CN112066598A - 换热器及空调设备 - Google Patents

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heat exchanger
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refrigerant
outlet
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何哲旺
山田贤一
武滔
李成恩
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Midea Group Co Ltd
GD Midea Air Conditioning Equipment Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种空调设备及其换热器，换热器包括：多个叠加设置的翅片，翅片的一端设置有至少两个入口集流孔，相邻的两个入口集流孔之间通过在翅片内开设节流通道连通，至少两个入口集流孔包括第一入口集流孔；翅片内开设有多条冷媒流路，第一入口集流孔的内壁上开设有多条冷媒流路的入口，以使多条冷媒流路与第一入口集流孔连通。本发明提供的换热器，冷媒从前端的入口集流管进入后，经过节流通道进行节流，形成气液两相的冷媒，冷媒以两相的形式进入后端的入口集流管，后端集流管的内壁上开设有冷媒流路的入口，以使气液两相的冷媒进入冷媒流路，进而能够提升冷媒进入每个冷媒流路均匀性。

Description

换热器及空调设备
技术领域
本发明涉及空调设备技术领域，具体而言，涉及一种换热器及包含该换热器的空调设备。
背景技术
相关技术中，换热器包括翅片管式换热器和微通道式换热器，其中，对布设方式，圆管或扁平管部分采用沿水平方向布设的方式，而翅片部分采用垂直方向设置，对于组装，翅片管式换热器的管和翅片之间通过胀管结合，微通道式换热器通过焊接结合，上述结构的换热器还存在一下缺陷：
(1)由于管径较大，并且水平布置，因此容易使冷凝水排放不畅，导致空气侧压力损失大；
(2)对于具有管和翅片进行胀管结合结构的换热器，管和翅片之间的接触热阻较大，导致翅片效率较低；
(3)水平方向放置的圆管或扁平管，由于数量较多，并且收到重力的影响，因此存在冷媒分配困难的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一，本发明的一个目的在于提供一种换热器。
本发明的另一个目的在于提供一种包括上述换热器的空调设备。
为了实现上述目的，本发明第一方面的技术方案提供了一种用于空调设备的换热器，包括：多个叠加设置的翅片，所述翅片的一端设置有至少两个入口集流孔，相邻的两个所述入口集流孔之间通过在所述翅片内开设节流通道连通，所述至少两个入口集流孔包括第一入口集流孔；所述翅片内开设有多条冷媒流路，所述第一入口集流孔的内壁上开设有所述多条冷媒流路的入口，以使所述多条冷媒流路与所述第一入口集流孔连通。
在上述技术方案中，可选地，所述翅片的另一端设置有出口集流孔，所述入口集流孔与所述出口集流孔均为沿所述翅片的厚度方向开设的通孔；所述出口集流孔的内壁上开设有所述多条冷媒流路的出口，以使所述多条冷媒流路与所述出口集流孔连通，其中，通过多个所述翅片叠加使至少两个入口集流孔对应构造为至少两个入口集流管以及使所述出口集流孔对应构造为出口集流管。
本发明第一方面的技术方案提供的换热器，包括至少两个入口集流管，冷媒从前端的入口集流管进入后，经过节流通道进行节流，形成气液两相的冷媒，冷媒以两相的形式进入后端的入口集流管，后端集流管的内壁上开设有冷媒流路的入口，以使气液两相的冷媒进入冷媒流路，进而能够提升冷媒进入每个冷媒流路均匀性，以保证冷媒分配效果，在流动过程中能够与外部空气进行换热，以完成换热操作，完成换热操作的冷媒从出口集流管排出。
