CN102297547B - 换热器 - Google Patents

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Abstract

一种换热器包括:第一和第二集流管;多个扁管,每个扁管内形成有沿该扁管的长度方向延伸且沿该扁管的宽度方向间隔开的多个制冷剂通孔,每个扁管的两端分别与第一和第二集流管相连以通过多个制冷剂通孔连通第一和第二集流管;分别设在相邻的扁管之间的翅片;和分配管,分配管上设有沿该分配管的长度方向排列的多个分配孔,分配管设在第一和第二集流管中的至少一个内,其中(A/W)/L<6.5,且S<20。根据本发明的换热器,通过将单个分配孔的面积与上述扁管的参数之间设定在上述范围内,可以优化制冷剂的分配,改善制冷剂分配的均匀度,提高制冷剂分配效果。

Description

换热器
技术领域
本发明涉及制冷技术领域,尤其是涉及一种换热器。
背景技术
传统上,为了减少制冷剂的气液分层现象,通常在换热器的集流管内插入单根圆管形式的分配管,用于对制冷剂进行分配,在圆管上通常设有相同大小的分配孔。
不同型号的换热器,具有不同的制冷剂流量、不同的扁管结构以及不同的扁管长度,从分配管的分配孔内的出来制冷剂流入扁管内,再经过扁管时会产生不同的局部压力损失和沿程压力损失,从而会产生不同的制冷剂分配效果,从而影响了换热性能。
发明内容
本申请的发明人发现:分配管上的单个分配孔的面积与扁管的参数之间的关系会影响到制冷剂的分配效果。
为此,本发明的一个目的在于提出一种换热器,通过设计换热器的分配管上的单个分配孔的面积与换热器的扁管的参数之间的关系,可以优化制冷剂的分配效果,提高换热性能。
根据本发明实施例的换热器包括:第一集流管;第二集流管;多个扁管,每个扁管内形成有沿该扁管的长度方向延伸且沿该扁管的宽度方向间隔开的多个制冷剂通孔,每个扁管的两端分别与所述第一和第二集流管相连以通过所述多个制冷剂通孔连通所述第一和第二集流管;翅片,所述翅片分别设在相邻的所述扁管之间;和分配管,所述分配管上设有沿该分配管的长度方向排列的多个分配孔,所述分配管设在所述第一和第二集流管中的至少一个内,
其中(A/W)/L<6.5,且S<20,
其中:A为单个扁管内的制冷剂通孔的横截面积之和,单位为平方毫米;
W为单个扁管的宽度,单位为毫米;
L为单个扁管的长度,单位为米;
S为单个分配孔的开口面积,单位为平方毫米。
根据本发明实施例的换热器,通过将单个分配孔的面积与上述扁管的参数之间设定在上述范围内,可以优化制冷剂的分配,改善制冷剂分配的均匀度,提高制冷剂分配效果。
另外,根据本发明上述实施例的换热器还可以具有如下附加的技术特征:
在本发明的一个实施例中,所述扁管包括矩形段和沿所述扁管的宽度方向分别连接在所述矩形段的两侧的半圆形段。
在本发明的一个实施例中,所述分配管插入到所述至少一个集流管内的长度与所述扁管的长度之比为0.25-2.5。
在本发明的一个实施例中,所述分配管的内径与所述至少一个集流管的内径之比为0.1-1。
在本发明的一个实施例中,所述多个分配孔的开口面积之和与所述分配管的流通横截面积之比为0.1-5。
在本发明的一个实施例中,所述多个分配孔在所述分配管上沿所述分配管的长度方向排列成多排。
在本发明的一个实施例中,所述分配孔为圆形开口或矩形狭槽。
在本发明的一个实施例中,所述分配孔的开口方向与所述扁管之间的夹角α为60°≤α≤90°。
在本发明的一个实施例中,所述分配孔的开口方向与所述扁管之间的夹角α为-60°≤α≤-90°。
在本发明的一个实施例中,所述分配孔沿所述分配管的长度方向成直线排列,且所述分配孔为两排,其中一排分配孔的开口方向与所述扁管之间的夹角α为90°且另一排分配孔的开口方向与扁管之间的夹角α为-90°。
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是根据本发明一个实施例的换热器的示意图;
图2是图1所示换热器的一个扁管的立体图;
图3是图2所示扁管的横截面示意图;
图4是单个分配孔的面积和扁管的参数与制冷剂分配均匀度的曲线图;
图5示出了分配孔的开口方向与扁管之间的夹角;
图6是根据本发明另一实施例的多回路换热器;和
图7是根据本发明又一实施例的多回路换热器。
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,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如上所述,本申请的发明人发现:换热器的分配管上的单个分配孔的面积与扁管的参数(即:单个扁管内的制冷剂通孔的横截面积之和与扁管的宽度和扁管的长度之积的比)之间的关系会影响制冷剂的分配均匀性。因此,根据本发明实施例的换热器,通过设计单个分配孔的面积与上述扁管的参数的范围,可以优化制冷剂的分配,改善制冷剂分配的均匀度,提高制冷剂分配效果。
下面参考附图描述根据本发明实施例的换热器。如图1-5所示,根据本发明实施例的换热器包括第一集流管1,第二集流管2,多个扁管3,翅片4,和分配管5。
每个扁管3内形成有沿该扁管的长度方向Y延伸且沿该扁管的宽度方向X上间隔开的多个制冷剂通孔31,每个扁管3在其长度方向上的两端(图1中的上端和下端)分别与第一集流管1和第二集流管2相连以通过多个制冷剂通孔31连通第一集流管1和第二集流管2。翅片4分别设在相邻的扁管3之间。
分配管5上设有沿该分配管的长度方向(图1中的左右方向)排列的多个分配孔51,分配管5设在第一集流管1和第二集流管2中的至少一个内。
