CN101634527B - 微通道换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种微通道换热器，包括：形成有入口的第一集流管；与所述第一集流管间隔开预定距离的第二集流管；扁管，所述扁管的两端分别与所述第一集流管和第二集流管相连以便扁管内的多个微通道分别与所述第一集流管和第二集流管相连通；翅片，所述翅片分别设置在相邻的扁管之间；和回路管，所述回路管的一端与位于第一集流管和第二集流管中的一个集流管上的出口相连通且另一端朝向所述第一集流管和第二集流管中的另一个集流管延伸。本发明的微通道换热器能够方便地改变出口位置，安装方便，结构紧凑。
Description
技术领域
本发明涉及一种微通道换热器。
背景技术
微通道换热器是用于热交换的装置，例如可以用作制冷系统内的冷凝器和蒸发器。微通道换热器通常包括集流管，形成有微通道的扁管，和设置在相邻扁管之间的翅片。换热器内部的流路可以划分为多个流路，当流路数为偶数时，换热器出口与换热器入口在同一个集流管上；当流路数为奇数时，换热器出口和换热器入口不在同一根集流管上。
根据微通道换热器的尺寸和工作环境，为了优化换热性能，具有奇数流路和偶数流路的微通道换热器都经常用到。由于具有奇数流路和偶数流路的微通道换热器的出口位置不一致，因此会给微通道换热器的安装以及机箱设计带来很大困难。例如，在使用中，如果热交换器具有奇数个流路而安装要求出口与入口在同一侧，或者热交换器具有偶数个流路而安装要求出口与入口位于不同侧，传统热交换器无法满足要求，从而为了安装带来困难，且降低了工作效率。
此外，当微通道换热器用作冷凝器时，根据制冷系统的不同工况，所需的制冷剂量不同，传统微通道换热器无法自动调节制冷系统的回路内的制冷剂量，制冷系统运行不平稳。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种微通道换热器，该微通道换热器能够根据需要改变出口的位置，例如对于具有奇数个流路的微通道换热器，能够使出口位置与入口位置在同一侧，此外，对于具有偶数个流路的微通道换热器，能够使出口位置与入口位置位于相对的两侧。
根据本发明一个实施例的微通道换热器，包括：第一集流管，所述第一集流管上可以形成有入口；第二集流管，所述第二集流管可以与所述第一集流管间隔开预定距离；扁管，所述扁管的两端可以分别与所述第一集流管和第二集流管相连以便扁管内的多个微通道可以分别与所述第一集流管和第二集流管相连通；翅片，所述翅片可以分别设置在相邻的扁管之间；和回路管，所述回路管的一端可以与形成在第一集流管和第二集流管中的一个集流管上的出口相连通且另一端朝向所述第一集流管和第二集流管中的另一个集流管延伸。
另外，根据本发明实施例的微通道换热器还具有如下附加技术特征：
所述回路管的一端可以伸入到所述一个集流管内且所述回路管的另一端可以沿所述另一个集流管的径向延伸穿过所述另一个集流管。
所述回路管的一端可以与所述一个集流管焊接。
在所述一个集流管内、在回路管与最外侧的扁管之间可以设有密封隔板。
所述回路管的另一端的尺寸可以扩大且回路管为圆管、椭圆管或扁状管。
所述回路管可以沿微通道换热器的最外侧延伸。
所述回路管与和所述回路管相邻的、位于最外侧的翅片焊接。
所述微通道换热器可以具有奇数个流路且所述出口可以形成在第二集流管上。
所述第一集流管和第二集流管内可以分别设有隔板以便所述微通道换热器可以具有不小于3的奇数个流路。
所述微通道换热器可以具有偶数个流路且所述换热器出口可以形成在第一集流管上。
所述第一集流管和第二集流管内可以分别设有隔板以便所述微通道换热器可以具有不小于4的偶数个流路。