其中，通过在翅片上直接开设冷媒流路，即翅片与冷媒管一体化设置，相对于现有技术中的翅片与冷媒管组装的方案，能够提升冷媒管(即冷媒流路)和翅片间的导热效率，并且由于翅片本身的厚度有限，因此对应开设的冷媒流路的横截面积相对于现有技术中的冷媒管的横截面积更小，通过减少冷媒的灌注量，提升换热操作的可靠性。
进一步地，本领域的技术人员能够理解的是，在所述翅片内开设节流通道，以及在所述翅片内开设冷媒流路，即在翅片的内层中开设上述节流通道或冷媒流路，从而使冷媒流路与翅片为一体成型的结构，由于冷媒流路与翅片为一体成型结构，有利于简化换热器的制备过程，也有利于提升换热器的换热效率。
再进一步地，冷媒流路直接开设在翅片内，相对于相关技术中的翅片管式换热器，由于不需要管和翅片进行接触式组装，提升翅片的换热效率。
另外，本发明提供的上述技术方案中的换热器还可以具有如下附加技术特征：
在上述任一技术方案中，可选地，在一个所述翅片上，所述节流通道的数量为1个或多个。
作为一种优选的设置，所述至少两个入口集流管与所述出口集流管均为水平设置，所述出口集流管低于所述至少两个入口集流管设置。
具体地，在换热器作为冷凝器使用时，冷媒从高位向低位流动。
在换热器作为蒸发器使用时，冷媒从低位向高位流动。
在该技术方案中，对于本申请限定的换热器，入口集流管与出口集流管水平设置，能够保证冷媒输入与输出的流畅性，进一步地，将出口集流孔低于入口集流孔，即冷媒从高位流向低位，从而能够与重力方向一致或保持较小的角度，与相关技术中的冷媒流路水平布设的方式相比，一方面，在将换热作为蒸发器使用时，能够提升冷凝水的排放效果，以减小空气侧的压力损失，另一方面，能够减小冷媒分配时受到的重力的影响，进而提升两相冷媒分配的均匀性。
在上述任一技术方案中，可选地，所述至少两个入口集流孔包括第一入口集流孔与第二入口集流孔，所述节流通道的出口开设在所述第一入口集流孔的内壁上；所述节流通道的出口的流向与所述出口处的切线方向之间具有第一夹角，所述第一夹角小于或等于第一角度阈值。
其中，将经过所述出口位置并与所述第一入口集流孔相切的方向确定为所述出口处的切线方向。
在该技术方案中，在相邻的入口集流管之间设置节流通道，以作为节流部件，冷媒从第一入口集流孔通过节流通道后进入到第二入口集流孔时形成两相状态，节流通道的出口，即设置入第一入口集流孔的内壁上的出口方向与该出口位置的切线方向之间具有较小的角度，从而使冷媒在进入第一入口集流孔后能够沿第一入口集流孔的内壁高速旋转，并形成涡流，即使密度高的液态冷媒沿第一入口集流孔的内壁回旋，第一入口集流孔的中间区域为气体回流，进而能够进一步提升液态冷媒的均匀分配，防止了部分冷媒流路仅有气态冷媒流入的现象产生，以解决现有技术中的微通道换热器存在的冷媒分配不均的问题。
在上述任一技术方案中，可选地，所述第一角度阈值大于或等于0°并小于或等于30°。
在上述任一技术方案中，可选地，所述节流通道的出口的流向与所述出口处的切线方向同向设置。
在该技术方案中，作为一种优选方案，节流通道的出口的流向与出口处的切线方向同向，以进一步提升液态冷媒沿内壁回旋的效率，从而进一步提升液态冷媒的均匀分配。
在上述任一技术方案中，可选地，所述节流通道的入口开设在所述第二入口集流孔的内壁上；所述节流通道的入口的流向与所述入口所处的径向之间具有第二夹角，所述第二夹角小于或等于第二角度阈值。
在该技术方案中，节流通道的入口，即开设在第二入口集流孔上的出口，通过限定节流通道的入口的流向入口所处的径向之间具有较小的夹角，以使进入第二入口集流管中的冷媒能够高效地进入节流通道。
在上述任一技术方案中，可选地，所述第二入口集流孔相对所述第一入口集流孔靠近所述翅片的端部设置。
在该技术方案中，将翅片设置为长条形结构，从翅片的一端(入口端)至另一端(出口端)依次设置有第二入口集流孔、节流通道、第一入口集流孔、冷媒流路以及出口集流孔，冷媒沿上述流向流入与流出换热器，有利于保证换热效率。
在上述任一技术方案中，可选地，所述冷媒流路具有多条，多条所述冷媒流路并排设置在所述第一入口集流孔与所述出口集流孔之间。
