CN102230694B - 能改善换热工质流动均匀性的平行流换热器 - Google Patents

Abstract

本发明是一种能改善换热工质流动均匀性的平行流换热器，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、设置在相邻扁管之间的翅片，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，所述控流板上设有至少三个连通孔，所述连通孔将第一腔体与第二腔体连通，所述连通孔中至少有一个连通孔的面积与其他连通孔的面积不同。本发明能使在冷媒流量不同的情况下，冷媒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，能够使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

能改善换热工质流动均匀性的平行流换热器

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的平行流换热器，实现分配器与集流管的紧固的结合，避免冷冻油的集油，避免出现异音和震动。

实现本发明目的的技术方案是，一种能改善换热工质流动均匀性的平行流换热器，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、设置在相邻扁管之间的翅片，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（6）的两侧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）与集流管内侧面（9）焊接连接；所述控流板上设有至少3个连通孔，所述连通孔将第一腔体与第二腔体连通，所述连通孔中至少有一个连通孔的面积与其他连通孔的面积不同。

上述不同控流板连通孔的面积变化设计原则是，在冷媒流量充足、冷媒压力大的地方，控流板连通孔采用小的通孔面积；在冷媒流量不足、冷媒压力小的地方，控流板连通孔采用大的通孔面积。具体结构如下：

冷媒管接口设置在下集流管的一端，经过冷媒管接口的冷媒流入第一腔体的顶端；其控流板上连通孔的面积从第一腔体的接入口一端到另一端依次增大。

冷媒管接口设置在下集流管的中间，经过冷媒管接口的冷媒流入第一腔体的中间；其控流板上连通孔的面积从中间接入口到左右两端依次增大。

冷媒管接口同时设置在下集流管的两端：在下集流管的两端分别有冷媒管接口的冷媒流入第一腔体，其控流板上连通孔的面积分别从两接入口到中间的控流板孔的通孔面积依次增大。

所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，控流板连通孔采用小的通孔面积；在冷媒流量不足、冷媒压力小的地方，控流板连通孔采用大的通孔面积。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2中A-A截面的剖面侧视图；

图3为图2中B处局部剖面正视图；

图4为图2中C处局部剖面立体图；

图5为本发明实施例一中控流板的正视图；

图6为本发明实施例二中平行流换热器的正视图；

图7为本发明实施例二中控流板的正视图；

图8为本发明实施例三中平行流换热器的正视图；

图9为本发明实施例三中控流板的正视图；

图10为本发明实施例四中控流板的正视图；

图11为本发明实施例五中控流板的正视图；

图12为本发明实施例六中控流板的正视图。

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为翅片；6为控流板；7为控流板连通孔；8为控流板凸弧；9为集流管内侧面；10为冷媒引入管；11为冷媒引出管；12为第一腔体；13为第二腔体；

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5，本实施例的平行流换热器1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3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3中部的冷媒引入管10连通，冷媒引入管10垂直从下集流管3的底部引入，第二腔体13与各扁管4连通，在控流板6上分布有至少3个控流板连通孔7，控流板连通孔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上所有的控流板连通孔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3内壁面9上，这样由于在下集流管3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会非常稳定地固定在下集流管3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，所述的控流板连通孔7的数量为5个，且至少有一个控流板连通孔7的面积与其他连通孔的面积不同。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的不同区域设置不同面积的控流板连通孔7来调节第二腔体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，控流板连通孔7采用小的通孔面积；在冷媒流量不足的地方，控流板连通孔7采用大的通孔面积。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在进入第一腔体12时，进口处形成最大的流量区域，如图4至图5所示的冷媒引入管10进入第一腔体12处，在该处采用小孔径的控流板连通孔7，减小该处冷媒从控流板6流入第二腔体13的流量；当冷媒沿第一腔体12向左右两边流动，会流过孔径依次增大的控流板连通孔7，此处的冷媒流量稍小，所以控流板连通孔7的孔径比冷媒引入管10进入第一腔体12处要大；以此类推，则虽然在第一腔体12中，冷媒流量是不均匀的，但是通过减少流量大处的控流板连通孔7的孔径，增大通过该处的阻力，从而降低了此处的冷媒流量；对于冷媒流量不大的地方，通过增大该处的控流板连通孔7的孔径，减少冷媒的阻力，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，提高各扁管的冷媒流动的均匀性，提高换热器整体的换热性能。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。

