CN102242986B - 平行流换热器 - Google Patents

Abstract

一种平行流换热器，包括设置在第一集流管和第二集流管之间的扁管，扁管上设置有翅片，扁管包括第一扁管、连接件和第二扁管，第一扁管的一端插入到连接件的一端，与连接件的内周相接，第一扁管的另一端与第一集流管相接，第二扁管的一端插入到连接件的另一端，与连接件的内周相接，第二扁管的另一端与第二集流管连接，连接件的内部除了设置有第一扁管和第二扁管的插入空间外，还设置有空腔，该空腔位于第一扁管和第二扁管之间，第一扁管和第二扁管的外轮廓相4同，即同宽度、同厚度。第一扁管的内通道总横截面积与第二扁管的内通道总横截面积不同，内通道总横截面积越大，则流动阻力越小。本发明具有阻力小、换热效率高、适用范围广的特点。

Description

平行流换热器

技术领域

本发明涉及一种平行流换热器。

背景技术

传统的微通道平行流换热器主要由具有多个微通道的扁管、设置在两根扁管之间的翅片、两端集流管、以及制冷剂进出的输入管和输出管等组成，夹在两根集流管之间均是内通道前后没有变化的扁管，然而，制冷剂在换热器的流动换热，进行的是两相变化的过程，制冷剂的比容变化很大，这时，换热扁管仍然采用内通道没有变化的结构，明显不合适。例如作为蒸发器使用时，制冷剂进入扁管中换热，逐渐从液态变为气态，而气态的比容远远大于液态的比容，这时如果制冷剂流通通道没有变化，那么制冷剂的流动阻力将迅速增大，明显不利于蒸发效果。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、操作灵活、阻力小、换热效率高、适用范围广的平行流换热器，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种平行流换热器，包括设置在第一集流管和第二集流管之间的扁管，扁管上设置有翅片，其特征是扁管包括第一扁管、连接件和第二扁管，

第一扁管的一端插入到连接件的一端，与连接件的内周相接，第一扁管的另一端与第一集流管相接，

第二扁管的一端插入到连接件的另一端，与连接件的内周相接，第二扁管的另一端与第二集流管连接，

连接件的内部除了设置有第一扁管和第二扁管的插入空间外，还设置有空腔，该空腔位于第一扁管和第二扁管之间，

第一扁管和第二扁管的外轮廓相同，即同宽度、同厚度。

所述第一扁管的内通道总横截面积与第二扁管的内通道总横截面积不同，内通道总横截面积越大，则流动阻力越小。

所述第一扁管的内孔的数量与第二扁管的内孔的数量相同，第一扁管的内孔的大小与第二扁管的内孔的大小不同。

所述第一扁管的内孔的数量与第二扁管的内孔的数量不同，第一扁管的内孔的大小与第二扁管的内孔的大小相同。

所述第一扁管的内孔的数量与第二扁管的内孔的数量不同，第一扁管的内孔的大小与第二扁管的内孔的大小不同。

所述扁管还包括第三扁管，第一扁管、连接件、第二扁管、连接件和第三扁管依次相接；其中，第一扁管的内通道总横截面积＞第二扁管的内通道总横截面积＞第三扁管的内通道总横截面积，或者，第一扁管的内通道总横截面积＜第二扁管的内通道总横截面积＜第三扁管的内通道总横截面积。

所述连接件的一端和其另一端之间的夹角为0～180°。

所述翅片的间距相等。

所述翅片的间距不相等。

本发明中的平行流换热器通过中空的连接件将具有相同的外形尺寸、不同的内孔大小或数量的两段或多段扁管，也就是第一扁管和第二扁管以及第三扁管，连接在一起，实现内通道总横截面积的逐渐变化，从而适应制冷剂在其内部两相转换时比容的变化，降低流速，减小流动阻力，进而改善制冷或制热效果。