所述微通道换热器可以用作冷凝器且回路管可以进一步用作储液器。
根据本发明实施例的微通道换热器至少具有下列优点之一：
根据本发明的实施例，通过回路管能够根据需要容易地改变微通道换热器的出口位置，从而便于微通道换热器的安装及其机箱的设计。
根据本发明的实施例，对于具有奇数流路的微通道换热器，可以通过回路管使微通道换热器的入口和出口位于微通道换热器的同一侧，对于具有偶数流路的微通道换热器，可以通过回路管使微通道换热器的入口和出口位于微通道换热器的相对侧，从而能够根据具体应用方便地选择微通道换热器，安装更加容易和便利。
根据本发明的实施例，回路管沿微通道换热器的横向最外侧延伸，从而能够对扁管和翅片起到保护作用。
根据本发明的实施例，回路管的一端与出口形成在其上的一个集流管焊接，且另一端延伸穿过另一个集流管，回路管不但起到对扁管和翅片的保护作用，而且回路管的热胀冷缩不会对微通道换热器带来不利影响。
根据本发明的实施例，回路管可以与微通道换热器横向最外侧的翅片焊接，从而不但能够保护翅片，而且增加了微通道换热器的整体强度。
根据本发明的实施例，当微通道换热器用作制冷系统中的冷凝器时，回路管能够进一步用作储液器，从而起到如下作用：防止液击；补偿制冷系统的制冷剂漏损；使制冷系统平衡；使进入制冷系统的蒸发器之前的制冷剂具有一定的过冷度；制冷系统工况发生变化或需要进行容量调试，制冷剂的循环量发生变化时，储液器能稳定制冷系统的制冷剂循环量；当对制冷系统进行大修时可以储存制冷剂，减小浪费及污染。而且无需为微通道换热器另外设置单独的储液器，降低了成本，节省了空间，微通道换热器的更加紧凑，外观更加整洁。
本发明实施例的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的微通道换热器的示意图；
图2是根据本发明实施例的具有一个流路的微通道换热器的示意图；
图3是根据本发明实施例的具有三个流路的微通道换热器的示意图，其中第一集流管和第二集流管内分别设有一个隔板；
图4是图1中的圆A所示部分的放大示意图；
图5是根据本发明一个实施例的图1中圆B所示部分的放大示意图；
图6是根据本发明另一个实施例的图1中圆B所示部分的放大示意图，其中回路管穿过第一集流管的一端的尺寸扩大；
图7是根据本发明另一个实施例的图1中圆B所示部分的放大截面示意图，其中回路管绕过第一集流管；
图8是根据本发明一个实施例的回路管的横截面示意图；
图9是根据本发明另一实施例的回路管的横截面示意图；以及
图10是根据本发明实施例的具有四个流路的微通道换热器的示意图，其中第一集流管内设有两个隔板且第二集流管内设有一个隔板。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，术语“第一”、“第二”仅是为了便于描述，而不能解释为对本发明的限制。
如图1和图2所示，根据本发明一个实施例的微通道换热器100包括第一集流管1、第二集流管2、扁管3、翅片4和回路管5。
在图1中，第一集流管1位于左侧，而第二集流管2位于右侧；在图2中，第一集流管1位于上侧，而第二集流管2位于下侧，其中第一集流管1和第二集流管2大体上平行且间隔开预定距离，需要说明的是，这仅仅是示例性的，本发明并不限于此。
第一集流管1形成有入口6，在图1和2中，在入口6处连接有一段入口管，入口管可以具有不同的形式和尺寸。这里，入口管和入口具有相同的含义。如图2中的箭头所示，流体如液体或气态制冷剂可以从入口6进入第一集流管1内，换言之，流体从入口6进入微通道换热器100内。
如上所述，第二集流管2与第一集流管1大体平行设置且间隔开预定距离，所述预定距离可以根据具体需要选择。在图1和2所示的示例中，微通道换热器100具有一个流路。
