插入件及具有該插入件的換熱器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種插入件，用于插入換熱器的冷媒管路內(nèi)，其包括長條狀的棒體及形成于棒體的外周且于棒體的橫截面上呈放射狀分布的至少二個長條凸棱，棒體與冷媒管路的內(nèi)壁之間形成若干獨(dú)立腔室。本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種換熱器，其包括若干并行排布的翅片及并行穿設(shè)于翅片上的若干換熱管，換熱管串聯(lián)組成冷媒管路，換熱器還包括插設(shè)于至少部分所述換熱管內(nèi)的上述插入件。冷媒管路原有的單一圓形內(nèi)腔體被棒體截面分割為若干個獨(dú)立腔室，管路內(nèi)冷媒流動通道的截面積隨之減小，由于管路的脹管高度未變，最終體現(xiàn)為整個制冷系統(tǒng)的管路內(nèi)容積減小，從而實(shí)現(xiàn)了不減小換熱器管徑而降低冷媒充注量的效果。
【專利說明】插入件及具有該插入件的換熱器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于家用空調(diào)器制造【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種插入件及具有該插入件的換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著空調(diào)制冷技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，對制冷劑(即冷媒)的需求量呈現(xiàn)逐年上升態(tài)勢?？偟膩砜?，冷媒的發(fā)展歷程經(jīng)歷了兩個階段。第一階段是從自然物質(zhì)發(fā)展到人工合成物質(zhì)，其中，R22 (Freon22，二氟一氯甲烷)以其優(yōu)越的綜合性能成為制冷空調(diào)行業(yè)應(yīng)用最廣泛的制冷劑。然而，由于R22對臭氧層的耗損作用(對臭氧層的耗損作用通常以消耗臭氧潛能值，即ODP來衡量)和較高的溫室效應(yīng)值(即GWP，Global Warming Potential), 1992年的哥本哈根國際會議將其列入了逐步禁用范圍。目前在空調(diào)行業(yè)R22制冷劑替代的通行做法是采用R410A或R407C等兩種人工合成制冷劑，其中，R410A是一種新型環(huán)保制冷劑，不破壞臭氧層，工作壓力為普通R22空調(diào)的1.6倍左右，制冷(暖)效率高，提高空調(diào)性能，不破壞臭氧層；R407C是一種不含氯的氟代烷非共沸混合致冷劑，無色氣體，貯存在鋼瓶內(nèi)是被壓縮的液化汽，其ODP為0，不破壞大氣臭氧層，但這兩種物質(zhì)屬于“京都議定書”中受控排放的HFCs (氫氟烴)類溫室效應(yīng)氣體，另外，人工合成制冷劑雖然有比較好的熱力性能，但仍對自然環(huán)境有不同層次、不同方面的影響。所以，目前冷媒的發(fā)展已進(jìn)入第二階段，即由人工合成物質(zhì)重新回歸自然物質(zhì)。
[0003]以新冷媒R290 (丙烷)為例，其是一種從液化氣中可直接獲取的天然制冷劑。與人工合成制冷劑相比，R290對臭氧層不具破壞作用(0DP為零)，且對溫室效應(yīng)沒有影響(GWP接近零)?；谏鲜鰞?yōu)良的環(huán)保性能，以R290為代表的天然制冷劑作為替代冷媒，在美國、日本及歐洲國家的部分家用空調(diào)上已獲得了實(shí)際應(yīng)用。
[0004]盡管如此，新冷媒的易燃易爆問題仍是其普及面臨的最大障礙，為了提高安全性，減小充注量和控制泄漏量是當(dāng)前采取的兩個最主要措施，歐盟和IEC (國際電工委員會)對R290的最大充注量都有明確的規(guī)定。