在上述任一技术方案中，可选地，所述冷媒流路包括与所述第一入口集流孔连通的第一段流路，与所述出口集流孔连通的第二段流路，以及设置在所述第一段流路与所述第二段流路之间的第三段流路，其中，所述第一段流路被构造为弧线形流路，以使冷媒能够沿径向流出所述第一入口集流孔，所述第二段流路被构造为弧线形流路，所述第三段流路被构造为直线形流路。
在该技术方案中，若第一入口集流孔与出口集流孔处于同一高度，此时，作为一种冷媒流路的设置方式，将与第一入口集流孔连通的第一段流路设置为弧线形流路，以使形成了涡流的两相冷媒在离心力的作用下能够比较均匀地进入不同的冷媒流路中，另外，将与出口集流孔连通的第二段流路也设置为弧线形流路，以使换热后的冷媒能够直接进入出口集流孔中，以方便从换热器中排出。
在上述任一技术方案中，可选地，所述第三段流路为直线形流路，所述直线形流路与重力方向之间的夹角小于第三角度阈值。
其中，第三角度阈值表示第三段流路相对于重力方向的倾斜度，第三角度阈值可以小于或等于15°。
在该技术方案中，通过限定第三段流路为沿重力方向延伸，或与重力方向具有较小夹角的直线形流路，一方面，能够提升冷媒在冷媒流路中流动的流畅性，以保证换热效果，另一方面，将第三段流路垂直设置，能够使每个冷媒流路的路径长度相差比较小，以从路径长度方面保证冷媒分配的均匀性。
在上述任一技术方案中，可选地，所述翅片包括第一单片结构与第二单片结构；所述第一单片结构上，在所述第一入口集流孔与所述第二入口集流孔之间开设第一节流槽，在所述第一入口集流孔与所述出口集流孔之间开设有第一冷媒流路槽；所述第二单片结构上，在所述第一入口集流孔与所述第二入口集流孔之间开设第二节流槽，在所述第一入口集流孔与所述出口集流孔之间开设有第二冷媒流路槽，其中，通过第一单片结构与第二单片结构相对贴合组装，使所述第一节流槽与所述第二节流槽对接形成所述节流通道，所述第一冷媒流路槽与所述第二冷媒流路槽对接形成所述冷媒流路。
在上述任一技术方案中，可选地，所述第一单片结构的外壁上，在开设所述第一节流槽与所述第一冷媒流路的区域设置有对应的凸起结构；所述第二单片结构的外壁上，在开设所述第二节流槽与所述第二冷媒流路的区域设置有对应的弧形截面的凸起结构。
在上述任一技术方案中，可选地，所述节流通道的横截面为圆形或多边形；和/或，所述冷媒流路的横截面为圆形或多边形。
基于以上限定，能够得到本申请中的第一种结构的换热器，该换热器设置两个入口集流管，以及一个出口集流管，两个入口集流管之间通过多条节流通道连通，以使进入第二入口集流管的冷媒经过节流通道节流后进入第一入口集流管中，然后经过换热流路进入出口集流管后排出。
在上述任一技术方案中，可选地，所述翅片被构造为轴对称结构，所述出口集流孔包括与所述第一入口集流孔对称设置的第一出口集流孔，以及与所述第二入口集流孔对称设置的第二出口集流孔。
在该技术方案中，还可以将出口集流孔设置为与两个出口集流孔对称式的结构，并且在两个出口集流孔之间也设置有节流通道，采用该结构的翅片叠加形成的换热器，一方面，由于翅片的轴对称特性，与上述的只设置一个出口节流孔的结构相比，在组装过程中不需要进行防呆，因此能够提升制备效率，并节约模具成本。
在上述技术方案中，可选地，所述换热器的外表面涂覆有亲水涂层或超疏水涂层。
在该技术方案中，通过在换热器的外表面上涂覆亲水涂层，或超疏水涂层，以降低换热器外表面的沾水量，进而提升冷凝水排放的效率。
本发明第二方面的技术方案提供了一种空调设备，包括：室内机与室外机；如第一方面技术方案中任一项所述的换热器，安装在所述室内机和/或室外机上。
本发明第二方面的技术方案提供的空调设备，因包括第一方面技术方案中任一项所述的换热器，因而具有上述任一技术方案所具有的一切有益效果，在此不再赘述。
其中，所述空调设备可以为整体式空调器，所述换热器设置在所述整体式空调器内。
所述空调设备还可以为分体式空调器，所述分体式空调器包括室内机与室外机，所述换热器设置于所述室内机，和/或所述室外机中。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/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示出了根据本发明的一个实施例的翅片的结构示意图；