这里，术语“流路”是指流体从一个集流管朝向另一个集流管在扁管内沿一个方向流动的路径构成一个流路(如图2所示的具有一个流路的微通道换热器)。当微通道换热器内具有多个流路时，相邻的两个流路通过一个集流管内的连接流路(如图3中所示的连接流路21和11)串联，且相邻两个流路内的流体流向大体相反。需要说明的是，一个流路可以包括多个扁管且流体在所述多个扁管内的流向大体相同。
例如，如图3所示，在具有3个流路的微通道换热器内，流体从第一集流管1朝向第二集流管2在四个扁管2内沿向下流动(第一流路)；然后，流体通过第二集流管2内的连接流路21改变方向从第二集流管2朝向第一集流管1在四个扁管2内向上流动(第二流路)，换言之，第一流路和第二流路通过第二集流管2内的连接流路21串联；最后，流体通过第一集流管1内的连接流路11改变方向从第一集流管1朝向第二集流管2在四个扁管2内向下流动(第三流路)，第三流路与第二流路通过第一集流管1的连接流路11串联。
由于微通道换热器100具有奇数个流路，如图1和图2所示的1个流路，微通道换热器100的出口7形成在第二集流管2上，即出口7与入口6不在同一集流管上。
扁管3的两端分别与第一集流管1和第二集流管2相连，从而扁管3内的多个微通道分别与第一集流管1和第二集流管2相连通。由此，流体能够从入口6进入第一集流管1，然后通过扁管3内的微通道流到第二集流管2内，最后通过出口7排出第二集流管2。当流过扁管3时，流体与外部发生热交换。
用于热交换的翅片4分别设置在相邻的扁管3之间，例如翅片4可以焊接到扁管3上。
如上所述，当微通道换热器100具有奇数个(例如1个流路)时，入口6和出口7分别形成在第一集流管1和第二集流管2上。换言之，入口6和出口7不在微通道换热器100的同一侧。
在使用中，例如安装空间或与出口7相连的管路位置可能要求入口6和出口7位于微通道换热器100的同一侧，例如图1中的左侧或图2中的上侧。为此，回路管5的一端与形成在第二集流管2上的出口7相连通而另一端朝向第一集流管1延伸，即回路管5的另一端51延伸到第一集流管1所在的一侧。由此，回路管5的另一端51成为将流体排出微通道换热器100的出口。换言之，回路管5将微通道换热器100的出口移到了入口6一侧，即回路管5的另一端51替代了出口7的功能，从而微通道换热器100的入口和出口位于微通道换热器100的同一侧(图1中的左侧和图2中的上侧)，即使安装空间或与出口相连的管路位置要求微通道换热器100的入口和出口在同一侧，也能够方便地安装微通道换热器100。
如图1和2所示，根据本发明一些实施例，回路管5的另一端51从第二集流管2沿着微通道换热器100的最外侧朝向第一集流管1延伸并且超过第一集流管1，这里，“最外侧”是指微通道换热器100的横向(图1中的上下方向，图2中的左右方向)最外侧。
如图4所示，图4是图1中圆A所示部分的放大示意图，回路管5的一端伸入到第二集流管2内，并且可以与第二集流管2焊接。在本发明的一些实施例中，如图5所示，图5是图1中圆B所示部分的放大示意图，回路管5的另一端沿第一集流管1的径向延伸穿过第一集流管1，并且不与第一集流管1焊接，从而回路管5的热胀冷缩不会对微通道换热器100带来不利影响。此外，在第一集流管1内，在回路管5与最外侧的扁管3之间设有密封隔板10，从而防止流体泄漏。
在本发明的可选实施例中，回路管5的另一端也可以不穿过第一集流管1，而是从第一集流管1的一侧绕过第一集流管1，如图7所示。回路管5可以例如通过卡箍与第一集流管1连接。
