CN110094995A - 壳管换热器和空调机组 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种壳管换热器和空调机组。该壳管换热器包括壳体(1)和设置在壳体(1)内的折流板，折流板包括第一折流板(2)和第二折流板(3)，第一折流板(2)和第二折流板(3)沿壳体(1)的轴向在壳体(1)的上下两侧交替设置，形成S形的流动路径，第一折流板(2)包括连接至壳体(1)上的第一倾斜段(4)，第二折流板(3)包括连接至壳体(1)上的第二倾斜段(5)，第一倾斜段(4)和/或第二倾斜段(5)相对于壳体(1)的中心轴线倾斜设置。根据本申请的壳管换热器，不仅成本较低，而且换热效果良好。

Description

壳管换热器和空调机组

技术领域

本申请属于空气调节技术领域，具体涉及一种壳管换热器和空调机组。

背景技术

目前一些采用壳管换热器的空调机组，会时不时的出现冻壳管导致漏氟的现象，除去机组控制方面的问题，大多数原因为工艺上不规范，以及传统折流板结构流动死区多，同时随着制冷技术的不断发展，壳管内的结构也有很多创新与改变。

常见的壳管蒸发器折流板分为弓形垂直折流板与螺旋折流板，普通弓形垂直折流板最为常见，但其垂直结构的特性导致折返阻力大，同时流动死区多，换热效率相对偏低，而螺旋折流板虽然换热效率较高，但其工艺的复杂性以及成本相对过高不利于产品的市场竞争力。因此寻找一个成本相对较低，但换热效果又比普通弓形结构换热效果好的结构成了壳管换热器技术改进方面的难点。

发明内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种壳管换热器和空调机组，不仅成本较低，而且换热效果良好。

为了解决上述问题，本申请提供一种壳管换热器，包括壳体和设置在壳体内的折流板，折流板包括第一折流板和第二折流板，第一折流板和第二折流板沿壳体的轴向在壳体的上下两侧交替设置，形成S形的流动路径，第一折流板包括连接至壳体上的第一倾斜段，第二折流板包括连接至壳体上的第二倾斜段，第一倾斜段和/或第二倾斜段相对于壳体的中心轴线倾斜设置。

优选地，壳体上设置有进口和出口，折流板为多个，多个折流板设置在进口和出口之间。

优选地，第一折流板包括设置在第一倾斜段远离壳体侧壁一端的第一折弯段，第一折弯段向着进口所在端弯折或第一折弯段向着出口所在端弯折。

优选地，第二折流板包括设置在第二倾斜段远离壳体侧壁一端的第二折弯段，第二折弯段向着出口所在端弯折或第二折弯段向着进口所在端弯折。

优选地，第一倾斜段沿着远离壳体的方向向着进口所在端倾斜，第二倾斜段沿着远离壳体的方向向着出口所在端倾斜。

优选地，第一倾斜段沿着远离壳体的方向向着出口所在端倾斜，第二倾斜段沿着远离壳体的方向向着进口所在端倾斜。

优选地，第一倾斜段和第二倾斜段相互平行。

优选地，位于进口所在端最外端的第一折流板为平板，其它的第一折流板为折弯板。

优选地，第一折流板和第二折流板均为平板。

优选地，第一倾斜段与水平面之间的夹角为55°至65°，第二倾斜段与水平面之间的夹角为55°至65°。

优选地，第一折弯段向着进口所在端弯折，第一折弯段与水平面之间的夹角为40°至50°；或，第一折弯段向着出口所在端折弯，第一折弯段与水平面之间的夹角为30°至42°。

优选地，第二折弯段向着出口所在端弯折，第二折弯段与水平面之间的夹角为30°至42°；或，第二折弯段向着出口所在端折弯，第二折弯段与水平面之间的夹角为40°至50°。

