CN101806550A - 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：第一集流管；第二集流管；扁管，所述扁管的两端分别与第一集流管和第二集流管相连以连通第一集流管和第二集流管；和设置在相邻扁管之间的翅片，其中所述微通道换热器在第一集流管和第二集流管之间的预定位置处弯折以便将所述微通道换热器分为分别位于弯折处两侧的第一换热器部分和第二换热器部分，且第二换热器部分的第二翅片的传热系数大于第一换热器部分的第一翅片的传热系数。根据本发明的微通道换热器弯折成大体A形形状，且弯折处两侧的换热量一致，从而提高了换热效果。

Description

微通道换热器
技术领域
本发明涉及一种换热器，尤其是涉及一种具有大体A形形状的微通道换热器。
背景技术
微通道换热器具有广泛的用途，例如用在空调中。传统的微通道换热器通常为扁平的矩形体，但是在某些应用场合，需要将微通道换热器折弯以形成大体A形形状，从而微通道换热器分成分别位于折弯处两侧(即制冷剂流入侧和制冷剂流出侧)的第一换热器部分和第二换热器部分，第一和第二换热器部分的翅片在结构和设计上完全相同。
在使用中，进口气流从A形微通道换热器的下方朝向上方流动，在穿过微通道换热器时与扁管内的制冷剂热交换，然后从微通道换热器的上方流出，成为出口气流。在微通道换热器内，制冷剂在流动方向上温度逐渐变化。假设微通道换热器作为蒸发器，制冷剂温度在流动方向上温度逐渐升高，由于弯折处两侧的翅片结构相同，由于制冷剂温度在弯折处两侧不一致，因此弯折处两侧的出口气流的温度不一致。换言之，制冷剂流入侧的换热量大于制冷剂流出侧的换热量，从而使得制冷剂流出侧的出口气流的温度大于制冷剂流入侧的出口气流的温度。弯折处两侧出口气流的温度不一致会影响换热效果，例如当微通道换热器用在空调内时，弯折处两侧出口气流的温度不一致会空调的舒适性。当微通道换热器用于冷凝器时，类似地，也会发生两侧出口气流不一致的情况下，从而影响换热效果，例如空调的舒适性。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种微通道换热器，该微通道换热器弯折成大体A形形状，且弯折处两侧的换热量一致，从而提高了换热效果。
根据本发明一个实施例的微通道换热器，包括：第一集流管；第二集流管；扁管，所述扁管的两端分别与第一集流管和第二集流管相连以连通第一集流管和第二集流管；和设置在相邻扁管之间的翅片，其中所述微通道换热器在第一集流管和第二集流管之间的预定位置处弯折以便将所述微通道换热器分为分别位于弯折处两侧的第一换热器部分和第二换热器部分，且第二换热器部分的第二翅片的传热系数大于第一换热器部分的第一翅片的传热系数。
根据本发明实施例的微通道换热器，由于第二换热器部分的第二翅片的传热系数大于第一换热器部分的第一翅片的传热系数，因此使得第二换热器部分与第一换热器部分的换热器相当，从而穿过第二换热器部分的出口气流温度能够与穿过第一换热器部分的出口气流温度相同，由此改善了微通道换热器的换热效果，例如当微通道换热器用在空调内时，提高了空调的舒适性。
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：
所述翅片开设有窗口，其中第二翅片的窗口角度a2大于第一翅片的窗口角度a1。
所述翅片开设有窗口，其中第二翅片的窗口高度Lh2大于第一翅片的窗口高度Lh1。
第二翅片之间的间距FP2小于第一翅片之间的间距FP1。
根据本发明的实施例，通过在微通道换热器的翅片上开始窗口，并且使第一翅片的窗口角度、窗口高度和窗口间距中的至少一个与第二翅片的窗口角度、窗口高度和窗口间距中对应的一个不一致，可以使微通道换热器弯折处一侧的第一翅片传热系数小于第二翅片的传热系数，从而使得弯折处两侧的出口气流的温度一致，提高了换热效果，并且成本低。
