CN210268306U - 管壳式换热器和空调机组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种管壳式换热器和空调机组，其中管壳式换热器包括壳体(10)、换热管和折流板(20)，换热管穿过壳体(10)，折流板(20)安装在壳体(10)内，用于改变壳体(10)内的流体流动路径，折流板(20)设有第一通孔(21)和第二通孔(22)，换热管穿过第一通孔(21)，第二通孔(22)邻近折流板(20)与壳体(10)的连接处，第二通孔(22)用于使流通于壳体(10)内的流体通过。空调机组包括管壳式换热器。本实用新型通过设置第二通孔可以消除滞流区域，提高换热能力；还可以减少折流板的振动，提高换热器的整体性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及换热器技术领域，尤其涉及一种管壳式换热器和空调机组。
背景技术
换热器是空调机组的重要组成部分。在各种换热器中,管壳式换热器由于结构简单、制造成本低、可靠性高、适应性强等特点而应用最为广泛。鉴于管壳式换热器在空调机组中的重要作用,通过改进传统的壳程结构来提高其效率成为节能减排的重要途径。
通常情况下，换热器的内部安装有板式折流板，用来提高换热效率。但是设置板式折流板后，壳体内流体与换热管内流体的热交换能力变差，而且换热器整体出现振动情况。
需要说明的是，公开于本实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
本实用新型的目的是提出一种管壳式换热器和空调机组，以解决现有技术中设置折流板后换热能力变差以及容易引起振动的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种管壳式换热器，包括：
壳体；
换热管，穿过壳体；和
折流板，安装在壳体内，用于改变壳体内的流体流动路径，设有第一通孔和第二通孔，换热管穿过第一通孔，第二通孔邻近折流板与壳体的连接处，第二通孔用于使流通于壳体内的流体通过。
在一些实施例中，壳体内沿流体流动方向设有多个折流板，两个折流板上所设置的第二通孔的总流通面积相同或不同；和/或，两个折流板上所设置的第二通孔的截面形状相同或不同。
在一些实施例中，壳体内沿流体流动方向设有多个折流板，每个折流板上设有一个或多个第二通孔，位于上游的折流板上所设置的第二通孔的总流通面积大于位于下游的折流板上所设置的第二通孔的总流通面积。
在一些实施例中，折流板的第一端与壳体连接，折流板的远离第一端的第二端与壳体之间具有间隙，在自第一端至第二端的方向上，间隙的宽度为壳体的宽度的1/10～2/5。
在一些实施例中，壳体内沿流体流动方向设有多个折流板，折流板的第一端与壳体连接，折流板的远离第一端的第二端与壳体之间具有间隙，相邻两个折流板之间沿流体流动方向的距离为壳体在自第一端至第二端的方向上的宽度的1/3～1/2。
在一些实施例中，折流板的厚度为3mm～10mm。
在一些实施例中，第二通孔的截面为圆形、菱形或长条形。
在一些实施例中，第二通孔的截面为圆形，第二通孔的半径为1mm～5mm。
在一些实施例中，第二通孔的截面为圆形，两个相邻第二通孔之间的距离为第二通孔的半径的3～8倍。
在一些实施例中，第二通孔的截面为圆形，距离折流板的边缘最近的第二通孔与折流板的边缘之间的距离不小于第二通孔的半径的1.5倍。
为实现上述目的，本实用新型还提供了一种空调机组，包括上述的管壳式换热器。
基于上述技术方案，本实用新型实施例中的折流板上除了用于使换热管穿过的第一通孔外，还设有用于使流通于壳体内的流体通过的第二通孔，且第二通孔邻近折流板与壳体的连接处，这样流通于壳体内的一部分流体就可以通过第二通孔向下游流动，避免在折流板与壳体的连接处形成流体滞流区域，影响换热管内的流体在此处的换热效果；同时还可以使流体在折流板上的速度分布更加均匀，折流板的受力也比较均匀，有效避免折流板振动，提高换热器的整体性能。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为现有技术中折流板的结构示意图。
图2为本实用新型管壳式换热器一个实施例的结构示意图。
图3为本实用新型管壳式换热器一个实施例中折流板的结构示意图。
图4为本实用新型管壳式换热器另一个实施例中折流板的结构示意图。
图5为本实用新型管壳式换热器又一个实施例中折流板的结构示意图。
图中：
10、壳体；11、上板；12、下板；20、折流板；21、第一通孔；22、第二通孔；30、间隙。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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保护范围的限制。
对于现有技术中设置折流板后容易出现的换热能力变差以及振动问题，发明人进行了专门的研究，发现主要原因在于，设置折流板后，壳体内折流板后的位置会出现滞流区域，滞流区域内的流体不能及时被替换，因此换热能力变差；而且，流体冲击到折流板上的速度分布不均，作用在折流板上的力的分布也就不均匀，这种情况下会造成折流板的振动，从而带动换热器整体振动，影响换热器的整体性能。
进一步研究发现，如图1所示，现有技术中的折流板上只设有用于使换热管穿过的第一通孔21，除了第一通孔21之外，其他位置均为具有阻挡流体通过作用的实体部分。这些实体部分虽然能够引导流体改变流动路径，但是发明人经过研究发现，这些实体部分尤其是在靠近折流板与壳体的连接处的位置，容易出现流体滞流区域，该区域内的流体流动缓慢，因此与换热管内流体的热交换能力较差；同时，也正是因为滞流区域的存在，流体流速不均，容易引起折流板振动。为了克服这一问题，发明人提供了一种结构改进的折流板。
