CN101957105A - 改善排水性能的换热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改善排水性能的换热器，包括上集流管和下集流管，竖向连接在上集流管和下集流管之间的多个扁管，在相邻扁管之间设有若干翅片，翅片包括透水的翅片和不透水的翅片，透水的翅片组成多个透水段，不透水的翅片组成多个不透水段，透水段与不透水段间隔排布。本发明由于采用了在透水的翅片之间间隔地布置不透水的翅片，可以在该不透水的翅片处把以上的冲缝翅片集聚的凝水排出到换热器以外，减少下面的透水的翅片通过冷凝水的量。同时采用有凸边的不透水翅片，更好的把截留下来的冷凝水通过凸边从翅片滴落，不再影响下面的翅片。更进一步地将翅片相对于迎风面倾斜设置，也有利用冷凝水的排出，从而改善换热器的排水性能以提高换热器的换热性能。

Description

改善排水性能的换热器

技术领域

本发明涉及一种换热器，尤其是涉及一种能够改善排出冷凝水性能的平行流换热器。

背景技术

平行流换热器在用作蒸发器或热泵室外侧换热器时表面会产生冷凝水，为了能够提高换热器排出冷凝水的性能，通常使集流管水平设置且扁管垂直地安装在集流管之间，集流管之间设有翅片，翅片一般包括剖面为直线的工作段和连接工作段的连接段，而换热一般是通过工作段来实现，所以一般所说的翅片是指翅片的工作段。正由于集流管位于上下两侧，中间的扁管之间采用的翅片与空气换热的工作段，在翅片有冲缝的情况下，冷凝水会沿着冲缝从上面的翅片流到下面的翅片，可以实现排水。但是，位于上部的翅片的凝水最终排掉需要经过其下面的所有翅片，水在流动过程中影响了换热，并且会形成风阻。所以，生产商和用户都希望凝水产生后，尽快的脱离换热器，而不会再对换热和通风产生不利影响。因此，如何在冷凝水产生后及时把冷凝水从翅片上排出，使得冷凝水不再影响下面的翅片换热，及不再增加通风阻力，减小这种积累以避免越是下面的翅片流过的冷凝水量越大，换热和通风情况越差，是本领域正在积极研究解决的问题。特别是对于可能产生结霜的工况下，换热器下部本来就易于结冰，而所有的冷凝水及化霜的水都流向下部，将大大的恶化除霜的情况，使得下部的结霜更厚更不易化除。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于部分克服上述现有技术的不足，提出一种具有改善排水性能的换热器。

本发明的技术方案为：一种改善排水性能的换热器，包括上集流管和下集流管，竖向连接在上集流管和下集流管之间的多个扁管，在相邻扁管之间设有若干翅片，其特征在于：所述翅片包括透水的翅片和不透水的翅片，透水的翅片组成多个透水段，不透水的翅片组成多个不透水段，透水段与不透水段间隔排布。

所述任一透水段的翅片数量大于任一不透水段的翅片数量，且相邻扁管之间的翅片排布成矩形或梯形或菱形或波浪形。

所述任一透水段包括8～500个透水翅片。

所述透水翅片为冲缝片。

所述任一不透水段包括1～3个不透水翅片。

所述不透水翅片为平片或在平片上设有向上的凸起。

所述多个透水段所包含的翅片数量相同。或者所述多个透水段所包含的翅片数量不同，且沿换热器高度方向，上方透水段的翅片数量多于下方透水段的翅片数量。

作为本发明的进一步改进，所述不透水段的翅片朝出风侧向下倾斜，不透水段翅片工作段在扁管上的投影线与扁管进风侧边缘的夹角θ为大于45度而小于90度，透水翅片工作段在扁管上的投影线与扁管进风侧边缘的夹角为45度至90度。

作为本发明的更进一步改进，所述不透水段翅片的出风侧伸出有三角形的凸边，所述的三角形凸边与翅片的方向相同或者凸边向下折弯，折弯的角度为1～15度。

本发明由于采用了在透水的翅片之间间隔地布置不透水的翅片，可以在该不透水的翅片处把以上的冲缝翅片集聚的凝水排出到换热器以外，减少下面的透水的翅片通过冷凝水的量。同时采用有凸边的不透水翅片，更好的把截留下来的冷凝水通过凸边从翅片滴落，不再影响下面的翅片。更进一步地将翅片相对于迎风面倾斜设置，也有利用冷凝水的排出，从而改善换热器的排水性能，最终提高换热器的换热性能。

