CN102095283A

CN102095283A - 一种空调器的微通道平行流换热器

Info

Publication number: CN102095283A
Application number: CN 201110026925
Authority: CN
Inventors: 张智冬; 刘阳; 陈新厂
Original assignee: Guangdong Midea Electric Appliances Co Ltd
Current assignee: Guangdong Midea Electric Appliances Co Ltd
Priority date: 2011-01-25
Filing date: 2011-01-25
Publication date: 2011-06-15

Abstract

本发明是一种空调器的微通道平行流换热器，包括第一、第二两条集流管，与集流管连接的输入管和输出管，两条集流管之间平行连接有至少两组扁管，每组扁管为一条以上，第一集流管或/和第二集流管内装有至少一个阻隔片将集流管或/和第二集流管分隔成至少两个独立的腔体，所有扁管的内部分别设置多路通道；所述换热器作为冷凝器，按照制冷剂的流向，前一组扁管内的通道截面积大于后一组扁管内的通道截面积；或所述换热器作为蒸发器，按照制冷剂的流向，后一组扁管内的通道截面积大于前一组扁管内的通道截面积。本发明使得冷媒在冷凝或蒸发过程中能够有更匹配的内腔容积收缩或膨胀，大大优化和促进了冷媒的冷凝或蒸发流程，提高了换热效率。

Description

一种空调器的微通道平行流换热器

技术领域

本发明是一种空调器的微通道平行流换热器，属于空调器的微通道平行流换热器的改进技术。

背景技术

目前，市售空调器的换热器一般有两种结构，即管翅式换热器和微通道平行流换热器，由于微通道平行流换热器的换热效率比管翅式换热器高,因而受到了越来越多的空调生产厂家的重视并被逐步、广泛地应用在新一代空调产品中；这种微通道平行流换热器都采用相同规格的管材制作,其扁管的外截面积是相同的，内部通道的结构和数量也是一致的，如附图1、2所示，第一流程有五个扁管，第二流程为三个扁管，所有扁管都采用16个通道，经过测试，这种结构存在以下缺点；冷凝过程中冷媒的体积逐渐收缩,但第二流程中因通道截面积较大而不利于冷凝的需求;在蒸发过程中,冷媒的体积逐渐膨胀,第一流程中的通道截面积较小会阻碍冷媒膨胀导致蒸发时阻力增加,致使冷媒的流量明显减小,换热量也衰减明显。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题，而提供一种设计合理、使冷媒在冷凝过程和蒸发过程中度能适应冷媒体积变化而大大提高换热效率的空调器的微通道平行流换热器。

实现本发明的技术方案是：一种空调器的微通道平行流换热器，包括第一、第二两条集流管，与集流管连接的输入管和输出管，在两条集流管之间平行连接有至少两组扁管，每组扁管为一条以上，在第一集流管或/和第二集流管内装有至少一个阻隔片将集流管或/和第二集流管分割成至少两个独立的腔体，在所有扁管的内部分别设置多路通道，其特征在于，所述换热器作为冷凝器，按照制冷剂的流向，前一组扁管内的通道截面积大于后一组扁管内的通道截面积；或所述换热器作为蒸发器，按照制冷剂的流向，后一组扁管内的通道截面积大于前一组扁管内的通道截面积。

上述两条集流管之间平行连接有两组扁管，分别为第一扁管和第二扁管，在第一集流管内装有第一阻隔片将第一集流管分割成两个独立的第一腔和第二腔，第一扁管的一端和第一腔连通，第二扁管的一端和第二腔连通。

上述两条集流管之间还平行连接有第三扁管，上述第二集流管内装有第二阻隔片将第二集流管分割成两个独立的第三腔和第四腔，所述第一扁管的两端分别与第一腔、第三腔连通；第二扁管的两端分别与第二腔和第三腔连通；第三扁管的两端分别与第二腔、第四腔连通；第三扁管内部设置多路通道，且第三扁管内的通道总面积小于第二扁管内的通道总截面积。

上述所有扁管截面形状相同，截面积相等，所述换热器作为冷凝器，按照制冷剂的流向，前一扁管的通道数量少于后一扁管的通道数量；所述换热器作为蒸发器，按照制冷剂的流向，后一扁管的通道数量少于前一扁管的通道数量。