比如制热状态时，制冷剂在扁管中逐渐蒸发，液态制冷剂逐步转变为气态制冷剂，比容迅速增大，流速将增大，阻力增大，这时，内通道总横截面积由小变大，可以使流速降低，从而减小流动阻力，降低节流效应，提高系统制热量。相反地，制冷状态时，制冷剂刚进入扁管时为气态，比容大，流速比较大，较大的内通道总横截面积就可以使流速降低，从而减小流动阻力。然后，气态制冷剂逐步转变为液态制冷剂，比容减小，流速低，阻力也低，这时减小内通道总横截面积，可以增加流速，增强换热效果。

本发明将两根集流管之间的若干扁管均分成内通道总横截面积不同的两段或多段，扁管的外轮廓的尺寸相同，但是，扁管的内通道总横截面积或内孔数量不同，然后用一种中空的两端截面相同的连接件将其连接，使制冷剂从液态到气态变化的过程实现内通道总横截面积由小变大，这样可以降低制冷剂的流速，从而减小制冷剂的流动阻力，同理，制冷剂反向流动同样也可以减小制冷剂的流动阻力，提高制冷或制热效果。

本发明也可在不同段的扁管上，也就是第一扁管、第二扁管上，设置不同片型和片距的翅片，根据不同段的换热量的不同而进行调节，优化换热。

本发明具有结构简单合理、操作灵活、阻力小、换热效率高、适用范围广的特点。

附图说明

图1为本发明第一实施例的主视结构示意图。

图2为图1的俯视结构示意图。

图3为图2中的A-A向局部剖视结构示意图。

图4为图1中的B-B向局部剖视放大结构示意图。

图5为图1中的C-C向局部剖视放大结构示意图。

图6为第一实施例的立体结构示意图。

图7为第二实施例的主视结构示意图。

图8为图7的俯视结构示意图。

图9为图8的D-D向局部剖视结构示意图。

图10为图7中的E-E向局部剖视放大结构示意图。

图11为图7中的F-F向局部剖视放大结构示意图。

图12为第三实施例的主视结构示意图。

图13为图12的俯视结构示意图。

图14为图13的G-G向局部剖视结构示意图。

图15为图12的H-H向局部剖视放大结构示意图。

图16为图12的I-I向局部剖视放大结构示意图。

图17为第四实施例的主视结构示意图。

图18为图17的俯视结构示意图。

图19为图17的左视结构示意图。

图20为第四实施例的立体结构示意图。

图21为图18的J-J向局部剖视结构示意图。

图中：1为第一扁管，2为连接件，3为第二扁管。

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。

第一实施例

平行流换热器由第一集流管、第二集流管、输入管、输出管、扁管和翅片组成，在第一集流管和第二集流管之间设置有多组扁管，每组扁管上设置有翅片。

参见图1-图6，每组扁管均由第一扁管1、连接件2和第二扁管3组成，第一扁管1的一端插入到连接件2的一端，连接在连接件2的一端的内周面上，第一扁管1的另一端与第一集流管连接；第二扁管3的一端插入到连接件2的另一端，连接在连接件2的另一端的内周面上，第二扁管3的另一端与第二集流管连接；连接件2的内部除了设置有第一扁管1和第二扁管3的插入空间外，还设置有一部分空腔。该空腔位于第一扁管1和第二扁管3之间。第一扁管1和第二扁管3的外轮廓相同，即同宽度、同厚度，见图4-图5，第一扁管1的宽度d1＝第二扁管3的宽度d2，第一扁管1的厚度h1＝第二扁管3的厚度h2。对于后述各实施例，第一扁管1和第二扁管3的宽度方向和厚度方向均按此进行。第一扁管1的内通道总横截面积与第二扁管3的内通道总横截面积不同，内通道总横截面积越大，则流动阻力越小。

