[发明专利]换热装置及换热系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种热交换器及热交换装置，特别涉及一种在换热系统中使用的换热装置。本发明还涉及包括上述换热装置的换热系统。

背景技术

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器，其用途比较广泛，例如可以用作制冷系统的冷凝器、蒸发器或者是用作热泵等。

请参考图1，图1为一种比较典型的换热装置的结构示意图。

该换热装置由换热器10、箱体20等部件构成，其换热器包括两个在箱体内左右对称布置的单片换热器10-1，大体上呈“A”字形，这两个单片换热器10-1在流路上相互串联在一起。工作时，换热系统的工质在换热器中吸热或放热，与同时吹过两个单片换热器10-1的空气进行热交换，使其被冷却降温或加热升温，从而达到制冷或供热目的。

由于采用了“A”字形布局方式，因此上述两个单片换热器10-1所在的平面与吹过换热器的气流方向会分别存在一个夹角α，设箱体的宽度为W、高度为H，那么夹角α的正切值，即tanα＝W/2H，受到箱体宽度和高度尺寸的限制，在确保有效换热面积的前提下，这种布局方式所形成的夹角α相对较小，会影响空气吹过换热器表面的均匀度，导致换热器表面的空气流速不均匀，从而影响换热性能，这已成为该类换热器不可避免的一个缺陷。

下面具体分析夹角α如何对换热器的换热性能造成不良影响：

首先，由于换热器的底部与箱体进风口较近，因此夹角α越小，换热器顶部离箱体进风口越远，从而使得空气在顶部的流动阻力要小于在底部的流动阻力，这样往往使的顶部的表面风速要小于底部的表面风速，而表面风速的下降会直接导致换热性能下降。

其次，空气吹过换热器表面的均匀度与夹角α直接相关，夹角α越大，换热器表面的风场均匀度越高，通过实验验证，换热器表面风速与换热表面位置的关系如图2所示，图中示出了两种不同夹角α1和α2的实验数据关系，横坐标为换热器表面风速，纵坐标为换热表面位置，其中α2＜α1，显然，夹角α1的风场要比夹角α2的风场均匀，在换热面积相同的情况下，其换热性能更高。

由于箱体宽度受实际情况所限，变化较困难，所以在上述结构的基础上，增大α势必会减小H，从而减小换热器的换热面积，这会严重影响换热器的换热性能。

因此，如何在保持相同箱体宽度和相同换热面积的情况下，进一步增大换热器与气流方向形成的夹角α，以使其具有更高的换热性能，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种换热器装置，在保持相同箱体宽度和相同换热面积的情况下，该换热装置的换热器与气流方向形成的夹角较大，能够使换热器的表面风场更加均匀，从而可进一步提高换热器的换热性能，同时又可以降低箱体高度，节省成本。本发明的另一目的是提供一种包括上述换热装置的换热系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种换热装置，包括换热箱体及其内部的换热器，所述换热器包括一个或多个平行叠置的单片换热器，所述单片换热器与气流方向形成有夹角。

优选地，所述单片换热器具体为直线型换热器，其有效换热面积部分在同一平面内，与气流方向形成的夹角为锐角。

优选地，所述直线型换热器与气流方向形成的夹角α≤45°。

优选地，所述单片换热器为非直线型换热器。

优选地，所述单片换热器具体为弧型换热器。

优选地，所述弧型换热器底部与气流方向形成的夹角α≤45°，所述弧形换热器顶部与水平方向形成的夹角β≥15°。

优选地，所述单片换热器具体为“A”型换热器。

优选地，所述“A”型换热器两侧与气流方向形成大于等于15°且小于等于45°的夹角。

优选地，所述单片换热器具体为微通道换热器。

本发明还提供一种换热系统，该换热系统包括权利要求1至9任一项所述的换热装置。

本发明所提供的换热器由一个或多个平行叠置的单片换热器构成，各单片换热器以相同的方式与气流方向(与换热器接触时气流的方向)形成夹角，且每一个单片换热器在气流方向上的正投影均覆盖换热箱体的整个进风口。该换热器与传统的“A”字形换热器相比，在相同箱体宽度和相同换热面积的条件下，其与气流方向形成的夹角α较大，由于夹角α变大，使得换热器顶部更加接近换热箱体进风口，空气在顶部和底部的流动阻力差变小，空气吹过换热器时，其风速的均匀度也越高，而均匀的表面风速可确保换热器具有更高的换热性能。此外，由于夹角α变大，换热器在箱体内占用的高度将变小，有助于降低箱体高度，节省成本。