專利名稱：熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱交換器。
背景技術(shù)：
目前大多數(shù)空調(diào)使用的冷媒為R22和R410A，R410A作為新冷媒是國際上公認(rèn)的環(huán)保冷媒，正在逐漸替代損害臭氧層的傳統(tǒng)冷媒R22。傳統(tǒng)冷媒R22和新冷媒R410A都以相變進(jìn)行換熱，從過冷或者飽和液相吸熱相變轉(zhuǎn)換為飽和氣相或略過熱的氣相，冷媒在熱交換器的換熱管管內(nèi)以氣液兩相換熱并流動(dòng)?？照{(diào)的熱交換器為熱交換管套翅片的結(jié)構(gòu)，多采用銅或鋁管套翅片的結(jié)構(gòu)，根據(jù)對(duì)銅或鋁管流路設(shè)置的方式不同，大致可分為兩類常用換熱流路，一類是交叉換熱流路，見圖1 ；另一類是U型換熱流路，見圖2，或N型換熱流路，見圖3。在附圖中，根據(jù)空氣的流動(dòng)方向，在熱交換器中設(shè)定空氣流入的一側(cè)為外列，空氣流出的一側(cè)為內(nèi)列。圖中的橫向箭頭為空氣流動(dòng)方向。在交叉換熱流路中，冷媒正向流動(dòng)，冷媒流動(dòng)性較好；在翅片的外列和內(nèi)列上的溫度接近，翅片與空氣間的溫差略顯不足。在U型換熱流路中，在內(nèi)列的部分冷媒正向流動(dòng)，冷媒的流動(dòng)性較好；在外列的部分冷媒逆向流動(dòng)，冷媒的流動(dòng)性較差。在外列的部分已經(jīng)過外列的冷卻，所以內(nèi)列的部分溫度較高，翅片與空氣間的溫差較好。在N型換熱流路中，冷媒流動(dòng)性方面與U型換熱流路相反，在這類流路中，在內(nèi)列的部分冷媒逆向流動(dòng)，冷媒的流動(dòng)性較差；在外列的部分冷媒正向流動(dòng)，冷媒的流動(dòng)性較好。但在流路換熱性方面，與U型流路是一致的，翅片與空氣間的溫差較好，原因同U型流路一樣，不再重述。在銅或鋁管中的氣液兩相流動(dòng)應(yīng)該是氣液分層流動(dòng)，液相比重大于氣相，因此在流動(dòng)中，氣相在液相的上層。在交叉換熱流路中，見圖1，冷媒在熱交換器中的內(nèi)列和外列同時(shí)上進(jìn)下出，氣相不斷地轉(zhuǎn)化為液相，液相順利地從上向下流動(dòng)，因此，交叉流路中冷媒流動(dòng)性較好。空調(diào)的壓縮機(jī)列出的冷媒溫度一般在70°C以上，流出熱交換器的溫度在40°C左右。在風(fēng)扇帶動(dòng)下，空氣流過熱交換器的翅片進(jìn)行換熱，翅片與空氣沿程保持足夠的正溫差，則冷媒的換熱性就較好。U型換熱流路，見圖2，或N型換熱流路，見圖3，流路冷媒在銅管內(nèi)為從內(nèi)列流入外列流出，翅片與空氣沿程能夠較好地保持足夠的正溫差，翅片的換熱性較好，也可以說U型或N型流路冷媒換熱性較好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理、制作成本低、冷媒的流動(dòng)性好、翅片的換熱效果好、適用范圍廣的熱交換器，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。按此目的設(shè)計(jì)的一種熱交換器，包括套設(shè)在熱交換管上的翅片，熱交換管為兩列以上，位于空氣流入一側(cè)的熱交換管為外列熱交換管，位于空氣流出一側(cè)的熱交換管為內(nèi)列熱交換管，其特征是通過流路的設(shè)置，在同一流路的兩列之間至少一處采用折疊設(shè)置，冷媒從內(nèi)列熱交換管的最低處流出，到外列熱交換管的最高處流入，一次完成冷媒由下向上的逆向流動(dòng)，使得同一平面高度上的處于內(nèi)列熱交換管附近的翅片的溫度>處于外列熱交換管附近的翅片的溫度。所述熱交換管為三列，分別為外列熱交換管、中列熱交換管和內(nèi)列熱交換管，通過流路的設(shè)置，使得同一平面高度上的處于內(nèi)列熱交換管附近的翅片的溫度>處于中列熱交換管附近的翅片的溫度>處于外列熱交換管附近的翅片的溫度。本發(fā)明通過流路的設(shè)置，至少一條流路折疊設(shè)置，使得同一平面高度上的處于內(nèi)列熱交換管附近的翅片的溫度>處于外列熱交換管附近的翅片的溫度，使熱交換器的翅片溫度沿空氣流向升高，保持翅片與空氣間有足夠的正溫差；從而最大限度的避免液相倒流帶來局部阻力損失，具有較好的冷媒流動(dòng)性以及翅片具有較好的換熱效果的特點(diǎn)。本發(fā)明保留了交叉換熱流路和U型換熱流路或N型換熱流路的優(yōu)點(diǎn)，克服了其各自的不足，較好地滿足了冷媒流動(dòng)性和換熱性，具有結(jié)構(gòu)簡單合理、制作成本低、冷媒的流動(dòng)性好、翅片的換熱效果好、適用范圍廣的特點(diǎn)。


