專利名稱：高效斜插風(fēng)冷管翅式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于空調(diào)器制造領(lǐng)域，具體涉及空調(diào)器內(nèi)風(fēng)冷管翅式換熱器的改進技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前市場上的翅片式換熱器有多種形式，如管翅式、間壁式、雙面蜂窩式、回轉(zhuǎn)式，其中管翅式翅片換熱器是空調(diào)制冷設(shè)備中最常用的換熱器結(jié)構(gòu)形式。風(fēng)冷管翅式換熱器，氣相或液相冷(熱)流體在管內(nèi)側(cè)流動，空氣在風(fēng)機的作用下從管外側(cè)自然或強制流動被冷卻(散熱)。為了增大傳熱面積，管外一般多裝有翅片，并采用雙排或多排排管的方式。管翅式翅片換熱器的熱阻分布規(guī)律為管內(nèi)熱阻、換熱器翅片的接觸熱阻及管外空氣側(cè)的熱阻之比大約為2∶1∶7。
風(fēng)冷管翅式換熱器包括若干具有兩個直管部分的U形管和多個在該直管部分上沿其縱向以一定間隔布置的翅片組。通常，U型管的兩個直管軸線所在的平面與換熱器所在平面相平行，以提高進風(fēng)量和減小空氣側(cè)傳熱溫差。這種換熱器的特點是管道空間緊密、翅片密度高、空氣路徑和停留時間較短。附圖1是現(xiàn)有風(fēng)冷管翅式換熱器立體圖。該換熱器包括8根具有兩個平行管部分的U形管1，和數(shù)百片在該U形管的平行管部分上沿其軸向以一定間隔布置的翅片2，各翅片均具有彼此以一定距離隔開的管插入孔，U形管1的兩個平行管部分插入并穿過各翅片相應(yīng)的管插入孔。換熱器經(jīng)過脹管加工成型進行了折彎以便安裝在空調(diào)器室外機中。圖2是該換熱器沿與U形管1的兩個平行管軸線方向的端面圖，U形管1的兩個平行管中心所形成的直線與換熱器迎風(fēng)面所在的直線3平行，相當(dāng)于角度a＝0°。
由于近年全球銅價不斷上升，因此，增大換熱器空氣側(cè)停留時間，使換熱器管外側(cè)流體與換熱器的接觸時間延長，可以有效利用銅管的換熱能力，對于降低換熱器成本和強化傳熱具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種增大空氣側(cè)停留時間的高效斜插風(fēng)冷管翅式換熱器，使換熱器管外側(cè)流體與換熱器的接觸時間延長，以提高換熱器的傳熱效率。
本發(fā)明所提供的高效斜插高效風(fēng)冷管翅式換熱器，包括若干具有兩個平行管部分的U形管，U形管的平行管部分上沿其軸向以一定間隔布置有若干翅片，所述翅片的一側(cè)形成換熱器迎風(fēng)面，其特征在于在平行管軸線方向的垂直截面上，至少部分U形管的兩個平行管中心所在的直線與換熱器迎風(fēng)面所在的直線具有0°＜α＜90°的夾角。
有時，管翅式換熱器經(jīng)過脹管加工成型后還要根據(jù)安裝位置需要進行折彎操作。所以，上述U形管的兩個平行管所在的面及換熱器迎風(fēng)面均應(yīng)理解為廣義的面。
上述方案中所述的夾角，可以是全部U形管的兩個平行管中心所在的直線與換熱器迎風(fēng)面所在的直線具有15°≤a≤75°的夾角。
也可以是一部分U形管的兩個平行管中心所在的直線與換熱器迎風(fēng)面所在的直線具有15°≤a≤75°的夾角，另一部分U形管的兩個平行管中心所在的直線與換熱器迎風(fēng)面所在的直線相互平行。
還可以是一部分U形管的兩個平行管中心所在的直線與換熱器迎風(fēng)面所在的直線具有15°≤a≤75°的夾角，另一部分U形管的兩個平行管中心所在的直線與換熱器迎風(fēng)面所在的直線相互垂直。
所述U形管可以設(shè)置為兩排或多排。前排U型管與后排U型管存在垂直高度差d，且dt≤d≤L×COS(a)，其中dt是U形管的管徑，L是U形管的兩個平行管之間的間距，a是前述U形管的兩個平行管中心所在的直線與換熱器迎風(fēng)面所在的直線之間的夾角。
