CN101782296A - 微通道换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种微通道换热器，其包括至少两根集流管、分别穿过所述集流管上的插槽插入到所述集流管内的多根扁管、以及连接到所述集流管用于输入或输出制冷剂的至少两根连接管。所述微通道换热器还包括设置在所述集流管内的带有一个或更多个开口的减阻板，所述减阻板在所述集流管内分隔出沿所述集流管的长度方向延伸的上腔和下腔，并且所述扁管未被插入到所述下腔中，所述连接管经由所述下腔与所述扁管流体连通。本发明的微通道换热器通过在集流管内特别地设置减阻板，制冷剂在集流管内部流动时主要是通过比较光滑的下腔流动，没有了扁管的阻碍，压力损失大幅降低，从而有效地减少了空调设备的工作能耗。

Description

微通道换热器
技术领域
本发明涉及空调设备技术，具体地涉及一种用于空调设备的微通道换热器。
背景技术
传统的空调设备通常采用翅片管式换热器，这种换热器由蛇形管和穿在蛇形管上的翅片构成，最常见的是一种铜管外穿铝质翅片的结构。这种传统的翅片管式换热器存在换热效率较低、体积庞大、制冷剂易泄漏到大气中造成环境问题和/或蛇形管与翅片间容易因腐蚀而分离等等缺点。多年来，技术人员正致力于开发各种适用于空调设备的微通道换热器，以提高换热效率，并同时克服传统翅片管式换热器的各种缺点。
在空调设备领域中，现有技术的微通道换热器一般包括集流管、微通道形式的扁管以及扁管之间的换热翅片。其中，集流管的截面一般为圆形，扁管的截面一般为近似矩形。而且，在集流管一侧的管壁上形成有供扁管插入到集流管内的插槽。扁管在插入集流管内之后，对扁管与集流管管壁上的插槽进行焊接，以固定扁管并使集流管内部空间与外界密封。
在现有技术的微通道换热器中，由于要保证集流管和扁管焊接时扁管孔不被焊剂堵死，必须将扁管插入到集流管内较深的位置处(即，扁管伸入集流管内的长度较长)。而这将导致制冷剂在集流管内流动时会受到扁管的较大阻碍，产生较大损失。因此，对于整个空调系统来言，压缩机需要提供更多功率，造成整个空调系统较大的能耗。
发明内容
本发明的一个目的旨在降低制冷剂在集流管内部流动时因阻力造成的压力损失，减少空调设备的工作能耗，提高系统效率。
本发明的一个进一步的目的旨在实现上述改进的同时，尽量不改变现有集流管和/或扁管本身的结构，从而使得能够继续使用现有工艺设备、集流管和扁管等，最小化技术升级的成本。
具体地，本发明提供了一种微通道换热器，其包括至少两根集流管、分别穿过所述集流管上的插槽插入到所述集流管内的多根扁管、以及连接到所述集流管用于输入或输出制冷剂的至少两根连接管(也可称为进出口管)。特别地，所述微通道换热器还包括设置在所述集流管内的带有一个或更多个开口的减阻板，所述减阻板在所述集流管内分隔出沿所述集流管的长度方向延伸的上腔和下腔，并且所述扁管未被插入到所述下腔中，所述连接管经由所述下腔与所述扁管流体连通。
在一个实施例中，所述扁管的末端可被设置成处于所述上腔内，且与所述减阻板的上表面存在间隔。
优选地，所述减阻板中的开口为沿所述减阻板的长度方向布置的、贯穿所述减阻板的厚度方向的多个通孔。
优选地，所述减阻板是选自平板、圆弧板和曲面板中的一种。
在另一个实施例中，所述减阻板中的开口为贯穿所述减阻板的厚度方向的多个槽孔，所述多个槽孔沿所述减阻板的长度方向被布置成分别与所述集流管上相应的插槽对准。
优选地，每个所述扁管的末端分别被插入所述减阻板中相应的槽孔内。
优选地，所述槽孔通过对平板形式的所述减阻板进行冲压形成的。
优选地，所述槽孔朝向所述下腔的一侧可以带有冲压形成的翻边，以帮助保持插入所述槽孔中的所述扁管的末端。
优选地，插入所述槽孔内的所述扁管的末端的端面与所述翻边的端面平齐。
综上可以看出，本发明的微通道换热器通过在集流管内特别地设置减阻板，制冷剂在集流管内部流动时主要是通过比较光滑的下腔流动，没有了扁管的阻碍，压力损失大幅降低，从而有效地减少了空调设备的工作能耗，提高系统效率。
本文中使用的附图标记如下：
100    根据本发明第一实施例的微通道换热器