参考图2和图3所示，在本实用新型提供的管壳式换热器的一个实施例中，该换热器包括壳体10、换热管和折流板20，换热管穿过壳体10，折流板20安装在壳体10内，折流板20用于改变壳体10内的流体流动路径，折流板20设有第一通孔21和第二通孔22，换热管穿过第一通孔21，第二通孔22邻近折流板20与壳体10的连接处，第二通孔22用于使流通于壳体10内的流体通过。
壳体10内流通有第一流体，换热管内流通有第二流体，第一流体和第二流体之间进行热交换。
在上述实施例中，折流板20上除了用于使换热管穿过的第一通孔21外，还设有用于使流通于壳体10内的流体通过的第二通孔22，且第二通孔22邻近折流板20与壳体10的连接处，这样流通于壳体10内的一部分流体就可以通过第二通孔22向下游流动，避免在折流板20与壳体10的连接处形成流体滞流区域，影响换热管内的流体在此处的换热效果；同时还可以使流体在折流板20上的速度分布更加均匀，折流板20的受力也比较均匀，有效避免折流板20振动，提高换热器的整体性能。
具体来说，在邻近折流板20与壳体10的连接处的位置设置第二通孔22后，当流体冲击到折流板20上时，流体穿过第二通孔22至板后的滞流区域时，会将该区域的滞流流体取代从而提高该区域的换热效果。
如图2所示，壳体10内沿流体流动方向设有多个折流板20，折流板20的第一端与壳体10连接，折流板20的远离第一端的第二端悬空，且第二端与壳体10之间具有间隙30，第二通孔22设置在靠近第一端且远离第二端的位置。
多个折流板20上下交替布置，即相邻的两个折流板20中的一个安装在壳体10的上板11上，另一个安装在壳体10的下板12上，流通于壳体内的流体在遇到折流板20上被阻挡，只能通过折流板20的第二端与壳体10之间的间隙30流向下游，因此壳体内的流体便形成了S形流动路线，这样可以增强换热效果。
折流板20上所设置的第二通孔22的数量可以为一个或多个。多个第二通孔22沿折流板20与壳体10的连接处所形成的连接线成排布置，可以布置多排。而且，如图3所示，第二通孔22沿折流板20的长度方向从一端布置到另一端，以更加全面和彻底地消除滞流区域。
在多个折流板20中，每个折流板20上所设置的第二通孔22的总流通面积可以相同，也可以不同。每个折流板20上所设置的第二通孔22的截面形状可以相同，也可以不同。
可选地，每个折流板20上设有一个或多个第二通孔22，位于上游的折流板20上所设置的第二通孔22的总流通面积大于位于下游的折流板20上所设置的第二通孔22的总流通面积。这样设置可以增大位于上游的折流板20消除滞流区域的能力，即使上游的流体流速较快，也不会加大滞流区域的形成几率。
在流体流速恒定且较快的情况下，可以选择第二通孔22的总流通面积较小的折流板20，以增大折流板20的阻流作用；在流体流速恒定且较慢的情况下，可以选择第二通孔22的总流通面积较大的折流板20，以提高折流板20消除滞流区域的能力。
在自折流板20的第一端至第二端的方向上，间隙30的宽度L1为壳体10的宽度L2的1/10～2/5，比如，1/10、1/5、3/10、2/5。如果间隙30的宽度L1过小，会导致滞流区域明显偏大，换热效果不好；如果间隙30的宽度L1过大，则会使管外流速偏小，换热效果也不好。
相邻两个折流板20之间沿流体流动方向的距离L3为壳体10在自折流板20的第一端至第二端的方向上的宽度L2的1/3～1/2，且不小于50mm。如果距离L3过小，会导致管外的流速过快，使管外压降过大；如果距离L3过大，则会导致管外流速偏小，换热效果不好。
折流板20的厚度为3mm～10mm，比如5mm。
如图3、图4和图5所示，第二通孔22的截面可以为圆形、菱形或长条形。沿流体流动方向，多个折流板20上第二通孔22的截面形状可以灵活选择，比如可以依次圆形、菱形、长条形，或者圆形、菱形、圆形等，具体可根据流体流动情况而定。
在流体流量恒定的情况下，如果进口流体的流速较快，可选择开口面积较大的如图5所示的折流板20来减弱滞流区域；如果进口流速不是很快，则可选用如图3或4所示的折流板20。
如图3所示，第二通孔22的截面为圆形，第二通孔22的半径R为1mm～5mm，比如3mm。
两个相邻第二通孔22之间的距离(包括如图3所示的两个相邻第二通孔22之间的横向距离L4和纵向距离L5)为第二通孔22的半径R的3～8倍，比如3倍、4倍、5倍、6倍、7倍和8倍。
如果两个相邻第二通孔22之间的距离太小，第二通孔22的布置太紧密，则会减弱折流板20的阻流能力，降低换热效果，同时加工比较困难；如果两个相邻第二通孔22之间的距离太大，第二通孔22的布置太稀疏，则会减弱折流板20消除滞流区域的能力。
距离折流板20的边缘最近的第二通孔22与折流板20的边缘之间的距离(包括如图3所示的该第二通孔22与折流板20的边缘之间的横向距离L6和纵向距离L7)不小于第二通孔22的半径的1.5倍。
如果第二通孔22距离折流板20的边缘太近，则会提高加工难度；如果第二通孔22距离折流板20的边缘太远，则无法彻底地消除滞流区域。
需要说明的是，本文中的“流体流动方向”指的是如图2中箭头L所示的方向，为宏观上的流体的大体流通方向，即自壳体的流体进口至壳体的流体出口的方向，并不是特定实施例中流体的S形流动路线。
通过对本实用新型管壳式换热器的多个实施例的说明，可以看到本实用新型管壳式换热器实施例通过在板式折流板上合理开孔来引导滞流区域流体再分布，达到了提高换热器的换热能力的效果；同时，第二通孔具有泄压功能，有助于减弱因流体压力变化过大和不均匀而导致的振动。
