向呈逆流状态，可有效提高换热器1的换热性能。

以换热器1作为蒸发器为例，参照下图中冷媒与空气在换热过程中顺流和逆流的温度曲线。

可见，在换热器中，传热的平均线温差标志传热量的大小，由传热公式Q＝KA(ΔTm)知,ΔTm越大则传热Q越大。逆流时,冷流体的出口温度可高于热流体的出口温度,而在顺流时,热流体的出口温度总是低于冷流体的出口温度,因此在逆流时,冷热两种流体的温差值较大,也就是通常所说对数平均温差比顺流时要大,因此在换热面积相同时,逆流可以传递较多的热量。

通过将换热管300设置成蛇形，可增加换热管300的长度，增加管内流速，有效提高换热管300内的换热系数。

以换热器1作为蒸发器两相态换热为例，参照下图中蛇形管和直管在管内的换热系数对比。

现有换热器带有翅片，冷媒与空气主要通过翅片换热，但是换热管与翅片有传热温差，所以有传热损失，而本实用新型实施例的换热器1没有翅片，冷媒和空气直接通过换热管300进行换热，换热无损失，换热效率更高。

根据本实用新型实施例的换热器1，采用逆流换热，在作蒸发器工况时，高湿度的空气与换热器1的高温部分接触，低湿度的空气与换热器1的低温部分接触，可以使换热器1上的结霜更均匀，延长结霜运行周期，如下图所示。

因此，根据本实用新型实施例的换热器1，能够提高换热效率，增加使用可靠性，改善换热器1在低温环境中运行的由结霜导致的性能衰减问题，而且通过增加换热效率，减小单位换热量所需的材料用量，降低了换热器1的成本。此外，换热管300之间有足够的间隙容纳换热器1表面的霜增长，换热器1不容易被霜堵住而导致性能大幅下降，整个换热器1没有提供残余水分的空间，也没有水表面张力集中的地方，表面冷凝水排水性能更好。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图1和图2所示，多个换热管300在第一集流管100和第二集流管200的长度方向上排列成多个换热单元500，每个换热单元500中的多个换热管300的对应端部彼此靠拢。即多个换热管300组成多个换热单元500，多个换热单元500沿左右方向排列，每个换热单元500中的多个换热管300，与第一集流管100相连的一端彼此靠拢且与第二集流管200相连的一端彼此靠拢。

具体地，第一集流管100上设有与换热单元500的数量一致的多个第一换热管孔，每个换热单元500中的多个换热管300的一端彼此靠拢并连接于一个所述第一换热管孔。第二集流管200上设有与换热单元500的数量一致的多个第二换热管孔，每个换热单元500中的多个换热管300的另一端彼此靠拢并连接于一个所述第二换热管孔。

进一步地，如图1所示，相邻换热单元500的相邻换热管300的平直段310彼此相接，换言之，分别位于两个换热单元500且彼此相邻的两个平直段310之间没有间隙，也不设置隔片400。

通过将换热管300设置成多个换热单元500，每个换热单元500的宽度方向与第一集流管100和第二集流管200的长度方向一致，可减小第一集流管100和第二集流管200的尺寸，提高第一集流管100和第二集流管200的强度并降低成本。并且，每个换热单元500的换热管300的端部靠拢，可方便装配。此外，相邻换热单元500紧邻，能够避免漏风，从而进一步提高换热效果。

当然，如图12所示，每个换热单元500中的多个换热管300的对应端部也可以不靠拢，而是沿换热管300的原延伸方向平直延伸。

在本实用新型的一些具体示例中，第一集流管100和第二集流管200平行设置，每个换热管300的多个平直段310彼此平行且沿从所述迎风侧至所述背风侧的方向间隔设置，即每个平直段310沿上下方向延伸且每个换热管300的多个平直段310沿前后方向等间距设置。多个换热管300的相邻平直段310位于同一平面，以使多个换热管300沿从所述迎风侧至所述背风侧的方向形成多层结构。

其中，折弯段320的折弯角度大于或等于90°，以使每个换热管300的相邻平直段之间的距离C不大于该相邻平直段310之间的折弯段320的半径R，例如，每个换热管300的相邻平直段之间的距离C不小于2mm，由此可使第一集流管100和第二集流管200的径向上允许布置具有更多平直段310的换热管300，且兼顾排水和化霜性能。

在本实用新型的一些具体示例中，隔片400设于相邻换热管300的平直段310之间的间隙处，换热管300的横截面的外轮廓为圆形或矩形，隔片400可以是平片，也可以是条状片或其它形状。

在本实用新型的一些具体实施例中，在与从所述迎风侧至所述背风侧的方向正交的平面内，在从所述迎风侧至所述背风侧的方向上相邻的空气通道410的正投影彼此错开。即在与前后方向正交的平面内，在前后方向上相邻空气通道410沿上下方向错开设置，从而增强空气在整个流动方向上的扰动，以提高换热性能。

进一步地，在与从所述迎风侧至所述背风侧的方向正交的平面内，相邻换热管300之间的间隙的正投影的面积为S1，该相邻换热管300之间的空气通道410的正投影的面积之和为S2，其中，S2/S1≤95％。由此，既可以增加对空气的扰动效果，保证换热管300间的强度，而且保证空气流动阻力在合理范围内。

可选地，相邻换热管300之间的空气通道410在换热管300的长度方向上错开设置，即相邻换热管300之间的空气通道410并非排列成一条沿左右方向延伸直线。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图1所示，多个空气通道410沿上下方向间隔设置。其中，如图1所示，对于单个空气通道410，空气通道410在第一集流管100和第二集流管200的长度方向上(左右方向)的尺寸D不小于2mm，空气通道410在换热管300的长度方向上(上下方向)的尺寸E不小于2mm。在本实用新型的一些具体实施例中，如图3-图6所示，换热管300之间的间隙处设有翻边420，翻边420从所述迎风侧向所述背风侧的方向延伸，即翻边420从前向后延伸。

进一步地，翻边420与平直段310的长度方向垂直设置或平行设置。

例如，如图3和图4所示，翻边420与平直段310的长度方向平行设置，即翻边420沿空气流动方向，增加有效换热面积以提升换热效果。

再例如，如图5和图6所示，翻边420与平直段310的长度方向垂直设置，即翻边420沿空气流动方向，增加有效换热面积以提升换热效果。

在本实用新型的一些具体示例中，如图7和图8所示，翻边420被构造成针肋状，所述针肋状的翻边420沿从所述迎风侧至所述背风侧的方向延伸。具体而言，翻边420呈细长状，类似针状结构，并沿着换热管300的长度方向(上下方向)间隔设置，每个针肋状的翻边420从相邻换热管300的平直段310之间的间隙处由前向后延伸，即沿空气流动方向延伸，从而对空气扰动以提升换热效果。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图9-图11所示，换热管300之间的间隙处设有百叶窗430，空气通道410由百叶窗430构成，由此可以对空气边界层进行扰动，从而提升换热效果。

可选地，百叶窗430沿换热管300的长度方向(上下)延伸且沿换热管300的长度方向间隔设置。或者，百叶窗430沿第一集流管100和第二集流管200的长度方向(左右方向)延伸且沿换热管300的长度方向间隔设置。

根据本实用新型实施例的换热器1的其他构成以及操作等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。