一种复合式风冷管翅式换热器结构制造技术

一种复合式风冷管翅式换热器结构，涉及空调制冷技术领域。本发明专利技术包括由两种或两种以上的子风换热器经串联、并联或者串并联混合拼接而成的换热器组。各子风换热器中的铜管和翅片相互独立，且各子风换热器中铜管的管径不相同。串联结构的换热器组中各子风换热器根据铜管管径大小依次排列，并联结构的换热器组中各子风换热器根据其空气侧阻力大小依次排列。并联结构换热器组中各冷媒流道只在同一子风换热器中经过，串联或者串并联混合结构的换热器组中各冷媒流道依次经过各子风换热器。本发明专利技术能有效克服风速不均匀、管内制冷剂流速变化大以及小管径风换阻力大等问题，显著提高风换热器的综合性能，从而优化空气源热泵的性能。

Composite air-cooled tube fin heat exchanger structure

The utility model relates to a composite air-cooled tube fin heat exchanger structure, relating to the technical field of air conditioning refrigeration. The invention comprises a heat exchanger set of two or more than two sub wind heat exchangers, which are connected in series or in parallel or in series and in parallel. The copper tubes and fins in each sub wind heat exchanger are independent of each other, and the diameters of the copper tubes in each of the sub heat exchangers are different. Each sub wind heat exchanger is arranged in accordance with the diameter of the copper pipe in series structure, and each sub heat exchanger in the parallel structure heat exchanger is arranged according to the air side resistance of the heat exchanger. In the parallel structure heat exchanger group, each refrigerant flow passage is only passed in the same sub wind heat exchanger, and the refrigerant flow passages in series or series parallel parallel structure are sequentially communicated with each sub air heat exchanger. The invention can effectively overcome the problems of uneven wind speed, large variation of refrigerant flow velocity in the pipe, large resistance of the small diameter wind change, etc., and greatly improve the comprehensive performance of the air heat exchanger, thereby optimizing the performance of the air source heat pump.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空调制冷
，特别是复合式风冷管翅式换热器结构。
技术介绍
随着城市化进程的发展和人民生活水平的提升，供暖需求在数量和质量上日益增长。而传统采用锅炉作为热源的供暖方式存在能效低，污染重，调控难等问题，清洁节能的空气源热泵机组近年来逐渐受到关注和青睐。空气源热泵机组相比传统的锅炉，不仅清洁节能，无污染物直接排放，能效高，而且冷暖两用，可节约初投资。此外，还具有安装、使用方便，分户灵活控制等优点。现有技术中，空气源热泵的风换热器一般采用铜管套整体翅片式结构，管型、翅片类型、排数等均可根据具体需求调整。对于同一种换热器，只采用一种管型和翅片类型。参看图1，为目前制冷热泵领域常见的翅片换热器，主体由一定的管型和整体式翅片构成，两侧有端板，上下有顶板和底板，构成框架1予以固定。为了保证制冷剂分配，利用集管2将制冷剂分为若干支路，每个支路采用完全相同的布管形式。上述现有结构风换热器的设计存在如下几个问题，导致其性能无法进一步提高：1）风换热器采用风机强制对流换热，根据风机安装位置一般可分为上出风和侧出风两种类型。风机的安装位置无法保证风换热器表面的风速均匀。特别对于上出风设计，风换热器下部的迎面风速往往低于上部，造成下部换热能力较差，相当于换热面积无法有效利用。2）制冷剂在风换热器的铜管4内部流动将随换热的进行发生相变，比容随之变化，由于制冷剂通道的管径不变，因此在相变前后，管内流速变化较大，可达20倍左右。风换热器的设计往往很难达到流阻和传热强度的平衡。3）小管径风换热器因其节省材料和充注量，换热效率高等特点逐渐扩大应用，但由于小管径风换热器的翅片间距也往往较小，造成换热器阻力变大，使得制热状态的除霜更加频繁，影响制热性能。4）由于每片翅片均一体成型，因此空气流道的翅片连续，空气流经翅片时气流相对平顺，扰动不剧烈，阻碍了换热系数的增大。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种复合式风冷管翅式换热器结构。它能有效克服风速不均匀、管内制冷剂流速变化大以及小管径风换阻力大等问题，显著提高风换热器的综合性能，从而优化空气源热泵的性能。为了达到上述专利技术目的，本专利技术的技术方案以如下方式实现：一种复合式风冷管翅式换热器结构，它包括外部的矩形框架和集管。