全文摘要
本实用新型提供了换热器、空调器和制冷设备。所述换热器包括：多个翅片，多个翅片并排设置；导热管，导热管穿设在多个翅片中；有机涂层，有机涂层设置在导热管和翅片中的至少之一的至少一部分的外表面上，有机涂层包括涂层基体和分散在涂层基体中的纳米管。由此，在有机涂层中添加纳米管，可以有效提高翅片和\/或导热管的辐射散热效率，进而在保证翅片和\/或导热管耐蚀性佳的同时，大大提高换热器的换热率，最终提升使用该换热器的设备的换热率，提升其市场竞争力。
主设计要求
1.一种换热器，其特征在于，包括：多个翅片，所述多个翅片并排设置；导热管，所述导热管穿设在所述多个翅片中；有机涂层，所述有机涂层设置在所述导热管和所述翅片中的至少之一的至少一部分的外表面上，所述有机涂层包括涂层基体和分散在所述涂层基体中的纳米管。
设计方案
1.一种换热器，其特征在于，包括：
多个翅片，所述多个翅片并排设置；
导热管，所述导热管穿设在所述多个翅片中；
有机涂层，所述有机涂层设置在所述导热管和所述翅片中的至少之一的至少一部分的外表面上，所述有机涂层包括涂层基体和分散在所述涂层基体中的纳米管。
2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述纳米管的长度大于等于所述有机涂层的厚度。
3.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述有机涂层的厚度0.5～5微米。
4.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述纳米管的长度为0.5～50微米。
5.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述纳米管为碳纳米管。
6.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于，基于所述有机涂层的总质量，所述碳纳米管的质量百分数为0.1％～30％。
7.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于，所述碳纳米管的纯度大于90％。
8.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于，所述碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的换热器，其特征在于，所述单壁碳纳米管的管径为1～5纳米，所述多壁碳纳米管的管径为8～50纳米。
10.根据权利要求8所述的换热器，其特征在于，所述多壁碳纳米管包括羟基化多壁碳纳米管、羧基化多壁碳纳米管、石墨化多壁碳纳米管和氨基化多壁碳纳米管的至少一种。
11.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于，所述碳纳米管是选自电弧放电法、激光烧蚀法、化学气相沉积法、固相热解法、辉光放电法、气体燃烧法或聚合反应合成法制备得到的纳米管。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的换热器，其特征在于，所述有机涂层中还包括分散剂。
13.根据权利要求12所述的换热器，其特征在于，进一步包括亲水层，所述亲水层设置在所述有机涂层暴露的表面上。
14.根据权利要求12所述的换热器，其特征在于，进一步包括疏水层，所述疏水层设置在所述有机涂层暴露的表面上。
15.根据权利要求12所述的换热器，其特征在于，进一步包括亲疏水转换层，所述亲疏水转换层设置在所述有机涂层暴露的表面上。
16.一种空调器，其特征在于，包括权利要求1～15中任一项所述的换热器。
17.一种制冷设备，其特征在于，包括权利要求1～15任一项所述的换热器。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及换热器技术领域，具体的，涉及换热器、空调器和制冷设备。