图2示出了根据本发明的一个实施例的翅片的局部结构示意图；
图3示出了根据本发明的一个换热器沿纵向的剖视结构示意图以及A处的局部结构示意图；
图4示出了将图3中的换热器水平放置后沿纵向的剖视结构示意图以及B处的局部结构示意图；
图5示出了根据本发明的另一个实施例的翅片的局部结构示意图；
图6是本发明一些实施例所述的构成翅片的单片结构的结构示意图以及C处的局部结构示意图；
图7是本发明一些实施例所述的翅片的局部结构示意图以及D处的局部结构示意图；
图8是本发明中的换热器与相关技术中的换热器的第一个对比曲线示意图；
图9是本发明中的换热器与相关技术中的换热器的第二个对比曲线示意图；
图10是本发明中的换热器与相关技术中的换热器的第三个对比曲线示意图。
其中，图1至图7中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：
标记 部件名称 标记 部件名称
1 换热器 10 翅片
102 节流通道 104 第一入口集流孔
106 冷媒流路 108 出口集流孔
110 第二入口集流孔 106A 第一段流路
106B 第二段流路 106C 第三段流路
112 板体 20 入口集流管
30 出口集流管 102A 节流槽
106D 冷媒流路槽
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图7描述根据本发明一些实施例所述的换热器。
本发明的实施例的用于空调设备的换热器，包括：多个叠加设置的翅片，如图3与图4所示，每个翅片上设置有多个入口集流孔、冷媒流路与出口集流孔，相邻的两个入口集流孔之间设置有节流通道。
如图1所示，具体地，对于一片翅片10而言，一个翅片10包括一块板体112，所述翅片10的一端设置有至少两个入口集流孔，相邻的两个所述入口集流孔之间通过在所述翅片10内开设节流通道102连通，所述至少两个入口集流孔包括第一入口集流孔104；所述翅片10内开设有多条冷媒流路106，所述第一入口集流孔104的内壁上开设有所述多条冷媒流路106的入口，以使所述多条冷媒流路106与所述第一入口集流孔104连通。
在上述实施例中，可选地，所述翅片10的另一端设置有出口集流孔108，所述入口集流孔与所述出口集流孔108均为沿所述翅片10的厚度方向开设的通孔；所述出口集流孔108的内壁上开设有所述多条冷媒流路106的出口，以使所述多条冷媒流路106与所述出口集流孔108连通，其中，通过多个所述翅片10叠加使至少两个入口集流孔对应构造为至少两个入口集流管20，如图3所示，以及使所述出口集流孔108对应构造为出口集流管30，如图4所示。
本发明第一方面的实施例提供的换热器，包括至少两个入口集流管，冷媒从前端的入口集流管进入后，经过节流通道102进行节流，形成气液两相的冷媒，冷媒以两相的形式进入后端的入口集流管，后端集流管的内壁上开设有冷媒流路106的入口，以使气液两相的冷媒进入冷媒流路106，进而能够提升冷媒进入每个冷媒流路106均匀性，以保证冷媒分配效果，在流动过程中能够与外部空气进行换热，以完成换热操作，完成换热操作的冷媒从出口集流管排出。
进一步地，通过在翅片10上直接开设冷媒流路106，即翅片10与冷媒管一体化设置，相对于现有技术中的翅片10与冷媒管组装的方案，能够提升冷媒管(即冷媒流路106)和翅片10间的导热效率，并且由于翅片10本身的厚度有限，因此对应开设的冷媒流路106的横截面积相对于现有技术中的冷媒管的横截面积更小，通过减少冷媒的灌注量，提升换热操作的可靠性。
再进一步地，本领域的技术人员能够理解的是，在所述翅片10内开设节流通道102，以及在所述翅片10内开设冷媒流路106，即在翅片10的内层中开设上述节流通道102或冷媒流路106，从而使冷媒流路106与翅片10为一体成型的结构，由于冷媒流路106与翅片10为一体成型结构，有利于简化换热器的制备过程，也有利于提升换热器的换热效率。
