CN101782338A - 热交换器 - Google Patents

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蒋建龙
汪峰
黄宁杰
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Sanhua Hangzhou Micro Channel Heat Exchanger Co Ltd
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Danfoss Sanhua Hangzhou Micro Channel Heat Exchanger Co Ltd
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/027—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes
    • F28F9/0273—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes with multiple holes

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Abstract

本发明公开了一种热交换器，其集流管包括外管和内管，所述内管设于所述外管之中，两者之间具有过渡腔体；传热管插装入所述外管中，且所述传热管的端部位于所述过渡腔体中，所述内管具有沿径向贯通管壁的多个连接通道；制冷剂通过所述内管流入或者流出所述集流管。自所述传热管流出的制冷剂首先进入所述过渡腔体中，然后再通过所述连接通道进入所述内管中；由于所述内管之中不存在所述传热管端部等阻碍物，制冷剂在较为光滑的内管中流动，不会形成漩涡，这样就有效降低了制冷剂在集流管中的沿程阻力损失，可以显著提高热交换器的性能。

Description

热交换器
技术领域
本发明涉及热交换技术领域，特别涉及一种用于暖通空调领域的热交换器。
背景技术
热交换器是实现冷、热流体间热量传递的设备，广泛应用于暖通空调领域，例如商用、家用以及汽车空调等。
请参考图1，图1为现有技术中一种典型的热交换器的结构示意图。
目前，一种比较典型的热交换器包括大体平行的第一集流管11和第二集流管15，两者之间具有多根大体上平行设置的传热管13。第一集流管11和第二集流管15相对应的管壁上各设有多个传热管接口(图中未示出)，传热管13的两端分别通过传热管接口插装入所述第一集流管11与第二集流管15中，从而将两者连通。
制冷剂可以首先进入第二集流管15(进口集流管)中，然后经过各条传热管13并与穿过热交换器的空气进行热交换，自各条传热管13流出的制冷剂汇入第一集流管11(出口集流管)中，然后流出。为了增大散热面积，可以在传热管13之间设置若干翅片14。
上述热交换器存在压力损失过大的问题。
请参考图2，图2为图1所示热交换器的局部剖视示意图。
由于传热管13的端部插装入第一集流管11中，因此制冷剂在沿第一集流管11流动的过程中将会形成一系列漩涡，图中带箭头的线条示意性地表示出了制冷剂的流动情况。
显然，热交换器的第一集流管11中存在较大的沿程阻力损失，这导致整个空调系统的换热性能不高。
此外，第二集流管15也存在类似的沿程阻力损失较大的问题。
因此，如何降低热交换器的集流管的沿程阻力损失从而提高热交换器的性能，是本领域的技术人员目前需要解决技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种热交换器，制冷剂在其中的沿程阻力较小。
为解决上述技术问题，本发明提一种热交换器，包括集流管以及插装入所述集流管内的多根传热管；所述集流管包括外管和设于所述外管中的内管，两者之间具有过渡腔体，所述传热管插装入所述外管中，且所述传热管的端部位于所述过渡腔体中，所述内管具有沿径向贯通管壁的多个连接通道；制冷剂通过所述内管流入或者流出所述集流管。
优选地，所述过渡腔体中设置至少两个阻隔部件，以阻碍制冷剂在所述过渡腔体中沿所述外管的轴向流动。
优选地，所述阻隔部件具体为隔板。
