CN102230693B - 一种换热效率高的平行流换热器 - Google Patents

Abstract

本发明是一种换热效率高的平行流换热器，包括上集流管、下集流管、设置在两集流管之间的若干个扁管，下集流管内固定有控流板，该控流板把集流管分成第一腔体和第二腔体，第一腔体的壁面上设置有冷媒管接口，第二腔体与扁管连通，其特征在于，所述控流板上设有至少3个连通孔，将第一腔体和第二腔体连通，其中至少有一个连通孔与相邻的连通孔的间距不同于其他相邻连通孔的间距。本发明能使得在冷媒流量不同的情况下，在平行流换热器内流动的均匀性提高，从而提高换热效率；能够满足变频空调这样冷媒流动变化的空调有比较高的能效。同时，安装比较方便和稳定，在实现比较好的均流的情况下，流动阻力增加的比较少。

Description

一种换热效率高的平行流换热器

技术领域

本发明涉及换热器，尤其是涉及一种能改善换热工质流动均匀性、换热效率高的平行流换热器。

背景技术

在现有技术中，冷媒进入平行流换热器的集流管后，当冷媒流量较大时，冷媒更易于流向远端的扁管，为解决这一问题，往往通过采用在集流管中设置缩流孔，使得在流程中各个扁管中的冷媒量相对均匀一些，但是这样会增加冷媒流动的阻力，增加了冷媒流动的动力消耗。

为了提高均流性，还有在集流管中插入分配器的方式，它的分配器就是采用带有通孔的一段分配管，这样做就需要在端盖上开孔，加工的难度比较大；另外，由于插入管的插入侧不易固定，冷媒流动中往往存在气态、液态和气液混合态，在冷媒流动不均匀的情况下，就会容易出现震动和异音。另外，采用插入管式的分配器时，由于插入管与集流管内腔之间有一定的间距，在冷凝工况或低温工况下，冷冻油会析出而聚集在集流管内腔的底部，无法被插入管式的分配器吸入冷媒循环中。当冷媒流量充足和不足的两个情况都需要考虑时，这种插入式的分配器往往只能满足其中的一种情况，另一种情况就会比较差，无法做到相对的协调。

当冷媒从下集流管的连接口进入下集流管后，在冷媒的流量充足的情况下，在远端就会形成流量较大的区域；在冷媒流量不足的情况下，就会出现远端冷媒流量不足的情况，而这两种情况都会出现冷媒在换热器中的分配不均匀，从而导致整体换热器的换热效率变差。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的缺点，提供一种能改善换热工质流动均匀性，换热效率高的平行流换热器，避免冷冻油的集油，实现分配器与集流管的紧固的结合，避免出现异音和震动。

实现本发明目的的技术方案是，一种换热效率高的平行流换热器，包括上集流管、下集流管、设置在两集流管之间的若干个扁管，下集流管内固定有控流板，该控流板把集流管分成第一腔体和第二腔体，第一腔体的壁面上设置有冷媒管接口，第二腔体与扁管连通，其特征在于，所述控流板的两侧设置有与集流管内测面内面吻合的控流板凸弧，该凸弧与集流管内测面焊接连接；所述控流板上设有至少3个连通孔，将第一腔体和第二腔体连通，其中至少有一个连通孔与相邻的连通孔的间距不同于其他相邻连通孔的间距。

原则上，在冷媒流量充足、冷媒压力大的地方，相邻连通孔间采用大的间距；在冷媒流量不足、冷媒压力小的地方，相邻连通孔间采用小的间距。具体结构如下：

    冷媒管接口在下集流管的一端，经过冷媒管接口的冷媒流入第一腔体的顶端；所述相邻连通孔的间距从进入口一端到另一端逐渐增大。

冷媒管接口在下集流管的中间，经过冷媒管接口的冷媒流入第一腔体的中间；从接入口到左右两端的相邻连通孔的间距逐渐减小；且中间区域的连通孔的孔径小于其他控流板连通孔的孔径。

冷媒管接口同时设置在下集流管的两端，经过冷媒管接口的冷媒同时由两端流入第一腔体，分别从两接入口到中间的相邻连通孔的间距逐渐减小。

上述控流板上的连通孔形状选用圆形、椭圆形、多边形。

本发明的有益效果是，由于在下集流管内固定有控流板，该控流板把集流管分成两个腔体，且控流板上设有至少3个连通孔将第一腔体与第二腔体连通，在冷媒流量充足、冷媒压力大的地方，控流板相邻连通孔间采用大的间距；在冷媒流量不足、冷媒压力小的地方，控流板相邻连通孔间采用小的间距。使得在冷媒流量不同的情况下，在平行流换热器内流动的均匀性提高，从而提高了换热效率，能够满足变频空调这样冷媒流动变化的空调有比较高的能效。同时，安装比较方便和稳定，在实现比较好的均流的情况下，流动阻力增加的比较少。