200    根据本发明第二实施例的微通道换热器
10    集流管
14    插槽
16    扁管
18    翅片
20    边板
22    端盖
24    连接管
30    减阻板
31    翻边
32    通孔
32′  槽孔
34    上腔
36    下腔
根据下文的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图并以示例性而非限制性的方式对本发明进行详细描述。附图中相同的附图标记表示相同或相似的部件或组成部分，其中：
图1是根据本发明第一实施例的微通道换热器的示意图，其中为清楚起见，对于平行排列的许多扁管及扁管间的翅片仅示出了位于集流管两端附近的部分扁管和翅片；
图2是图1的微通道换热器的示意性左侧端视图；
图3是图1中区域A的示意性局部放大剖视图；
图4是沿图3中的剖切标记B-B获取的示意性局部放大剖视图；
图5是图1中减阻板的示意性顶视图；
图6是图5中减阻板的示意性端视图；
图7是图5中减阻板的示意性侧视图；
图8是根据本发明第二实施例的微通道换热器的示意图，其中为清楚起见，对于平行排列的许多扁管及扁管间的翅片仅示出了位于集流管两端附近的部分扁管和翅片；
图9是图8的微通道换热器的示意性左侧端视图；
图10是图8中区域C的示意性局部放大剖视图；
图11是图8中减阻板的示意性预视图；
图12是图8中减阻板的示意性侧视图；
图13是图12中区域E的示意性局部放大剖视图；
图14是沿图11中的剖切标记D-D获取的示意性局部放大剖视图。
具体实施方式
图1和图8分别示出了根据本发明第一实施例的微通道换热器100和根据本发明第二实施例的微通道换热器200。如这些图所示，微通道换热器100其包括至少两根集流管10、分别穿过所述集流管上的插槽14插入到所述集流管内的多根扁管16、以及连接到所述集流管用于输入或输出制冷剂的至少两根连接管24。
扁管16在插入集流管10内之后，扁管16与插槽14之间一般还要进行焊接固定和密封。而且如图1-2或图8-9所示，微通道换热器100和200在其集流管的两端优选设置有端盖22，连接管24是穿过端盖22中的孔与集流管连通的。此外，在微通道换热器100和200的一般平行排列的扁管16之间设置有换热翅片18。而在左右两端的翅片18的外侧一般优选设置有边板20。这些部件和结构都是本领域技术人员公知的，本文对其不作更详细的描述。
特别地，根据本发明的微通道换热器100和200中还包括有例如通过插入或插塞方式设置在集流管10内的带有一个或更多个开口的减阻板30。所述开口优选是通过冲切或冲压工艺形成在减阻板30上的，而且可以带有或不带有翻边(这将在下文更详细地描述)。
减阻板30在集流管10内分隔出沿集流管10的长度方向(即该管道的纵向轴线方向，在图1中即水平方向)延伸的上腔34和下腔36，并且各个扁管16的末端都未被插入到下腔36中。连接管24经由下腔36与扁管16流体连通。
在根据本发明第一实施例的微通道换热器100中，扁管10的末端可被设置成处于上腔34内(即终止于上腔34内)，且与减阻板30的上表面间存在一定间隔。
进一步地，参见图3-7，微通道换热器100的减阻板30中的开口具体可被设置成沿减阻板30的长度方向布置的、贯穿减阻板30的厚度方向的多个通孔32，这些通孔优选不带有冲压翻边。
减阻板30上的通孔可以排列成任意期望的形式，例如各种无规则排列形式或有规则排列形式。例如，减阻板30上的所有通孔32可分别与扁管16的端面对准。再例如，在减阻板30上与扁管16的端面正对的区域中可相应地设置一排多个通孔32，这样从扁管16喷射出来的制冷剂有一部分可以直接从这些正对的通孔32中进入下腔36，而且在该例中，还可以在减阻板30上处于扁管16之间的区域中分散地设置一些通孔32，剩余的制冷剂可以从这些通孔32中流入下腔。
而且，各个通孔32的直径可以是相同或不相同的。通孔32的疏密程度也可以不同，例如可以设置成在距离连接管管口越远处，通孔越密，等等。在有些情况下，例如，为了平衡阻力，通孔32的直径可被设置成距离连接管24的管口越远，直径越大；或者，可将所有通孔的直径设置成相同的，但在距离连接管24的管口越远的地方，通孔32的数量越多。
