CN102384692A

CN102384692A - 集流管及具有该集流管的换热器

Info

Publication number: CN102384692A
Application number: CN2010102726274A
Authority: CN
Inventors: 邢淑敏; 梁祥飞; 尹茜
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2012-03-21

Abstract

一种换热器，其包括有换热扁管、集流管，该换热器在作为蒸发器或冷凝器使用时均可以达到均匀分配冷媒的效果，进而提高蒸发器或冷凝器的换热性能。该集流管包括：上集流管壁、下集流管壁、用于均匀分流的分流孔板，该分流孔板上设有分流孔，该分流孔板穿插于该上集流管壁、下集流管壁之间，并与该上集流管壁、下集流管壁围绕形成上腔体和下腔体。冷媒气体首先进入下腔体，流经分流孔在进入上腔体，最后进入换热扁管。由于分流孔板的分流作用，使得进入换热扁管内的冷媒气体流量分配均匀，达到均匀而充分换热的效果，提高换热器的整体换热性能。

Description

集流管及具有该集流管的换热器

技术领域

本发明涉及空调换热器领域，尤其是指一种集流管及具有该集流管的换热器。

背景技术

微通道换热器作为蒸发器使用时，进口冷媒一般为气液两相。如图1所示，现有微通道换热器用集流管通常直接与换热扁管连接，没有任何分流措施，进入集流管后气液两相分层现象明显，导致进入各换热扁管的冷媒分配不均匀，换热器换热性能较差。并且，因热泵有制冷和制热两种运行模式，所以室外机换热器涉及冷凝器和蒸发器相互转换使用。对于单流程换热器，作为冷凝器使用时，入口为过热气体，采用现有的微通道换热器结构，同样存在分气不均的问题；作为蒸发器使用时，入口为气液两相，则存在分流不均的问题。对于多流程换热器，不仅换热器入口存在分流不均的情况，在换热器的中部同样存在分流不均的问题。因此，为尽快在家用或者商用空调领域推广应用微通道换热器，急需解决微通道蒸发器的分流问题。

近几年出现了集流管内插分流管的分流技术，实际上，这种技术具有一定的局限性。首先，为实现均匀分流，需要在分流管上开设不等距离或不等面积的通孔，技术上在分流管开设这种非等距等面积的通孔和大孔的难度较高；另外，如果保持原换热器集流管的直径不变，则分流管的直径受限，为保证分流管的强度，单个分流孔的面积和总分流孔的面积均不宜过大，因此冷媒在分流管内的流动阻力相应增大；若增大分流管上的分流孔面积，则需增大分流管的直径，集流管的直径也需对应增加，由此管内的冷媒流速则会降低，而且增加了材料成本。

由此可鉴，本发明提供一种集流管及具有该集流管的换热器，其能够使集流管内的冷媒分配到换热扁管内，使换热器内部冷媒均匀分布，提高了换热器的换热性能。

发明内容

本发明提供一种集流管及具有该集流管的换热器，其通过改变集流管的结构，使冷媒气体能均匀的分布于换热扁管内，提高了换热器的换热性能。

本发明是这样实现的：

一种集流管，其包括有集流管壁，及用于密封该集流管壁的堵帽，该集流管壁上设有多个用于连接换热扁管的连接孔，该集流管壁分为：上集流管壁及下集流管壁；该集流管还包括用于均匀分流的分流孔板，该分流孔板上设有分流孔，该分流孔板穿插于该上集流管壁、下集流管壁之间，并与该上集流管壁、下集流管壁围绕形成上腔体和下腔体。冷媒气体首先进入下腔体，流经分流孔在进入上腔体，最后进入换热扁管。由于分流孔板的分流作用，使得进入换热扁管内的冷媒气体流量分配均匀，达到均匀而充分换热的效果，提高换热器的整体换热性能。

优选的是，为了能够使该堵帽与该分流板固定，该堵帽上设有通孔，该分流孔板的端部设有固定部，该通孔与该固定部配合固定该分流孔板。

优选的是，该集流管还包括有定位装置，其用于限制该换热扁管的插入深度，其可选择的横向设于该分流孔板的上侧、上集流管壁的端部或下集流管壁的端部。

为了能够使该集流管与双排换热扁管配合，该上集流管壁或该下集流管壁上设有两排用于与换热扁管配合的连接孔，该两排换热扁管平行、或互呈角度设置，该上腔体或该下腔体内设有隔板，使该上腔体或该下腔体分为左、右两部分，该左、右两部分与形成左腔和右腔。

