[发明专利]翅片管热交换器

说明书

本发明涉及一种热交换器，更具体地说，涉及一种在空调器、电冰箱或类似装置中使用的翅片管热交换器。

典型的空调系统是机电元件的组合体，这些机电元件使一种制冷剂流体，例如一种氟利昂化合物在一个制冷循环中循环流动。通常，氟利昂蒸气由电动压缩机压缩并使压缩后的蒸气在通过一个热交换器(一般称作冷凝器)时冷却。然后氟利昂蒸气通过一个第二热交换器，在该热交换器中制冷剂从建筑物内的空气中吸收热量。然后制冷剂回到压缩机，开始进行下一轮循环。

一般来说，传统的热交换器是由一些用高导热性的金属，例如铜和许多固定在管子上的薄金属翅片制成的，这些翅片用于将管子热量传给被引入翅片之间和翅片上方的气流。电动风机使气流通过管周围的翅片。为了减小结构成本和风机驱动气流通过热交换器所需的能量，最大限度地增大制冷剂流体通过管子时的流量是非常重要的。制冷剂流体在这种流量下将热量传给流过管子和翅片间的空气，同时使通过热交换器的气流压降保持较低的水平。

为了强化气流在翅片间的传热，一种方案是通过增加翅片的数量来增大翅片的总面积。然而这会减小气流通过的翅片间的通路的尺寸，从而需要功率更大的风机来提供压差，以迫使所需的气流流量通过翅片。另一种方案是提供一种具有华夫饼干状或波纹状的翅片，以增加暴露于气流中的面积。对于后一种方案来说，遗憾的是它会带来传热边界层扩展的问题，该边界层会迅速减小在流动空气与翅片表面之间进行的热传递量。在认识到这一问题后，热交换器的设计者一直致力于找到解决此问题的方法，以防止热交换边界层的扩展，同时加速气流的混合和扰动，并且在得到通过管道和翅片组件的所需气流时，总压差没有明显的增加。

传导方式进行的热传递必定首先出现在管子表面和翅片之间，然后以对流的方式将热从翅片表面传给翅片之间的气流。热还会以传导的方式直接从管子表面传给管子间的气流，但这只占总传热量的较小部分。

图1表示一种传统的翅片管热交换器。如图1所示，热交换器1设有许多以固定间隔排列的铝制翅片板2和一些穿过翅片板2延伸的热交换器管3。热交换器管3可由任何适当的装置固定地安装在翅片板2上形成的开口内。各翅片板2都具有一些垂直于箭头A所指的气流方向延伸的切口条板4。这些条板用于提高热交换性能，它们从翅片板2的表面向上突起。

图2A和2B表示一种传统翅片板的结构。相互平行的一些百叶窗式条板4以垂直于箭头A所指的气流方向的方向相互平行地延伸。图2B中所示的条板4形成于各翅片板2的同一侧。传统的翅片板存在如下问题：制造困难，并且由于各条板4的宽度较窄，流过条板4的气流中所含的外来物质(如灰尘)很容易附着到条板上，因而降低了热交换性能。

此外，在图2B所示条板4的情况下，由于条板4之间的间隔较窄，水滴易于滞留在相邻条板4之间。因此，水滴会停留在翅片板2上，直到水滴变到相当大时为止，这样就降低了热交换性能并加快了热交换器的锈蚀。

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种改进的翅片管热交换器，该热交换器结构简单并且提高了热交换性能。

为了实现本发明的这一目的，提供一种热交换器，它包括：

多块以固定间隔隔开的翅片板，它们相互平行地排列并适合于使空气流过其间，各翅片板都具有沿其纵向设置的开口和与气流方向垂直设置的前沿；以及

多根以垂直于翅片板所处平面的方向穿过翅片板开口并适合于使制冷剂流体通过其内的热交换器管。

每块翅片板都有若干从翅片板的表面突起并沿垂直于翅片板间流过的气流的方向延伸的条板。

条板包括设置在开口之间的第一至第六排条板，这些条板互相邻近并平行地沿翅片板的纵向排列。

第一排条板位于翅片板前沿附近，包括一个其长边位于气流上游的梯形条板和两个位于所述梯形条板纵向两侧的平行四边形条板，所述第二排条板包括一个其长边位于气流上游的梯形条板，所述第三和第四排条板分别包括一个矩形条板，所述第五排条板包括一个其长边位于气流下游的梯形条板，所述第六排条板包括一个其长边位于气流下游的梯形条板和两个位于所述梯形条板纵向两侧的平行四边形条板；

所述第一至第六排条板面对气流的两条相对边被切割开，其余两条边设有用于将所述第一至第六排条板与所述翅片板相连的支脚部分。

第一和第六排条板形成在翅片板的同一侧。

因此，第一至第三排条板相对于沿纵向形成在开口的中心线与第四至第六排条板对称设置。

通过参照附图及对优选实施例的详细描述，将会更加清楚本发明的上述目的和其它优点，其中：

图1是传统翅片管热交换器的透视图；

图2A是沿图1中的5-5线取的传统翅片管热交换器的前视图；