[其他]熱交換器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85108258
• 申請日: 1985-11-09
• 公開（公告）號: CN85108258A
• 公開（公告）日: 1986-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田中博由;安立正明;津田善行;青山繁男;丹野聡;加藤薰
• 申請（專利權(quán)）人: 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社;松下冷機株式會社
• 主分類號: F28D9/02
• 分類號: F28D9/02;B21D53/02
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 曹永來

本發(fā)明涉及一種用于空調(diào)、冷凍等方面的、間接地進行流體之間的熱傳遞的熱交換器。

以前，這一類的熱交換器如圖1所示，熱交換器由銅管2和散熱片1組成，其中的銅管2是由U形彎管相互連接起來的，其中的散熱片1是由鋁一類材料制成。在熱交換器中，流動在銅管2的內(nèi)部的冷媒和流動在散熱片1之間的空氣3進行熱交換。

近年來，人們希望這種熱交換器向小型化、高性能化發(fā)展，但由于噪音等問題的存在，現(xiàn)在散熱片間的空氣流速一直被限制得很低，同管內(nèi)部的熱阻相比，空氣的熱阻極高。因此，雖然采用大幅度擴大空氣的傳熱面積，可以減少空氣熱阻與管內(nèi)部熱阻之差額，但是，由于受到傳熱面積不能無限度地增大的限制，至今空氣的熱阻還是大大超過管內(nèi)的熱阻。

因此，近年來，人們正試圖將散熱片的表面進行適當(dāng)?shù)募庸ぃ箍諝夂蜕崞g的熱阻減少。

圖2為經(jīng)改進過的、亦為現(xiàn)有技術(shù)的熱交換器，其中a為平面圖，b為E-E剖面的剖面圖。在這種熱交換器中，是對散熱片表面進行加工，加工部位呈柵片狀（即切口并將其突起），因此，這種散熱片比普通的平板散熱片的表面熱阻要低40～50%。圖中4a、4b為銅管，5為散熱片套管，6為散熱片，7a、7b為橋形柵片，8為空氣流。

冷媒在銅管4的內(nèi)部流動，其中的熱量從與銅管4相配合的散熱片套管5傳到散熱片6及橋形柵片7上。另一方面，按箭頭8的方向由電風(fēng)扇傳送過來的空氣在散熱片6之間通過，同時與具有溫度差的散熱片表面進行熱交換。在這一作用條件下，冷媒與空氣的熱交換便持續(xù)進行下去。但是，雖然這種具有柵片7的散熱片6同表面不予以加工的散熱片相比較，表面熱阻減少了，但仍然遺留下一些尚未徹底解決的問題。如：（1）由于從下層的銅管4a、4b傳來的熱流，其熱交換受到位于其正上方或正下方的橋形柵片7a、7b的阻擋，因此使散熱片的效率降低，使整個散熱片的熱阻增加;（2）橋形柵片7a、7b以及散熱片6與空氣流動方向是平行的，而且其結(jié)構(gòu)并不能造成較大的紊流，因此，流動在散熱片之間的空氣流很難混合，使散熱片表面的熱阻增加;（3）由于傳熱管4a處的尾流而產(chǎn)生的死區(qū)，在橋形柵片7b的中間占了很大的面積，從而使本來熱阻很低的橋形柵片7b的有效面積降低，并使該面積的熱阻增加;（4）空氣流在傳熱管4a及4b之間流動，但由于受到途中橋形柵片7a、7b的片腳的阻擋，使空氣流通阻力增大。等等。

鑒于如上所述，本發(fā)明的熱交換器采用了這樣的結(jié)構(gòu)，它可以：（1）不阻礙散熱片內(nèi)熱流的流動;（2）可使氣流中產(chǎn)生渦流和紊流;（3）可混合氣流;（4）散熱片上傳熱面形狀的設(shè)計可使氣流流動不受阻礙。目的在于解決上述問題、降低散熱片的熱阻，同時減少氣流的流通阻力。

為達到上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案，即在本發(fā)明的熱交換器中，裝有以一定間隔平行設(shè)置的、其間有氣流流動的平板散熱片，裝有垂直插入該平板散熱片的、內(nèi)部有流體流動的傳熱管，在面對氣流的傳熱管兩側(cè)之間的平板散熱片上設(shè)有多個開口的窗形柵片或橋形柵片，并且，這些柵片的同平板散熱片相連接的并列的片腳的連線的延長線與散熱片的前緣或后緣相交成一個除垂直以外的角度。

采用上述的技術(shù)方案，由于柵片同平板散熱片相連接的并列的片腳的連線的延長線相對于氣流流動方向有個迎角，因此導(dǎo)致氣體向傳熱管周圍流動，使傳熱管的氣體尾流部分的死區(qū)顯著減少，提高了平板散熱片的傳熱性能。

另外，在本發(fā)明的另一種熱交換器中，裝有以一定間隔平行設(shè)置的其間有氣流流動的平板散熱片，裝有垂直插入該平板散熱片的內(nèi)部有流體流動的傳熱管，在上述散熱片上，設(shè)有多組由多個窗形或橋形柵片組成的柵片列，柵片列橫跨在上述傳熱管的管與管之間和排與排之間，并連續(xù)地沿氣流方向設(shè)有開口，而且，上述柵片同上述散熱片相連接處的片腳的連線的延長線，與上述散熱片的前緣或后緣相交成垂直以外的角度。

現(xiàn)將采用上述技術(shù)方案的熱交換器的工作情況敘述如下：（1）由于柵片是連續(xù)地設(shè)在傳熱管之間及排與排之間，特別是當(dāng)柵片為橋形柵片時，流入散熱片之間的氣流中，其流動在柵片內(nèi)部的氣流和流動在柵片外部的氣流的流動方向不同，因此在氣流之間就會產(chǎn)生側(cè)滑，出現(xiàn)紊流;（2）由于柵片的片腳同氣流方向保持一個角度，故在二維流造成渦流，使氣流發(fā)生旋轉(zhuǎn)的同時，便可使散熱片間的氣流得到混合;（3）由于柵片在傳熱管管間及列間都有傾角，故柵片不會造成對來自前后傳熱管的熱流的阻礙，從而使散熱片效率的降低很少。（4）由于氣流分成沿柵片流動的氣流和在柵片外部流動的氣流這樣兩部分，故片腳對于氣流的阻礙減少，壓力損耗或流動阻力降低;（5）氣流中產(chǎn)生紊流，使氣體流向傳熱管的尾流部分，從而減少了死區(qū)。