其结构特点是，它还包括由两种或两种以上的子风换热器经串联、并联或者串并联混合拼接而成的换热器组。各子风换热器中的铜管和翅片相互独立，且各子风换热器中铜管的管径不相同。串联结构的换热器组中各子风换热器根据铜管管径大小依次排列，并联结构的换热器组中各子风换热器根据其空气侧阻力大小依次排列。并联结构换热器组中各冷媒流道只在同一子风换热器中经过，串联或者串并联混合结构的换热器组中各冷媒流道依次经过各子风换热器。在上述复合式风冷管翅式换热器结构中，所述各子风换热器的翅片类型、翅片间距为相同或者不同；各子风换热器的高度为相同或者不同；各子风换热器中铜管的排数为相同或者不同。本专利技术由于采用了上述结构，各子风换热器采用不同的管径，不仅具备小管径风换热器减小耗材和尺寸、重量，增大传热系数的优点，也兼具了大管径风换热器翅片间距大，风侧阻力小，结霜速率低的优点。本专利技术的串联结构中，冷媒通道的管径不一致，与冷媒的相变过程适配，有利于实现冷媒传热和流阻的平衡；同时不同子风换的翅片独立，而非传统的整体式翅片结构，空气流动时有利于破换边界层，提高换热效率。本专利技术的并联结构中，换热器垂直方向上风侧流动阻力不一致，能够与风侧不均匀的风速相匹配，有利于实现总体换热效率的提升。而串并联混合结构则兼具串联和并联结构的优点。同现有技术相比，本专利技术更易于实现换热器成本和传热性能的平衡，从风侧和冷媒侧两个方面改善换热效果，从而提高风换热器的整体换热效率。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明。附图说明图1为现有技术中风换热器的结构示意图；图2为图1的侧视图；图3为本专利技术实施例一的制冷工况示意图；图4为本专利技术实施例一的制热工况示意图；图5为本专利技术实施例二的示意图；图6为本专利技术实施例三的示意图；图7为本专利技术实施例四的示意图。具体实施方式本专利技术复合式风冷管翅式换热器结构包括外部的矩形框架1和集管2。它还包括由两种或两种以上的子风换热器3经串联、并联或者串并联混合拼接而成的换热器组。各子风换热器3中的铜管4和翅片相互独立，且各子风换热器3中铜管4的管径不相同。串联结构的换热器组中各子风换热器3根据铜管4管径大小依次排列，并联结构的换热器组中各子风换热器3根据其空气侧阻力大小依次排列。并联结构换热器组中各冷媒流道5只在同一子风换热器3中经过，串联或者串并联混合结构的换热器组中各冷媒流道5依次经过各子风换热器3。各子风换热器3的翅片类型、翅片间距为相同或者不同；各子风换热器3的高度为相同或者不同；各子风换热器3中铜管4的排数为相同或者不同。实施方式一参看图3和图4，为两种子风换热器3串联的示意图，子风换热器3中铜管4的排数都是两排。冷媒通道依次经过大、小两种管径的铜管4。制冷工况下，冷媒从集管2流出，先经过大管径的通道，冷媒呈气态，在大管径下流速有所降低。随着冷凝的进行，冷媒的比容减小。到后半程，冷媒进入小管径的通道，此时由于通道内截面积减小，冷媒的流速不至于大幅度减小，从而保证了管内一定的流速，使得换热效果得以保证。在制热工况下，冷媒流向反向，两相状态的冷媒先经过小管径的通道，由于此时管径减小，而冷媒的比容也较小，冷媒的流速保持在一定的水平，有利于提高换热效率。在后半程，进入大管径的通道，此时冷媒的比容大幅度增大，而通道截面积也增大，保证了管内冷媒流速不至于过高，从而降低流阻。对于本专利技术中采用串联结构的换热器组综合了大、小两种管径风换热器的优点，不仅总体消耗材料减小，充注量，尺寸和重量略有下降，风换热器的空气侧阻力也较小，有利于换热效果的增强和结霜强度的减弱。此外，由于各子风换热器的翅片独立，在空气通道上翅片不连续。因此空气流经子风换热器的交界处时，空气的扰动剧烈，有利于破换边界层，提高空气侧的换热系数，从而提高整体换热效果。实施方式二参看图5，为两种子风换热器3并联的示意图，各子风换热器3中铜管4的排数也不同。下方的子风换热器3采用大管径，两排结构，子风换热器3的空气侧阻力较小。风机6位于上部，为上出风形式。对于上出风的形式，由于传统换热器上下结构一致，因此换热器上部和下部的风速差别较大，下部的风速低于上部，特别是对于V型结构的风换热器。从而造成下部换热面积未充分利用，影响整体换热效果。而本专利技术并联结构的组合风换热器，下部可采用排数较少，翅片间距较大的大管径风换热器，从而减小该部分风侧的流动阻力。因此该处的迎面风速有所提高，使得风换热器上部和下部的风速更为均匀，换热面积利用更充分，换热效率更高。除了解决风速不均匀问题之外，与串联风换热器类似，本专利技术并联结构也兼具了大管径换热器空气侧阻力小，结霜速率慢以及小管径换热器减少耗材，充注量的优点。实施方式三参看图6，为三种子风换热器3串联的示意图，子风换热器3的排数都是1排，且不同子风换热器3的高度不一致。冷媒通道依次经过大、中、小三种管径的铜管4。相比实施方式一，该结构的子风换热器3更多，冷媒通道中的管径变化更多，冷媒流速变化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合式风冷管翅式换热器结构，它包括外部的矩形框架（1）和集管（2），其特征在于，它还包括由两种或两种以上的子风换热器（3）经串联、并联或者串并联混合拼接而成的换热器组，各子风换热器（3）中的铜管（4）和翅片相互独立，且各子风换热器（3）中铜管（4）的管径不相同，串联结构的换热器组中各子风换热器（3）根据铜管（4）管径大小依次排列，并联结构的换热器组中各子风换热器（3）根据其空气侧阻力大小依次排列，并联结构换热器组中各冷媒流道（5）只在同一子风换热器（3）中经过，串联或者串并联混合结构的换热器组中各冷媒流道（5）依次经过各子风换热器（3）。

【技术特征摘要】
1.一种复合式风冷管翅式换热器结构，它包括外部的矩形框架（1）和集管（2），其特征在于，它还包括由两种或两种以上的子风换热器（3）经串联、并联或者串并联混合拼接而成的换热器组，各子风换热器（3）中的铜管（4）和翅片相互独立，且各子风换热器（3）中铜管（4）的管径不相同，串联结构的换热器组中各子风换热器（3）根据铜管（4）管径大小依次排列，并联结构的换热器组中各子风换热器（3）根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩林俊，
申请(专利权)人：同方人工环境有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11