CN100398968C - 超细管道热交换器的制冷剂分流结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超细管道热交换器的制冷剂分流结构，其能够通过沿着制冷剂的流动方向调节隔断的间隔以及针对制冷剂管群的截面积进行各自不相同的方法调节制冷剂的分配；本发明的热交换器包括：水平集管，其为中空状，因而可以使制冷剂流过；数个垂直制冷剂管群，插在上述水平集管内，以分配水平集管内流动的制冷剂；水平集管内部的垂直制冷剂管之间设置隔断，该隔断能够改变制冷剂的流动方向；垂直制冷剂管群沿着制冷剂的流动方向设置，制冷剂管群的截面积不相同；从而达到制冷剂在热交换器内部均匀地流动的效果，并可最大限度地提高热交换器的效率。

Description

超细管道热交换器的制冷剂分流结构

技术领域

本发明涉及热交换器，尤其涉及一种通过沿着制冷剂的流动方向调节隔断的间隔以及将制冷剂管群截面积设计成不相同的方法进行调节分配制冷剂的超细管道热交换器的制冷剂分流结构。

背景技术

一般热交换器是应用在将室内温度升高或降低的冷气机或暖风机等空气调节器中。图1为现有热交换器外观侧视示意图，图2为现有热交换器各个组成结构连接关系分解示意图，图3为图2所示的支管截面示意图。

参照上述附图可以得知，现有的热交换器由以下部分构成，即位于对应于下部集管1上方的上部集管2；位于上部集管2与下部集管1之间的数个支管3；安装在各个支管3之间的针体6。上述下部集管1呈圆筒形状，它的内部是中空状，其外周部分一侧形成数个用于插入并固定支管3的集管孔4，这些集管孔4沿着下部集管1的长度方向设置相同的间隔。与下部集管1相对应且位于其上方的上部集管2具有与下部集管1相同的形状。各个支管3沿其长度方向的两端分别固定在各个集管孔4内，因而，各个支管3沿集管1、2的长度方向并排排列。

由于使用中流动空气是朝向将两个集管1、2的长度方向上的轴线连接起来的面保持一定倾斜角度的方式流动，因而，可以流过各个支管3与两个集管1、2的间隙。支管3具有一定的长度、厚度和宽度，其中，长度是指它固定在两个集管1、2上的两端之间的距离，厚度是指它在与流动空气的流动方向保持垂直方向上的距离，宽度是指它在与流动空气的流动方向保持平行方向上的距离。支管3呈直角四边形的板状，其具有能够插入到两个集管1、2内的宽度和很薄的厚度，并且它的内部形成数个中空的管道(channel)5。

另外，各个支管3以各个支管3在宽度方向上与流动空气的流动方向保持平行的方式固定在两个集管1、2上。在各个支管3上形成的数个管道5在与支管3长度方向垂直的方向上具有微小的截面积，而沿着支管3长度方向具有一定的长度，并且它们沿着流动空气的流动方向顺序排列。由于具有上述结构的支管3的两侧末端固定在两个集管1、2上，因而，支管3与在集管1、2内部形成的中空空间相连通，并且，在各个支管3的间隙，为了形成能够使流动空气流过的空间而分别安装针体6，即上述各个针体6由于呈具有很薄的厚度的板状，因此可以折弯成数个“之”字形状而安装在各个支管3之间。虽然，上述针体6可以以多种形状固定安装，但是，一般来说最好是选择使它所形成的空间能够使流动空气的流动阻抗达到最小的形状。

图4为现有技术中的隔断以相同间隔安装状态的剖视示意图，图5为现有技术中相同截面积制冷剂管群的简略示意图。

如图4所示，数个支管3可以分为数个支管群，然后将上述各个支管群为基本单位，使各个支管群前后交替着装设有用于变更流向下部集管1和上部集管2的制冷剂的流动方向的隔断。即在第1支管群下方最后端处装设有第1隔断，在第2支管群上方最后端处装设有第2隔断，在第3支管群下方最后端处装设有第3隔断，在第4支管群上方最后端处装有第4隔断。在这种具备隔断结构的热交换器中，首先流入下部集管1的制冷剂会通过第1支管群而上升，上升后的制冷剂会顺着上部集管2水平移动，之后受到第2隔断的干涉作用，从而顺着第2支管群向下方下降，之后，以如上所述的方式反复顺着支管群上升和下降，并且在以这种方式沿着支管3移动的过程中，热量会传导给固定在支管3上的针体6，最后通过针体6的表面与流动空气实现有效的热交换。

因为，对于气态和液态两种状态混合在一起的两种状态的制冷剂来说，当制冷剂从集管向制冷剂管分配时，随着制冷剂的流动方向(下→上或上→下)其分配特性会变得不同。但是，在现有的热交换器中，由于隔断间的间隔相同，并且位于隔断之间的制冷剂管也与制冷剂的流动方向无关，而且具有相同的截面积，因此气液会得不到均匀的分配，从而造成蒸发器效率降低的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种超细管道热交换器的制冷剂分流结构(Micro Channel Heater Exchanger)，其沿着制冷剂的流动方向设置制冷剂管群，通过沿着制冷剂的流动方向调节隔断的间隔以及将制冷剂管群截面积设计成不相同的方法进行调节分配制冷剂，达到制冷剂在热交换器内部均匀地流动的效果，以最大限度地提高热交换器效率的目的。