基于上述的管壳式换热器，本实用新型还提出一种空调机组，该空调机组包括上述的管壳式换热器。除了空调机组，本实用新型提供的管壳式换热器也可以用于其他需要换热的设备中。
上述各个实施例中管壳式换热器所具有的积极技术效果同样适用于空调机组，这里不再赘述。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：在不脱离本实用新型原理的前提下，依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，这些修改和等同替换均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (11)
1.一种管壳式换热器，其特征在于，包括：
壳体(10)；
换热管，穿过所述壳体(10)；和
折流板(20)，安装在所述壳体(10)内，用于改变所述壳体(10)内的流体流动路径，设有第一通孔(21)和第二通孔(22)，所述换热管穿过所述第一通孔(21)，所述第二通孔(22)邻近所述折流板(20)与所述壳体(10)的连接处，所述第二通孔(22)用于使流通于所述壳体(10)内的流体通过。
2.根据权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，所述壳体(10)内沿流体流动方向设有多个所述折流板(20)，两个所述折流板(20)上所设置的所述第二通孔(22)的总流通面积相同或不同；和/或，两个所述折流板(20)上所设置的所述第二通孔(22)的截面形状相同或不同。
3.根据权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，所述壳体(10)内沿流体流动方向设有多个所述折流板(20)，每个所述折流板(20)上设有一个或多个所述第二通孔(22)，位于上游的所述折流板(20)上所设置的所述第二通孔(22)的总流通面积大于位于下游的所述折流板(20)上所设置的所述第二通孔(22)的总流通面积。
4.根据权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，所述折流板(20)的第一端与所述壳体(10)连接，所述折流板(20)的远离所述第一端的第二端与所述壳体(10)之间具有间隙(30)，在自所述第一端至所述第二端的方向上，所述间隙(30)的宽度为所述壳体(10)的宽度的1/10～2/5。
5.根据权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，所述壳体(10)内沿流体流动方向设有多个所述折流板(20)，所述折流板(20)的第一端与所述壳体(10)连接，所述折流板(20)的远离所述第一端的第二端与所述壳体(10)之间具有间隙(30)，相邻两个所述折流板(20)之间沿流体流动方向的距离为所述壳体(10)在自所述第一端至所述第二端的方向上的宽度的1/3～1/2。
6.根据权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，所述折流板(20)的厚度为3mm～10mm。
7.根据权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，所述第二通孔(22)的截面为圆形、菱形或长条形。
8.根据权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，所述第二通孔(22)的截面为圆形，所述第二通孔(22)的半径为1mm～5mm。
9.根据权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，所述第二通孔(22)的截面为圆形，两个相邻所述第二通孔(22)之间的距离为所述第二通孔(22)的半径的3～8倍。
10.根据权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，所述第二通孔(22)的截面为圆形，距离所述折流板(20)的边缘最近的所述第二通孔(22)与所述折流板(20)的边缘之间的距离不小于所述第二通孔(22)的半径的1.5倍。
11.一种空调机组，其特征在于，包括如权利要求1～10任一项所述的管壳式换热器。
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| CN201921189625.1U CN210268306U (zh) | 2019-07-26 | 2019-07-26 | 管壳式换热器和空调机组 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110296619A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-10-01 | 珠海格力电器股份有限公司 | 管壳式换热器和空调机组 |
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2019
- 2019-07-26 CN CN201921189625.1U patent/CN210268306U/zh active Active
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| CN110296619A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-10-01 | 珠海格力电器股份有限公司 | 管壳式换热器和空调机组 |
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