翅片式换热器
阅读：857发布：2020-05-14
专利汇可以提供翅片式换热器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 的翅片换热器包括包括串套翅片且阵列布置的换 热管 ，阵列布置的换热管中竖直方向上在同一直线上的换热管称为排， 水 平方向上在同一直线上的换热管称为行，阵列布置的换热管中相互连通的一组换热管称为回路，其特征在于：所述翅片换热器包括分别与至少两个换热系统连接的多个回路，且至少部分行为共用行，所述共用行中的换热管分别属于与至少两个换热系统连接的回路，在 风 机功耗不变的情况下提升换热效率，改善机组性能。，下面是翅片式换热器专利的具体信息内容。
1.一种翅片换热器，包括串套翅片且阵列布置的换热管，阵列布置的换热管中竖直方向上在同一直线上的换热管称为排，水平方向上在同一直线上的换热管称为行，阵列布置的换热管中相互连通的一组换热管称为回路，其特征在于：所述翅片换热器包括分别与至少两个换热系统连接的多个回路，且至少部分行为共用行，所述共用行中的换热管分别属于与至少两个换热系统连接的回路。
2.根据权利要求1所述的翅片换热器，其特征在于：至少超过60％的行为共用行。
3.根据权利要求1所述的翅片换热器，其特征在于：所述共用行中与每个换热系统连接的换热管的数量的差值小于3。
4.根据权利要求1所述的翅片换热器，其特征在于：只包括两个换热系统，所述两个换热系统为A系统和B系统，相邻两个回路分别与A系统连接或B系统连接。
5.根据权利要求4所述的翅片换热器，其特征在于：所述共用行中与每个换热系统连接的换热管的数量的差值小于2。
6.根据权利要求1所述的翅片换热器，其特征在于：每一行管路对应的风道为每一行的通风通道，一个回路中最低行的换热管到最高行的换热管及其之间换热管的所有行的通风风道叠加为回路的通风通道，相邻回路的通风风道的重叠区域大于50％。
7.根据权利要求4或5所述的翅片换热器，其特征在于：阵列布置的换热管包括4排，除第1回路和或最后1个回路外，每个回路包括4个换热管，且每个回路的4个换热管分别属于不同且连续递增或递减的排，同时分别属于不同的且连续递增或递减的行。
8.根据权利要求4所述的翅片换热器，其特征在于：阵列布置的换热管包括4排，每个回路包括8个换热管，每个回路的8个换热管分别位于6行。
9.根据权利要求4所述的翅片换热器，其特征在于：阵列布置的换热管包括5排，每个回路包括6个换热管，每个回路的6个换热管分别位于6行。所述翅片换热器包括与至少两个制冷系统换热系统换热系统连接的多个回路。
10.根据权利要求1所述的翅片换热器，其特征在于：相邻两个回路分别与不同的换热系统连接，至少超过80％的行为共用行。
翅片式换热器
技术领域
背景技术
[0002] 参见图1，翅片式换热器，是一种换热管串套翅片的换热器，一般管内流动 制冷剂，管外为空气，为使得空气流动起来，翅片式换热器需和风机搭配使用。 常见地，换热管一般为铜管，也可见钢管、铝管等；翅片一般为铝材质，也可 见铜材质等。
[0003] 参见图2，翅片式换热器的换热管，竖直方向上在同一直线上的铜管称为排， 水平方向上在同一直线上的铜管称为行，每一个回路所包含的管数称为该回路 的流程数。翅片式换热器一般有1排、2排、3排、4排、5排甚至更多的形式， 每排的换热管根数也不尽相同，可由设计人员计算确定。回路的流程数也有多 种形式，多排、多流程的换热管，带来了翅片式换热器各种各样的回路和流程 组合设计。
[0005] 翅片式换热器适用于各类空调机组，因此，难免出现了一块翅片式换热器， 内部各回路分别属于不同制冷剂循环系统的情形。参见图3-4，该块换热器为4 排4流程双系统，换热器内部的回路，一半属于系统A，一半属于系统B；对于 常规的回路、流程设计，没有考虑到部分负荷时，风量存在逃逸的情况，即没 有考虑同一行上风量与管路内制冷剂换热温差的变化，例如：A系统运行、B系 统不运行时，则流过第2回路、第4回路、...等偶数回路属于B系统的回路的 空气，将不会和制冷剂发生换热，即对机组的性能没有意义，但是却消耗了风 机的功耗(因为空气流动依靠风机驱动)；流过第1回路、第3回路、...等奇 数属于A系统的回路的空气，每一行的风量都与两根换热管换热，空气温度逐 渐降低，换热效果逐渐下降，因此导致了机组能效比的下降。