所述微通道换热器还包括第三和第四集流管，其中第一集流管与第三集流管通过扁管连通且第一翅片设置在第一集流管与第三集流管之间的相邻扁管之间，第二集流管与第四集流管通过扁管连通且第二翅片设置在第二集流管与第四集流管之间的相邻扁管之间，其中第三集流管和第四集流管通过连接管道连通，且所述微通道换热器在第三集流管与第四集流管之间弯折。
在相邻的扁管之间在第一集流管与第二集流管之间的预定长度上没有设置翅片，其中所述微通道换热器在没有设置翅片的位置处弯折。
所述微通道换热器是通过将单个完整的微通道换热器弯折而成。
根据本发明的实施例，微通道换热器弯折成大体A形形状，可以将单个完整的微通道换热器直接弯折而成(即，芯体弯折)，或者在微通道换热器的中间留出一部分不设置翅片，通过仅弯折扁管形成大体A形形状(，即扁管弯折)，由此容易弯折，并且不影响微通道换热器的换热性能；或者通过将两个单独的微通道换热器串联连接(即，集流管串联)，一个微通道换热器的出口集流管通过联接管道与另一个微通道换热器的入口集流管串联，并且连接形成的微通道换热器在联接管道处弯折，由此A形微通道换热器的制造更加简单，适用性更好。
本发明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结合下面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弯折成A形的一个示例；
图2是根据本发明实施例的微通道换热器弯折成A形的又一示例；
图3是根据本发明实施例的微通道换热器弯折成A形的再一示例；
图4是根据本发明实施例的微通道换热器的翅片的示意图；
图5是根据本发明实施例的微通道换热器的第一换热器部分的第一翅片的示意图；
图6是根据本发明实施例的微通道换热器的第二换热器部分的第二翅片的示意图；
图7是沿图4中的线C-C的剖视示意图，其中示出了微通道换热器的翅片的窗口间距和窗口角度；
图8是沿图5中的线C1-C1的剖视示意图，其中示出了第一换热器部分的第一翅片的窗口角度；
图9是沿图6中的线C2-C2的剖视示意图，其中示出了第二换热器部分的第二翅片的窗口角度；
图10是根据本发明实施例的微通道换热器的第二换热器部分的第二翅片的示意图，其中示出了第二翅片的间距；和
图11是根据本发明实施例的微通道换热器的第一换热器部分的第一翅片的示意图，其中示出了第一翅片的间距。
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。
在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“入口”、“出口”、“流入”、“流出”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅是为了方便描述，而不能理解为对本发明的限制。
下面将结合附图详细描述根据本发明实施例的微通道换热器。在下面描述的实施例中，以微通道换热器在空调中用作蒸发器为例进行描述。然而，对于本领域的普通技术人员可以理解，根据本发明实施例的微通道换热器并不限于此，例如，也可以用作冷凝器，以及也可以用在其他设备例如冰箱中。
现在参考图1描述根据本发明一个实施例的微通道换热器。如图1所示，该微通道换热器包括第一集流管1，第二集流管2，扁管3和翅片4。
扁管3的两端连接在第一集流管1和第二集流管2之间从而连通第一集流管1和第二集流管2。翅片4设置在相邻的扁管3之间。
如上所述，根据本发明此实施例的微通道换热器在空调中用作蒸发器，因此，第一集流管1用作入口集流管，第二集流管2用作出口集流管，制冷剂从第一集流管1朝向第二集流管2流动，并且温度逐渐升高。
如图1所示，单个完整的微通道换热器在入口集流管1和出口集流管之间的预定位置处弯折成大体A形形状，更具体而言，制冷剂沿着从第一集流管1朝向第二集流管2流动且温度逐渐升高，折线的长度方向与扁管3的宽度方向一致，从而微通道换热器分为分别位于弯折处两侧(即，制冷剂流入侧和流出侧，或者称为右侧和左侧)的第一换热器部分100和第二换热器部分200，其中第二换热器部分200的第二翅片4b设置在第二换热器部分200的相邻扁管3b之间，第一换热器部分100的第一翅片4a设置在第一换热器部分100的相邻扁管3a之间，其中第二换热器部分200的第二翅片4b的传热系数大于第一换热器部分100的第一翅片4a的传热系数，由此能够保证弯折处左侧的第二换热器部分200的换热量与右侧的第一换热器200的换热器大体相同，左侧的出口气流A2的温度t 2与右侧的出口气流A1的温度t2相同，提高了换热效果，由此改善了空调的舒适性。