[0005]為了降低充注量，當(dāng)前空調(diào)廠商的普遍做法是減小換熱器管徑，然而，根據(jù)R290的物理特性，在相同溫度下，R290的飽和液態(tài)比熱容比R22的大，所需要的換熱器面積應(yīng)該更大，因此，為了降低充注量而減小換熱器管徑與所需要的大換熱器面積相矛盾。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提供一種插入件，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的為了降低充注量而減小換熱器管徑與換熱器管徑的減小所帶來的換熱器面積減小之間的矛盾問題。
[0007]本實(shí)用新型實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種插入件，用于插入換熱器的冷媒管路內(nèi)，所述插入件包括長條狀的棒體及形成于所述棒體的外周且于所述棒體的橫截面上呈放射狀分布的至少二個長條凸棱，所述棒體與所述冷媒管路的內(nèi)壁之間形成若干獨(dú)立腔室。[0008]進(jìn)一步地，所述至少二個長條凸棱均布于所述棒體的外周。
[0009]進(jìn)一步地，各個所述長條凸棱呈直齒輪狀，各個所述長條凸棱均沿所述棒體的軸線方向延伸。
[0010]進(jìn)一步地，各個所述長條凸棱呈斜齒輪狀，各個所述長條凸棱與所述棒體的軸線方向呈角度延伸。
[0011]進(jìn)一步地，所述至少二個長條凸棱呈螺旋線狀排布于所述棒體的外周。
[0012]進(jìn)一步地，各個所述長條凸棱開設(shè)有溝槽。
[0013]進(jìn)一步地，所述棒體的中部為空，所述棒體的相對兩端封閉。
[0014]本實(shí)用新型實(shí)施例的另一目的在于提供一種換熱器，其包括若干并行排布的翅片及并行穿設(shè)于所述翅片上的若干換熱管，所述換熱管串聯(lián)組成冷媒管路，所述換熱器還包括插設(shè)于至少部分所述換熱管內(nèi)的上述插入件。
[0015]進(jìn)一步地，每一所述換熱管包括二直管及連接所述直管的彎管，所述插入件插入所述直管中。
[0016]進(jìn)一步地，插入各個所述換熱器的直管中的所述插入件不同。
[0017]對于需要降低冷媒充注量的常規(guī)管徑的管翅式換熱器來說，在其冷媒管路內(nèi)部插入上述插入件后，冷媒管路原有的單一圓形內(nèi)腔體被棒體截面分割為若干個獨(dú)立腔室，管路內(nèi)冷媒流動通道的截面積隨之減?。涣硗?，由于管路的脹管高度未變，最終體現(xiàn)為整個制冷系統(tǒng)的管路內(nèi)容積減小，從而實(shí)現(xiàn)了不減小換熱器面積(管徑)而降低冷媒充注量的效果，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的為了降低充注量而減小換熱器管徑與換熱器管徑的減小所帶來的換熱器面積減小之間的矛盾問題，使換熱器在原有換熱面積不變的情況下，降低冷媒充注量，滿足歐盟和IEC (國際電工委員會)對R290的最大充注量的規(guī)定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的換熱器的立體圖，其中將換熱管的部分直管裸露于翅片之外。
[0019]圖2示出了圖1的換熱器的換熱管及插入件的部分分解及部分剖視立體圖。
[0020]圖3示出了可應(yīng)用于圖1的換熱器的換熱管內(nèi)的另一種插入件。
[0021]圖4示出了可應(yīng)用于圖1的換熱器的換熱管內(nèi)的第三種插入件，其中插入件的一端部局部剖開。
[0022]圖5示出了可應(yīng)用于圖1的換熱器的換熱管內(nèi)的第四種插入件。
[0023]圖6是圖5的局部放大圖。
[0024]圖7是本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的換熱器的立體圖，其中將部分換熱管的裸露于翅片之外。