其中0.07<(A/W)/L<6.5,且S<20,
其中,如图2和图3所示,A为单个扁管3内的所有制冷剂通孔31的横截面积之和(即,单个扁管3的流通截面积),单位为平方毫米;W为单个扁管3的宽度,单位为毫米;L为单个扁管3的长度,单位为米;S为单个分配孔51的开口面积,单位为平方毫米。
如图3所示,通过将(A/W)/L设在上述范围内,且S<20,制冷剂分配均匀度大于0.85,从而提高了制冷剂的分配效果,改善了换热器的换热性能。
如图4所示,通过实验得到验证:当(A/W)/L<6.5且S<20时,制冷剂的分配均匀度大于0.85,当(A/W)/L<6.5且S>20时,制冷剂的分配均匀度显著下降。当(A/W)/L>6.5且S<20,制冷剂分配均匀度小于0.85。从图3可以看出,当S一定时,(A/W)/L越大,制冷剂分配均匀度越小。当(A/W)/L一定时,S越大,制冷剂分配均匀度越小。因此,综合考虑,(A/W)/L<6.5且S<20是合适和优选的。
在图1所示的示例中,分配管5设在第一集流管1和第二集流管2内。可选地,分配管5可以设在第一集流管1内或第二集流管2内,其中,优选地,设有分配管5的集流管用作入口集流管,另一个用作出口集流管。
在下面的描述中,以分配管5插入到第一集流管1为例进行描述,可以理解的是,下面的描述同样适于分配管5插入到第二集流管2内的情况。
可以理解的是,分配管5插入到第一集流管1内的一端封闭,延伸出第一集流管1的一端敞开。
如图3所示,在本发明的一个实施例中,在扁管3的横截面上,扁管3包括矩形段3b和沿扁管的宽度方向X分别连接在矩形段3b的两侧的两个半圆形段3a。可选地,扁管3可以具有矩形横截面。在图3所示的示例中,制冷剂通孔31具有大体正方形横截面,可选地,制冷剂通孔31可以具有其他形状的横截面,例如圆形,三角形等。
如图1所示,在本发明的一些实施例中,分配孔51在分配管5上沿分配管的长度方向排可以列成多排,每一排分配孔51在分配管5上可以成直线排列,也可以成螺旋状排列。分配孔51为圆形开口,优选地,分配孔51可以矩形狭槽,由此可以进一步提高分配效果。
根据本发明的一些实施例,分配管5插入到第一集流管1内的长度H与扁管3的长度L之比为0.25-2.5,通过本申请的发明人实验,由此可以进一步提高制冷剂的分配效果。
在本发明的一个优选实施例中,分配管5的内径与第一集流管1的内径之比为0.1-1。通过本申请的发明人实验,由此可以进一步提高制冷剂的分配效果。
优选地,分配管5上的分配孔51的开口面积之和与分配管5的流通横截面积(即分配管5的内腔的横截面积)之比为0.1-5,通过本申请的发明人实验,由此可以进一步提高制冷剂的分配效果。
在本发明的一些实施例中,分配管5上的分配孔51沿分配管5的长度方向可以排列成多排,每一排分配孔51沿分配管5的长度方向可以排成直线排,优选地,可以排列成螺旋形状。分配孔51为为圆形开口,优选地,分配孔51可以为矩形狭槽的形式,由此可以进一步提高分配效果。
如图5所示,在本发明的一些实施例中,当分配管5插入到第一集流管1内时,分配孔51的开口方向P与扁管3(即与制冷剂在扁管3内的流动方向B)之间的夹角α为60°≤α≤90°。可选地,分配孔51的开口方向P与扁管3之间的夹角α为或-60°≤α≤-90°。这里,需要理解的是,从开口方向P沿逆时针方向到扁管3的夹角α为正,从开口方向P沿顺时针方向到扁管3的夹角α为负,如图5所示,如果以分配管5的中心为原点,开口方向P在第一象限内时α为正,开口方向P在第二象限内时α为负。
如图5所示,在分配管5上形成两排分配孔51,每一排分配孔51沿分配管5的长度方向成直线排列,其中一排分配孔51的开口方向P与扁管3之间的夹角α为90°,而另一排分配孔51的开口方向P与扁管3之间的夹角α为-90°。
图1示出的根据本发明实施例的换热器为单回路换热器,例如,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,制冷剂从分配管5进入第一集流管1,然后通过扁管3进入第二集流管2排出。
图6示出了根据本发明另一实施例的多回路换热器,图6示出了两回路换热器,在入口集流管1内设置了隔板6从而将入口集流管1内分成左右两个腔室,制冷剂从分配管5进入入口集流管1的右腔室,右腔室内的制冷剂沿一部分扁管3向下流动到出口集流管2内,然后折返方向向上通过另一部分扁管3流到入口集流管1的左腔室内,然后进入左腔室内的分配管5排出,如图6中箭头所示。换言之,分配管5分成两段,扁管分为两组,从而构成双回路。
需要理解的是,本发明并不限于双回路,通过在第一集流管1和第二集流管5内设置合适数量的隔板6,可以形成任意数量回路的换热器。
如图7所示,在第一集流管1和第二集流管2内均设有两个隔板6,从而换热器具有三个回路,即扁管3分为三组,相邻两组内的制冷剂流动方向相反,如图7中箭头所示。
如图1和图6所示,当分配管5沿第一集流管1的轴向插入到第一集流管1内的整个长度上时,分配管5插入到第一集流管1内的长度H与第一集流管1的长度大体相等。可选地,如图7所示,当分配管5仅设在相邻的隔板之间时,分配管5插入到第二集流管2内的长度H为两个隔板6之间的距离。
根据本发明实施例的换热器,通过将扁管的参数与分配管上的单个分配孔的开口面积设定在上述范围内,可以提高制冷剂的分配均匀度,从而改善制冷剂的分配效果,提高换热器的换热性能。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
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 (10)