圖1為現(xiàn)有交叉換熱流路的示意圖。圖2為現(xiàn)有U型換熱流路的示意圖。圖3為現(xiàn)有N型換熱流路的示意圖。圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的示意圖。圖5為兩列熱交換管的翅片的溫度分布圖。圖6為三列熱交換管的翅片的溫度分布圖。圖中1為外列熱交換管，2為內(nèi)列熱交換管，3為中列熱交換管。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。第一實(shí)施例參見圖4-圖5，本熱交換器，包括套設(shè)在熱交換管上的翅片，熱交換管為兩列以上，以下按橫排豎列的方法進(jìn)行說明。位于空氣流入一側(cè)的熱交換管為外列熱交換管1，位于空氣流出一側(cè)的熱交換管為內(nèi)列熱交換管2，通過流路的設(shè)置，在同一流路的兩列之間至少一處采用折疊設(shè)置，冷媒從內(nèi)列熱交換管2的最低處流出，到外列熱交換管1的最高處流入，一次完成冷媒由下向上的逆向流動(dòng)，使得同一平面高度上的處于內(nèi)列熱交換管2附近的翅片的溫度>處于外列熱交換管1附近的翅片的溫度。相對(duì)于空氣流動(dòng)方向，對(duì)于豎向布置的兩列，當(dāng)然也包括上面為兩列、下面為一列；或者上面為一列、下面為兩列；或者上面為兩列、中間為一列、下面為兩列的熱交換器。 也就是說，在豎向的布置上，熱交換管的列數(shù)為兩列。翅片的溫度分布見圖5，有平面I內(nèi)，
Tal > Tbl ；平面II內(nèi)，Ta2Tb2，......，平面VI內(nèi)，Ta6 > Tb6。因此，這本發(fā)明保留了 U型
或N型流路中的翅片換熱性較好的特征。
在垂直方向上，見圖4，熱交換器中的箭頭所示，熱交換器用長方形的虛線進(jìn)行表示，無論是外列熱交換管1，還是內(nèi)列熱交換管2，冷媒按上進(jìn)下出的方式進(jìn)行流動(dòng)。冷媒流動(dòng)中通過換熱，沿程不斷地由氣相轉(zhuǎn)化為液相并以液相在管路U彎處向下順暢流動(dòng)。因此， 這類高效換熱流路保留了交叉流路冷媒流動(dòng)性較好的特征。在本實(shí)施例中，在同一流路的兩列之間至少一處采用折疊設(shè)置時(shí)，可以為其他流路設(shè)置留出空間。除去流路折疊設(shè)置的部分，在熱交換器的同一高度設(shè)置兩條以上的流路， 且位于不同列附近的翅片保持較大的溫差及沿著風(fēng)的流向溫度升高。在本實(shí)施例中，在熱交換器的最上部的一條流路以及下面的局部的折疊設(shè)置，為下面的其它流路設(shè)置留出了空間，見圖4中的兩個(gè)橢圓虛線框。在熱交換器的外側(cè)或在熱交換器的不同的列之間的轉(zhuǎn)換過程中，不能同時(shí)兼顧冷媒流動(dòng)性和翅片換熱性，如圖4中的橢圓虛線框所示。該橢圓虛線框內(nèi)的流路設(shè)計(jì)以滿足翅片的換熱性為優(yōu)先，在同一流路的兩列之間至少一處采用折疊設(shè)置，冷媒從前列，也就是內(nèi)列熱交換管2，的最低處流出，到后列，也就是外列熱交換管1，的最高處流入，一次完成冷媒由下向上的逆向流動(dòng)，避免熱交換管之間多次在U形彎頭處間隔向上流動(dòng)。同一流路在不同列間的轉(zhuǎn)換過程中，應(yīng)盡量減少冷媒由下向上的逆向流動(dòng)的高度。因此，這類高效換熱流路就較大程度地改善了翅片換熱時(shí)的冷媒流動(dòng)性。經(jīng)壓縮機(jī)出來的冷媒是70°C以上的高溫高壓過熱氣體冷媒，在熱交換器的熱交換管內(nèi)流動(dòng)過程中，高溫高壓過熱氣體冷媒經(jīng)過不斷的沿程空氣冷卻，進(jìn)入氣液兩相區(qū)，再經(jīng)過換熱冷卻冷媒最后進(jìn)入過冷區(qū)。