背景技术
目前使用较多的换热器为管翅式，多层翅片重叠以后穿入铜管，为降低翅片的腐蚀速率，延长其使用寿命，通常在翅片表面涂覆有机涂层，但是有机涂层的设置会严重影响换热器的换热率，以目前使用较多的聚氨酯涂层和环氧树脂涂层为例，聚酯类导热系数约为0.018～0.048W\/m·K，环氧树脂导热系数为0.15～0.20W\/m·K，而铝箔翅片的导热系数可达203.5W\/m·K，所以由于有机涂层的低导热性，使得翅片整体换热率大大降低，进而限制了换热器整体换热率。
因此，关于换热器的研究有待深入。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种具有换热率高、耐腐蚀性强或使用寿命长等优点的换热器。
在本实用新型的一方面，本实用新型提供了一种换热器。根据本实用新型的实施例，所述换热器包括：多个翅片，所述多个翅片并排设置；导热管，所述导热管穿设在所述多个翅片中；有机涂层，所述有机涂层设置在所述导热管和所述翅片中的至少之一的至少一部分的外表面上，所述有机涂层包括涂层基体和分散在所述涂层基体中的纳米管。由此，在有机涂层中添加纳米管，可以有效提高翅片和\/或导热管的辐射散热效率，进而在保证翅片和\/或导热管耐蚀性佳的同时，大大提高换热器的换热率，最终提升使用该换热器的设备的换热率，提升其市场竞争力。
可选的，所述纳米管的长度大于等于所述有机涂层的厚度。
可选的，所述有机涂层的厚度0.5～5微米。由此，不仅可以使得翅片和\/或导热管具有很好的耐蚀性，还可以提高换热器的换热率。
可选的，所述纳米管的长度为0.5～50微米。由此，既便于制备，也可提高纳米管涂层的导热效果。
可选的，所述纳米管为碳纳米管。由此，换热器的换热效果更佳。
可选的，基于所述有机涂层的总质量，所述碳纳米管的质量百分数为0.1％～30％。由此，可以很好的提高换热器的换热率，且保证翅片和\/或导热管良好的耐蚀性。
可选的，所述碳纳米管的纯度大于90％。由此，可以有效的提高换热器的换热率。
可选的，所述碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管中的至少一种。由此，对纳米管的选择性广，本领域技术人员可以根据制备工艺、生产成本等不同实际需求灵活选择不同种类的纳米管。
可选的，所述单壁碳纳米管的管径为1～5纳米，所述多壁碳纳米管的管径为8～50纳米。由此，选择性广，便于制备，也可保证纳米管涂层的良好的导热效果。
可选的，所述多壁碳纳米管包括羟基化多壁碳纳米管、羧基化多壁碳纳米管、石墨化多壁碳纳米管和氨基化多壁碳纳米管的至少一种。由此，不仅选择性广泛，有利于多壁碳纳米管的均匀性分散。
可选的，所述碳纳米管是选自电弧放电法、激光烧蚀法、化学气相沉积法、固相热解法、辉光放电法、气体燃烧法或聚合反应合成法制备得到的纳米管。由此，对碳纳米管制备工艺的选择性广，本领域技术人员可以根据实际需求灵活选择不同的制备工艺；而且上述制备工艺成熟，易于操作，便于工业化生产；此外，上述方法制备的碳纳米管的导电性较佳，使用性能优异。
可选的，所述有机涂层中还包括分散剂。由此，可以更进一步的提高纳米管在有机涂层中分散的均匀性。
可选的，所述换热器进一步包括亲水层，所述亲水层设置在所述有机涂层暴露的表面上。由此，换热器暴露的表面具有较佳的亲水性，便于换热器的清洗。
可选的，所述换热器进一步包括疏水层，所述疏水层设置在所述有机涂层暴露的表面上。由此，换热器暴露的表面具有较佳的疏水性，可以减少灰尘的堆积。
可选的，所述换热器进一步包括亲疏水转换层，所述亲疏水转换层设置在所述有机涂层暴露的表面上。由此，可以根据需求灵活转换翅片和\/或导热管表面的亲疏水性，满足换热器对亲水性和疏水性的不同性能需求。