优选地，所述隔板将所述过渡腔体分隔为多个腔室，每一所述腔室容纳一根所述传热管的末端，所述连接通道连通所述内管的内腔与所述腔室。
优选地，所述外管和内管的材料选自铜、铜合金、铝或者铝合金。
优选地，所述热交换器具体为微通道蒸发器。
优选地，所述连接通道具体为连接孔，各所述连接孔分布于整个所述内管的管壁。
优选地，所述连接通道具体为沿所述内管的周向沿伸的连接槽。
优选地，各所述连接槽的开口均朝向所述传热管的末端。
优选地，在所述内管的周向上，相邻的连接槽均相错离适当的角度。
本发明所提供的热交换器，其集流管包括外管和内管，所述内管设于所述外管之中，两者之间具有过渡腔体；传热管插装入所述外管中，且所述传热管的端部位于所述过渡腔体中，所述内管具有沿径向贯通管壁的多个连接通道；制冷剂通过所述内管流入或者流出所述集流管。自所述传热管流出的制冷剂首先进入所述过渡腔体中，然后再通过所述连接通道进入所述内管中；由于所述内管之中不存在所述传热管端部等阻碍物，制冷剂在较为光滑的内管中流动，不会形成漩涡，这样就有效降低了制冷剂在集流管中的沿程阻力损失，可以显著提高热交换器的性能。
附图说明
图1为现有技术中一种典型的热交换器的结构示意图；
图2为图1所示热交换器的局部剖视示意图；
图3为本发明第一种具体实施方式所提供热交换器的局部剖视示意图；
图4为本发明第二种具体实施方式所提供热交换器的局部剖视示意图；
图5为本发明第一种具体实施方式所提供内管的俯视示意图；
图6为图5所示内管的正视示意图；
图7为本发明第二种具体实施方式所提供内管的结构示意图；
图8为本发明第三种具体实施方式所提供内管的结构示意图。
具体实施方式
本发明核心是提供一种热交换器，制冷剂在其中的沿程阻力较小。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图3，图3为本发明第一种具体实施方式所提供热交换器的局部剖视示意图。
在第一种具体实施方式中，本发明所提供的热交换器包括集流管，所述集流管具有双层结构，即外管21和位于外管21之中的内管22。
内管22可以略长于外管21，以便其端部伸出外管21适当的距离。外管21和内管22之间具有过渡腔体23；可以通过密封部件28将过渡腔体23的两端部密封。
外管21的表面具有多个传热管安装口，以便多根传热管25通过所述传热管安装口插装入外管21之中。图中仅示意性地表示了部分传热管25。传热管25之间可以设置翅片26，以增大散热面积、提高换热能力。
传热管25具体可以是扁管，所述热交换器具体可以是微通道蒸发器；当然，传热管25以及所述热交换器的具体结构并不限于此。
传热管25插装入外管21中，传热管25的端部位于过渡腔体23之中，且与内管22保留适当的距离。
内管22具有多个连接通道24，连接通道24沿径向将内管22贯通，即连接通道24将内管22的内腔与过渡腔体23连通。
传热管25中的制冷剂首先进入过渡腔体23中，接着穿过连接通道24进入内管22的内腔。然后，制冷剂沿着内管22的轴向流动，并经过内管22流出所述热交换器。
众所周知，热交换器通常包括两个集流管，即进口集流管和出口集流管；上文对出口集流管的结构进行了详细描述，显然，进口集流管同样可以采用上述结构，本文不再赘述。
本发明所提供的热交换器，其集流管包括外管21和内管22，内管22设于外管21之中，两者之间具有过渡腔体23；传热管25插装入外管21中，且传热管25的端部位于过渡腔体23中，内管22具有沿径向贯通管壁的多个连接通道24；制冷剂通过内管22流入或者流出所述集流管。自传热管25流出的制冷剂首先进入过渡腔体23中，然后再通过连接通道24进入内管22中；由于内管22之中不存在传热管25的端部等阻碍物，制冷剂在较为光滑的内管22中流动，不会形成漩涡，这样就有效降低了制冷剂在集流管中的沿程阻力损失，可以显著提高热交换器的性能。
请参考图4，图4为本发明第二种具体实施方式所提供热交换器的局部剖视示意图。
可以在上述第一种具体实施方式的基础上对本发明所提供的热交换器进行改进。
在第二种具体实施方式中，本发明所提供的热交换器的过渡腔体23中设置至少两个阻隔部件27，以阻碍制冷剂在过渡腔体23中沿外管21的轴向流动。