再进一步地，冷媒流路106直接开设在翅片10内，相对于相关技术中的翅片10管式换热器，由于不需要管和翅片10进行接触式组装，提升翅片10的换热效率。
另外，本发明提供的上述实施例中的换热器还可以具有如下附加技术特征：
在上述任一实施例中，可选地，在一个所述翅片10上，所述节流通道102的数量为1个或多个。
在上述任一实施例中，可选地，所述至少两个入口集流管与所述出口集流管均为水平设置，在换热器作为冷凝器使用时，冷媒从高位向低位流动，在换热器作为蒸发器使用时，冷媒从低位向高位流动。
在该实施例中，对于本申请限定的换热器，入口集流管与出口集流管水平设置，能够保证冷媒输入与输出的流畅性，进一步地，在换热器作为冷凝器使用时，冷媒从高位向低位流动，在换热器作为蒸发器使用时，冷媒从低位向高位流动，从而能够与重力方向一致或保持较小的角度，与相关技术中的冷媒流路106水平布设的方式相比，一方面，在将换热作为蒸发器使用时，能够提升冷凝水的排放效果，以减小空气侧的压力损失，另一方面，能够减小冷媒分配时受到的重力的影响，进而提升两相冷媒分配的均匀性。
在上述任一实施例中，可选地，所述至少两个入口集流孔包括第一入口集流孔104与第二入口集流孔110，所述节流通道102的出口开设在所述第一入口集流孔104的内壁上；所述节流通道102的出口的流向与所述出口处的切线方向之间具有第一夹角，如图2所示，所述第一夹角小于或等于第一角度阈值。
在该实施例中，在相邻的入口集流管之间设置节流通道102，以作为节流部件，冷媒从第一入口集流孔104通过节流通道102后进入到第二入口集流孔110时形成两相状态，节流通道102的出口，即设置入第一入口集流孔104的内壁上的出口方向与该出口位置的切线方向之间具有较小的角度，从而使冷媒在进入第一入口集流孔104后能够沿第一入口集流孔104的内壁高速旋转，并形成涡流，即使密度高的液态冷媒沿第一入口集流孔104的内壁回旋，第一入口集流孔104的中间区域为气体回流，进而能够进一步提升液态冷媒的均匀分配，防止了部分冷媒流路106仅有气态冷媒流入的现象产生，以解决现有技术中的微通道换热器存在的冷媒分配不均的问题。
具体地，第一角度阈值可以在[0°，15°]的角度范围内选取。
在上述任一实施例中，可选地，所述节流通道102的出口的流向与所述出口处的切线方向同向设置，如图5所示。
在该实施例中，作为一种优选方案，节流通道102的出口的流向与出口处的切线方向同向，以进一步提升液态冷媒沿内壁回旋的效率，从而进一步提升液态冷媒的均匀分配。
在上述任一实施例中，可选地，所述节流通道102的入口开设在所述第二入口集流孔110的内壁上；所述节流通道102的入口的流向与所述入口所处的径向之间具有第二夹角，所述第二夹角小于或等于第二角度阈值。
在该实施例中，节流通道102的入口，即开设在第二入口集流孔110上的出口，通过限定节流通道102的入口的流向入口所处的径向之间具有较小的夹角，以使进入第二入口集流管中的冷媒能够高效地进入节流通道102。
在上述任一实施例中，可选地，所述第二入口集流孔110相对所述第一入口集流孔104靠近所述翅片10的端部设置。
在该实施例中，将翅片10设置为长条形结构，从翅片10的一端(入口端)至另一端(出口端)依次设置有第二入口集流孔110、节流通道102、第一入口集流孔104、冷媒流路106以及出口集流孔108，冷媒沿上述流向流入与流出换热器，有利于保证换热效率。
在上述任一实施例中，可选地，所述冷媒流路106具有多条，多条所述冷媒流路106并排设置在所述第一入口集流孔104与所述出口集流孔108之间。
如图1所示，在上述任一实施例中，可选地，所述冷媒流路106包括与所述第一入口集流孔104连通的第一段流路106A，与所述出口集流孔108连通的第二段流路106B，以及设置在所述第一段流路106A与所述第二段流路106B之间的第三段流路106C，其中，所述第一段流路106A被构造为弧线形流路，以使冷媒能够沿径向流出所述第一入口集流孔104，所述第二段流路106B被构造为弧线形流路，所述第三段流路106C被构造为直线形流路。