在本发明的一些实施例中，如图6所示，从第一集流管1内延伸出的回路管5的另一端51的尺寸扩大，以便与其他管路相连。如图8和9所示，回路管5可以为圆管、扁状管，但是并不限于此，例如也可以为椭圆管。
在图1-2和4-6所示的示例中，回路管5与和它相邻的位于微通道换热器100的横向最外侧的翅片4焊接，由此回路管5可以起到保护扁管3和翅片4保护作用，并且增加了微通道换热器100的强度。
当根据本发明实施例的微通道换热器100在制冷系统内用作冷凝器时，回路管5还可以进一步用作储液器。回路管5构成的储液器能够防止制冷系统内的液体冲击；补偿制冷系统的制冷剂漏损；维持蒸发和冷凝之间的平衡；使进入制冷系统的蒸发器之前的制冷剂具有一定的过冷度；制冷系统工况发生变化或需要进行容量调试，制冷剂的循环量发生变化时，储液器能稳定制冷系统的制冷剂循环量；当对制冷系统进行大修时可以储存制冷剂，减小浪费及污染。因此，微通道换热器100无需另外设置单独的储液器，降低了成本，节省了空间，微通道换热器100的结构更加紧凑，外观更加整洁。
在图1和图2所示的示例中，微通道换热器100具有一个流路。下面参考附图3描述根据本发明另一实施例的具有三个流路的微通道换热器100。如图3所示，在第一集流管1内设有隔板8，从而将第一集流管1分成第一部分1a和第二部分1b。在第二集流管2内设有隔板9，从而将第二集流管2分成第一部分2a和第二部分2b。
如上所述，在图3所示的微通道换热器内，如图3中的箭头所示，流体从第一集流管1的入口6进入第一集流管1的第一部分1a并且沿扁管3a向下流动到第二集流管2的第一部分2a内(第一流路)。进入第二集流管2的第一部分2a内的流体通过第二集流管2内的连接流路21改变方向沿扁管3b向上流动到第一集流管1的第二部分1b内(第二流路)。然后流动到第一集流管1的第二部分1b内的流体通过第一集流管1内的连接流路11改变方向沿扁管3c向下流动到第二集流管2的第二部分2b内(第三流路)。最后，流体从第二集流管2上的出口7进入回路管5，通过延伸到第一集流管1一侧的回路管5的另一端51排出。由于微通道换热器100的入口和出口位于同一侧，为安装和微通道换热器100的机箱设计带来便利。根据图3所示实施例的微通道换热器100的其他结构可以与图1和图2所示的实施例的结构相同，这里不再详细描述。
当然，通过改变第一集流管1和第二集流管2内设置的隔板8和9的数量，微通道换热器100可以具有大于3的奇数个流路，例如5，7，9个流路，这对于本领域的普通技术人员而言是能够容易理解的。
下面根据本发明实施例说明具有偶数个流路的微通道换热器100。在图10所示的示例中，微通道换热器100具有4个流路。如图10所示，在第一集流管1内间隔开设有两个隔板8a，8b，从而将第一集流管1分成第一至第三部分1a，1b，1c。在第二集流管2内设有一个隔板9，从而将第二集流管2分成第一和第二部分2a，2b。
如图10中的箭头所示，在具有四个流路的微通道换热器内，流体从第一集流管1的入口6进入第一集流管1的第一部分1a并且沿扁管3a向下流动到第二集流管2的第一部分2a内(第一流路)。进入第二集流管2的第一部分2a内的流体通过第二集流管2内的连接流路21改变方向沿扁管3b向上流动到第一集流管1的第二部分1b内(第二流路)。然后流动到第一集流管1的第二部分1b内的流体通过第一集流管1内的连接流路11改变方向沿扁管3c向下流动到第二集流管2的第二部分2b内(第三流路)。接着，流动到第二集流管2的第二部分2b内的流体通过连接流路21改变方向沿扁管3d向上流动到第一集流管1的第三部分1c内(第四流路)。最后，流体从第一集流管1上的出口7进入回路管5，通过延伸到第二集流管2一侧的回路管5的另一端51排出。因此，具有4个流路的微通道换热器100的入口和出口能够位于不同侧，能够满足对具有偶数个流路且出口和入口位于不同侧的微通道换热器100要求。
