CN103307813B - 换热器及其成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换热器及其成形方法。该换热器在长度或宽度方向上具有至少两个折弯部，使得所述换热器呈现波浪形，所述至少两个折弯部具有不同的折弯部。

Description

换热器及其成形方法

技术领域

本发明涉及暖通空调、汽车、制冷以及运输领域，尤其涉及用于蒸发器、冷凝器和水箱等的换热器。

背景技术

现有技术公开了一种平行流型换热器。该换热器中的扁管按照相同的弧度弯曲，翅片或换热片随着扁管的形状变化而变化，形成了起伏的迎风面。

该现有技术的换热器只要求长度方向上有波浪形，并且规定了只能用相同的弯曲半径。这样，该换热器在宽度方向上不能灵活地适应安装尺寸，同时在长度方向上也不能灵活地适应安装尺寸，换热性能与风阻也不能灵活变化，限制了该产品的大规模标准化。

有鉴于此，确有需要提供一种能够至少部分地解决上述问题的新型的换热器。

发明内容

本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。

根据本发明的一个方面，提供了一种换热器，所述换热器在长度或宽度方向上具有至少两个折弯部，使得所述换热器呈现波浪形，所述至少两个折弯部具有不同的折弯部。

在一个实施例中，所述不同的折弯部具有不同的折弯半径。

具体地，所述不同的折弯部具有不同的折弯圆心角。

在另一实施例中，所述折弯半径满足以下条件：

R≥4W，其中R是折弯半径，W为换热器的厚度。

具体地，两个相邻的折弯部的水平距离B满足以下条件：

$B\≥\sqrt{{(R_1+R_2+W)}^2-{(R_1\cos \frac{b}{2}+R_2\cos \frac{a}{2})}^2},$ 其中R1，R2为相邻折弯部的折弯半径；a，b为相邻的折弯部的折弯圆心角；W为换热器厚度。

优选地，所述换热器是平行流型换热器、管翅片换热器或板翅换热器。

在平行流型换热器中，所述换热器还包括：一对平行设置的介质集流管；多个扁管，设置在上述的一对介质集流管之间且每一个扁管的两端与对应的介质集流管的内腔连通；多个翅片，设置在相邻的扁管之间；以及两个接管，设置在上述一对介质集流管中的一个或两个上。

根据本发明的另一方面，提供了一种换热器成形方法，包括以下步骤：

将如上文所述的换热器沿着其长度或宽度方向弯曲，以使得该换热器在其长度或宽度方向上具有至少两个折弯部以呈现波浪形，所述至少两个折弯部具有不同的折弯部。

综上所述，可知在空调机组安装尺寸受限的情况下，通过本发明所提供的换热器可以简单、直接、有效地增加换热面积、减小空气侧风阻。同时，在相同的换热器尺寸下，通过调整折弯参数，可以满足各种空调机组的安装要求，从而有利于产品的标准化。

附图说明

本发明的这些和/或其他方面和优点从下面结合附图对优选实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是现有技术的换热器的构造示意图；

图2是图1显示的换热器的部分仰视图；

图3是根据本发明实施例的换热器中的扁管的示意图；

图4a和4b是根据本发明实施例的换热器的换热性能随着长度尺寸和宽度尺寸的模拟变化曲线图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图1-4b，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

参见图1，示出了现有技术的一种平行流型换热器的构造示意图。该换热器包括一对平行设置的介质集流管2/2’，多个扁管3、多个翅片或换热片4，以及两个接管1/1’。具体地，每一扁管3在两端处分别与对应的介质集流管2/2’的内腔连通。翅片4设置在相邻的扁管之间，且随着扁管3的形状变化而变化。两个接管1/1’分别固定在介质集流管2的上部和下部上。在进行热量交换时，其中的介质可以按照“接管1→集流管2→扁管3→集流管2’→扁管3→接管(出口)1’”的顺序或按照“接管1’→集流管2→扁管3→集流管2’→扁管3→集流管2→接管1”流经该换热器。