上述相邻两组扁管通道数量相差3～20。

当设置两组扁管时，第一扁管的通道数量为3～30，第二扁管的通道数量为6～50。如果还设置有第三扁管，则第三扁管的通道数量为9～70。

本发明的有益效果是，换热器作为冷凝器，按照制冷剂的流向，前一组扁管内的通道截面积大于后一组扁管内的通道截面积，或所述换热器作为蒸发器，按照制冷剂的流向，后一组扁管内的通道截面积大于前一组扁管内的通道截面积的结构，使得冷媒在冷凝或蒸发过程中能够有更匹配的内腔容积收缩或膨胀，大大优化和促进了冷媒的冷凝或蒸发流程，提高了换热效率；不但使换热器的结构能与制冷剂在不同区域的汽液两相比例相适应，还保证了制冷剂在不同的流程中有足够大的流速、沿途中不会有很大压降，既适用于冷凝器，也适用于蒸发器。

附图说明

图1为现有技术微通道平行流换热器的示意图；

图2为将图1中的第一扁管及第二扁管截断后的立体图；

图3为本发明实施例一的结构示意图；

图4为图3的A-A剖示图；

图5为将图3中的第一扁管及第二扁管截断后的立体图；

图6为本发明实施例一作为冷凝器时制冷剂的流向示意图，图中箭头表示制冷剂的流向；

图7为本发明实施例二作为蒸发器时制冷剂的流向示意图，图中箭头表示制冷剂的流向；

图8为本发明实施例二的结构示意图；

图9为图8的B-B剖示图；

图10为本发明实施例二作为冷凝器时制冷剂的流向示意图，图中箭头表示制冷剂的流向；

图11为本发明实施例二作为蒸发器时制冷剂的流向示意图，图中箭头表示制冷剂的流向。

图中省略了与本发明设计要点无关的其他部件。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例一:

如图3、4、5所示，本发明包括输入管1、输出管7、两个以上翅片3、第一阻隔片6、第一集流管2、第二集流管8、五条第一扁管4和三条第二扁管5，其中第一扁管4和第二扁管5平行等距焊接在第一集流管2和第二集流管8之间，第一阻隔片6焊装在第一集流管2内并将第一集流管2分割成两个独立的第一腔21和第二腔22，第一扁管4的一端和第一腔21连通，第二扁管5的一端和第二腔22连通，输入管1、输出管7分别焊接在第一集流管2另一侧的上部和下部，分别与第一腔和第二腔连通；翅片3竖直均匀的套装在第一扁管4和第二扁管5上，第一扁管4的内部设置8个通道41，第二扁管5的内部设置有16个通道51，所述第一扁管4内的通道41截面积大于第二扁管5内的通道51截面积。

为方便制作，所述第一扁管4和第二扁管5的截面形状相同，截面积相等。

本实施例中,当换热器用作冷凝器，如图6所示,制冷剂从输入管1流入，经过第一集流管2的第一腔21汇集后分配给五条第一扁管4，制冷剂经第一扁管4后在第二集流管8中汇集，然后再分配给三条第二扁管5，制冷剂流经第二扁管5，在第一集流管2的第二腔22内汇集，最后从输出管7流出,冷凝过程，制冷剂在第一集流管2的第一腔21内为气态，比容较大，由于第一扁管4的通道41数量小，通道截面积较大，适合气态制冷剂的冷凝，经过第一扁管4后，制冷剂成为汽液两相状态，比容也大幅减小，此时进入第二扁管5，由于第二扁管5的通道51数量多，通道截面积较小，正好与比容减小的制冷剂相适应，既保证制冷剂有足够大的流速，又保证沿程不会造成很大压降，从而保证制冷剂流量不衰减。

本实施例中,当换热器用作蒸发器，如图7所示,制冷剂从输出管7流入（相对图6制冷剂反向流了），经过第二集流管2的第二腔22汇集后分配给第二扁管5，制冷剂经过第二扁管5，在第二集流管8中汇集，然后再分配给第一扁管4，制冷剂流经第一扁管4后，在第一集流管2的第一腔内汇集，最后从输入管1流出。在蒸发过程中，制冷剂在第一集流管2的第二腔22内为液态，比容较小，第二扁管5的通道截面积较小，与液体制冷剂相适应保证制冷剂有足够的流速，强化换热；经过第二扁管5后，制冷剂成为汽液两相状态，比容也大幅增加，此时进入第一扁管4，由于第一扁管4通道截面积较大，正好与比容增大的制冷剂相适应，除了保证制冷剂有足够大的流速外，还保证沿程不会造成很大压降，从而保证制冷剂流量不衰减。

实施例二：

由于换热器会应用于不同的制冷剂、不同换热效率的制冷系统以及受空间尺寸的限制，平行流换热器在进行热交换时，有时仅仅2个流程不足以使制冷剂完全冷凝或蒸发，此时需要增加平行流换热器的流程数，加长制冷剂在换热时所走的路程，使制冷剂得到充分换热。