在该实施例中，若第一入口集流孔104与出口集流孔108处于同一高度，此时，作为一种冷媒流路106的设置方式，将与第一入口集流孔104连通的第一段流路106A设置为弧线形流路，以使形成了涡流的两相冷媒在离心力的作用下能够比较均匀地进入不同的冷媒流路106中，另外，将与出口集流孔108连通的第二段流路106B也设置为弧线形流路，以使换热后的冷媒能够直接进入出口集流孔108中，以方便从换热器中排出。
在上述任一实施例中，可选地，所述第三段流路106C为沿纵向垂直延伸的直线形流路。
在该实施例中，通过限定第三段流路106C为沿纵向垂直延伸的直线形流路，一方面，能够提升冷媒在冷媒流路106中流动的流畅性，以保证换热效果，另一方面，将第三段流路106C垂直设置，能够使每个冷媒流路106的路径长度相差比较小，以从路径长度方面保证冷媒分配的均匀性。
在上述任一实施例中，可选地，所述翅片10包括第一单片结构与第二单片结构，第一单片结构与第二单片结构如图6所示，假设图6示出的为第一单片结构，在所述第一入口集流孔104与所述第二入口集流孔110之间开设第一节流槽102A，在所述第一入口集流孔104与所述出口集流孔108之间开设有第一冷媒流路槽106D；所述第二单片结构上，在所述第一入口集流孔104与所述第二入口集流孔110之间开设第二节流槽，在所述第一入口集流孔104与所述出口集流孔108之间开设有第二冷媒流路槽，其中，通过第一单片结构与第二单片结构相对贴合组装，使所述第一节流槽与所述第二节流槽对接形成所述节流通道102，所述第一冷媒流路槽与所述第二冷媒流路槽对接形成所述冷媒流路106。
第一单片结构与第二单片结构相对贴合，构造出如图7中所述的结构。
在上述任一实施例中，可选地，所述第一单片结构的外壁上，在开设所述第一节流槽与所述第一冷媒流路106的区域设置有对应的凸起结构；所述第二单片结构的外壁上，在开设所述第二节流槽与所述第二冷媒流路106的区域设置有对应的弧形截面的凸起结构。
在上述任一实施例中，可选地，所述节流通道102的横截面为圆形或多边形；和/或，所述冷媒流路106的横截面为圆形或多边形。
基于以上限定，能够得到本申请中的第一种结构的换热器，该换热器设置两个入口集流管，以及一个出口集流管，两个入口集流管之间通过多条节流通道102连通，以使进入第二入口集流管的冷媒经过节流通道102节流后进入第一入口集流管中，然后经过换热流路进入出口集流管后排出。
如图4所示，在上述任一实施例中，可选地，所述翅片10被构造为轴对称结构，所述出口集流孔108包括与所述第一入口集流孔104对称设置的第一出口集流孔108，以及与所述第二入口集流孔110对称设置的第二出口集流孔108。
在该实施例中，还可以将出口集流孔108设置为与两个出口集流孔108对称式的结构，并且在两个出口集流孔108之间也设置有节流通道102，采用该结构的翅片10叠加形成的换热器，一方面，由于翅片10的轴对称特性，与上述的只设置一个出口节流孔的结构相比，在组装过程中不需要进行防呆，因此能够提升制备效率，还可以节约模具成本
下面结合图8至图10继续描述本申请限定的换热器的有益效果。
具体地，根据公式(1)计算换热器：
Q＝K·A0·ΔT (1)
其中，根据公式(2)计算总传热系数K：
Figure BDA0002090670840000121
根据公式(3)计算空气侧换热系数h0：
ho＝(Ap+η·Af)/Ao×ha (3)
具体地，Q：换热量，hw：冷媒侧热传导率，A0：空气侧导热面积，h0：空气侧热传导率，Ap：管导热面积，ha：翅片部分空气侧传导率，Api：冷媒侧导热面积，Af：翅片部分导热面积，Aco：翅片与管的接触面积，η：翅片效率，hc：翅片与管的接触传导率，ΔT：温度差。