附图说明

图1为本发明实施例一中采用的换热器正视图；

图2为本发明实施例一中A-A截面不透水翅片的俯视图；

图3为本发明实施例一中B-B截面透水翅片的俯视图；

图4为本发明实施例二的n为固定值8的正视图；

图5为本发明实施例三的n为变化值的正视图；

图6为本发明中各种翅片的角度的示意图；

图7为本发明实施例六的有凸边的俯视图；

图8为本发明实施例八的有不透水凸起的翅片的俯视图；

图9为本发明中各种不同的翅片投影形式的示意图。

其中1为换热器；2为上集流管；3为下集流管；4为扁管；5为翅片；6为工作段；7为连接段；8为冲缝片；9为冲缝边缘；10为不透水片；11为不透水片的凸起；12为风向；13为冷凝水流动的方向；14为透水段；15为不透水段；16为不透水片的水流路；17为近似三角形的翅片凸边；18为凸边的折弯线；透水段中透水翅片数为n，当透水段中透水翅片的数量不同时，设为n1、n2；翅片工作段在扁管上的投影线与扁管进风侧的交角为θ。

具体实施方式

实施例一：

本发明所涉及的平行流换热器可以应用于空调的室内、外机，作为冷媒换热器，用于制冷制热。由于本发明以优化平行流换热器排水为主要目的，所以在本专利中只讨论其作为蒸发器使用的情况，如图1所示，换热器1为平板型，包括位于上部的上集流管2，位于下部的下集流管3，在上、下集流管2、3之间有多个连接扁管4，在扁管4之间布置有呈矩形排布(如附图9d所示)的翅片5。空气从换热器的一侧进入，从另一侧流出，在图1中即为从纸面向外吹出的方向，实施例一中透水翅片工作段在扁管上的投影线与扁管进风侧边缘垂直，同时不透水翅片工作段在扁管上的投影线与扁管进风侧边缘也是垂直的，即如图6a所示，两者是垂直的。从放大图中可以看出，翅片5包括翅片的工作段6和连接段7，翅片5在风向上的投影为矩形，其中工作段6主要与空气换热，连接段7主要起连接翅片和扁管的作用，并在扁管4和翅片工作段6之间传递热量。为了增大翅片的换热能力，一般通过在工作段冲缝的形式提高换热能力，即形成冲缝片或冲缝翅片。当集流管上下布置时，普通换热器在翅片上冷凝水会沿着冲缝的缝隙向下流动，并且越往下则聚集的冷凝水量越大，会造成换热能力减低，也会增大风的阻力。本实施例中，通过在一组冲缝片的下面设置不透水的翅片可以把上面冲缝片的冷凝水截流，并通过不透水翅片把水排出翅片外，避免凝水继续从翅片中向下流动，也避免了造成换热效果的劣化和风阻的增加。在本发明实施例一中，如图1的放大部分，可以看到在扁管4之间的翅片5可以分为透水的冲缝片8和不透水的翅片10，不透水的翅片10会把位于其上面一组的冲缝片的冷凝水截流并排出，避免冷凝水会流到其下面的冲缝片。

从图1中A-A剖面可以得到不透水的翅片10(可以是平片或冲有形状而未冲透的平片)的俯视图，虽然平片的换热性能要差于冲缝片，但是由于其可以把冷凝水排出，所以可以提高其下面翅片的换热性能，从而提高换热器整体的换热性能。

从图1中B-B剖面可以得到冲缝片8的俯视图。由于通过在翅片上冲缝可以提高换热效率，9为冲缝边缘，在冲缝边缘和冲缝片8上产生冷凝水，由小水滴汇集成较大的水滴，沿冲缝的开口向下流到下一个冲缝片，这样越是向下，产生的冷凝水越多。

