一种换热翅片、换热器和空调器的制作方法

1.本发明涉及空调相关技术领域，尤其涉及一种换热翅片、换热器和空调器。


背景技术：

2.目前翅片管换热器是制冷空调领域中应用最广泛的换热器，而该类换热器集中在管外空气侧热阻可达总热阻的70
‑
80％左右，因此提高翅片侧的换热性能是提高换热器能力的重要手段。目前翅片管式换热器逐渐向小型化、紧凑化方向发展，具体体现在换热管径逐渐减小，但换热器的换热性能也随之衰减。换热器的细径化减小了单根铜管的管内换热面积，需要与换热性能更高的翅片配合使用。


技术实现要素：

3.鉴于此，本发明公开了一种换热翅片、换热器和空调器，用以至少解决现有换热翅片换热效率低的问题。
4.本发明为实现上述的目标，采用的技术方案是：
5.本发明第一方面公开了一种换热翅片，所述换热翅片包括：至少一个翅片单元，
6.所述翅片单元具有板状主体，所述板状主体为曲状板；
7.所述板状主体在其凸向顶部开设有管孔并形成围绕所述管孔的翻边，所述翻边的凸伸方向与所述板状主体的凸向相同；
8.所述板状主体在所述管孔周围形成有以管孔为中心向外周发散状延伸的第一镂空结构；
9.所述板状主体沿所述管孔径向方向在管孔的单侧或两侧形成有第一导流槽，所述第一导流槽一端延伸到所述板状主体的边缘，另一端延伸到所述翻边上；
10.其中所述第一镂空结构分布在所述第一导流槽的两侧。
11.进一步可选地，所述第一导流槽的远离所述管孔的一端开设有导流缺口，所述第一导流缺口用于防止导流槽中的水层聚集形成桥液。
12.进一步可选地，所述板状主体还形成有第二导流槽；
13.所述第二导流槽横向开设在所述翅片单元板身的上边侧和/或下边侧，且所述第二导流槽贯穿所述翅片单元板身的左右两侧。
14.进一步可选地，所述第二导流槽的一端或两端开设有第二导流缺口，所述第二导流缺口用于防止导流槽中的水层聚集形成桥液。
15.进一步可选地，以所述管孔为中心所述翅片单元板身的上部和下部朝向同侧弯曲预设角度以使所述管孔开设部朝向垂直于所述翅片单元板身的方向凸出，
16.其中所述预设角度为5
°‑
30
°
。
17.进一步可选地，所述板状主体还形成有第二镂空结构，
18.所述第二镂空结构在所述板状主体上沿竖直方向开设且分布在所述板状主体的上部和/或下部。
19.进一步可选地，所述板状主体上还形成有板面积扩展结构，包括：
20.在所述翅片单元板身上部形成的凸起和/或凹槽；
21.和/或，在所述翅片单元板身下部形成的凸起和/或凹槽。
22.进一步可选地，所述翅片单元为两个或两个以上，第n个所述翅片单元的上部和第n+1个所述翅片单元的下部连接，其中n为正整数。
23.本发明第二方面公开了一种换热器，所述换热器包括上述任意一项所述的换热翅片。
24.本发明第三方面公开了一种空调器，所述空调器包括上述任意一项所述的换热翅片；或，如上所述的换热器。
25.有益效果：本发明通过改进换热翅片，将换热翅片的结构主体设计为平片，翅片上有镂空结构，增强气流扰动并使风阻的增加幅度较小，有效提高空气侧换热系数；本翅片结构在翅片远离管孔处有板面积扩展结构(凸起或凹槽排布)，有效增加换热面积并提高板身两侧的气流扰动效果，换热效果进一步提升；在结霜工况下能够避免水桥积聚和霜层堵塞，能够提高房间空调器的全年性能系数。
附图说明
26.通过参照附图详细描述其示例实施例，本发明公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本发明公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1示出了一实施例的换热翅片示意图；
28.图2示出了一实施例的换热翅片俯视图；
29.图3示出了一实施例的换热翅片侧视图；
30.图4示出了一实施例的凸起与凹槽处气流的流动方向示意图；
31.图5示出了一实施例的翅片单元主视图；
32.图6示出了一实施例的换热器侧视图。
33.图中：1、管孔；2、第一镂空结构；3、第二镂空结构；4、凹槽；5、第一导流槽；6、第二导流槽；7、第一导流缺口；8第二导流缺口；9、换热管；10、换热翅片；a、翅片单元长度；b、第一导流槽宽度；c、第二导流槽宽度；d、翅片单元宽度。