第一扁管1和第二扁管3均具有多个内孔，且第一扁管1的内孔的数量与第二扁管3的内孔的数量相同，但是第一扁管1的内孔的大小与第二扁管3的内孔的大小不同。第一扁管1的内孔尺寸较大，第二扁管3的内孔尺寸较小，从而第一扁管1的内通道总横截面积＞第二扁管3的内通道总横截面积。

在制热状态下，平行流换热器作为蒸发器使用时，液态制冷剂进入第二扁管3在第二扁管3中逐渐蒸发，液态制冷剂逐步转变为气态制冷剂，比容迅速增大，流速将增大，阻力增大，这时，气态制冷剂从第二扁管3通过连接件2流向第一扁管1，内通道总横截面积由小变大，可以使流速降低，从而减小流动阻力，降低节流效应，提高系统制热量。

相反地，在制冷状态下，制冷剂刚进入平行流换热器时为气态，比容大，流速比较大，这时进入第一扁管1，其较大的内通道总横截面积就可以使气态制冷剂的流速降低，从而减小气态制冷剂的流动阻力。然后，气态制冷剂逐步转变为液态制冷剂，比容减小，流速降低，阻力也降低，这时，液态制冷剂进入内通道总横截面积较小的第二扁管3，可以增加流速，增强换热效果。

在本实施例中，翅片的间距相等或者不想等。

第二实施例

参见图7-图11，在本实施例中，第一扁管1和第二扁管3具有相同的宽度、相同的厚度以及相同的内孔大小，但是内孔的数量不同，从而实现内通道总横截面积的不同。

其余未述部分见第一实施例，不再重复。

第三实施例

参见图12-图16，在本实施例中，第一扁管1和第二扁管3具有相同的宽度、相同的厚度，但是内孔大小和数量均不同，从而实现内通道总横截面积的不同。

其余未述部分见第一实施例，不再重复。

第四实施例

参见图17-图21，在本实施例中，连接件2设计成一定的角度，其中这个角度优选为0～180°，换句话说就是连接件2的一端和其另一端之间的夹角为0～180°。

当这个角度为180°时，连接的第一扁管1和第二扁管3成一直线，效果同上述的各实施例。当这个角度为0°时，连接的第一扁管1和第二扁管3平行，相当于平行流换热器成两排设计。当换成其他角度时，平行流换热器可以成一定角度布置。

对于前述的第一实施例、第二实施例、第三实施例中的技术方案，完全可以运用到本实施例中。

当然，前述的各实施例中的技术方案也可以作如下变通，第一扁管1和第二扁管3的外轮廓相同，第一扁管1和第二扁管3具有相同的宽度、相同的厚度，第一扁管1和第二扁管3均具有多个内孔，但是内孔大小和数量均不同，第一扁管1的内孔尺寸较小，数量多，第二扁管3的内孔尺寸较大，数量较少，第一扁管1的内通道总横截面积＜第二扁管3的内通道总横截面积。

在制热状态下，平行流换热器作为蒸发器使用时，液态制冷剂在扁管中逐渐蒸发，液态制冷剂逐步转变为气态制冷剂，比容迅速增大，流速将增大，阻力增大，这时，气态制冷剂从第一扁管1通过连接件2流向第二扁管3，内通道总横截面积由小变大，可以使流速降低，从而减小流动阻力，降低节流效应，提高系统制热量。

相反地，在制冷状态下，制冷剂刚进入平行流换热器时为气态，比容大，流速比较大，这时进入第二扁管3，其较大的内通道总横截面积就可以使气态制冷剂的流速降低，从而减小气态制冷剂的流动阻力。然后，气态制冷剂逐步转变为液态制冷剂，比容减小，流速降低，阻力也降低，这时，液态制冷剂进入内通道总横截面积较小的第一扁管1，可以增加流速，增强换热效果。