当冷媒引入管10的进入冷媒量不充足的情况下，即在部分负荷工况下，冷媒从引入管10进入第一腔体12时，进口处形成最大的流量区域，如图3至图5所示的冷媒引入管10进入第一腔体12处，在该处采用小孔径的控流板连通孔7，减小该处冷媒从控流板6流入第二腔体13的流量；当冷媒沿第一腔体12向左右两边流动，会流过孔径稍大的控流板连通孔7，此处的冷媒流量稍小，所以控流板连通孔7的孔径比冷媒引入管10进入第一腔体12处要大；以此类推，则虽然在第一腔体12中，冷媒流量是不均匀的，但是通过减少流量大处的控流板连通孔7的孔径，增大通过该处的阻力，从而降低了此处的冷媒流量；对于冷媒流量不大的地方，通过增大该处的控流板连通孔7的孔径，减少冷媒的阻力，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，特别是对于下集流管3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，控流板连通孔7采用小的通孔面积；在冷媒压力小的地方，控流板连通孔7采用大的通孔面积。通过改变控流板连通孔7的面积以控制冷媒流量的方法与上面相似，这里就不做详细描述。

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的中间，冷媒引入管10流出的冷媒处位于液侧集流管3的中间，控流板6上的控流板连通孔7的通孔面积分布为从接入口处到左右两端的控流板连通孔7的通孔面积依次增大。

实施例二：

参见图6、图7，本实施例与实施例一的不同之处在于，其上集流管2的冷媒引出管11位于图7平行流换热器正视图的右侧，采用该结构时，靠近上集流管2右侧的冷媒流动的距离就会变小，即左侧的冷媒流经扁管后，还需要流过整个上集流管2，这样流路就会比右侧的冷媒流更长的流路，从而需要较大的冷媒压力才能与右侧的冷媒流量平衡，即通过该处对应的控流板6的连通孔7的流量不足，需要通过改变其控流板连通孔7的通孔面积，提高该处的冷媒流量。为了提高整个换热器的冷媒流量的均匀性，需要增加左侧的冷媒压力（或流量），和/或者减少右侧的冷媒压力（或流量）。图7所示为本实施例采用的控流板6的正视图，其中，该正视图下侧最远端控流板连通孔7孔径变小的一侧会安装在图6中的下集流管3的右侧，该正视图上侧最远端控流板连通孔7的孔径变大的一侧安装在图6中的下集流管3的左侧，从而使得下集流管3的右侧流量充足处的流动阻力变大，而下集流管3左侧原来流量不足处的流动阻力变小。通过调节不同流量处的孔径的变化，使得流过整个平行流换热器的冷媒流量是均匀的，从而提高平行流换热器的换热效率。

实施例三：

如图8、图9所示，本实施例与实施例二的区别是，冷媒引入管10连接在下集流管3的右端，此时，图9所示的控流板6上侧孔径大的一端位于下集流管3的左端，而控流板6下侧孔径小的一端位于下集流管3的右端，从而使得下集流管3的右侧流量充足处的流动阻力变大，而下集流管3左侧原来流量不足处的流动阻力变小。通过调节不同流量处的孔径的变化，使得流过整个平行流换热器的冷媒流量是均匀的，从而提高平行流换热器的换热效率。

实施例四：

如图10所示，本实施例与实施例二的区别是，两个冷媒引入管10分别连接在下集流管3的左、右端，此时控流板6上的连通孔7则是从两端到中间孔径依次增大。

实施例五：

如图11所示，本实施例与实施例四的区别是，控流板6上的连通孔7的形状为正方形。

实施例六：

如图12所示，本实施例与实施例四的区别是，控流板6上的连通孔7的形状为椭圆形。

Claims (5)

1.一种能改善换热工质流动均匀性的平行流换热器，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）、设置在相邻扁管之间的翅片（5），下集流管（3）内固定有控流板（6），该控流板（6）把下集流管分成第一腔体（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侧面（9）内面吻合的控流板凸弧（8），该凸弧（8）与集流管内侧面（9）焊接连接；所述控流板（6）上设有至少3个连通孔（7），所述连通孔（7）将第一腔体（12）与第二腔体（13）连通，所述连通孔（7）中至少有一个连通孔的面积与其他连通孔的面积不同。

2.根据权利要求1所述的能改善换热工质流动均匀性的平行流换热器，其特征是，所述冷媒管接口设置在下集流管（3）的一端，经过冷媒管接口的冷媒流入第一腔体（12）的顶端；其控流板（6）上连通孔（7）的面积从第一腔体（12）的接入口一端到另一端依次增大。

3.根据权利要求1所述的能改善换热工质流动均匀性的平行流换热器，其特征是，所述冷媒管接口设置在下集流管（3）的中间，经过冷媒管接口的冷媒流入第一腔体（12）的中间；其控流板（6）上连通孔（7）的面积从中间接入口到左右两端依次增大。

4.根据权利要求1所述的能改善换热工质流动均匀性的平行流换热器，其特征是，所述冷媒管接口同时设置在下集流管（3）的两端：在下集流管（3）的两端分别有冷媒管接口的冷媒流入第一腔体（12），其控流板（6）上连通孔（7）的面积分别从两接入口到中间的控流板连通孔（7）的面积依次增大。

5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的能改善换热工质流动均匀性的平行流换热器，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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