冷媒在過熱區(qū)和過冷區(qū)溫度內(nèi)不斷下降，即便在兩相區(qū)，由于冷媒流動(dòng)損失，溫度也有所下降。從高效流路的管列設(shè)置來看，對(duì)于兩列的熱交換器而言，在同一高度已初步冷卻的冷媒位于熱交換器的外列熱交換管1中的溫度較低，未被空氣初步冷卻的冷媒位于熱交換器的內(nèi)列熱交換管2中的溫度較高，這就造成了在圖5中的溫度分布。如圖5所示，溫度分布就使翅片與空氣較好地保持了足夠的正溫差，增強(qiáng)了空氣的冷卻效果。在冷媒流動(dòng)性方面，盡管有不可避免的由下到上的逆向流動(dòng)，但通過合理設(shè)置，只在局部存在，總體上做到了冷媒從上流到下的順向流動(dòng)。如圖4中的橢圓虛線框所示，這就有利于減小冷媒流動(dòng)不順暢所引起的局部阻力損失，減少了空調(diào)的流動(dòng)能耗損失。第二實(shí)施例參見圖4和圖6，在本實(shí)施例中，熱交換管為三列，分別為外列熱交換管1、中列熱交換3管和內(nèi)列熱交換管2，通過流路的設(shè)置，使得同一平面高度上的處于內(nèi)列熱交換管2 附近的翅片的溫度>處于中列熱交換管3附近的翅片的溫度>處于外列熱交換管1附近的翅片的溫度。對(duì)于熱交換管為三列的結(jié)構(gòu)，除了可以為豎向的、完整的三列之外，還包括1)上面為三列、中間為兩列、下面為一列；或者2)上面為三列、中間為兩列、下面為三列，或者 3)上面為兩列、中間為三列、下面為兩列等的熱交換器，只要豎向上的熱交換管的列數(shù)為三列，通過流路的設(shè)置，熱交換器的翅片在內(nèi)列、中列、外列的同一高度上的溫度遞減。翅片溫
度分布如圖6所示，在平面I內(nèi)，Tal > Tbl > Tcl ；在平面II內(nèi)，Ta2 > Tb2 > Tc2 ；......；
在平面 VI 內(nèi)，Ta6 > Tb6 > Tc60其余未述部分見第一實(shí)施例，不再重復(fù)。
權(quán)利要求
1.一種熱交換器，包括套設(shè)在熱交換管上的翅片，熱交換管為兩列以上，位于空氣流入一側(cè)的熱交換管為外列熱交換管(1)，位于空氣流出一側(cè)的熱交換管為內(nèi)列熱交換管0)， 其特征是通過流路的設(shè)置，在同一流路的兩列之間至少一處采用折疊設(shè)置，冷媒從內(nèi)列熱交換管( 的最低處流出，到外列熱交換管(1)的最高處流入，一次完成冷媒由下向上的逆向流動(dòng)，使得同一平面高度上的處于內(nèi)列熱交換管O)附近的翅片的溫度>處于外列熱交換管(1)附近的翅片的溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征是所述熱交換管為三列，分別為外列熱交換管(1)、中列熱交換管C3)和內(nèi)列熱交換管O)，通過流路的設(shè)置，使得同一平面高度上的處于內(nèi)列熱交換管⑵附近的翅片的溫度>處于中列熱交換管⑶附近的翅片的溫度>處于外列熱交換管(1)附近的翅片的溫度。
全文摘要
一種熱交換器，包括套設(shè)在熱交換管上的翅片，熱交換管為兩列以上，位于空氣流入一側(cè)的熱交換管為外列熱交換管，位于空氣流出一側(cè)的熱交換管為內(nèi)列熱交換管，通過流路的設(shè)置，在同一流路的兩列之間至少一處采用折疊設(shè)置，冷媒從內(nèi)列熱交換管的最低處流出，到外列熱交換管的最高處流入，一次完成冷媒由下向上的逆向流動(dòng)，使得同一平面高度上的處于內(nèi)列熱交換管附近的翅片的溫度＞處于外列熱交換管附近的翅片的溫度。本發(fā)明較好地滿足了冷媒流動(dòng)性和換熱性，具有結(jié)構(gòu)簡單合理、制作成本低、冷媒的流動(dòng)性好、翅片的換熱效果好、適用范圍廣的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F25B39/00GK102155824SQ201110051358
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月3日
發(fā)明者黃勇超 申請(qǐng)人:廣東美的電器股份有限公司