本发明的目的是由以下技术方案实现的。

本发明一种超细管道热交换器的制冷剂分流结构，其特征是：热交换器包括：水平集管，其为中空状，因而可以使制冷剂流过；数个垂直制冷剂管群，它们插在上述水平集管内，可以分配在水平集管内流动的制冷剂；隔断，其设置在水平集管内部的垂直制冷剂管之间，可改变制冷剂的流动方向；该垂直制冷剂管群沿着制冷剂的流动方向设置，制冷剂管群的截面积各自不相同；

其中热交换器应用在蒸发器中，制冷剂管群的截面积为使内部制冷剂上升的制冷剂管群的截面积比使内部制冷剂下降的制冷剂管群的截面积大；

其中热交换器应用在冷凝器中，制冷剂管群的截面积为使内部制冷剂下降的制冷剂管群的截面积比使内部制冷剂上升的制冷剂管群的截面积大。

附图说明

图1为现有热交换器的外观侧视示意图。

图2为现有热交换器各个组成结构连接关系的分解示意图。

图3为图2所示的支管截面示意图。

图4为现有技术中隔断以相同间隔安装状态的剖视示意图。

图5为现有技术中相同截面积制冷剂管群的简略示意图。

图6a为本发明制冷剂管群截面积设计成不相同的蒸发器的简略示意图。

图6b为本发明制冷剂管群截面积设计成不相同的冷凝器的简略剖视示意图。

图中标号说明：

1下部集管(header)       2上部集管

3支管(tube)             4集管孔

5管道(channel)          6针体(pin)

7隔断。

具体实施方式

本发明超细管道热交换器的制冷剂分流结构的特征是：首先是其热交换器由以下部件构成：水平集管，其为中空状，因而可以使制冷剂流过；数个垂直制冷剂管群，它们插在水平集管内，可以分配在水平集管内流动的制冷剂；隔断，它们设置在水平集管内部的垂直制冷剂管之间，能够改变制冷剂的流动方向。在这样的热交换器中，垂直制冷剂管群沿着制冷剂的流动方向设置，其制冷剂管群的截面积设计成不相同的截面积。

下面参照附图对本发明超细管道热交换器制冷剂分流结构的理想实施例详细说明。

图6a为本发明制冷剂管群截面积设计成不相同截面积的蒸发器的简略示意图。参照图6a可以得知，这是一个把本发明热交换器应用在蒸发器中的实施例，通过下部集管而流入的制冷剂会通过第一制冷剂管群A而分流上升，从而到达上部集管的制冷剂会通过第二制冷剂管群B而重新下降，并且上述制冷剂会以这种方式反复上升和下降。在这里，第一制冷剂管群A的截面积比第二制冷剂管群B的截面积大，第三制冷剂管群C的截面积比第二制冷剂管群B的截面积大。像这样沿着制冷剂的流动方向把制冷剂管群的截面积分别设计成不相同的截面积的方式，即把内部具有制冷剂上升的制冷剂管群截而积设计得比内部具有制冷剂下降的制冷剂管群的截面积大，可以使制冷剂在热交换器内均匀地流动。在这里，最好把内部具有制冷剂上升的制冷剂管群与内部具有制冷剂下降的制冷剂管群的截面积之比设计成10～60％。

图6b为本发明将制冷剂管截面积设计成不相同的冷凝器的简略示意图。参照图6b可以得知，这是一个把本发明热交换器应用在冷凝器中的实施例，通过上部集管而流入的制冷剂会通过第一制冷剂管群A而分流下降，从而到达下部集管制冷剂会通过第二制冷剂管群B而重新上升，并且上述制冷剂会以这种方式反复下降和上升。在这里，第一制冷剂管群C的截面积比第二制冷剂管群B的截面积大，第三制冷剂管群A的截面积比第二制冷剂管群B的截面积大。像这样沿着制冷剂的流动方向把制冷剂管群的截面积分别设计成不相同的方式，即把内部具有制冷剂下降的制冷剂管群的截面积设计得比内部具有制冷剂上升的制冷剂管群的截面积大，可以使制冷剂在热交换器内均匀地流动。在这里，最好把内部具有制冷剂上升的制冷剂管群与内部具有制冷剂下降的制冷剂管群的截面积之比做成10～60％。

本发明超细管道热交换器的制冷剂分流结构能够达到以下效果，即能够通过将沿着制冷剂的流动方向设置的制冷剂管群截面积设计得各不相同的方法，可以使制冷剂在热交换器内部均匀流动，并可最大限度地提高热交换器的效率。

Claims (1)

1.一种超细管道热交换器的制冷剂分流结构，其特征是：热交换器包括：水平集管，其为中空状，因而可以使制冷剂流过；数个垂直制冷剂管群，它们插在上述水平集管内，可以分配在水平集管内流动的制冷剂；隔断，其设置在水平集管内部的垂直制冷剂管之间，可改变制冷剂的流动方向；该垂直制冷剂管群沿着制冷剂的流动方向设置，制冷剂管群的截面积各自不相同；

所述热交换器应用在蒸发器中，制冷剂管群的截面积为使内部制冷剂上升的制冷剂管群的截面积比使内部制冷剂下降的制冷剂管群的截面积大；

所述热交换器应用在冷凝器中，制冷剂管群的截面积为使内部制冷剂下降的制冷剂管群的截面积比使内部制冷剂上升的制冷剂管群的截面积大。

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