更具体而言，如图1所示，温度为t的进口气流A从微通道换热器的下方朝向上方流动，进口气流A通过第一换热器部分100和第二换热器部分200时分别与第一扁管3a和第二扁管3b内的制冷剂进行热交换，然后从微通道换热器上方流出，即分别从第一换热器部分100和第二换热器部分200的上方流出，分别成为温度为t1的右侧出口气流A1和温度为t2的左侧出口气流A2。
第一换热器部分100的换热量Q1可以根据下面的公式计算：
Q1＝cmΔt＝cm(t-t1)，其中，c为空气比热，m为空气流量，t为进口气流温度，t1为右侧出口气流温度(当微通道换热器用作冷凝器时，t、t1则相反)。
同理，第二换热器部分200的换热量Q2可以根据下面的公式计算：
Q2＝cmΔt＝cm(t-t2)，其中，c为空气比热，m为空气流量，t为进口气流温度，t2为左侧出口气流温度(当微通道换热器用作冷凝器时，t、t2则相反)。
由上面的公式可知，在相同的c、m、t的情况下，只要保证Q1与Q2相同就能使左侧出口气流温度t2与右侧出口气流温度t1相同。
如上所述，由于制冷剂在微通道换热器内从右侧朝向左侧温度逐渐升高，如图1所示，制冷剂在第一换热器部分100内沿着箭头B1流动，在第二换热器部分200内沿着箭头B2所示方向流动，因此，如果第一翅片4a和第二翅片4b的结构和设计相同，那么Q1就会大于Q2。为了使得Q1与Q2相同，可以加强第二换热器部分200的翅片4b的传热系数，从而提高第二换热器部分200的换热量Q2，使得Q1与Q2相同。进而，左侧出口气流温度t2等于右侧出口气流温度t1，由此改善了微通道换热器的换热效果，提高了空调的舒适性。
如上所述，在图1所示的实施例中，微通道换热器是通过将单个完整的微通道换热器弯折而成，即芯体弯折。在本发明的一个实施例中，第一换热器部分100和第二换热器部分200对称。
图2示出了根据本发明另一实施例的A形微通道换热器的示例，在图2所示的示例中，在单个完整的微通道换热器中，在入口集流管1和出口集流管2之间的预定长度上，在相邻的扁管3之间没有设置翅片4，在没有设置翅片4的部分将微通道换热器折弯(即，仅是扁管弯折)，从而形成位于折弯处两侧的第一换热器部分100和第二换热器部分200。同理，通过使第二换热器部分200的第二翅片4b的传热系数大于第一换热器部分100的第一翅片4a的传热系数，可以使左侧出口气流A2的温度t2等于右侧出口气流A1的温度t1，从而提高换热效果和空调的舒适性。根据图2所示的实施例，由于弯折处没有设置扁管3，因此弯折更加容易，而言不会影响换热性能。
图3示出了根据本发明再一实施例的A形微通道换热器。在图3所示的示例中，第一换热器部分100和第二换热器部分200都是单个完整的微通道换热器。在本发明的此实施例中，微通道换热器还包括第三集流管5a(即，第一换热器部分100的出口集流管)和第四集流管5b(即，第二换热器部分200的入口集流管)，其中第一集流管1与第三集流管5a通过扁管3a连通且第一翅片4a设置在第一集流管1与第三集流管5a之间的相邻扁管3a之间，第二集流管2与第四集流管5b通过扁管3b连通且第二翅片4b设置在第二集流管2与第四集流管5b之间的相邻扁管3b之间，其中第三集流管5a和第四集流管5b通过连接管道6连通，微通道换热器在第三集流管5a与第四集流管5b之间的连接管道6处弯折。在本发明的一些示例中，第一换热器部分100与第二换热器部分200对称。
同理，在图3所示的示例中，通过使第二换热器部分200的第二翅片4b的传热系数大于第一换热器部分100的第一翅片4a的传热系数，可以使左侧出口气流A2的温度t2等于右侧出口气流A1的温度t1，从而提高换热效果和空调的舒适性。根据图2所示的实施例，由于弯折处没有设置扁管3，因此弯折更加容易，而言不会影响换热性能。