具体实施方式
34.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
35.在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。
36.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示
可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
37.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
38.为阐述本发明中的技术方案，现结合图1
‑
图6所示，提供了如下具体实施例。
39.实施例1
40.在本实施例中提供了一种换热翅片，该换热翅片包括：至少一个翅片单元，
41.翅片单元具有板状主体，所述板状主体为曲状板；
42.板状主体在其凸向顶部开设有管孔1并形成围绕管孔1的翻边，所述翻边的凸伸方向与所述曲板的凸向相同；
43.板状主体在管孔周围形成有以管孔1为中心向外周发散状延伸的第一镂空结构2；
44.板状主体沿管孔1径向方向在管孔的单侧或两侧形成有第一导流槽5，第一导流槽5一端延伸到板状主体的边缘，另一端延伸到翻边上；
45.其中第一镂空结构2分布在第一导流槽5的两侧。
46.镂空结构能够扰动并混合换热翅片之间的换热气流；翅片单元上形成有板面积扩展结构，板面积扩展结构用于扩大板状主体(板身)两侧的换热面积并在板身两侧分别扰动换热气流。此外，导流槽与翻边的设计还能够增强翅片与铜管之间的热传导，同时还能对气流有一定扰动作用，导流槽通至翻边处后能够快速降翻边处凝结的液滴随气流排走。该翅片单元改进后基于镂空结构、导流槽和翻边以及板面积扩展结构不仅实现轻薄小型化的要求，还具有较好的换热效果。
47.本实施例中通过将换热翅片的主体设计为板状结构，在翅片表面布置一定数量的镂空结构，显著增强入口段及翅片间的气流扰动。加设板面积扩展结构有效的增加翅片侧换热面积，同时产生横向和纵向的气流扰动，有效提升翅片侧换热系数。
48.在一些可选方式中，翅片单元上开设有导流槽，导流槽用于收集换热过程中产生的凝露液滴。导流槽的作用有二：其一是增加气流流过翅片的路径，增强气流扰动；其二是，此种结构有利于化霜水及凝露水在第二导流槽6及第一导流槽5上聚集，再沿着导流槽排出翅片。
49.导流槽包括：
50.第一导流槽5，第一导流槽5横向开设在管孔1的单侧或两侧，且第一导流槽5的横向开设方向与管孔1的径向方向重合。基于换热翅片的板身在管孔1处有一定的凸出，能使翅片中间的第一导流槽5部分向翻边方向凸出，更利于收集凝露液滴。优选的，第一导流槽5的远离管孔1的一端开设有导流缺口，第一导流缺口7用于防止导流槽中的水层聚集形成桥液。
51.导流槽还包括：
52.第二导流槽6，第二导流槽6横向开设在翅片单元板身的上边侧和/或下边侧，且第二导流槽6贯穿翅片单元板身的左右两侧。优选的，第二导流槽6的一端或两端开设有第二
导流缺口8，第二导流缺口8用于防止导流槽中的水层聚集形成桥液。
53.本实施例中，通过在翅片单元的上下两端与管孔1处布置平行于气流方向的导流槽，翅片第一导流槽向翻边方向突出与导流槽配合，有利于凝露液滴流入中间与上下两端的导流槽中，被气流带离翅片表面，提高翅片表面排液效率。此外，在导流槽两端设置缺口，切掉导流槽两侧换热效果差的翅片，提高翅片侧换热效率；整体结构避免水层聚集形成液桥，有效提升结霜工况换热器性能。
54.在一些可选地方式中，换热翅片采用以管孔1为中心将翅片单元板身的上部和下部朝向同侧弯曲预设角度，从而使管孔开设部朝向垂直于翅片单元板身的方向凸出。优选的：预设角度为5
°‑
30
°
。
55.在一些可选地方式中，在管孔1孔径向方向及远离管孔1侧垂直气流方向布置镂空结构。具体的，镂空结构包括：
56.在翅片单元板身上沿管孔1的径向方向开设在管孔1四周的第一镂空结构2；和/或，
57.在翅片单元板身上沿竖直方向开设且分布在翅片单元板身上部和/或下部的第二镂空结构3。