[0025]圖8是本實(shí)用新型第三實(shí)施例提供的換熱器的立體圖，其中將部分換熱管的裸露于翅片之外。
[0026]圖9是圖8的換熱器的A處放大圖。
[0027]圖10是圖8的換熱器的B處放大圖。
【具體實(shí)施方式】[0028]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0029]請參閱圖1和圖2，本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的換熱器100包括若干并行排布的翅片10及并行穿設(shè)于這些翅片10上的若干換熱管20。所述換熱管20串聯(lián)組成冷媒管路30。所述換熱器100還包括可插設(shè)于所述換熱管20內(nèi)的插入件40。
[0030]所述插入件40插入換熱器100的冷媒管路30內(nèi)。所述插入件40包括長條狀的棒體41及形成于所述棒體41的外周且于所述棒體41的橫截面上呈放射狀分布的至少二個長條凸棱42，相鄰所述長條凸棱42與所述冷媒管路30的內(nèi)壁之間形成供冷媒通過的通道43。所述棒體41與所述冷媒管路30的內(nèi)壁之間形成若干獨(dú)立腔室(即通道43)，所述棒體41將原有所述冷媒管路30的腔體31分割成若干所述腔室。
[0031]對于需要降低冷媒充注量的常規(guī)管徑的管翅式換熱器來說，在其冷媒管路30內(nèi)部插入上述插入件40后，冷媒管路30原有的單一圓形內(nèi)腔體31被棒體41截面分割為若干個獨(dú)立腔室(即通道43)，管路30內(nèi)冷媒流動通道43的截面積隨之減??；另外，由于管路30的脹管高度未變，最終體現(xiàn)為整個制冷系統(tǒng)的管路30內(nèi)容積減小，從而實(shí)現(xiàn)了不減小換熱器100面積(管徑)而降低冷媒充注量的效果，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的為了降低充注量而減小換熱器100管徑與換熱器100管徑的減小所帶來的換熱器100面積減小之間的矛盾問題。
[0032]進(jìn)一步地，所述棒體41截面的輪廓可以通過優(yōu)化設(shè)計的方法進(jìn)行調(diào)整，以保證實(shí)際的管內(nèi)冷媒通道43面積與傳統(tǒng)小管徑換熱器(目前采用的降低充注量措施)的管路內(nèi)通道面積相等，從而保證在冷媒充注量不變、換熱器面積增大的情況下，盡可能借鑒原有在小管徑換熱器管路設(shè)計方面的已有成熟方案。
[0033]在本實(shí)施例中，每一所述換熱管20包括二直管21及連接所述直管21的彎管22，所述插入件40插設(shè)于所述直管21內(nèi)。
[0034]棒體41僅內(nèi)嵌于現(xiàn)有換熱管20的直管21，制冷劑在換熱器100的流動過程中，流量首先在直管21內(nèi)并由棒體41進(jìn)行調(diào)整(換熱管20的直管21被棒體41分隔為若干個腔室，管路30截面制冷劑流量降低、換熱器100整體制冷劑充注量降低)，而后若干個腔室中的制冷劑在換熱管20的彎管22 (U型彎管22)重新匯聚，并繼續(xù)進(jìn)入下一個換熱管20的直管21再次進(jìn)行流量調(diào)整。與棒體41布滿整個管路中冷媒流動路徑的方案相比，本實(shí)用新型的技術(shù)方案減小了冷媒流動阻力(減低系統(tǒng)功耗)，因而，換熱器100可以獲得更佳的能效比。
[0035]本實(shí)用新型的技術(shù)方案在現(xiàn)有管翅式換熱器的內(nèi)部增加可更換的插入件40，在保證已有換熱器面積不變的情況下有效降低冷媒充注量，對于現(xiàn)有的天然環(huán)保冷媒，有效地解決了制冷系統(tǒng)性能與安全性(充注量)之間的矛盾。
[0036]優(yōu)選地，所述至少二個長條凸棱42均布于所述棒體41的外周，也就是說，所述長條凸棱42圍繞所述棒體41軸線的排布方式可以為均勻排布，在其他實(shí)施例中，所述長條凸棱42圍繞所述棒體41軸線的排布方式可以為非均勻排布。