基于换热量的计算公式(3)可知，本换热器的翅片、换热管(即冷媒流路)、集流管为一体式结构，因此能够减小接触热阻，相应地能够有效的提升翅片效率η，基于公式(2)可知，翅片效率η的提升有利于提高总传热系数K，进一步地，基于公式(1)，通过提高总传热系数K，达到提升换热量的目的，图8和图9分别比较了本申请所限定的换热器与相关技术中的翅片管式换热器，以及微通道换热器的在相同工况下的换热量和空气侧换热系数，表明本申请中限定的换热器具有更好的换热能力。
图10还比较了本申请限定的换热器与相关技术中的翅片管式换热器，以及微通道换热器的在相同工况下的空气侧压力损失，表明本申请中限定的换热器和翅片管换热器相比，具有更优良的风阻性能，而本申请中限定的换热器相对于微通道换热器则具有更简单的结构以及更优良的工艺制造性。
根据本发明的实施例的空调设备，因包括第一方面实施例中任一项的换热器，因而具有上述任一实施例所具有的一切有益效果，在此不再赘述。
其中，所述空调设备可以为整体式空调器，所述换热器设置在所述整体式空调器内。
所述空调设备还可以为分体式空调器，所述分体式空调器包括室内机与室外机，所述换热器设置于所述室内机，和/或所述室外机中。
下面以柜式空调器为例来详细描述本申请提供的空调设备，并与现有技术进行对比。
目前市场上的换热器主要包括翅片管式换热器和微通道式换热器，翅片管式换热器和微通道式换热器均存在以下问题：水平布置的管径较大，因此容易使冷凝水排放不畅，导致空气侧压力损失大；管和翅片之间的接触热阻较大，导致翅片效率较低；水平方向放置的圆管或扁平管，由于数量较多，并且收到重力的影响，因此存在冷媒分配困难的问题，基于以上问题，本申请限定了以下结构：
(1)冷媒从前端的入口集流管进入后，经过节流通道进行节流，形成气液两相的冷媒，冷媒以两相的形式进入后端的入口集流管，后端集流管的内壁上开设有冷媒流路的入口，以使气液两相的冷媒进入冷媒流路，进而能够提升冷媒进入每个冷媒流路均匀性，以保证冷媒分配效果。
(2)冷媒从前端的入口集流管进入后，经过节流通道进行节流，形成气液两相的冷媒，冷媒以两相的形式进入后端的入口集流管，后端集流管的内壁上开设有冷媒流路的入口，以使气液两相的冷媒进入冷媒流路，进而能够提升冷媒进入每个冷媒流路均匀性，以保证冷媒分配效果。
(3)冷媒流路直接开设在翅片内，相对于相关技术中的翅片管式换热器，由于不需要管和翅片进行接触式组装，以提升翅片的换热效率。
(4)节流通道的出口，即设置入第一入口集流孔的内壁上的出口方向与该出口位置的切线方向之间具有较小的角度，从而使冷媒在进入第一入口集流孔后能够沿第一入口集流孔的内壁高速旋转，并形成涡流，即使密度高的液态冷媒沿第一入口集流孔的内壁回旋，第一入口集流孔的中间区域为气体回流，进而能够进一步提升液态冷媒的均匀分配，防止了部分冷媒流路仅有气态冷媒流入的现象产生，以解决现有技术中的微通道换热器存在的冷媒分配不均的问题。
(5)将入口集流孔与出口集流孔分别设置于不同的高度位，从而能够与重力方向一致或保持较小的角度，与相关技术中的冷媒流路水平布设的方式相比，一方面，在将换热作为蒸发器使用时，能够提升冷凝水的排放效果，以减小空气侧的压力损失，另一方面，能够减小冷媒分配时受到的重力的影响，进而提升两相冷媒分配的均匀性。
综上所述，本发明提供的换热器，包括至少两个入口集流管，冷媒从前端的入口集流管进入后，经过节流通道进行节流，形成气液两相的冷媒，冷媒以两相的形式进入后端的入口集流管，后端集流管的内壁上开设有冷媒流路的入口，以使气液两相的冷媒进入冷媒流路，进而能够提升冷媒进入每个冷媒流路均匀性，以保证冷媒分配效果，在流动过程中能够与外部空气进行换热，以完成换热操作，完成换热操作的冷媒从出口集流管排出。
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明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实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种换热器，其特征在于，包括：多个叠加设置的翅片，