在本实用新型的一方面，本实用新型提供了一种空调器。根据本实用新型的实施例，所述空调器包括前面所述的换热器。由此，空调器的换热器具有较高的换热率，可以提高整机的性能，此外，该空调器具有前面所述的换热器的所有特征和优点，在此不再一一赘述。
在本实用新型的一方面，本实用新型提供了一种制冷设备。根据本实用新型的实施例，所述制冷设备包括前面所述的换热器。由此，制冷设备的换热器具有较高的换热率，可以提高制冷设备的工作性能，此外，该制冷设备具有前面所述的换热器的所有特征和优点，在此不再一一赘述。
附图说明
图1是本实用新型一个实施例中换热器的结构示意图。
图2是本实用新型一个实施例中换热器的截面结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
在本实用新型的一方面，本实用新型提供了一种换热器。根据本实用新型的实施例，参照图1(图1为在翅片10上设置有机涂层30)和图2(图2为在导热管20上设置有机涂层30)，所述换热器包括：多个翅片10，多个翅片10并排设置；导热管20，导热管20穿设在多个翅片10中；有机涂层30，有机涂层30设置在导热管20和翅片10中的至少之一的至少一部分的外表面上，有机涂层30包括涂层基体和分散在涂层基体中的纳米管。由此，可以有效提高翅片10和\/或导热管20的辐射散热效率，进而在保证翅片10和\/或导热管20耐蚀性佳的同时，大大提高换热器的换热率，最终提升使用该换热器的设备的换热率，提升其市场竞争力。
需要说明的是，图1示出了仅在翅片10的一个表面上设置有机涂层30，图2示出了仅在导热管20的表面上设置有机涂层30，本领域技术人员人员还可以根据需求在翅片10的两个表面上设置有机涂层30，或者在翅片10的至少一部分表面上和导热管20的表面上设置有机涂层30。
根据本实用新型的实施例，形成翅片10和导热管20的材料没有限制要求，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择。在本实用新型的一些实施例中，形成翅片10的材料包括但不限于铝、紫铜(比如TP2)、无氧铜等导热系数较高的材料，当采用无氧铜时，由于无氧铜中杂质含量较低，可使得翅片不仅具有更高的换热系数，进而提高换热器的换热率，还具有较佳的耐腐蚀性。在本实用新型的一些实施例中，形成导热管20的材料包括但不限于紫铜和无氧铜等导热系数较高的材料，当采用无氧铜时，由于无氧铜中杂质含量较低，不仅可以提高换热器的换热率，还具有较佳的耐腐蚀性能。
根据本发明的实施例，为了提高翅片10和\/导热管20的耐蚀性，形成涂层基体的材料包括聚氨酯或环氧树脂。由此，可以有效提高翅片10和\/导热管20的耐蚀性，延长换热器的使用寿命。
根据本实用新型的实施例，纳米管为六角型网格结构，存在一定程度的弯曲，形成空间拓扑结构，在长度方向上导热性好，以碳纳米管为例，单壁碳纳米管的室温理论导热率可达6600W\/(m·K)，多壁碳纳米管的室温理论导热率可达3000W\/(m·K)，明显大于常用有机涂层及无机涂层的导热系数，因此，在翅片表面使用碳纳米管涂层，相比现有技术中使用的有机涂层，本实用新型的技术方案可提高涂层换热系数，从而使换热器的换热率提升2％～20％，比如2％、5％、7％、8％、10％、12％、14％、16％、18％或20％。
根据本实用新型的实施例，有机涂层的厚度0.5～5微米，比如0.5微米、1微米、2微米、3微米、4微米或5微米。由此，不仅可以使得翅片和\/或导热管具有很好的耐蚀性，还可以提高换热器的换热率；若有机涂层的厚度太薄，有机涂层的厚度均匀性相对欠佳，且相对降低翅片和\/导热管的耐蚀性；若有机涂层的厚度太厚，则相对影响换热器整体的换热效果。