优选地，第一折弯段沿壳体的径向方向的长度占第一折流板的总长度的1/4至1/2。

优选地，第二折弯段沿壳体的径向方向的长度占第二折流板的总长度的1/4至1/2。

优选地，第一折流板包括设置在第一倾斜段远离壳体侧壁一侧的多个第一折弯段，多个第一折弯段沿着远离第一倾斜段的方向依次连接，相邻的两个第一折弯段的折弯方向不同。

优选地，第二折流板包括设置在第二倾斜段远离壳体侧壁一侧的多个第二折弯段，多个第二折弯段沿着远离第二倾斜段的方向依次连接，相邻的两个第二折弯段的折弯方向不同。

根据本申请的另一方面，提供了一种空调机组，包括壳管换热器，该壳管换热器为上述的壳管换热器。

本申请提供的壳管换热器，包括壳体和设置在壳体内的折流板，折流板包括第一折流板和第二折流板，第一折流板和第二折流板沿壳体的轴向在壳体的上下两侧交替设置，形成S形的流动路径，第一折流板包括连接至壳体上的第一倾斜段，第二折流板包括连接至壳体上的第二倾斜段，第一倾斜段和/或第二倾斜段相对于壳体的中心轴线倾斜设置。该壳管换热器采用了至少部分倾斜设置的折流板，可以在不改变原有壳管换热器的折流板与外壳之间间距的情况下，延长折流板的长度，从而增加载冷剂的流程，提高壳管换热器的换热面积，增加壳管换热器的换热量，提高换热能效。该壳管换热器只需要对折流板的设置角度进行改造，改造成本低，工艺难度小，利用现有的壳管换热器的材料及工艺即可实现，通用性更强。由于采用了倾斜的折流板，因此能够减小载冷剂流动过程中的流动折返角度，减小流动阻力，载冷剂流动压损小，换热效率更高。

附图说明

图1为本申请第一实施例的壳管换热器的结构示意图；

图2为本申请第二实施例的壳管换热器的结构示意图；

图3为本申请第三实施例的壳管换热器的结构示意图；

图4为现有技术中的垂直弓形折流板经过仿真后的流态图；

图5为本申请第二实施例的壳管换热器经过仿真后的流态图；

图6为本申请第三实施例的壳管换热器经过仿真后的流态图。

附图标记表示为：

1、壳体；2、第一折流板；3、第二折流板；4、第一倾斜段；5、第二倾斜段；6、进口；7、出口；8、第一折弯段；9、第二折弯段。

具体实施方式

结合参见图1至图3所示，根据本申请的实施例，壳管换热器包括壳体1和设置在壳体1内的折流板，折流板包括第一折流板2和第二折流板3，第一折流板2和第二折流板3沿壳体1的轴向在壳体1的上下两侧交替设置，形成S形的流动路径，第一折流板2包括连接至壳体1上的第一倾斜段4，第二折流板3包括连接至壳体1上的第二倾斜段5，第一倾斜段4和/或第二倾斜段5相对于壳体1的中心轴线倾斜设置。

该壳管换热器采用了至少部分倾斜设置的折流板，可以在不改变原有壳管换热器的折流板与外壳之间间距的情况下，延长折流板的长度，从而增加载冷剂的流程，提高壳管换热器的换热面积，增加壳管换热器的换热量，提高换热能效。该壳管换热器只需要对折流板的设置角度进行改造，改造成本低，工艺难度小，利用现有的壳管换热器的材料及工艺即可实现，通用性更强。由于采用了倾斜的折流板，因此能够减小载冷剂流动过程中的流动折返角度，减小流动阻力，载冷剂流动压损小，换热效率更高。

上述的第一折流板2和第二折流板3沿壳体1的轴向在壳体1的上下两侧交替设置具体是指，第一折流板2设置在壳体1的上侧，并与壳体1的下侧内壁之间形成过流通道，第二折流板3设置在壳体1的下侧，并与壳体1的上侧内壁之间形成过流通道，第一折流板2和第二折流板3沿壳体1的轴向交替排布。

上述的折流板中，可以全部的第一折流板2和第二折流板3均倾斜设置，也可以只有第一折流板2倾斜设置，而第二折流板3竖直设置，还可以第一折流板2竖直设置，而第二折流板3倾斜设置。

结合参见图4至图6所示，普通弓形垂直折流板进入壳管后走向为Z字形，而倾斜式折流板载冷剂流程为斜式Z字形，相当于垂直折流板流程为直角三角形的直角边的路程，而倾斜式折流板载冷剂走向为直角三角形的斜边路程，相对流程改变，即相对换热面积增加，因此能够增强壳管换热器的换热性能。