本发明实施例一中翅片透水段包括50片冲缝片，不透水段的翅片10为1片，透水翅片(即冲缝片)和不透水翅片的比值为50∶1，且该比值在同一换热器中为固定值，在该换热器上有的1800个翅片，所以相隔的两个扁管之间会有36个不透水翅片，和1764个冲缝翅片。当换热器上冲缝片的数量增加时，在该换热器作为冷凝器时的换热性能会比较好，当湿度比较大，而冷凝水量大时，采用较多的不透水翅片，把冷凝水排出到换热器外，会使总体的换热性能比较好，所以可以接受的比值范围在8～500∶1，即在8个到500个冲缝片下设置一个不透水翅片能够实现本发明希望达到的效果。

实施例二：

实施例二与实施例一的主要不同在于，不透水段的翅片数多于1个。实施例二中每一组的冲缝片的数值为8，即图4所示其中透水段14包含8个冲缝片，在其下方的不透水段15包含2个不透水的翅片10。第二个不透水的翅片10是为了避免实施例一中的单个不透水翅片出现损坏而使排水功能失效的情况，因此每个不透水段15可以设置2-3个不透水翅片，共同完成排出冷凝水的任务。

实施例三：

实施例三与实施例一的主要不同在于，实施例三的透水段的冲缝片的数量是变化的。如图5所示，当透水段中透水翅片的数量不同时，设为n1、n2、n3......，在实施例三中最上层的n1＝445，按照每经过一个透水翅片段以后，比值n减少40，则n2＝405，n3＝365。每一个透水的翅片段下设置一个不透水的翅片段，不透水的翅片段包括1～3个翅片。实施例三的总翅片的工作段数量为2282个，n7为205。在换热器的上部由于温度较高，产生冷凝水的量要少于温度较低的换热器下部，如果按照每个透水段的冲缝片数量一致的情况，反映不出上下的冷凝水量不同的情况，如果按照上部透水段的冲缝片数量大，而下部透水段的冲缝片小的情况，可以更加匹配实际的冷凝水生成情况。

实施例四：

本发明实施例四为用于空调室外机的换热器，与实施例一的主要区别是不透水翅片工作段在扁管上的投影线与扁管进风侧边缘的交角为θ，朝出风侧向下倾斜，该角度θ为60度，如图6中b的情况，由于在面对风向的方向上具有向下倾斜，则会使得在不透水翅片上的冷凝水更容易被排出，并且不会在不透水翅片上停留。采用θ等于60度角时，翅片的倾斜对于风的阻力并不会显著的增加，透水的冲缝翅片工作段在扁管上的投影线与扁管进风侧边缘的角度θ为90度，如图中a的情况，这样可以在不怎么影响风量的情况下，更好的排出不透水翅片上的冷凝水。本发明实施例四采用了投影为梯形排布的翅片，参见图9e，采用梯形的翅片与矩形(如附图9d所示)的相似，凝水会通过翅片的冲缝流下到下面的翅片，而影响换热和增加风阻。虽然梯形的不透水翅片的排水会因为梯形的工作段的位置倾斜，而使排水更偏向低处的一侧。但是，并不影响不透水翅片可以截断其上面透水段的翅片形成的凝水，也不会影响不透水翅片把冷凝水排出到翅片外。

实施例五：

本发明实施例五与实施例四相似，主要的不同在于不透水翅片工作段在扁管上的投影线与扁管进风侧边缘的夹角为θ，该角度θ为45度，如图6中c的情况，由于在迎着风向的方向上，向下倾斜，则会使得在不透水翅片上的冷凝水更容易被排出，并且不会在不透水翅片上停留，会比θ等于60度角时更有利于排水。另外，透水的冲缝片工作段在扁管上的投影线与扁管进风侧边缘的角度θ为45度，这样在加工平行流换热器时，更易于部件的装配和生产。但与实施例四比较，风阻会稍微增大。另一点不同在于，本实施例采用从风流向的投影为波浪形的翅片，参见图9g，采用波浪形的冲缝片与矩形的相似，凝水会通过翅片的冲缝流下到下面的翅片，而影响换热和增加风阻。虽然波浪形的不透水翅片的排水会因为波浪形的工作段的位置，而使排水更偏向低处的一侧。但是，并不影响不透水翅片可以截断其上面透水翅片段形成的冷凝水，也不会影响不透水翅片把冷凝水排出到翅片外。如上面的以上实施例所示，翅片工作段扁管上的投影线与扁管进风侧边缘的夹角θ的范围为45度至90度。