1.一种换热器,其特征在于,包括:
第一集流管;
第二集流管;
多个扁管,每个扁管内形成有沿该扁管的长度方向延伸且沿该扁管的宽度方向间隔开的多个制冷剂通孔,每个扁管的两端分别与所述第一和第二集流管相连以通过所述多个制冷剂通孔连通所述第一和第二集流管;
翅片,所述翅片分别设在相邻的所述扁管之间;和
分配管,所述分配管上设有沿该分配管的长度方向排列的多个分配孔,所述分配管设在所述第一和第二集流管中的至少一个内,
其中(A/W)/L<6.5,且S<20,
其中:A为单个扁管内的制冷剂通孔的横截面积之和,单位为平方毫米;
W为单个扁管的宽度,单位为毫米;
L为单个扁管的长度,单位为米;
S为单个分配孔的开口面积,单位为平方毫米。
2.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,所述扁管包括矩形段和沿所述扁管的宽度方向分别连接在所述矩形段的两侧的半圆形段。
3.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,所述分配管插入到所述至少一个集流管内的长度与所述扁管的长度之比为0.25-2.5。
4.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,所述分配管的内径与所述至少一个集流管的内径之比为0.1-1。
5.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,所述多个分配孔的开口面积之和与所述分配管的流通横截面积之比为0.1-5。
6.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,所述多个分配孔在所述分配管上沿所述分配管的长度方向排列成多排。
7.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,所述分配孔为圆形开口或矩形狭槽。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的换热器,其特征在于,所述分配孔的开口方向与所述扁管之间的夹角α为60°≤α≤90°。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的换热器,其特征在于,所述分配孔的开口方向与所述扁管之间的夹角α为-60°≤α≤-90°。
10.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,所述分配孔沿所述分配管的长度方向成直线排列,且所述分配孔为两排,其中一排分配孔的开口方向与所述扁管之间的夹角α为90°且另一排分配孔的开口方向与扁管之间的夹角α为-90°。
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Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: DANFOSS-SANHUA (HANGZHOU) MICRO CHANNEL HEAT EXCHANGER CO., LTD. TO: HANGZHOU SANHUA MICRO-CHANNEL HEAT EXCHANGER CO., LTD.