所述翅片的一端设置有至少两个入口集流孔，相邻的两个所述入口集流孔之间通过在所述翅片内开设节流通道连通，所述至少两个入口集流孔包括第一入口集流孔；
所述翅片内开设有多条冷媒流路，所述第一入口集流孔的内壁上开设有所述多条冷媒流路的入口，以使所述多条冷媒流路与所述第一入口集流孔连通。
2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，
在一个所述翅片上，所述节流通道的数量为1个或多个。
3.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，
所述翅片的另一端设置有出口集流孔，所述入口集流孔与所述出口集流孔均为沿所述翅片的厚度方向开设的通孔；
所述出口集流孔的内壁上开设有所述多条冷媒流路的出口，以使所述多条冷媒流路与所述出口集流孔连通，
其中，通过多个所述翅片叠加使至少两个入口集流孔对应构造为至少两个入口集流管以及使所述出口集流孔对应构造为出口集流管。
4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述至少两个入口集流孔还包括第二入口集流孔，
所述节流通道的出口开设在所述第一入口集流孔的内壁上；
所述节流通道的出口的流向与所述出口处的切线方向之间具有第一夹角，所述第一夹角小于或等于第一角度阈值。
5.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，
所述第一角度阈值大于或等于0°并小于或等于30°。
6.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，
所述节流通道的出口的流向与所述出口处的切线方向同向设置。
7.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，
所述节流通道的入口开设在所述第二入口集流孔的内壁上；
所述节流通道的入口的流向与所述入口所处的径向之间具有第二夹角，所述第二夹角小于或等于第二角度阈值。
8.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，
所述第二入口集流孔相对所述第一入口集流孔靠近所述翅片的端部设置。
9.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，
所述冷媒流路包括与所述第一入口集流孔连通的第一段流路，与所述出口集流孔连通的第二段流路，以及设置在所述第一段流路与所述第二段流路之间的第三段流路，
其中，所述第一段流路被构造为弧线形流路，以使冷媒能够沿径向流出所述第一入口集流孔，所述第二段流路被构造为弧线形流路，所述第三段流路被构造为直线形流路。
10.根据权利要求9所述的换热器，其特征在于，
所述第三段流路为直线形流路，所述直线形流路与重力方向之间的夹角小于第三角度阈值。
11.根据权利要求1至3所述的换热器，其特征在于，
所述节流通道的横截面为圆形或多边形；和/或
所述冷媒流路的横截面为圆形或多边形。
12.根据权利要求3至10中任一项所述的换热器，其特征在于，
所述翅片被构造为轴对称结构，所述出口集流孔包括与所述第一入口集流孔对称设置的第一出口集流孔，以及与所述第二入口集流孔对称设置的第二出口集流孔。
13.根据权利要求1至10中任一项所述的换热器，其特征在于，
所述换热器的外表面涂覆有亲水涂层或超疏水涂层。
14.一种空调设备，其特征在于，包括：
如权利要求1至13中任一项所述的换热器。
15.根据权利要求14所述的空调设备，其特征在于，
所述空调设备为整体式空调器，所述换热器设置在所述整体式空调器内。
16.根据权利要求15所述的空调设备，其特征在于，
所述空调设备为分体式空调器，所述分体式空调器包括室内机与室外机，所述换热器设置于所述室内机，和/或所述室外机中。
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