[0037]在本實(shí)施例中，所述長條凸棱42的數(shù)量為五個，棒體41呈五角星型截面，如圖2所示，所述長條凸棱42的數(shù)量可為六個，棒體41呈六角星型截面，如圖4所示。可以理解地，所述長條凸棱42的數(shù)量可為三個、四個、六個以上。
[0038]每一所述長條凸棱42為齒形結(jié)構(gòu)，所述“齒形結(jié)構(gòu)”應(yīng)當(dāng)理解為繞棒體41的軸線圓周方向布置的具有規(guī)則或不規(guī)則截面輪廓的結(jié)構(gòu)，而并非特指齒輪或鋸齒狀結(jié)構(gòu)。
[0039]具體地，各個所述長條凸棱42可呈直齒輪狀，各個所述長條凸棱42均沿所述棒體41的軸線方向延伸，如圖2所示；各個所述長條凸棱42呈斜齒輪狀，各個所述長條凸棱42與所述棒體41的軸線方向呈角度延伸，如圖3所示。可以理解地，所述至少二個長條凸棱42可呈螺旋線狀排布于所述棒體41的外周。
[0040]在本實(shí)施例中，所述冷媒管路30為直徑7毫米(Φ7)圓管，經(jīng)過對所述齒形結(jié)構(gòu)的齒數(shù)量及齒形結(jié)構(gòu)參數(shù)(齒高、圓弧倒角半徑及齒端面夾角等)的優(yōu)化設(shè)計，以實(shí)現(xiàn)冷媒管路30內(nèi)冷媒流動通道43的實(shí)際截面積與現(xiàn)有小直徑管路(Φ5)—致，因此，冷媒管路30的實(shí)際內(nèi)容積與相同脹管高度的5毫米直徑圓管(小管徑)相同。在相同脹管高度的前提下，內(nèi)部插入棒體41的大管徑(直徑7毫米)、較大面積的換熱器100具有與小管徑(直徑5毫米)、較小換熱面積的換熱器相同的冷媒充注量，從而實(shí)現(xiàn)了在天然環(huán)保冷媒應(yīng)用過程中安全性與性能之間的平衡。
[0041]可以理解地，各個所述長條凸棱42開設(shè)有溝槽(圖未示)，以改善制冷劑在冷媒管路30內(nèi)部的流動狀態(tài)，降低冷媒管路30流動阻力。
[0042]請同時參閱圖5和圖6，所述棒體41的中部為空，所述棒體41的相對兩端封閉，棒體41的中部形成一空腔44，可以降低棒體41的重量并節(jié)省材料成本。所述棒體41的相對兩端封閉，以防止制冷劑進(jìn)入空心的棒體41內(nèi)部而導(dǎo)致降低本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施效果。
[0043]請同時參閱圖1，所述換熱器100的排數(shù)為兩排，且在所有換熱管20的直管21內(nèi)均插入上述棒體41，且各個棒體41均相同。所述翅片10的形式可以為平片、百葉窗片、弧形片或波紋片。所述棒體41為直棒形，且互不連接，且在初始狀態(tài)下，所述棒體41遍布換熱器100所有冷媒管路30，在實(shí)際使用時，所述棒體41可以自冷媒管路30中自由抽取或插入，以在不改變系統(tǒng)流路匹配各流路管路數(shù)的情況下，實(shí)現(xiàn)對各分流路內(nèi)冷媒流量的精細(xì)調(diào)節(jié)。
[0044]對于現(xiàn)有的管翅式換熱器結(jié)構(gòu)，根據(jù)制冷劑物理狀態(tài)(氣態(tài)、液態(tài)或氣液兩相狀態(tài))、與外界熱交換速率的差異，可以靈活地采用全部冷媒管路30中嵌入棒體41或部分冷媒管路30中嵌入棒體41，冷媒狀態(tài)不同的管路嵌入截面形狀、結(jié)構(gòu)尺寸不同的芯軸等手段來對管路內(nèi)制冷劑的流動阻力、蒸發(fā)(冷凝狀態(tài))進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化系統(tǒng)流量匹配的效果。