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 310018 HANGZHOU, ZHEJIANG PROVINCE TO: 312500 SHAOXING, ZHEJIANG PROVINCE

TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20120716

Address after: 312500 Shaoxing City, Zhejiang province Xinchang Qixing street under the Liquan

Applicant after: SANHUA HOLDING GROUP Co.,Ltd.

Co-applicant after: DANFOSS A/S

Address before: 310018 Hangzhou economic and Technological Development Zone, Zhejiang, No. 12 Avenue, No. 289

Applicant before: SANHUA (HANGZHOU) MICRO CHANNEL HEAT EXCHANGER Co.,Ltd.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20111228

Assignee: SANHUA (HANGZHOU) MICRO CHANNEL HEAT EXCHANGER Co.,Ltd.

Assignor: SANHUA HOLDING GROUP Co.,Ltd.

Contract record no.: 2015990000010

Denomination of invention: Combined structure of system radial-flow machinery and heat exchanger

Granted publication date: 20130410

License type: Common License

Record date: 20150106

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: HANGZHOU SANHUA MICRO CHANNEL HEAT EXCHANGER CO.,

Free format text: FORMER OWNER: SANHUA HOLDING GROUP CO., LTD.

Effective date: 20150318

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 312500 SHAOXING, ZHEJIANG PROVINCE TO: 310018 HANGZHOU, ZHEJIANG PROVINCE

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20150318

Address after: 310018 Hangzhou economic and Technological Development Zone, Zhejiang, No. 12 Avenue, No. 289, No.

Patentee after: SANHUA (HANGZHOU) MICRO CHANNEL HEAT EXCHANGER Co.,Ltd.

Patentee after: DANFOSS A/S

Address before: 312500 Shaoxing City, Zhejiang province Xinchang Qixing street under the Liquan

Patentee before: SANHUA HOLDING GROUP Co.,Ltd.

Patentee before: DANFOSS A/S