58.在本实施例中，为保证翅片的强度及使用寿命等，该翅片上镂空结构的长度不得大于翅片单元长度a的1/3，第一导流槽宽度b不得大于管孔1直径的1.25倍，第二导流槽宽度c一般不得大于翅片单元长度a的1/5，第一导流槽距离第二导流槽的距离不大于翅片单元宽度d。需要说明的是，在本实施例中为便于对换热翅片进行说明，采用以图4中的左右方向为宽，上下为长进行说明。
59.在一些可选地方式中，在远离管孔1处换热效果较低的部位设置板面积扩展结构，优选：板面积扩展结构采用的是非连续的凸起或凹槽结构。
60.具体的，板面积扩展结构包括：
61.在翅片单元板身上部形成的凸起和/或凹槽4；
62.和/或，在翅片单元板身下部形成的凸起和/或凹槽4。
63.需要说明的是，当翅片单元为两个或两个以上，第n个翅片单元的上部和第n+1个翅片单元的下部连接，其中n为正整数。如图1所示，连续延伸连接后为长条形的板状结构。
64.该换热翅片能够避免因换热器翅片侧风阻增加导致的换热效率不高；还能避免湿工况时翅片表面凝露水因排液不及时而在翅片间形成液桥降低换热效果的问题。
65.实施例2
66.基于实施例1中的换热翅片，在本实施例中提供了一种换热器，换热器包括上述任意一种换热翅片。该换热翅片采用层叠布置并通过管孔1穿设铜管。该换热器可用于空调器进行换热使用。
67.进一步地，本实施例还结合实施例1中的换热翅片具体结构对换热器做了进一步说明。
68.如1所示，换热翅片上形成有管孔1、第一镂空结构2、第二镂空结构3、凸起或凹槽4、第一导流槽5与第一导流缺口7、第二导流槽6与第二导流缺口8。
69.由于该换热器采用的换热翅片主体为板状结构，第一导流槽5向管孔翻边方向突出(图3)，增强了入口段的空气流动。在第一导流槽5两侧沿管孔孔径向方向布置一定数量
的第一镂空结构2，依靠打破空气边界层的原理来强化换热，能够显著提升非结霜工况下的空气侧换热系数，并且使风阻增加幅度不大。同时，镂空结构起到导流的效果，结霜工况下可以避免液滴聚集在翅片间形成液桥，堵塞空气流通；也能够避免双层堵塞，提高结霜工况下空调整机的换热量及全年性能系数。此外，在紧邻第二导流槽的翅片上在垂直于来流方向上布置若干第二镂空结构3，其作用与上文所提镂空结构相同。相邻两个垂直于来流方向上的镂空结构3间开设凸起或凹槽4，气流在凹槽处会贴壁运动，并有局部漩涡生成，增强了翅片表面该处气流扰动，使得换热能力提升，如图3所示。翅片单元上下两侧是第二导流槽6，与中间导流5作用相同，结霜工况下化霜水沿翅片流入导流槽内，随后被气流曳力带离翅片表面，有效提高化霜水排出翅片表面的效率。第二导流槽6与第一导流槽5突出的配合，有利于化霜水在翅片主体与导流槽连接处停留于聚合，沿着气体流动方向流出翅片表面，减少凝露液滴在翅片表面的滞留量，从而减少风阻，提高换热器换热效果。在第一导流槽5和第二导流槽6的两边设置缺口，分别为第一导流缺口7和第二导流缺口8。缺口部分为换热效果差的翅片，截掉导流槽两侧换热差的部分，有效提高翅片侧换热效率并且加速排液过程。
70.如图5所示，本实施例的换热器多应用与室外侧换热器中，翅片上镂空结构的长度不得大于翅片单元长度a的1/3，第一导流槽宽度b不得大于管孔直径的1.25倍，第二导流槽宽度c一般不得大于翅片单元长度a的1/5，第一导流槽距离第二导流槽的距离不大于翅片单元宽度d。
71.如图5所示，本实施例换热器为一列，由换热管9和换热翅片10组成。翅片上有若干个管孔，每一个管孔的上下两侧对称设置相同的翅片结构。该管孔的直径与换热管的外径相同。换热翅片10紧套在换热管9的外部，换热管内部为制冷剂。翅片为若干并沿换热管平行排列。每一列翅片的形状及排列结构均相同。
72.需要说明的是，上述实施例中的镂空结构个数不限于附图上所示的6个，可根据实际情况来定；换热器的换热管9(如采用铜管)排数不限于附图上所示的一排，可根据实际情况来定；换热器凸起或凹槽的个数不限于附图上所示的3个，可根据实际情况进行调整；导流缺口不限于附图上所示的梯形，也可根据实际情况来定。
73.本实施例中的换热翅片及换热器，既能在非结霜工况下有效提高空气侧换热系数，又能解决结霜工况排水问题，提高换热效果。
74.以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。