具体地，阻隔部件27可以设置于内管22的外壁，并大体垂直于内管22的轴向；阻隔部件27通常位于相邻的传热管25的端部之间。
阻隔部件27设置于外管21的内壁也是可以的。
当制冷剂自传热管25进入过渡腔体23后，由于阻隔部件27的限制，难以在过渡腔体23中发生横向(沿内管22的轴向)流动，从而确保制冷剂的横向流动主要发生在内管22之中，保证了制冷剂在集流管中具有较低的沿程阻力损失。
阻隔部件27具体可以是隔板。
阻隔部件27略微自内管22的外壁凸出即可起到阻碍制冷剂在过渡腔体23中横向流动的作用。然而，为了最大可能地避免制冷剂在过渡腔体23中发生横向流动，可以通过隔板将过渡腔体23分隔为多个腔室，各个腔室之间不存在直接连通。每一所述腔室可以容纳一根传热管25的末端，连接通道24将各所述腔室与连通内管22的内腔连通。这样，每一所述腔室中的制冷剂无法进入相邻的腔室，可以最大程度地避免制冷剂在过渡腔体23中发生横向流动，确保制冷剂在集流管中具有较低的沿程阻力损失。
外管21和内管22的材料均可以选自铜、铜合金、铝或者铝合金等。
可以进一步对内管22的结构进行改进。
请参考图5和图6，图5为本发明第一种具体实施方式所提供内管的俯视示意图；图6为图5所示内管的正视示意图。
在第一种具体实施方式中，本发明所提供的内管22的连接通道24具体为连接槽221，各连接槽221沿内管22的周向沿伸。各连接槽221的开口可以均朝向传热管25的末端，自传热管25流出的制冷剂可以直接通过连接槽221进入内管22之中。
请参考图7，图7为本发明第二种具体实施方式所提供内管的结构示意图。
本发明第二种具体实施方式所提供内管22的连接通道24同样是连接槽221，各连接槽221同样沿内管22的周向沿伸。与第一种具体实施方式不同的是，在内管22的周向上，相邻的连接槽221均相错离适当的角度。这样，制冷剂可以自过渡腔体23的顶部、中部和底部同时方便地进入内管22之中，制冷剂的流动较为顺畅，有利于降低其压力损失。
请参考图8，图8为本发明第三种具体实施方式所提供内管的结构示意图。
在第三种具体实施方式中，内管22的连接通道24具体为连接孔222，连接孔222分布于整个内管22的管壁，以便过渡腔体23各个位置的制冷剂均可顺利进入内管22之中。
以上对本发明所提供的热交换器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种热交换器，包括集流管以及插装入所述集流管内的多根传热管；其特征在于，所述集流管包括外管和设于所述外管中的内管，两者之间具有过渡腔体，所述传热管插装入所述外管中，且所述传热管的端部位于所述过渡腔体中，所述内管具有沿径向贯通管壁的多个连接通道；制冷剂通过所述内管流入或者流出所述集流管。
2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述过渡腔体中设置至少两个阻隔部件，以阻碍制冷剂在所述过渡腔体中沿所述外管的轴向流动。
3.如权利要求2所述的热交换器，其特征在于，所述阻隔部件具体为隔板。
4.如权利要求3所述的热交换器，其特征在于，所述隔板将所述过渡腔体分隔为多个腔室，每一所述腔室容纳一根所述传热管的末端，所述连接通道连通所述内管的内腔与所述腔室。
5.如权利要求4所述的热交换器，其特征在于，所述外管和内管的材料选自铜、铜合金、铝或者铝合金。
6.如权利要求5所述的热交换器，其特征在于，具体为微通道蒸发器。
7.如权利要求1至6中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述连接通道具体为连接孔，各所述连接孔分布于整个所述内管的管壁。
8.如权利要求1至6中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述连接通道具体为沿所述内管的周向沿伸的连接槽。
9.如权利要求8所述的热交换器，其特征在于，各所述连接槽的开口均朝向所述传热管的末端。
10.如权利要求8所述的热交换器，其特征在于，在所述内管的周向上，相邻的连接槽均相错离适当的角度。
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