[0006] 同理参见图5-6，该块换热器为4排8流程双系统，对于常规流路设计，当 A系统运行、B系统不运行时，则流过第2回路、第4回路、...等偶数属于B 系统的回路的空气，将不会和制冷剂发生换热，即对机组的性能没有意义，但 是却消耗了风机的功耗(因为空气流动依靠风机驱动)；流过第1回路、第3回 路、...等奇数属于A系统的回路的空气，每一行的风量都与两根换热管换热， 空气温度逐渐降低，换热效果逐渐下降，因此导致了机组能效比的下降。
发明内容
[0008] 为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
[0009] 一种翅片换热器，包括串套翅片且阵列布置的换热管，阵列布置的换热管 中竖直方向上在同一直线上的换热管称为排，水平方向上在同一直线上的换热 管称为行，阵列布置的换热管中相互连通的一组换热管称为回路，所述翅片换 热器包括分别与至少两个换热系统连接的多个回路，且至少部分行为共用行， 所述共用行中的换热管分别属于与至少两个换热系统连接的回路。
[0010] 优选的，至少超过60％的行为共用行。
[0011] 优选的，所述共用行中与每个换热系统连接的换热管的数量的差值小于3。
[0012] 优选的，只包括两个换热系统，所述两个换热系统为A系统和B系统，相 邻两个回路分别与A系统连接或B系统连接。
[0013] 优选的，所述共用行中与每个换热系统连接的换热管的数量的差值小于2。
[0014] 优选的，每一行管路对应的风道为每一行的通风通道，一个回路中最低行 的换热管到最高行的换热管及其之间换热管的所有行的通风风道叠加为回路的 通风通道，相邻回路的通风风道的重叠区域大于50％。
[0015] 优选的，阵列布置的换热管包括4排，除第1回路和或最后1个回路外， 每个回路包括4个换热管，且每个回路的4个换热管分别属于不同且连续递增 或递减的排，同时分别属于不同的且连续递增或递减的行。
[0016] 优选的，阵列布置的换热管包括4排，每个回路包括8个换热管，每个回 路的8个换热管分别位于6行。
[0017] 优选的，阵列布置的换热管包括5排，每个回路包括6个换热管，每个回 路的6个换热管分别位于6行。所述翅片换热器包括与至少两个制冷系统换热 系统换热系统连接的多个回路，
[0018] 优选的，相邻两个回路分别与不同的换热系统连接，至少超过80％的行为共 用行。
[0019] 本发明的翅片换热器使得机组在满负荷、部分负荷等状态下运行时，流经 换热器表面的空气都能得到热交换，即都能横向掠过内部制冷剂在流动、即属 于运行系统的换热管的表面，且尽量让每一处空气横掠换热管的数量均匀化、 数量接近，使流经换热器的空气和制冷剂的换热温差最大化，减少风量逃逸， 换热效率发挥到最佳。附图说明
[0020] 图1是现有技术翅片换热器正视图；
[0021] 图2是现有技术翅片换热器侧视图；
[0022] 图3是现有技术4排4流程双系统翅片换热器流路示意图；
[0023] 图4是现有技术4排4流程双系统翅片换热器通风通道示意图；
[0024] 图5是现有技术4排8流程双系统翅片换热器流路示意图；
[0025] 图6是现有技术4排8流程双系统翅片换热器通风通道示意图；
[0026] 图7是本发明4排4流程双系统翅片换热器流路示意图；
[0027] 图8是本发明4排4流程双系统翅片换热器每行换热管的系统对应图；
[0028] 图9是本发明4排4流程双系统翅片换热器回路通风通道示意图；
[0029] 图10是本发明4排8流程双系统翅片换热器流路示意图；
[0030] 图11是图10的4排8流程双系统翅片换热器每行换热管的系统对应图；
[0031] 图12是图10的4排8流程双系统翅片换热器回路通风通道示意图；
[0032] 图13是本发明4排8流程双系统翅片换热器流路示意图；
[0033] 图14是图13的4排8流程双系统翅片换热器每行换热管的系统对应图；
[0034] 图15是图13的4排8流程双系统翅片换热器回路通风通道示意图；
[0035] 图16是本发明5排6流程双系统翅片换热器流路示意图；