从上面结合图3和图10的描述可知，在微通道换热器内的流路中，奇数流路内的流体流向大体相同，而偶数流路内的流体流向大体相同，且相邻的奇数流路和偶数流路通过一个集流管内的连接流路串联。
在图10所示的示例中，微通道换热器100具有4个流路。本领域的普通技术人员可以理解，通过改变第一集流管1和第二集流管2内的隔板8和9的数量，微通道换热器100可以具有2个或大于4个的偶数个流路。
根据本发明实施例的具有偶数个流路的微通道换热器100的其他结构可以与图2和图3所示的具有奇数个流路的微通道换热器100的结构类似，例如，回路管5的一端可以伸入到第一集流管1并与其焊接。回路管5的另一端穿过第二集流管2，且在第二集流管2内，在回路管5与最外侧的扁管3之间设置密封隔板10，防止流体泄漏。此外，回路管5也可以与横向最外侧的翅片4焊接，以保护翅片4和扁管3，并且增加微通道换热器100的强度。当图10所述的微通道换热器100在制冷系统内用作冷凝器时，回路管5也进一步用作储液器，其优点和效果上面已经描述。
由此，根据本发明实施例的微通道换热器100，可以根据需要改变出口在微通道换热器100上位置，微通道换热器100的适用性提高，便于安装，包装微通道换热器100的机箱便于设计。回路管5不但起到改变微通道换热器100出口位置的作用，而且其热胀冷缩不会对微通道换热器100带来不利影响，同时保护了翅片4和扁管3，增加了微通道换热器100的整体强度。当微通道换热器100用作制冷系统内的冷凝器时，回路管5还能够进一步用作储液器，使得制冷系统的操作更加平稳，微通道换热器100的制造成本更低，结构更加紧凑，外观更加整洁。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种微通道换热器，包括：
第一集流管，所述第一集流管上形成有入口；
第二集流管，所述第二集流管与所述第一集流管间隔开预定距离；
扁管，所述扁管的两端分别与所述第一集流管和第二集流管相连以便所述扁管内的多个微通道分别与所述第一集流管和第二集流管相连通；
翅片，所述翅片分别设置在相邻的扁管之间；和
回路管，所述回路管的一端与形成在第一集流管和第二集流管中的一个集流管上的出口相连通且另一端朝向所述第一集流管和第二集流管中的另一个集流管延伸且所述回路管沿微通道换热器的最外侧延伸，所述回路管的另一端从所述另一个集流管的一侧绕过所述另一个集流管且通过卡箍与所述另一个集流管相连，且所述回路管与和回路管相邻的、位于最外侧的翅片焊接。
2.根据权利要求1所述的微通道换热器，其中所述回路管的一端与所述一个集流管焊接。
3.根据权利要求1所述的微通道换热器，其中所述回路管的另一端的尺寸扩大且所述回路管为圆管、椭圆管或扁状管。
4.根据权利要求1所述的微通道换热器，其中所述微通道换热器具有奇数个流路且所述出口形成在所述第二集流管上。
5.根据权利要求4所述的微通道换热器，其中所述第一集流管和第二集流管内分别设有隔板以便微通道换热器具有不小于3的奇数个流路。
6.根据权利要求1所述的微通道换热器，其中所述微通道换热器具有偶数个流路且所述换热器出口形成在所述第一集流管上。
7.根据权利要求6所述的微通道换热器，其中所述第一集流管和第二集流管内分别设有隔板以便微通道换热器具有不小于4的偶数个流路。
8.根据权利要求1所述的微通道换热器，其中所述微通道换热器用作冷凝器且所述回路管进一步用作储液器。
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