此外，在根据本发明第一实施例的微通道换热器100中，减阻板30可以是平板、圆弧板或曲面板。
参见图8-14，在根据本发明第二实施例的微通道换热器200中，减阻板30中的开口优选被设置为贯穿减阻板30厚度方向的多个槽孔32，(也可称为插槽)。这些槽孔32′沿减阻板30的长度方向被布置成分别与集流管10上相应的插槽14对准，从而使得每个扁管16的末端在穿过集流管10上的插槽插入集流管10内之后，可被继续插入减阻板30中相应对准的槽孔32′内。
优选地，槽孔32′是通过对平板形式的减阻板30进行冲压形成的，而且在槽孔32′朝向下腔36的一侧优选带有冲压形成的翻边31，以帮助保持或夹住插入槽孔32′中的扁管16的末端。特别地，在扁管16的末端插入槽孔32′中后，优选不应将槽孔32′和扁管16焊接在一起上腔34做成完全封闭的内腔(即减阻板30与集流管10的内壁、端盖22的内壁以及扁管16焊接，形成完全隔离的封闭内腔)，也就是说，优选不能使上腔34与下腔36彼此间完全密封或隔离，因为若使上腔34与下腔36之间完全密封或隔离如果上腔34做成完全封闭的内腔，那么工作时在上腔34与下腔36将会出现较大压差，并且可能导致减阻板30等部件损坏，而且如果上腔34残留气体，上腔34与下腔36之间一旦泄漏，则残留气体会进入制冷剂系统，影响系统性能。本领域技术人员可意识到，在本发明中，冲压形成的槽孔32′本身也被优选成形为不与大致矩形的扁管16之间不会形成完全密封。
进一步地，插入槽孔32′内的扁管16的末端的端面优选最多与翻边31的端面平齐。
此外，在本发明的各个实施例中，根据需要，可以将减阻板30与集流管10和/或端盖22和/或扁管16之间焊接在一起(但不能将减阻板30、集流管10、端盖22和扁管同时焊接在一起形成封闭内腔)，以使减阻板30牢固地固定在集流管内。
虽然本文示出和描述了本发明的多个示例性的优选实施例，但本领域技术人员可以据此推导出符合本发明原理的其他实施例，所有这些实施例都应被认为落入本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种微通道换热器，包括至少两根集流管、分别穿过所述集流管上的插槽插入到所述集流管内的多根扁管、以及连接到所述集流管用于输入或输出制冷剂的至少两根连接管，其特征在于，
所述微通道换热器还包括设置在所述集流管内的带有一个或更多个开口的减阻板，所述减阻板在所述集流管内分隔出沿所述集流管的长度方向延伸的上腔和下腔，并且所述扁管未被插入到所述下腔中，所述连接管经由所述下腔与所述扁管流体连通。
2.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，所述扁管的末端处于所述上腔内，且与所述减阻板的上表面存在间隔。
3.根据权利要求1或2所述的微通道换热器，其特征在于，所述减阻板中的开口为沿所述减阻板的长度方向布置的、贯穿所述减阻板的厚度方向的多个通孔。
4.根据权利要求3所述的微通道换热器，其特征在于，所述减阻板是选自平板、圆弧板和曲面板中的一种。
5.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，所述减阻板中的开口为贯穿所述减阻板的厚度方向的多个槽孔，所述多个槽孔沿所述减阻板的长度方向被布置成分别与所述集流管上相应的插槽对准。
6.根据权利要求5所述的微通道换热器，其特征在于，每个所述扁管的末端分别被插入所述减阻板中相应的槽孔内。
7.根据权利要求5所述的微通道换热器，其特征在于，所述槽孔是通过对平板形式的所述减阻板进行冲压形成的。
8.根据权利要求5所述的微通道换热器，其特征在于，所述槽孔朝向所述下腔的一侧带有冲压形成的翻边，以帮助保持插入所述槽孔中的所述扁管的末端。
9.根据权利要求8所述的微通道换热器，其特征在于，插入所述槽孔内的所述扁管的末端的端面与所述翻边的端面平齐。
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