[0036] 图17是本发明5排6流程双系统翅片换热器每行换热管的系统对应图；
[0037] 图18是本发明5排6流程双系统翅片换热器回路通风通道示意图；
具体实施方式
[0038] 以下结合附图给出的实施例，进一步说明本发明的翅片式换热器的具体实 施方式。本发明的翅片式换热器不限于以下实施例的描述。
[0039] 翅片换热器包括串套翅片且阵列布置的换热管，阵列布置的换热管中竖直 方向上在同一直线上的换热管称为排，水平方向上在同一直线上的换热管称为 行，阵列布置的换热管中相互连通的一组换热管称为回路，每个回路所包含的 换热管的管数称为该回路的流程数，翅片换热器中每一行管路对应的风道为每 一行的通风通道，回路中最低行换热管到最高行换热管及其之间换热管的所有 行的通风风道叠加为回路的通风通道。通常一个回路由一根长的换热管弯折而 成，在翘片外形成弯折的U形接头，当然也可以通过单独的U形接头来连接， 一般管内流动制冷剂，管外为空气，为使得空气流动起来，翅片式换热器需和 风机搭配使用，常见地，换热管一般为铜管，也可见钢管、铝管等；翅片一般 为铝材质，也可见铜材质等。阵列布置的换热管并非指阵列上的每个排行坐标 都需布置换热管，布置的换热管会对应相应的排行坐标。
[0040] 本发明的翅片换热器包括分别与至少两个换热系统连接的多个回路，且至 少部分行为共用行，所述共用行中的换热管分别属于与至少两个换热系统连接 的回路。使翅片换热器的绝大多数行为共用行，例如超过60％的行为共用行，每 一行的换热管，尽量分布到不同换热系统中，分别属于与不同的换热系统连接 的回路，且不同换热系统的换热管数量相当或接近。
[0041] 优选的，翅片换热器中超过80％的行为共用行，共用行中的换热管，分别属 于与至少两个换热系统连接的回路。优选的，所述共用行中与每个换热系统连 接的换热管的数量的差值小于3。
[0042] 即每个回路的流程设计，在遵从翅片式换热器一般性设计原则的情况下， 从侧视图看，将属于同一回路中的换热管最大限度的分配到不同行中去，即相 邻回路的通风风道尽量交叉，存在至少50％的重叠区域并尽量增大重叠区域，甚 至完全重叠。通过这样的设计，尽可能的保证每一个回路或每一行的通风风道 内的风量在任何运行状态下都能与属于运行系统的换热管进行热交换，并且每 一行中属于运行系统的换热管数量尽量均匀，减少风量的逃逸。
[0043] 实施例一
[0044] 参见图7-9，4排4流程双系统翅片换热器，只包括两个换热系统，所述两 个换热系统为A系统和B系统，阵列布置的换热管包括4排，除了第1回路和 或最后1个回路外，其余回路均为4流程，每个回路包括4个换热管。如图9 所示，相邻的两个回路分别与不同的换热系统连接，相邻的两个回路中的一个 回路与A系统的A系统集气管连接，另一个回路与B系统的B系统集气管连 接，传输制冷剂，图中奇数回路与A换热系统连接，偶数回路与B换热系统连 接，除了第一回路和或最后一个回路外，每个回路的4个换热管分别属于不同 且连续递增或递减的排，同时分别属于不同的且连续递增或递减的行。如第2 回路的4个换热管分别位于从左到右的第1到第4排，且分别位于从上到下的 第3行到第6行。
[0045] 参见图8-9，除却第1行、第2行外，其余绝大多数行为共用行，例如超过 80％的行为共用行，共用行中每一行的换热管都均匀的分布到A、B两个系统中， 共用行中与每个换热系统连接的换热管的数量的差值小与2，即与每个换热系统 连接的换热管的数量相同或差值为1，本实施例中，共用行中与A系统连接的换 热管的数量和与B系统连接的换热管的数量相同，相邻回路的通风风道的重叠 区域大于等于50％。当A、B两个系统满负荷运行时，流经每一共用行的通风风 道的空气都与2根管发生换热；当A、B系统中一个系统停机时，流经每一行的 通风风道的空气都与1根管发生换热。与现有翅片换热器流路(参见图3-4)比 较，本实施例中的流路中与绝大多数换热管进行热交换的风量更接近进风温度， 与管路内制冷剂的温差更大，这种流路在任何运行状态下流经绝大多数回路的 通风风道的风量都参与了换热，有效提高换热温差，在风机功耗不变的情况下 增加了换热量，减少了风量逃逸，提高了机组整体性能。
[0046] 实施例二和三