附图说明

图1为本发明实施例一中平行流换热器的正视图；

图2为图1中A-A截面的剖面侧视图；

图3为图1中B处局部剖面正视图；

图4为本发明实施例一中控流板的正视图；

图5为本发明实施例二中控流板的正视图；

图6为本发明实施例三中控流板的正视图；

图7为本发明实施例四中平行流换热器的正视图；

图8为本发明实施例四中控流板的正视图；

图9为本发明实施例五中控流板的正视图。

其中，1为平行流换热器；2为上集流管；3为下集流管；4为扁管；5为端挡板；6为控流板；7为连通孔；8为控流板凸弧；9为下集流管内侧面；10为冷媒引入管；11为冷媒流动方向；12为第一腔体；13为第二腔体；14为冷媒流量的远端处。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

实施例一：

参见图1至图4，本实施例包括上集流管2、下集流管3、扁管4、冷媒引入管10、在下集流管3内设置有控流板6，该控流板6把下集流管分成两个腔体，分别是第一腔体12和第二腔体13，第一腔体12与设置在下集流管一端的冷媒引入管10连通，冷媒引入管10垂直从下集流管3的侧面引入，经过端挡板5的阻挡，从端挡板5下部的空隙进入第一腔体12；第二腔体13与各扁管4连通，在控流板6上分布有至少3个连通孔7，连通孔7连通第一腔体12和第二腔体13，这样从冷媒引入管10进入的液态冷媒进入第一腔体12后，通过控流板6上的各个连通孔7沿冷媒流动方向11进入到第二腔体13，从而进入各扁管4与气体工质进行热交换。其中，由于所有的通路会直接的连通，而且，控流板6上所有的连通孔7的总面积会大于冷媒引入管10的面积，所以该结构产生的流动阻力会比较小。控流板6通过焊接固定在下集流管内壁面9上，这样由于在集流管的长度方向上，在控流板6的两边都有焊接接口，所以控流板6会非常稳定的固定在集流管内。在本实施例中，为了进一步提高焊接的稳定性，及提高焊缝的密闭性，在控流板6上的两侧还设置有与集流管内侧面9内面吻合的控流板凸弧8，该凸弧8增加了与集流管内侧面9的接触面积，提高了焊缝的密闭性和稳定性。

另一个结构特点为，所述的连通孔7的数量为3个及以上，且至少有一个连通孔与相邻的连通孔的间距不同于其他相邻孔的间距。进一步的，在本实施例中，连通孔7为5个，结合图1、图3和图4，冷媒引入管10位于平行流换热器1的右侧，冷媒流向下集流管3形成最大的流量区域是在远端处14，而远端处14位于平行流换热器1的左侧。而对应的控流板6见图4，图4中控流板6上部的相邻连通孔间距较小的一端设置在靠近下集流管3的冷媒引入管10处；控流板6下部的相邻连通孔间距较大的一端设置在靠近下集流管3的最大的流量区域的远端处14。由于冷媒引入管10与下集流管3的底部连接，在集流管内有冷冻油析出的时候，会进入冷媒引入管10，从而使冷冻油进入冷媒循环系统。

另外，如图4所示，从顶部的连通孔至下部的连通孔有相同的通孔面积，每个连通孔与相邻连通孔的间距分别是L0、L1、L2、L3，且间距L0小于L1；L1小于L2；L2小于L3。在第一腔体12中冷媒引入管10位于不同的位置的情况下，就会出现在不同的区域冷媒流量存在充足的地方，也会出现冷媒流量存在不充足的地方，在本实施例中，通过在控流板6的不同区域设置连通孔7来调节，使第二腔体13中产生更加均匀的冷媒流量。

具体的方法就是，在冷媒流量充足的地方，控流板相邻连通孔间采用大的间距；在冷媒流量不足的地方，控流板相邻连通孔间采用小的间距。在冷媒引入管10的进入冷媒量充足的情况下，即在标准工况下，冷媒从引入管10进入第一腔体12时，在冷媒流向的下集流管3远端处14形成最大的流量区域，如图1、图3和图4所示的冷媒引入管10进入第一腔体12后，会在远端处14形成最大的流量区域。同时，由于每个控流板连通孔7的通孔面积相同，则会出现在下集流管3远端处14的连通孔流过的冷媒流量会大于其他控流板连通孔的流量，所以，该远端处14的对应控流板孔对应的第二腔体13内的扁管4的数量本应要多于其他控流板连通孔对应的第二腔体13内扁管4的数量，才能使各扁管4内冷媒的流量较均匀。但由于在平行流换热器中，扁管4的厚度和相邻扁管之间的间距相同，所以，下集流管3远端处14的控流板连通孔与相邻连通孔的间距L3，要大于其他的控流板连通孔与相邻连通孔的间距（L0、L1、L2），这样流入各扁管4的冷媒流量就较均匀。以此类推，则虽然在第一腔体12中，冷媒流量是不均匀的，但是通过增大流量大处的控流板连通孔与相邻连通孔的间距，从而增大通过该连通孔冷媒对应的扁管4的数量，从而均匀分散了此处的冷媒流量；对于冷媒流量不大的地方，通过减小该处的相邻连通孔的间距，增加该处的冷媒流通通道面积，可以实现在第二腔体13中，从控流板6流出的冷媒有均匀的流量，从而使冷媒可以均匀的流入扁管4，提高各扁管4的冷媒流动的均匀性，提高换热器整体的换热性能。