图4和图7示出了微通道换热器的翅片4的示例。如图4和图7所示，翅片4上设有窗口41，且翅片4成波纹状延伸，相邻波峰和波谷之间的距离(即翅片的间距)为FP，窗口的开设角度(即窗口角度)为a，开窗高度(即窗口高度)为Lh。
如图5-6和图12-13所示，在本发明的一个实施例中，为了使第二换热器部分200的第二翅片4b的传热系数大于第一换热器部分100的第一翅片4a的传热系数，第二翅片4b之间的间距FP2小于第一翅片之间的间距FP1。
在本发明的一些实施例中，如图5-6和图10-11所示，为了使第二换热器部分200的第二翅片4b的传热系数大于第一换热器部分100的第一翅片4a的传热系数，第二翅片4b的窗口角度a2大于第一翅片4a的窗口角度a1。
在本发明的一些实施例中，如图5-6所示，为了使第二换热器部分200的第二翅片4b的传热系数大于第一换热器部分100的第一翅片4a的传热系数，第二翅片4b的窗口高度Lh2大于第一翅片4a的窗口高度Lh1。
上面描述了使第二翅片4b传热系数大于第一翅片4a的传热系数的示例，但是本发明并不限于此。
根据本发明实施例的A形微通道换热器，由于在弯折处左右两侧的翅片的传热系数不同，因此可以使得左右两侧的换热量一致，从而使得左右两侧的出口气流的温度一致，换言之，位于制冷剂温度较高一侧的翅片的传热系数大于制冷剂温度较低一侧的翅片的传热系数，由此改善了换热效果，提高了空调的舒适性。
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宗旨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 (7)

1.一种微通道换热器，其特征在于，包括：
第一集流管；
第二集流管；
扁管，所述扁管的两端分别与第一集流管和第二集流管相连以连通第一集流管和第二集流管；和
设置在相邻扁管之间的翅片，
其中所述微通道换热器在第一集流管和第二集流管之间的预定位置处弯折以便将所述微通道换热器分为分别位于弯折处两侧的第一换热器部分和第二换热器部分，且第二换热器部分的第二翅片的传热系数大于第一换热器部分的第一翅片的传热系数。
2.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，所述翅片开设有窗口，其中第二翅片的窗口角度a2大于第一翅片的窗口角度a1。
3.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，所述翅片开设有窗口，其中第二翅片的窗口高度Lh2大于第一翅片的窗口高度Lh1。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的微通道换热器，其特征在于，第二翅片之间的间距FP2小于第一翅片之间的间距FP1。
5.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，所述微通道换热器还包括第三和第四集流管，其中第一集流管与第三集流管通过扁管连通且第一翅片设置在第一集流管与第三集流管之间的相邻扁管之间，第二集流管与第四集流管通过扁管连通且第二翅片设置在第二集流管与第四集流管之间的相邻扁管之间，其中第三集流管和第四集流管通过连接管道连通，且所述微通道换热器在第三集流管与第四集流管之间弯折。
6.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，在相邻的扁管之间在第一集流管与第二集流管之间的预定长度上没有设置翅片，其中所述微通道换热器在没有设置翅片的位置处弯折。
7.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，所述微通道换热器是通过将单个完整的微通道换热器弯折而成。
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