[0047] 参见图10-12的一种4排8流程双系统翅片换热器，和15-17的另一种4 排8流程双系统翅片换热器。只包括A、B两个换热系统，阵列布置的换热管 包括4排，除了第一回路和或最后一个回路外，其余回路均为8流程，每个回 路包括8个换热管。
[0048] 除第1行、第2行，以此类推外，其余绝大多数行为共用行，共用行中中 每行都有1根或1根以上换热管属于A系统，而另外的1根或1根以上换热管 属于B系统，绝大多数回路中，例如超过90％的回路，每个回路包括8个换热管， 每个回路的8个换热管分别位于6行，超过60％的行为共用行，共用行中与与每 个换热系统连接的换热管的数量相同或差值为1，相邻回路的通风风道的重叠区 域大于等于50％。与现有4排8流程翅片换热器流路(参见图5、6)比较，当A、 B两个系统满负荷运行时，流经每一共用行的通风风道的风量都与2或3根管发 生换热；当A、B系统中一个系统停机时，除第1行、第2行，以此类推外的行 中，流经每一共用行的通风风道的风量都与1或2根管发生换热，不会未经过 热交换就直接离开翅片式换热器，减少风量逃逸，即同一行上风量与管路内制 冷剂的换热温差最大化，换热效率较高。
[0049] 实施例四
[0050] 参见图16-18，5排6流程双系统翅片换热器，包括A、B两个换热系统， 阵列布置的换热管包括5排，除了第一回路和或最后一个回路外，其余回路均 为6流程，每个回路包括6个换热管。
[0051] 除第1行、第2行、第4行、第12行、第20行，后续依次递增8的行数 外，其余绝大多数行中，例如超过70％的行为共用行，每行都有1根或1根以上 换热管属于A系统，而另外的1根或1根以上换热管B系统，绝大多数回路中， 共用行中与与每个换热系统连接的换热管的数量相同或差值为1。超过90％的回 路，每个回路包括6个换热管，每个回路的6个换热管分别位于6行，相邻回 路的通风风道的重叠区域大于等于50％。当A、B两个系统满负荷运行时，流经 每一共用行的通风风道的风量都与2或3根管发生换热；当A、B系统中一个系 统停机时，除第1行、第2行、第4行、第12行、第20行，依此类推外的行 中，流经每一共用行的通风风道的风量都与1或2根管发生换热，不会未经过 热交换就直接离开翅片式换热器，减少风量逃逸，即同一行上风量与管路内制 冷剂的换热温差最大化，换热效率较高。
[0052] 现有常规的换热管流路设计，即不考虑同一回路中的换热管最大限度的分 配到不同行中去，反而还会让流路设计简单化，使换热管的排列更容易，变得 有规律性和统一性，这样便于简化设计工作，忽略了换热效率的设计。这也是 由于中国国家标准曾经很长一段时间内，都只关注满负荷运行时机组的能力、 能效比；(满负荷，即A、B系统都开启的状态)，使设计人员不关注部分负荷的 能效比，而风量逃逸发生在部分负荷的时候(即：A、B系统中一个开启、一个 关闭的时候)，而实际上空调机组实际运行时，有超过90％的时间，都是处于各 种组合形式的部分负荷状态下运行；而且很多设计人员，都认为即使要做高部 分负荷的能效比，也只有靠变频、降容等设计，即在压缩机、风机等耗电部件 上做降速、省功等手段来提升部分负荷能效。
[0053] 而采用本发明的翅片换热器，能够极大的改进多排多系统翅片换热器换热 效果，使得机组在满负荷、部分负荷等状态下运行时，流经换热器表面的空气 都能得到热交换，即都能横向掠过内部制冷剂在流动，且尽量让每一处空气横 掠换热管的数量均匀化、数量接近，使流经换热器的空气和制冷剂的换热温差 最大化，减少风量逃逸，换热效率发挥到最佳，在风机功耗不变的情况下提升 换热效率，改善机组性能。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作 的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发 明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以 做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
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