普通弓形垂直折流板折返角度大，可看作水杯水平放在桌子上，水自由满出，因此水压降比较大，即需求的水泵动力较多，能耗也会变大，而斜式折流板可看作是水杯倒水的时候，折返角度较小，即压损相对变小，换热效率增加，同时垂直折流板只能通过间距来调节管热效果，而斜式折流板可以通过间距、长度、角度多影响因素调节压损与流速，从而改善换热效果。

壳体1上设置有进口6和出口7，折流板为多个，多个折流板设置在进口6和出口7之间。此处的进口6和出口7为载冷剂的进口和出口。由于载冷剂从进口6进入壳体1内，最后从出口7流出壳体1，因此，将折流板设置在进口6和出口7之间，才能够保证折流板的折流作用得到充分利用。

对于第一折流板2而言，在其中一个实施例中，第一折流板2包括设置在第一倾斜段4远离壳体1侧壁一端的第一折弯段8，第一折弯段8向着进口6所在端弯折。

在另外一个实施例中，第一折流板2包括设置在第一倾斜段4远离壳体1侧壁一端的第一折弯段8，第一折弯段8向着出口7所在端弯折。

此外，对于第二折流板3而言，在其中一个实施例中，第二折流板3包括设置在第二倾斜段5远离壳体1侧壁一端的第二折弯段9，第二折弯段9向着出口7所在端弯折。

在另外一个实施例中，第二折流板3包括设置在第二倾斜段5远离壳体1侧壁一端的第二折弯段9，第二折弯段9向着进口6所在端弯折。

通过在第一折流板2上设置第一折弯段8以及在第二折流板3上设置第二折弯段9的方式，能够使得各个折流板通过折弯段向着折流板与壳体连接的根部位置导流，使得各个折流板与壳体连接位置的根部也能够有载冷剂导入，从而可以消除大部分死区，进一步增加壳管换热器的换热效率。

普通垂直折流板在折流板根部及端盖处地方水流流速小，存在死区，会有冻壳管的风险，同时换热效率低，而斜式折流板本身具有扰流的作用，水流方向通过第一折流板2折流后改变流向，通过第一折弯段8折流板导流到第二折流板3的根部，使第二折流板3的根部一直有水在流动，同时向上的流向通过第二折弯段9的二次倾斜，使上部分的第一折流板2的根部也有水流导入，消除了大部分死区，增加了换热效率。

优选地，第一倾斜段4沿着远离壳体1的方向向着进口6所在端倾斜，第二倾斜段5沿着远离壳体1的方向向着出口7所在端倾斜。

作为另外一种替代实施例，也可以采用如下方案，将第一倾斜段4沿着远离壳体1的方向向着出口7所在端倾斜，第二倾斜段5沿着远离壳体1的方向向着进口6所在端倾斜。

通过将第一倾斜段4和第二倾斜段5均倾斜设置，可以实现对载冷剂流向的调节，从而方便对载冷剂进行导流，使得载冷剂能够更加充分地流动至容易出现死区的位置，调节壳管换热器的整体换热性能，改善壳管换热器的换热效率。

优选地，第一倾斜段4和第二倾斜段5相互平行。通过将第一倾斜段4和第二倾斜段5设置为相互平行，能够保证第一倾斜段4和第二倾斜段5之间的间距基本上一致，从而使得载冷剂流动过程中的稳定性更佳，提高载冷剂的换热均匀性，提高换热效率。

优选地，在本实施例中，位于进口6所在端最外端的第一折流板2为平板，其它的第一折流板2为折弯板，也即进口6处的第一折流板2为单次倾斜，其它的第一折流板2均为折弯板。进口6处的单次倾斜式折流板可让水流流经端盖处的死区处，有效解决售后冻壳管的问题。

如图1所示，在另外一个实施例中，第一折流板2和第二折流板3均为平板。

第一倾斜段4与水平面之间的夹角为55°至65°，第二倾斜段5与水平面之间的夹角为55°至65°。优选地，第一倾斜段4与水平面之间的夹角为60°，第二倾斜段5与水平面之间的夹角为60°。