根据本实用新型的实施例，纳米管的长度为0.5～50微米，比如0.5微米、1微米、5微米、10微米、15微米、20微米、25微米、30微米、35微米、40微米、45微米或50微米。由此，既便于制备，纳米管的导热性也较佳，可以更有效的提高有机涂层30的导热性，进而提高换热器的整体换热率；若纳米管的长度小于0.5微米，则会相对降低换热器的换热率；若长度大于50微米，则容易导致纳米管发生团聚，不利于纳米管在有机涂层30中均匀的分散。
根据本发明的实施例，为了更进一步的提高换热器的换热效果，纳米管的长度大于等于有机涂层30的厚度。如前所述，纳米管在长度方向上的导热性较好，由此，纳米管可以更顺利地将翅片和\/或导热管散发的热量传递出去，进而更有效的的提高换热器的整体换热效率。
根据本实用新型的实施例，为了进一步提升换热器的换热率，纳米管为碳纳米管。由此，碳纳米管的导热系数较高，可使得换热器的换热效果更佳。
根据本实用新型的实施例，基于有机涂层的总质量，碳纳米管的质量百分数为0.1％～30％，比如0.1％、5％、12％、14％、16％、18％、20％、23％、25％、28％或30％。由此，可以有效的提高换热器的换热率，且保证翅片10和\/或导热管20良好的耐蚀性；若碳纳米管的质量百分含量太低，则有机涂层30的导热系数提高不明显，进而使得换热器的换热率改善不明显；若碳纳米管的质量百分含量太高，则相对会大大提高制备成本。
根据本实用新型的实施例，碳纳米管的纯度大于90％，比如90％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％。由此，可以很好的提高有机涂层30的导热系数，进而提高换热器的换热率；若碳纳米管的纯度太低，则有机涂层30的导热系数相对降低。
根据本实用新型的实施例，所述碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管中的至少一种。其中，单壁碳纳米管的导热系数高于多壁碳纳米管的导热系数，但是单壁碳纳米管的制备成本也较高，由此，不仅对纳米管的选择性广，而且本领域技术人员可以根据制备工艺、生产成本、纳米管涂层的导热系数等不同实际需求灵活选择不同种类的纳米管。根据本实用新型的一些实施例，碳纳米管也可以选自镀铜碳纳米管和镀镍碳纳米管中的至少一种。由此，可以进一步扩大碳纳米管的选择性。
根据本实用新型的实施例，单壁碳纳米管的管径为1～5纳米，比如1纳米、2纳米、3纳米、4纳米或5纳米，多壁碳纳米管的管径为8～50纳米，比如8纳米、10纳米、15纳米、20纳米、25纳米、30纳米、35纳米、40纳米、45纳米或50纳米。由此，选择性广，便于制备，也可保证纳米管涂层的良好的导热效果。
根据本实用新型的实施例，所述多壁碳纳米管包括羟基化多壁碳纳米管、羧基化多壁碳纳米管、石墨化多壁碳纳米管和氨基化多壁碳纳米管的至少一种。由此，既可以扩大碳纳米管种类的选择性，在制备过程中还有利于提高碳纳米管的均匀分散，进而提高碳纳米管涂层30的导热均匀性。
根据本实用新型的实施例，所述碳纳米管的制备方法选自电弧放电法、激光烧蚀法、化学气相沉积法、固相热解法、辉光放电法、气体燃烧法或聚合反应合成法。由此，对碳纳米管制备工艺的选择性广，本领域技术人员可以根据实际需求灵活选择不同的制备工艺；而且上述制备工艺成熟，易于操作，便于工业化生产；此外，上述方法制备的碳纳米管的导电性较佳，使用性能优异。
根据本实用新型的实施例，所述有机涂层中还包括分散剂。由此，可以更进一步的提高纳米管在有机涂层中分散的均匀性。
根据本实用新型的实施例，所述换热器进一步包括亲水层，所述亲水层设置在所述有机涂层暴露的表面上。由此，换热器暴露的表面具有较佳的亲水性，便于换热器的清洗。在本实用新型中，形成亲水层的材料没有限制要求，本领域技术人员可以根据实际需求灵活选择常规材料即可，比如，聚丙烯酸酯、聚乙烯醇和聚乙二醇等亲水材料。
根据本实用新型的实施例，所述换热器进一步包括疏水层，所述疏水层设置在所述有机涂层暴露的表面上。由此，换热器暴露的表面具有较佳的疏水性，可以减少灰尘的堆积。在本实用新型中，形成亲水层的材料没有限制要求，本领域技术人员可以根据实际需求灵活选择常规材料即可，比如有机氟、有机硅等低表面能材料。