[0045]請同時參閱圖7，本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的換熱器200與第一實(shí)施例提供的換熱器100大致相同，其不同之處在于:在兩排換熱器200的其中一排中，所有換熱管20a的部分直管21a中插入上述棒體41a，并不是全部直管21a中插入上述棒體41a。
[0046]請同時參閱圖8，本實(shí)用新型第三實(shí)施例提供的換熱器300與第一實(shí)施例提供的換熱器100大致相同，其不同之處在于:在兩排換熱器300中，每一排換熱器300的所有換熱管20b的部分直管21b中插入上述棒體41b，并不是全部直管21b中插入上述棒體41b，同時，插入所有直管21b內(nèi)的棒體41b可以完全相同，也可以不相同，棒體41b的不同可以體現(xiàn)在截面形狀和結(jié)構(gòu)尺寸上的不同。
[0047]請同時參閱圖9,對于一根完整的冷媒管路30b,在兩個直管21b中分別設(shè)置了不同的棒體41b，其中一棒體41b為截面呈五角星型且各個所述長條凸棱42b呈直齒輪狀，另外一棒體41b為截面呈六角星型且各個所述長條凸棱42b呈直齒輪狀。
[0048]請同時參閱圖10，對于兩根相鄰的冷媒管路30b，在其彼此臨近的直管21b中分別設(shè)置了不同的棒體41b，其中一棒體41b為截面呈五角星型且各個所述長條凸棱42b呈直齒輪狀，另外一棒體41b為截面呈五角星型且各個所述長條凸棱42b呈斜齒輪狀。
[0049]本實(shí)施例可根據(jù)換熱器300實(shí)際使用過程中冷媒管路30b內(nèi)部制冷劑的物理狀態(tài)差異靈活調(diào)整棒體41b的形狀及位置，與常規(guī)換熱器相比，可以獲得更佳的性能匹配效果。
[0050]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種插入件，用于插入換熱器的冷媒管路內(nèi)，其特征在于:所述插入件包括長條狀的棒體及形成于所述棒體的外周且于所述棒體的橫截面上呈放射狀分布的至少二個長條凸棱，所述棒體與所述冷媒管路的內(nèi)壁之間形成若干獨(dú)立腔室。
2.如權(quán)利要求1所述的插入件，其特征在于:所述至少二個長條凸棱均布于所述棒體的外周。
3.如權(quán)利要求1所述的插入件，其特征在于:各個所述長條凸棱呈直齒輪狀，各個所述長條凸棱均沿所述棒體的軸線方向延伸。
4.如權(quán)利要求1所述的插入件，其特征在于:各個所述長條凸棱呈斜齒輪狀，各個所述長條凸棱與所述棒體的軸線方向呈角度延伸。
5.如權(quán)利要求1所述的插入件，其特征在于:所述至少二個長條凸棱呈螺旋線狀排布于所述棒體的外周。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的插入件，其特征在于:各個所述長條凸棱開設(shè)有溝槽。
7.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的插入件，其特征在于:所述棒體的中部為空，所述棒體的相對兩端封閉。
8.一種換熱器，其包括若干并行排布的翅片及并行穿設(shè)于所述翅片上的若干換熱管，所述換熱管串聯(lián)組成冷媒管路，其特征在于:所述換熱器還包括插設(shè)于至少部分所述換熱管內(nèi)的如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的插入件。
9.如權(quán)利要求8所述的換熱器，其特征在于:每一所述換熱管包括二直管及連接所述直管的彎管，所述插入件插入所述直管中。
10.如權(quán)利要求8所述的換熱器，其特征在于:插入各個所述換熱器的直管中的所述插入件不同。
【文檔編號】F25B39/00GK203478714SQ201320567028
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
【發(fā)明者】楊瑞林, 蔡序杰, 呂艷紅 申請人:廣東美的制冷設(shè)備有限公司