或者前排U型管的兩個平行管所在的面與后排U型管的兩個平行管所在的面具有角度差b，且45°≤b≤135°。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的高效斜插風(fēng)冷管翅式換熱器，通過改變傳統(tǒng)的U形管排布，增大空氣側(cè)停留時間，提高了換熱器的換熱能力和傳熱效率。對于額定換熱能力和傳熱效率的換熱器，可以使換熱器小型化，減少銅的消耗量，從而降低制造成本。


下面結(jié)合附圖及具體實施方式
對本發(fā)明的風(fēng)冷管翅式換熱器作進一步的說明附圖1為現(xiàn)有風(fēng)冷管翅式換熱器立體圖；附圖2為圖1的M向視圖；附圖3為本發(fā)明風(fēng)冷管翅式換熱器實施例一的管路布置示意圖；附圖4為本發(fā)明風(fēng)冷管翅式換熱器實施例二的管路布置示意圖；附圖5為本發(fā)明風(fēng)冷管翅式換熱器實施例三的管路布置示意圖；附圖6為本發(fā)明風(fēng)冷管翅式換熱器實施例四的管路布置示意圖。
具體實施例方式
實施例一附圖3所示的換熱器包括兩排具有兩個平行管部分的U形管，和多個在該平行管部分上沿其縱向以一定間隔布置的翅片2，各翅片均具有彼此以一定距離隔開的管插入孔，U形管的兩個平行管部分插入并穿過各翅片相應(yīng)的管插入孔，經(jīng)過脹管加工成型后，可根據(jù)安裝位置需要進行折彎操作。在與平行管軸線方向的垂直截面上，U形管的兩個平行管中心所在的直線與換熱器迎風(fēng)面所在的直線具有角度差a＝45°。如附圖3a、b所示，相對與空氣流動方向，高效斜插風(fēng)冷管翅式換熱器有迎風(fēng)斜插和逆風(fēng)斜插兩種形式。
實施例二附圖4所示的換熱器與實施例一不同的是，本實施例中前排U型管與后排U型管存在垂直高度差d，且dt≤d≤L×COS(a)。如附圖4所示，dt是U形管的管徑，L是U形管的兩個平行直管部分的間距。在本實施例中，a＝45°，d＝0.5×[dt+L×COS(a)]。
試驗表明，使用本實施例的高效斜插風(fēng)冷管翅式換熱器作為KFR-35GW空調(diào)室外機冷凝器，在相同的管數(shù)和換熱器長度條件下，與使用附圖1所示常規(guī)垂直布管的雙排冷凝器相比，空調(diào)器的制冷量增大了4.3％，制冷效率提高了2.9％。更有價值的是，該空調(diào)器使用常規(guī)垂直布管的雙排冷凝器時，制冷效率為3.14，達不到二級能效的指標3.2。為了達到3.2的制冷效率，不得不采用更大的室外機和冷凝器，成本增加很大。而使用高效斜插風(fēng)冷管翅式換熱器后制冷效率提升為3.23，不需要改變箱體即可達到二級能效，具有很強的成本優(yōu)勢。
實施例三附圖5所示的換熱器與實施例二不同的是，本實施例中前排U型管的兩個平行管所在的面與后排U型管的兩個平行管所在的面具有角度差b，且45°≤b≤135°。在附圖4a、b所示，前排U形管的兩個平行直管所在的直線OC與后排U型管的兩個平行直管所在的直線OD具有角度差b1＝90°，b2＝75°。
實施例四附圖6所示的換熱器是高效斜插管與常規(guī)垂直布管形式的組合。本實施例中換熱器上部5根管為斜插管，U形管的兩個平行管中心所在的直線與換熱器迎風(fēng)面所在的直線具有角度差a，本實施例中角度差a＝60°。而下部為兩排常規(guī)垂直布管，U形管的兩個平行管中心所在的直線與換熱器迎風(fēng)面所在的直線相互平行，相當(dāng)于a＝0°。
試驗表明，使用本實施例的高效斜插風(fēng)冷管翅式換熱器作為KC-15窗式空調(diào)冷凝器，在相同的管數(shù)和換熱器長度條件下與使用常規(guī)垂直布管的雙排冷凝器相比，空調(diào)器的制冷量增大了3.1％，制冷效率提高了1.9％。