由于流量是难以测量的，特别是对于集流管内部的流动情况，所以为了提高实验和生产验证的容易程度，保证反应的流量大小相对准确的情况下，可以采用压力作为测量值，从而设计出流量均匀的平行流换热器，或者对生产出的平行流换热器进行检测或验证。具体的方法就是，在冷媒压力大的地方，控流板相邻连通孔间采用大的间距；在冷媒压力小的地方，控流板相邻连通孔7间采用小的间距。

在本实施例中，具体的结构为冷媒引入管10位于下集流管3的一侧，冷媒引入管10流出的冷媒从第一腔体12的一侧流入第一腔体12，控流板6上的连通孔7具有相同的通孔面积，且控流板连通孔7的分布为沿着冷媒流动的方向，相邻连通孔7的间距逐渐加大。

实施例二：

参见图5，本实施例与实施例一的不同之处在于，控流板连通孔7的形状为长方形，采用长方形的连通孔7，有利于增加通孔外周长的长度，提高沿程阻力，从而提高阻力和连通孔7的调节能力。另外，本实施例的控流板连通孔7的通孔面积小于实施例一中的通孔面积，这样在冷媒流量充足时，可以增大第一腔体12与第二腔体13之间的压差，从而保证在稍微偏离最大流量，即在增大或缩小流量时，都有相对比较均匀的流动状况。

实施例三：

    参见图1和图6，本实施例与实施例一的不同之处在于，各个控流板连通孔7的通孔面积不同，而且，图6中控流板6上部连通孔7的间距较小的一侧位于下集液管3的冷媒入口处，控流板6下部连通孔7的间距较大的一侧位于下集液管3的远端处14。如图，位于控流板6上部连通孔7的间距较小一侧的连通孔7的通孔面积要大于控流板6下部连通孔的间距较大一侧的连通孔的通孔面积，这样可以使冷媒高压区域与低压区域的冷媒流量更加平衡，进一步提高冷媒的流动的均匀性。

实施例四：

参见图7和图8，本实施例与实施例一的不同之处在于，下集流管3的冷媒引入管10设置在下集流管3的中部，由于是在标准工况下，充足的冷媒 流入中间位置，会在中间位置形成流量集中的区域，所以该处的控流板连通孔7的孔径会小于其他的控流板连通孔7的孔径；另外，由于该处的流量集中，所以该处的连通孔7与相邻的连通孔之间的间距要大于其他相邻连通孔7的间距，在本实施例中，如图8所示，间距L1大于L2。通过变化控流板连通孔7的通孔面积和增加相邻控流板连通孔7的间距，来减少流量集中区域的流量，使得流动效果更加均匀。

实施例五：

参见图9，本实施例与实施例四的不同之处在于，控流板6上的连通孔7的面积的变化是通过改变各处的控流板连通孔7数量来实现的，通过不同数量的控流板连通孔7来实现不同的流通面积，使得冷媒流动效果更加均匀。

Claims (5)

1.一种换热效率高的平行流换热器，包括上集流管（2）、下集流管（3）、设置在两集流管之间的若干个扁管（4），下集流管（3）内固定有控流板（6），该控流板（6）把下集流管（3）分成第一腔体（12）和第二腔体（13），第一腔体（12）的壁面上设置有冷媒管接口，第二腔体（13）与扁管（4）连通，其特征在于，所述控流板（6）的两侧设置有与集流管内测面（9）内面吻合的控流板凸弧（8），该凸弧（8）与集流管内测面（9）焊接连接；所述控流板（6）上设有至少3个连通孔（7）将第一腔体（12）和第二腔体（13）连通，其中至少有一个连通孔（7）与相邻的连通孔的间距不同于其他相邻连通孔的间距。

2.根据权利要求1所述的换热效率高的平行流换热器，其特征是，所述冷媒管接口在下集流管（3）的一端，经过冷媒管接口的冷媒流入第一腔体（12）的顶端；所述相邻连通孔（7）的间距从进入口一端到另一端逐渐增大。

3.根据权利要求1所述的换热效率高的平行流换热器，其特征是，所述冷媒管接口在下集流管（3）的中间，经过冷媒管接口的冷媒流入第一腔体（12）的中间；从接入口到左右两端的相邻连通孔（7）的间距逐渐减小；且中间区域的连通孔（7）的孔径小于其他控流板连通孔的孔径。

4.根据权利要求1所述的换热效率高的平行流换热器，其特征是，所述冷媒管接口同时设置在下集流管（3）的两端，经过冷媒管接口的冷媒同时由两端流入第一腔体（12），分别从两接入口到中间的相邻连通孔（7）的间距逐渐减小。

5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的换热效率高的平行流换热器，其特征是，所述控流板（6）上的连通孔（7）形状选用圆形、椭圆形、多边形。

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