[其他]熱交換器

無效

• 申請號: 86102670
• 申請日: 1986-04-18
• 公開（公告）號: CN86102670A
• 公開（公告）日: 1986-12-24
• 發明（設計）人: 田中博由;安立正明;津田善行;安藤智朗;西協文俊;青山繁男
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社;松下冷機株式會社
• 主分類號: F28F1/32
• 分類號: F28F1/32
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 曹廣生,辛哲生

本發明是關于用于空調、冷凍等方面的熱交換器。在這種熱交換器中，熱量的交換是在制冷媒介和空氣等流體之間進行的。

如第4圖所示，現有的這類熱交換器由銅管1和散熱片2構成，銅管1借助于U形彎頭相互連接，散熱片2是用鋁等材料制成的，在銅管1內部流動的制冷媒介與散熱片2之間流動的空氣3進行熱量交換。近年來，對這樣的熱交換器提出了小型化和高效率的要求。但是，從噪音等觀點考慮，由于使散熱片之間的空氣流速降低了，所以，空氣的熱阻抗比管內的熱阻抗增大了。因此，現在人們設法借助于擴大空氣的傳熱面積，以達到減小與管內熱阻抗的差別。但是，傳熱面積的擴大是有一定限度的，同時，從經濟性和節約空間等方面考慮，也存在一定問題，因此，就這類熱交換器而論，降低空氣的熱阻抗就成了重要的課題。另外，近年來，為了進一步提高這類熱交換器的性能，在散熱片表面加工溝槽和放熱孔，但是，如果作為熱泵室外機的熱交換器使用，到了冬季，由于著霜嚴重，和平面散熱片相比，必須頻繁地除霜。因此，室內的溫度變化太大，舒適性欠佳。另外，從經濟方面考慮，由于除霜狀態轉換時有能量損失，季節效率不高。因此，對于熱泵冷氣設備和暖氣設備的室內機，使用表面加工有溝槽和放熱孔的散熱片，而對于室外機所用的熱交換器，則使用平面散熱片。使用平面散熱片時，由于室外機的體積變大，成本也高，所以，期望獲得某種改善。

第2a圖和第2b圖是現有未加工溝槽的熱交換器的一個例子。第2a圖是平面圖，第2b圖是側面圖。氟里昂等制冷媒質在銅管4內部循環，該制冷媒質的熱量從銅管4傳遞給散熱片軸環5，然后傳遞到散熱片6。空氣7從散熱片6的前方流動，通過散熱片6的間隙時，從溫度不同的散熱片6的表面與制冷媒質進行熱量交換。依靠這種作用，制冷媒質和空氣的熱交換可以連續地進行。這樣的散熱器雖然效率較低，但是著霜性能好。也就是說，由著霜所引起的性能降低的程度很小，因此，通常用在熱泵冷氣設備和暖氣設備的室外機上。但是，如果把用這樣的平面散熱器構成的熱交換器與在散熱器上加工溝槽和放熱孔的熱交換器進行比較，那么，前者的缺點是效率低，與單位效率對應的重量或者體積很大。因此，盡管試圖用各種辦法提高它的著霜性能，但是，仍然難于找到著霜性能和效率兩者兼顧的性能優良的散熱片構造。

此外，第3a圖和第3b圖是現有的具有凸帶8的典型的熱交換器的例子。第3a圖是平面圖，第3b圖是沿Ⅲa-Ⅲa線的散熱片剖面圖。氟里昂等制冷媒質在銅管內部循環，該制冷媒質的熱量從銅管5傳遞給散熱片軸環6，然后傳遞給散熱片7和凸帶8。另一方面，從箭頭9方向由散熱片送來的空氣通過散熱片的間隙時，與溫度不同的散熱片表面進行熱量交換。

這個例子叫做散熱片7上具有凸帶8的溝槽散熱片，通過實驗，和散熱片表面沒有加工過的平面散熱片進行比較，這種散熱片表面的熱阻抗大約降低了40～50%。但是，根據理論計算，在散熱片表面設置這樣的凸帶時，由于層流的起始段區間的傳熱效率很高，散熱片表面的熱阻抗值應該能夠降低50%以上。造成實驗值與理論值不一致的原因有各種因素，但是，其中主要的有以下幾點：（1）通過凸帶8的空氣流的通風阻抗高，由于通過凸帶8以外部分的空氣量增加，而通過凸帶部的空氣量減少，所以，熱性能未能充分發揮。（2）由于積水域較寬，所以減小了有效傳熱面積。特別是由于位于空氣流9上流區的銅管5后流的積水域復蓋了后部的凸帶，所以，這些凸帶8的熱阻抗增大，從而使散熱片的平均熱阻抗增大。（3）由于銅管5交錯地排列成鋸齒形，在銅管5的前邊或后邊設有凸帶8，妨礙來自銅管5的熱流傳導，致使散熱片的效率降低。

但是，由于這種有凸帶的散熱片的性能比平面散熱片高得多，因此，目前室內用的熱泵冷氣設備和暖氣設備或者冷氣專用機器中仍然廣泛使用。如前所述，盡管具有這種凸帶結構的散熱片的性能不錯，但是著霜性能不佳。

本發明的熱交換器中設有平板散熱片和傳熱管，平板散熱片按一定間隔平行地排列，氣流在其間流通，傳熱管與該放散熱片垂直地裝配，流體在管內流動，傳熱管的裝配使相鄰傳熱管之間的連線與空氣流方向交叉，同時，位于空氣流上流區的傳熱管在空氣流方向的投影面都和位于下流區的傳熱管的位置有一部重迭，所以，傳熱管在與空氣流正交方向的間隔小于在空氣流方向的間隔。