在图1所示的换热器中，接合参考图2，扁管3沿着长度方向具有波浪形，且被规定了只能具有相同的弯曲半径。具体地，所述扁管3被按照相同的弧度两边双向弯曲，翅片4随扁管3的形状变化而变化，从而形成了起伏的迎风面5，弯曲的扁管成S形。参考标号6为风扇，参考标号A为风扇尺寸，参考标号B为换热器外型尺寸。

这样，尤其是在空调机组安装尺寸受限的情况下，其不能在换热器的宽度方向上灵活地适应安装尺寸，同时在换热器的长度方向也不能灵活地适应安装尺寸，进而换热性能和风阻也不能灵活地变化，限制了该产品的大规模标准化。

为此，本发明提供了一种改进型换热器。本发明所述的换热器在其长度方向上或宽度方向上具有至少两个折弯部(如下文所述的折弯部31、32、33)，使得所述换热器呈现波浪形，所述至少两个折弯部具有不同的折弯部。

接合参考图1和3可知，如图1所示的页面的左右方向在此处被定义为换热器的长度方向，而相应地图1所示页面的上下方向在此处被定义为换热器的宽度方向。也就是，在图1中扁管3的长度延伸方向被定义为换热器的长度方向，而与扁管3的长度方向垂直的方向被定义为换热器的宽度方向。

在本发明中，以图1所示的平行流型换热器为例，设计出了改进型的换热器。当然，可以理解，本发明所设计的换热器还可以应用于其他任何类型的换热器，诸如管翅换热器或板翅换热器。

在此为了说明的目的而非限制性的目的，结合图1中所示出的平行流型换热器，说明本发明的换热器。

本发明与图1所示的换热器不同之处在于，本发明的换热器(例如在平行流型换热器的应用中)当换热器中安装有平直的多个扁管以及相应的翅片时，通过锻造或拉伸装置或弯曲机等将他们沿着换热器的长度方向(即换热器中扁管的长度延伸方向)弯曲以形成至少两个折弯部，从而使得换热器在其长度方向上呈现波浪形。

为了图示和简化的目的，在图3中仅示出了其中的扁管30，而省略了相应的翅片。在此需要说明的是，当将换热器沿着其长度方向弯曲时，换热器中的扁管30以及安装在上的翅片会被一致地弯曲。即翅片会随着扁管30的形状变化而变化。也就是说，在这种情形中，本发明所述的折弯部可以由扁管30以及相对应的翅片的弯曲部分来形成。鉴于没有示出相应的翅片，故在下文中将本发明所述的折弯部直接称为扁管30的折弯部(当然，这可以对应于没有翅片而只有扁管的换热器的情形)。

图3中所示出的一个扁管30沿着其长度方向具有至少两个折弯部，在此处示出了三个折弯部31、32、33，使得所述扁管30沿其长度方向呈现波浪形状。尽管在此为了图示和简化的目的，仅示出了3个折弯部31、32、33，但是可以理解，每一扁管30可以根据需要设置有任何数量的折弯部。

在本实施例中，所述扁管30的折弯部31、32、33不都相同，或者说扁管30具有不同的折弯部。折弯部31、32、33中的不同的折弯部可以具有不同的折弯半径R。具体如图3所示，弯折部31和33具有相同的折弯半径R1，而折弯部32具有不同于折弯半径R1的折弯半径R2。

进一步地，所述折弯半径R满足以下条件：

R≥4W，其中R是折弯半径，W为换热器的厚度。需要说明的是，在所示出的示例中，换热器的厚度大致等于换热器中的扁管30的直径。

还参见图3，可知折弯部32具有折弯圆心角a，而折弯部31和33具有另一折弯圆心角b。即扁管30上的不同的折弯部具有不同的折弯圆心角。

优选地，两个相邻的折弯部31、32的水平距离B满足以下条件：

$B\≥\sqrt{{(R_1+R_2+W)}^2-{(R_1\cos \frac{b}{2}+R_2\cos \frac{a}{2})}^2}.$

在此需要说明的是，理想的情形是假定两个相邻折弯部31、32、33之间直接圆弧平滑过渡，此时该水平距离B为：

$B=\sqrt{{(R_1+R_2+W)}^2-{(R_1\cos \frac{b}{2}+R_2\cos \frac{a}{2})}^2}$

其中其中A≈R₁+R₂+W，C＝R₁+R₂-h₁-h₂， 其中R1，R2为相邻的折弯部的折弯半径；a，b为相邻的折弯部的折弯圆心角；W为换热器厚度或换热器中扁管的直径。