实施例六：

本发明实施例六与实施例四的不同之处在于，在不透水翅片的出风侧，不透水翅片有伸出的类似三角形的凸边17。如图7所示，其中12为风的方向，11为不透水的翅片，4为扁管的剖视，17为不透水翅片伸出的类似三角形的凸边。实施例一中的不透水翅片比较难积聚大的水滴，而往往使冷凝水沿着扁管侧面流下，但是，在扁管向下流动的冷凝水仍有可能会再次流入下面的翅片上。采用如图中所示的三角形的凸边17，会更容易在三角形的侧边和顶角侧聚集水滴，而使得冷凝水地直接滴落到换热器以外，从而进一步减小对换热器换热性能的影响。另一点不同在于，翅片在相当风流向的投影为菱形排布，参见图9f。

实施例七：

本发明实施例七与实施例六的不同之处在于，在不透水翅片有伸出的类似三角形的凸边17有一个向下的凸边折弯线18，如图7所示，弯折向下的凸边17更加有利于水滴的滴落和排出，但是会稍微增大空气的阻力，所以弯折的角度不能太大，优选的角度为1-15度。

实施例八：

本发明实施例八与实施例六的不同之处在于，在不透水翅片上有压制的凸起，如图8所示，其中10为不透水的翅片，在风向12的方向上有按照风向排列的凸起11，在风吹的情况下，由不透水翅片10接到的冷凝水和换热产生的冷凝水通过凸起11的引流，汇聚到翅片两边的不透水片水流路16上，最终由于风的吹力和倾斜向下的重力作用汇聚到三角形凸边17的边缘或顶边，滴落到换热器外。采用凸起的形式则凸起本身不会存水，而由于风的吹动在不透水片水流路16上形成顺畅的水流，可以很容易的把水排出翅片。凸起的形式为中间宽而两边略窄，适于中间的水滴流向两边的形式。

Claims (10)

1.一种改善排水性能的换热器，包括上集流管和下集流管，竖向连接在上集流管和下集流管之间的多个扁管，在相邻扁管之间设有若干翅片，其特征在于：所述翅片包括透水的翅片和不透水的翅片，透水的翅片组成多个透水段，不透水的翅片组成多个不透水段，透水段与不透水段间隔排布。

2.根据权利要求1所述改善排水性能的换热器，其特征在于：所述任一透水段的翅片数量大于任一不透水段的翅片数量，且相邻扁管之间的翅片排布成矩形或梯形或菱形或波浪形。

3.根据权利要求1所述改善排水性能的换热器，其特征在于：所述任一透水段包括8～500个透水翅片。

4.根据权利要求2所述改善排水性能的换热器，其特征在于：所述透水翅片为冲缝片。

5.根据权利要求1所述改善排水性能的换热器，其特征在于：所述任一不透水段包括1～3个不透水翅片。

6.根据权利要求4所述改善排水性能的换热器，其特征在于：所述不透水翅片为平片或在平片上设有向上的凸起。

7.根据权利要求1至6任一项所述改善排水性能的换热器，其特征在于：所述多个透水段所包含的翅片数量相同。

8.根据权利要求1至6任一项所述改善排水性能的换热器，其特征在于：

所述多个透水段所包含的翅片数量不同，且沿换热器高度方向，上方透水段的翅片数量多于下方透水段的翅片数量。

9.根据权利要求1至6任一项所述改善排水性能的换热器，其特征在于：所述不透水段的翅片朝出风侧向下倾斜，不透水段翅片工作段在扁管上的投影线与扁管进风侧边缘的夹角θ为大于45度而小于90度，透水翅片工作段在扁管上的投影线与扁管进风侧边缘的夹角为45度至90度。

10.根据权利要求1至6任一项所述改善排水性能的换热器，其特征在于：所述不透水段翅片的出风侧伸出有三角形的凸边，所述的三角形凸边与翅片的方向相同或者凸边向下折弯，折弯的角度为1～15度。

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