可供选择的是，该分流孔板上的分流孔的形状为圆形、椭圆形、矩形、不规则性形、或其任意两者的组合，且该多个分流孔的面积不相等，使得进入各个换热器扁管的气液两相冷媒分配较为均匀，进一步提高换热器的换热效率。

可供选择的是，该上集流管壁、下集流管壁的一侧连接，另一侧形成一狭长的直缝。

优选的是，该上集流管壁、下集流管壁的截面分别为弧形、矩形或其任意两者的组合。相比于现有技术，集流管截面形状的多样化，有利于缩小集流管的横截面积，提高集流管内冷媒的流速，增强换热性；有利于缩短换热扁管插入集流管的长度；同时，有利于节约换热扁管和集流管的材料成本。

本发明还提供一种换热器，其包括有换热扁管，该换热扁管的上、下端分别插入该集流管的连接孔，进口管，出口管，及如以上任一项所述的集流管，该集流管内部分或全部含有分流孔板，该换热器在作为蒸发器或冷凝器使用时均可以达到均匀分配冷媒的效果，进而提高蒸发器或冷凝器的换热性能。

优选的是，该换热器含有一个或多个流程。

本发明的技术效果：

本发明一种集流管及具有该集流管的换热器，其结构简单、成本低、能够使换热扁管内的冷媒分配均匀，具有良好的分流作用；集流管不仅适用于单流程换热器、且适用于多流程的换热器，在换热器作为蒸发器或冷凝器使用时均具有很好的分流作用。

附图说明

图1现有技术换热器用集流管的结构示意图；

图2为本发明实施例一的集流管的结构示意图；

图3为本发明实施例一的集流管的分解图；

图4为本发明实施例一的集流管的侧视图；

图5为本发明实施例一的堵帽和分流孔板的结构示意图；

图6为本发明实施例一的分流孔板的横截面图；

图7为含有本发明集流管的换热器局部示意图；

图8为分流孔板的分流孔面积的变化曲线图；

图9为本发明实例二的集流管的侧视图；

图10为本发明实例三的集流管的侧视图；

图11为本发明实例三的分流孔板横截面的结构示意图；

图12为本发明实例四的集流管的侧视意图；

图13为本发明实例五的集流管的侧视图；

图14为本发明实例六的集流管的分体结构示意图；

图15为本发明中分流孔板结构示意图；

图16为具有本发明集流管的微通道换热器结构示意图之一；

图17为具有本发明集流管的微通道换热器结构示意图之二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：

实施例一：

如图2至图7所示，其中，图7示意了本发明集流管与换热管的结合示意图。集流管包括：上集流管壁2、下集流管壁3、分流孔板4。其中，该上集流管壁2上横向设有多个连接孔1，该连接孔1用于连接换热扁管6(如图4或图7所示)，该分流孔板4设于该上集流管壁2与该下集流管壁3之间；该下集流管壁3包围于该上集流管壁2、该分流孔板4外部，通过下集流管壁3两侧的凸台31定位，该上集流管2、下集流管3、该分流孔板4通过焊接方式固定，该上集流管壁2、该下集流管壁3分别与该分流孔板4围绕形成上腔体A、下腔体B。该分流孔板4上设有多个分流孔5(如图3所示)，如图7所示，冷媒气体首先进入下腔体B，流经该分流孔5再进入上腔体A，最后进入换热扁管6。由于分流孔板4的分流作用，使得进入换热扁管6内的冷媒气体流量分配均匀，达到均匀而充分换热的效果，提高换热器的整体换热性能。

如图5所示，该集流管还包括堵帽7，该堵帽7的中间开设有通孔71，该分流孔板4的端部设有固定部42，优选该堵帽7的面积略小于该集流管的横截面积，使该通孔71与该固定部42配合将堵帽7固定于该分流孔板4后，堵帽7能够对该集流管密封。

如图4或图6所示，该分流孔板4的上横向设有定位装置8，该定位装置8为两条凸棱，该二凸棱之间的距离小于该换热扁管的宽度，换热扁管6从连接孔1插入时，该二凸棱与该换热扁管6的底端接触，恰能对该换热扁管6支撑，凸棱的高度决定该换热扁管6的插入深度。