以上實施例中，均設(shè)定換熱器迎風(fēng)面與換熱器進風(fēng)方向垂直，當(dāng)換熱器迎風(fēng)面與換熱器進風(fēng)方向具有角度差，特別是角度差在15～75°或105～165°范圍內(nèi)時，這種斜插管風(fēng)冷管翅式換熱器能取得同上述實施例相似的效果。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)冷管翅式換熱器，包括若干具有兩個平行管部分的U形管，U形管的平行管部分上沿其軸向以一定間隔布置有若干翅片，所述翅片的一側(cè)形成換熱器迎風(fēng)面，其特征在于在平行管軸線方向的垂直截面上，至少部分U形管的兩個平行管中心所在的直線與換熱器迎風(fēng)面所在的直線具有0°＜α＜90°的夾角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述風(fēng)冷管翅式換熱器，其特征在于全部U形管的兩個平行管中心所在的直線與換熱器迎風(fēng)面所在的直線具有15°≤a≤75°的夾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述風(fēng)冷管翅式換熱器，其特征在于一部分U形管的兩個平行管中心所在的直線與換熱器迎風(fēng)面所在的直線具有15°≤a≤75°的夾角，另一部分U形管的兩個平行管中心所在的直線與換熱器迎風(fēng)面所在的直線相互平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述風(fēng)冷管翅式換熱器，其特征在于一部分U形管的兩個平行管中心所在的直線與換熱器迎風(fēng)面所在的直線具有15°≤a≤75°的夾角，另一部分U形管的兩個平行管中心所在的直線與換熱器迎風(fēng)面所在的直線相互垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述風(fēng)冷管翅式換熱器，其特征在于，所述U形管設(shè)置為兩排或多排。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述風(fēng)冷管翅式換熱器，其特征在于，所述前排U型管與后排U型管存在垂直高度差d，且dt≤d≤L×COS(a)，其中dt是U形管的管徑，L是U形管的兩個平行管之間的間距，a是前述U形管的兩個平行管中心所在的直線與換熱器迎風(fēng)面所在的直線之間的夾角。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述風(fēng)冷管翅式換熱器，其特征在于，所述前排U型管的兩個平行管所在的面與后排U型管的兩個平行管所在的面具有角度差b，且45°≤b≤135°。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種增大空氣側(cè)停留時間、使換熱器管外側(cè)流體與換熱器的接觸時間延長，以提高換熱器的傳熱效率的斜插風(fēng)冷管翅式換熱器。這種換熱器，包括若干具有兩個平行管部分的U形管，U形管的平行管部分上沿其軸向以一定間隔布置有若干翅片，所述翅片的一側(cè)形成換熱器迎風(fēng)面，在平行管軸線方向的垂直截面上，至少部分U形管的兩個平行管中心所在的直線與換熱器迎風(fēng)面所在的直線具有0°＜α＜90°的夾角。與現(xiàn)有技術(shù)相比，它通過改變傳統(tǒng)的U形管排布，增大空氣側(cè)停留時間，提高了換熱器的換熱能力和傳熱效率。對于額定換熱能力和傳熱效率的換熱器，可以使換熱器小型化，減少銅的消耗量，從而降低制造成本。
文檔編號F25B39/00GK1936484SQ200610036219
公開日2007年3月28日 申請日期2006年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月30日
發(fā)明者黃曉峰, 閆志恒, 劉忠民 申請人:廣東科龍電器股份有限公司