然而，在实际应用中，相邻的折弯部31、32、33之间不是直接地圆弧平滑过渡，而是他们之间除了上述的平滑圆弧过渡之外还可以具有一段直的部分，在此时，相邻的折弯部之间的水平距离就会大于上述假定情形中的所述水平距离。

在可替代的实施例中，还可以将用安装有平直的扁管以及固定在他们上的翅片的换热器沿着换热器的宽度方向(即扁管的长度方向的垂直方向)进行弯曲，以使得该换热器在宽度方向上具有至少两个折弯部从而呈现波浪形。在这种情形中，其中的折弯部的设计可以与上述关于沿长度方向设计的折弯部相同。

在沿着换热器的宽度方向设置折弯部时，还可以将诸如集流管以及扁管或翅片的相关元件(如果有的话)进行弯曲以与扁管和翅片一起形成所述的折弯部。

当然，可以根据需要将换热器沿着其长度或宽度方向进行弯曲以形成折弯部，只要在换热器上形成有至少不相同的折弯部即可。

通过上述参考图3所描述的可知，在空调机组安装尺寸受限的情况下，使用本发明所述的扁管制造的新型的换热器可以快速方便地增加换热器的换热面积，从而提高换热量，降低风阻。从而可以为机组选择换热性能最优的换热器。

具体参考图4a和4b，分别示出了在换热器的安装尺寸为500mm(W)×1000mm(L)时其换热性能随着换热器的长度尺寸和宽度尺寸的模拟变化曲线图。

从上述两个图表可以看出，在相同的安装尺寸下，本发明的波浪形换热器可以有效地增加换热器面积和换热量，同时减小了风阻，对客户端的换热性能的要求非常有利。

需要说明的是，接管可以设置在介质集流管中的一个或两个上，即一个集流管上固定有两个接管，或两个集流管上分别设置有一个接管。

可以理解，由于本发明的换热器在长度方向或宽度方向上成波浪形，在相同的换热器尺寸的情况下，尤其是在客户端机组安装尺寸受限的情况下，通过改变换热器的波浪成形参数，来适应不同机组的尺寸安装要求，从而满足了产品的标准化需求。

与此同时，通过改变换热器的波浪成形参数，不同的换热器可以适应相同的机型安装尺寸需求。也就是，不同的换热面积的换热器都可以适应同一机型的尺寸要求，不同换热面积的换热器具有不同的换热性能和空气侧压降，从而可以在相同的安装尺寸的情况下，将换热器的换热量和风阻优化到最佳的情况。

以上仅为本发明的一些实施例，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (7)

1.一种换热器，其特征在于，在弯曲前，所述换热器中安装有多个平直的扁管以及相应的翅片，当将换热器沿着所述换热器的长度或宽度方向弯曲时所述换热器中的所述扁管和相应的翅片被一致地弯曲，使得所述换热器具有至少两个折弯部，且所述换热器呈现波浪形，所述至少两个折弯部具有不同的折弯部。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，

所述不同的折弯部具有不同的折弯半径。

3.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，

所述不同的折弯部具有不同的折弯圆心角。

4.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，

所述折弯半径满足以下条件：

R≥4W，其中R是折弯半径，W为换热器的厚度。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的换热器，其特征在于，

两个相邻的折弯部的水平距离B满足以下条件：

其中R1，R2为相邻的折弯部的折弯半径；a，b为相邻的折弯部的折弯圆心角；W为换热器的厚度。

6.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于，

所述换热器是平行流型换热器、管翅换热器或板翅换热器。

7.一种换热器成形方法，包括以下步骤：

在弯曲前，将多个平直的扁管以及相应的翅片安装在所述换热器内；

当将所述换热器沿着所述换热器的长度方向或宽度方向弯曲时一致地弯曲所述换热器中的所述扁管和相应的翅片，使得所述换热器在其长度或宽度方向上具有至少两个折弯部以呈现波浪形，所述至少两个折弯部具有不同的折弯部。