第一折弯段8向着进口6所在端弯折，第一折弯段8与水平面之间的夹角为40°至50°，优选地，为45°。

第一折弯段8向着出口7所在端折弯，第一折弯段8与水平面之间的夹角为30°至42°，优选地为36°。

第二折弯段9向着出口7所在端弯折，第二折弯段9与水平面之间的夹角为30°至42°，优选地为36°。

第二折弯段9向着出口7所在端折弯，第二折弯段9与水平面之间的夹角为40°至50°，优选地为45°。

第一折弯段8沿壳体1的径向方向的长度占第一折流板2的总长度的1/4至1/2，其中第一折弯段8占第一折流板2的总长度的比例由相邻的第一折流板2和第二折流板3之间的宽度以及折弯段本身的角度决定，例如：相邻两个折流板间距大可采用二分之一，间距小可采用三分分之一甚至四分之一，防止倾斜板与相邻折流板接触，导致水流无法通过阻力变大，可针对不同折流板间距的不同以及折弯段折弯角度的不同来设置折弯段的长度。

优选地，第二折弯段9沿壳体1的径向方向的长度占第二折流板3的总长度的1/4至1/2。

第一折流板2包括设置在第一倾斜段4远离壳体1侧壁一侧的多个第一折弯段8，多个第一折弯段8沿着远离第一倾斜段4的方向依次连接，相邻的两个第一折弯段8的折弯方向不同。由于第一倾斜段4的端部设置有多个依次连接的第一折弯段8，因此能够在载冷剂到达第一折弯段8处形成多次折流，既能够增加载冷剂的紊流效果，使得载冷剂中远离换热管的流体与靠近换热管的流体形成持续的位置交换效果，提高载冷剂与冷媒的热交换效率，同时也可以更加有效地减小死区区域，提高换热效果。

第二折流板3包括设置在第二倾斜段5远离壳体1侧壁一侧的多个第二折弯段9，多个第二折弯段9沿着远离第二倾斜段5的方向依次连接，相邻的两个第二折弯段9的折弯方向不同。

结合参见图1所示，根据本申请的第一实施例，第一折流板2和第二折流板3均为平板，且第一折流板2的第一倾斜段4沿着远离壳体1的方向向着进口6所在端倾斜，第二折流板3的第二倾斜段5沿着远离壳体1的方向向着出口7所在端倾斜，形成平行的折流板，载冷剂流动过程中，沿着第一折流板2和第二折流板3的导向流动，可以有效减小流动死区的产生。

结合参见图2所示，根据本申请的第二实施例，其与第一实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，位于进口6所在端最外端的第一折流板2为平板，其它的第一折流板2为折弯板，折弯板包括设置在第一倾斜段4远离壳体1侧壁一端的第一折弯段8，第一折弯段8向着进口6所在端弯折，第二折流板3包括设置在第二倾斜段5远离壳体1侧壁一端的第二折弯段9，第二折弯段9向着进口6所在端弯折。

结合参见图3所示，根据本申请的第三实施例，其与第一实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，位于进口6所在端最外端的第一折流板2为平板，其它的第一折流板2为折弯板，折弯板包括设置在第一倾斜段4远离壳体1侧壁一端的第一折弯段8，第一折弯段8向着进口6所在端弯折，第二折流板3包括设置在第二倾斜段5远离壳体1侧壁一端的第二折弯段9，第二折弯段9向着出口7所在端弯折。

根据本申请的实施例，空调机组包括换热器，该换热器为上述的壳管换热器。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (17)

1.一种壳管换热器，其特征在于，包括壳体(1)和设置在所述壳体(1)内的折流板，所述折流板包括第一折流板(2)和第二折流板(3)，所述第一折流板(2)和所述第二折流板(3)沿所述壳体(1)的轴向在所述壳体(1)的上下两侧交替设置，形成S形的流动路径，所述第一折流板(2)包括连接至所述壳体(1)上的第一倾斜段(4)，所述第二折流板(3)包括连接至所述壳体(1)上的第二倾斜段(5)，所述第一倾斜段(4)和/或所述第二倾斜段(5)相对于所述壳体(1)的中心轴线倾斜设置。