本实施例如图8和图9所示，本实施例与实施例一的区别是，在上述两条集流管之间还平行连接有第三扁管23，上述第二集流管8内装有第二阻隔片9将第二集流管8分割成两个独立的第三腔81和第四腔82，所述第一扁管4的两端分别与第一腔21、第三腔81连通；第二扁管5的两端分别与第二腔22和第三腔81连通；第三扁管23的两端分别与第二腔22、第四腔82连通；第三扁管23内部也设置多路通道231，且第三扁管23内的通道截面积小于第二扁管5内的通道截面积。

第一扁管4设有8路通道，第二扁管5设有13路通道，第三扁管23设有16路通道。

因此，本实施例同样在不同的流程中采用不同的扁管通道数，因为在不同流程里气相与液相的比例不同，即制冷剂的干度不同，冷凝时从进口到出口，各流程的干度逐渐减小，因此各流程扁管通道数可以适当逐渐增加，扁管孔径相应减小，使得制冷剂在不同的流程里都能保持有足够高的流速，从而提高各个流程的换热效率。

本实施例作为冷凝器使用时，冷媒流向如图10所示，制冷剂从输入管1流入，经过第一集流管2的第一腔21汇集后分配给五条第一扁管4，制冷剂经第一扁管4后在第二集流管8中第三腔81汇集，然后再分配给三条第二扁管5，制冷剂流经第二扁管5，在第一集流管2的第二腔22内汇集，再分配给两条第三扁管23，最后汇集到第二集流管8中第四腔82，再从输出管7流出。冷凝过程，制冷剂在第一流程进口处干度为100%（全气态），第一流程流完在第三腔81区域的干度大约为50%（汽液各一半），第二流程流完，在第二腔22区域的干度逐渐减小，第三个流程流完，在第四腔82区域干度接近0．因此１、２、３流程通道数逐渐加多，相邻流程的扁管孔数相差范围在３～２０之间。

本实施例中,当换热器用作蒸发器，如图11所示,制冷剂从输出管7流入，冷媒流向与作为冷凝器使用时相反，因此各流程扁管通道数逐渐减小。具体过程不再赘述。

本发明还可以分别在两条集流管内设置一个以上的阻隔片，并配合三组以上的扁管，以形成四个或四个以上的流程。具体结构不再赘述。

Claims

1.一种空调器的微通道平行流换热器，包括第一、第二两条集流管（2、8），与集流管连接的输入管（1）和输出管（7），在两条集流管之间平行连接有至少两组扁管，每组扁管为一条以上，在第一集流管（2）或/和第二集流管（8）内装有至少一个阻隔片将集流管（2）或/和第二集流管（8）分割成至少两个独立的腔体，在所有扁管的内部分别设置多路通道，其特征在于，所述换热器作为冷凝器，按照制冷剂的流向，前一组扁管内的通道截面积大于后一组扁管内的通道截面积；或所述换热器作为蒸发器，按照制冷剂的流向，后一组扁管内的通道截面积大于前一组扁管内的通道截面积。

2.根据权利要求1所述的一种空调器的微通道平行流换热器，其特征是在所述两条集流管（2、8）之间平行连接有两组扁管，分别为第一扁管（4）和第二扁管（5），在第一集流管（2）内装有第一阻隔片（6）将第一集流管（2）分割成两个独立的第一腔（21）和第二腔（22），第一扁管（4）的一端和第一腔（21）连通，第二扁管（5）的一端和第二腔（22）连通。

3.根据权利要求2所述的空调器的微通道平行流换热器，其特征是，上述两条集流管（2、8）之间还平行连接有第三扁管（23），上述第二集流管（8）内装有第二阻隔片（9）将第二集流管（8）分割成两个独立的第三腔（81）和第四腔（82），所述第一扁管（4）的两端分别与第一腔（21）、第三腔（81）连通；第二扁管（5）的两端分别与第二腔（22）和第三腔（81）连通；第三扁管（23）的两端分别与第二腔（22）、第四腔（82）连通；第三扁管（23）内部设置多路通道（231），且第三扁管（23）内的通道（231）截面积小于第二扁管（5）内的通道（51）截面积。

4.根据权利要求1或2或3所述的空调器的微通道平行流换热器，其特征是，所述所有扁管截面形状相同，截面积相等，所述换热器作为冷凝器，按照制冷剂的流向，前一扁管的通道数量少于后一扁管的通道数量；或所述换热器作为蒸发器，按照制冷剂的流向，后一扁管的通道数量少于前一扁管的通道数量。

5.根据权利要求4所述的空调器的微通道平行流换热器，其特征是，所述相邻两组扁管通道数量相差3～20。

6.根据权利要求5所述的空调器的微通道平行流换热器，其特征是，第一扁管（4）的通道（41）数量为3～30，第二扁管（5）的通道数量为6～50，第三扁管（23）内的通道（231）数量为9～70。