根据本实用新型的实施例，所述换热器进一步包括亲疏水转换层，所述亲疏水转换层设置在所述有机涂层暴露的表面上。由此，可以根据需求灵活转换翅片和\/或导热管表面的亲疏水性，满足换热器对亲水性和疏水性的不同性能需求。其中，亲水性和疏水性的转换条件没有特殊要求，本领域技术人员可以根据形成亲疏水性转换层的材料而定，比如，若形成亲疏水转换层的材料为聚四氟蜡\/氟化碳纳米管复合涂层时，可通过亲疏水转换层温度的变化实现亲水性和疏水性之间的转化；若形成亲疏水转换层的材料为具有亲水特性的三维多孔石墨烯时，可以通过设定亲疏水转换层所处环境的气氛控制获得亲水性和疏水性之间的转化。
在本实用新型的一方面，本实用新型提供了一种空调器。根据本实用新型的实施例，所述空调器包括前面所述的换热器。由此，空调器的换热器具有较高的换热率，可以提高整机的性能，此外，该空调器具有前面所述的换热器的所有特征和优点，在此不再一一赘述。
本领域技术人员可以理解，上述空调器除了前面所述的换热器，还包括空调器所必备的结构或部件，比如压缩机、节流组件、四通阀、消声器、毛细管、过渡管、制冷剂管路或外壳等空调所必备的结构或部件。
在本实用新型的一方面，本实用新型提供了一种制冷设备。根据本实用新型的实施例，所述制冷设备包括前面所述的换热器。由此，制冷设备的换热器具有较高的换热率，可以提高制冷设备的工作性能，此外，该制冷设备具有前面所述的换热器的所有特征和优点，在此不再一一赘述。
根据本实用新型实施例，制冷设备的具体种没有限制要求，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择。在本实用新型的一些实施例中，制冷设备包括：冰箱、冰柜、制冰机等。
实施例
实施例1
在换热器所有翅片10的表面上设置1微米厚的有机涂层30，其中有机涂层30中的碳纳米管的质量百分含量为1％。
实施例2
在换热器所有翅片10和导热管20的表面上均设置1微米厚的有机涂层30，其中有机涂层30中的碳纳米管的质量百分含量为30％。
对比例1
在换热器所有翅片10的表面上设置1微米厚的涂层基体。
对比例2
在换热器所有翅片10和导热管20的表面上均设置1微米厚的涂层基体。
在不同风速下分别对实施例1-2和对比例1-2中的换热器进行换热量测试，测试结果参见表1。
表1实施例1-2和对比例1-2中的换热器的测试结果
其中，实施例1中换热器的换热率提升率＝(实施例1的换热量-对比例1的换热量)\/对比例1的换热量，实施例2中换热器的换热率提升率＝(实施例2的换热量-对比例2的换热量)\/对比例2的换热量。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920029731.7
申请日:2019-01-08
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:44(广东)
授权编号:CN209558943U
授权时间:20191029
主分类号:F28D 1/047
专利分类号:F28D1/047;F28F1/12;F28F13/18;F28F19/02;F24F13/30
范畴分类:35F;
申请人:广东美的制冷设备有限公司;美的集团股份有限公司
第一申请人:广东美的制冷设备有限公司
申请人地址:528311 广东省佛山市顺德区北滘镇林港路
发明人:林勇强;尚秀玲
第一发明人:林勇强
当前权利人:广东美的制冷设备有限公司;美的集团股份有限公司
代理人:赵天月
代理机构:11201
代理机构编号:北京清亦华知识产权代理事务所（普通合伙）
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计