2.根据权利要求1所述的壳管换热器，其特征在于，所述壳体(1)上设置有进口(6)和出口(7)，所述折流板为多个，所述多个折流板设置在所述进口(6)和所述出口(7)之间。

3.根据权利要求2所述的壳管换热器，其特征在于，所述第一折流板(2)包括设置在所述第一倾斜段(4)远离所述壳体(1)侧壁一端的第一折弯段(8)，所述第一折弯段(8)向着所述进口(6)所在端弯折或所述第一折弯段(8)向着所述出口(7)所在端弯折。

4.根据权利要求2所述的壳管换热器，其特征在于，所述第二折流板(3)包括设置在所述第二倾斜段(5)远离所述壳体(1)侧壁一端的第二折弯段(9)，所述第二折弯段(9)向着所述出口(7)所在端弯折或所述第二折弯段(9)向着所述进口(6)所在端弯折。

5.根据权利要求2所述的壳管换热器，其特征在于，所述第一倾斜段(4)沿着远离所述壳体(1)的方向向着所述进口(6)所在端倾斜，所述第二倾斜段(5)沿着远离所述壳体(1)的方向向着所述出口(7)所在端倾斜。

6.根据权利要求2所述的壳管换热器，其特征在于，所述第一倾斜段(4)沿着远离所述壳体(1)的方向向着所述出口(7)所在端倾斜，所述第二倾斜段(5)沿着远离所述壳体(1)的方向向着所述进口(6)所在端倾斜。

7.根据权利要求1所述的壳管换热器，其特征在于，所述第一倾斜段(4)和所述第二倾斜段(5)相互平行。

8.根据权利要求2所述的壳管换热器，其特征在于，位于所述进口(6)所在端最外端的所述第一折流板(2)为平板，其它的所述第一折流板(2)为折弯板。

9.根据权利要求1所述的壳管换热器，其特征在于，所述第一折流板(2)和所述第二折流板(3)均为平板。

10.根据权利要求1所述的壳管换热器，其特征在于，所述第一倾斜段(4)与水平面之间的夹角为55°至65°，所述第二倾斜段(5)与水平面之间的夹角为55°至65°。

11.根据权利要求3所述的壳管换热器，其特征在于，所述第一折弯段(8)向着所述进口(6)所在端弯折，所述第一折弯段(8)与水平面之间的夹角为40°至50°；或，所述第一折弯段(8)向着所述出口(7)所在端折弯，所述第一折弯段(8)与水平面之间的夹角为30°至42°。

12.根据权利要求4所述的壳管换热器，其特征在于，所述第二折弯段(9)向着所述出口(7)所在端弯折，所述第二折弯段(9)与水平面之间的夹角为30°至42°；或，所述第二折弯段(9)向着所述出口(7)所在端折弯，所述第二折弯段(9)与水平面之间的夹角为40°至50°。

13.根据权利要求3所述的壳管换热器，其特征在于，所述第一折弯段(8)沿所述壳体(1)的径向方向的长度占所述第一折流板(2)的总长度的1/4至1/2。

14.根据权利要求4所述的壳管换热器，其特征在于，所述第二折弯段(9)沿所述壳体(1)的径向方向的长度占所述第二折流板(3)的总长度的1/4至1/2。

15.根据权利要求1所述的壳管换热器，其特征在于，所述第一折流板(2)包括设置在所述第一倾斜段(4)远离所述壳体(1)侧壁一侧的多个第一折弯段(8)，所述多个第一折弯段(8)沿着远离所述第一倾斜段(4)的方向依次连接，相邻的两个所述第一折弯段(8)的折弯方向不同。

16.根据权利要求1所述的壳管换热器，其特征在于，所述第二折流板(3)包括设置在所述第二倾斜段(5)远离所述壳体(1)侧壁一侧的多个第二折弯段(9)，所述多个第二折弯段(9)沿着远离所述第二倾斜段(5)的方向依次连接，相邻的两个所述第二折弯段(9)的折弯方向不同。

17.一种空调机组，包括换热器，其特征在于，所述换热器为权利要求1至16中任一项所述的壳管换热器。