上述的第一扁管1和第二扁管3具有相同的宽度、相同的厚度，且内孔的数量相同，但是内孔的大小不同，从而实现内通道总横截面积的不同。

上述的第一扁管1和第二扁管3具有相同的宽度、相同的厚度以及相同内孔大小，但是内孔数量不同，从而实现内通道总横截面积的不同。

以上的各实施例均是以每组扁管均由第一扁管1、连接件2和第二扁管3组成为例进行说明，但是，当每组扁管还包括第三扁管、第四扁管或第五扁管时，也同样适用。

例如，当每组扁管包括第一扁管1、第二扁管3和第三扁管以及两个连接件2时，第一扁管1、连接件2、第二扁管3、连接件2和第三扁管依次相接；其中，第一扁管1的内通道总横截面积＞第二扁管3的内通道总横截面积＞第三扁管的内通道总横截面积，或者，第一扁管1的内通道总横截面积＜第二扁管3的内通道总横截面积＜第三扁管的内通道总横截面积。

对于上述的各实施例进行简单的归纳后，可以得到：上述的两根集流管之间的扁管也可以包括通过N个连接件连接的N+1个扁管，内通道总横截面积沿着制冷剂流动方向逐渐变化，其中N的优选为1～3。

当然，设置在上述的N+1段扁管上的翅片，也可以根据不同的需要，设置不同的片型和片距，以优化换热。

本发明并不局限于上述四种实施案例，类似采用连接件实现内通道总横截面积逐渐变化的布置，连接件采用不同形状但是实现近似功用的设计也作为本发明的保护之列。

Claims (8)

1.一种平行流换热器，包括设置在第一集流管和第二集流管之间的扁管，扁管上设置有翅片，其特征是扁管包括第一扁管（1)、连接件（2）和第二扁管（3），

第一扁管（1）的一端插入到连接件（2）的一端，与连接件（2）的内周相接，第一扁管（1）的另一端与第一集流管相接，

第二扁管（3）的一端插入到连接件（2）的另一端，与连接件（2）的内周相接，第二扁管（3）的另一端与第二集流管连接，

连接件（2）的内部除了设置有第一扁管（1）和第二扁管（3）的插入空间外，还设置有空腔，该空腔位于第一扁管（1）和第二扁管（3）之间，

第一扁管（1）和第二扁管（3）的外轮廓相同，即同宽度、同厚度；

所述第一扁管（1）的内通道总横截面积与第二扁管（3）的内通道总横截面积不同，内通道总横截面积越大，则流动阻力越小。

2.根据权利要求1所述的平行流换热器，其特征是所述第一扁管（1）的内孔的数量与第二扁管（3）的内孔的数量相同，第一扁管（1）的内孔的大小与第二扁管（3）的内孔的大小不同。

3.根据权利要求1所述的平行流换热器，其特征是所述第一扁管（1）的内孔的数量与第二扁管（3）的内孔的数量不同，第一扁管（1）的内孔的大小与第二扁管（3）的内孔的大小相同。

4.根据权利要求1所述的平行流换热器，其特征是所述第一扁管（1）的内孔的数量与第二扁管（3）的内孔的数量不同，第一扁管（1）的内孔的大小与第二扁管（3）的内孔的大小不同。

5.根据权利要求2至4任一所述的平行流换热器，其特征是所述扁管还包括第三扁管，第一扁管（1)、连接件（2)、第二扁管（3)、连接件（2）和第三扁管依次相接；其中，第一扁管（1）的内通道总横截面积＞第二扁管（3）的内通道总横截面积＞第三扁管的内通道总横截面积，或者，第一扁管（1）的内通道总横截面积＜第二扁管（3）的内通道总横截面积＜第三扁管的内通道总横截面积。

6.根据权利要求5所述的平行流换热器，其特征是所述连接件（2）的一端和其另一端之间的夹角为0～180°。

7.根据权利要求6所述的平行流换热器，其特征是所述翅片的间距相等。

8.根据权利要求6所述的平行流换热器，其特征是所述翅片的间距不相等。

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