本发明所述的上集流管壁2、下集流管壁3的截面分别为圆形、椭圆形、矩形或其任意两者的组合，本实施例优选上集流管壁2、下集流管壁3均为椭圆形。相比于现有技术，集流管截面形状的多样化，有利于缩小集流管的横截面积，提高集流管内冷媒的流速，增强换热性；有利于缩短换热扁管插入集流管的长度；同时，有利于节约换热扁管和集流管的材料成本。

可供选择的是，如图15所示，该分流孔板4上的分流孔5的形状可以为圆形、椭圆形、矩形、不规则性形、或其任意两者的组合；分流孔5的个数为1个大孔或多个小孔，该多个孔可排列成一排、或排列成多排。如图8所示，该多个分流孔5的面积不相等，在冷媒流速过高而原分配流量较少的冷媒进口端，分流孔5面积较大；在离冷媒进口端较近、原本进液多的地方分流孔5面积较小，加强节流；而在离冷媒入口端较远、原本进液少的地方通孔面积相对较大。通孔面积合理的分配，使得进入各个换热器扁管的气液两相冷媒分配较为均匀，进一步提高换热器的换热效率。上集流管壁2和下集流管壁3的横截面形状可根据空调系统的爆破压力和换热性能要求选择，集流管上、下分体的结构设计使集流管的形状不限于圆形通道，更能节省材料成本。

实施例二：

如图9所示。实施例二与实施例一的不同在于，该上集流管壁2和该下集流管壁3的横截面形状为矩形，且该上集流管壁2的端部向内弯折，形成定位装置8，用于限定换热扁管插入该集流管内的深度。本实施例的矩形集流管，有利于缩小集流管通道的横截面积，提高集流管内的冷媒的流速，此外，随着换热扁管的宽度的增加，集流管的体积增加较小，从而能够节约材料成本，节省空间，便于安装。

实施例三：

如图10及图11所示。实施例三与实施例一的不同在于，上集流管壁2和下集流管壁3的横截面不一致，上集流管壁2的横截面为矩形，而下集流管壁3的横截面的面积为弧形，当然，也可以是该上集流管壁的横截面为弧形，而该下集流管壁的横截面为矩形；如图11所示，该分流孔板4的上部设有与实施例一相同定位装置8，下底面的两个侧端具有凹部41，该下集流管3的两端恰能卡于该凹部41，再通过焊接的方式固定。

实施例四：

如图12所示。实施例四与实施例一的不同在于，该上集流管壁2上设有两组独立的连接孔1，该上腔体A或该下腔体B内设有隔板10，该隔板10将该上腔体A或该下腔体B分为左、右两部分，形成左腔A₁和右腔A₂，该分流孔板4上相应设有两组分流孔5，分别与该两组换热扁管6连通。两组换热扁管6通过该连接孔1插入该集流管内，且该两组换热扁管彼此平行。优选的是，该隔板10可与该上集流管壁2一体成型，或与该分流孔板4一体成型。冷媒气体从下腔体B通过不同的分流孔5进入左腔A₁、右腔A₂，再进入相应的换热扁管6，不仅实现了冷媒分流的目的，同时可实现两组换热扁管的连接。

实施例五：

如图13所示。实施例五与实施例四的不同在于，该两组换热扁管之间具有一定的角度。该上集流管壁2的横截面为弧形，定位装置8设于该分流孔板4的两端，换热扁管6的边角与定位装置8接触，故定位装置8与换热扁管的接触处为斜面，两组换热扁管6呈一定角度斜向插入集流管内。该上腔体A或该下腔体B内设有隔板10，该隔板10将该上腔体A或该下腔体B分为左、右两部分，形成左腔A₁和右腔A₂，该分流孔板4上相应设有两组分流孔5，分别与该两组换热扁管6连通。两组换热扁管6通过该连接孔1插入该集流管内，且该两组换热扁管互呈一定的角度。优选的是，该隔板10可与该上集流管壁2一体成型，或与该分流孔板4一体成型。冷媒气体从下腔体B通过不同的分流孔5进入左腔A₁、右腔A₂。本实施例所述的分体式集流管结构不仅适用于双排换扁管，而且适用于折弯型换热器，设计灵活，集流管所占空间较小，安装方便。

实施例六：

如图14所示。实施例六与实施例一的不同在于，该上集流管壁2与下集流管壁3的一侧连接，另一侧形成一狭长的直缝21，该直缝21的宽度略大于该分流孔板4的厚度；分流孔板4上的固定部42设于该分流孔板4端部的一侧，分流孔板4通过该直缝21插入该集流管内并定位；该堵帽7上具有缺口72，该缺口72与该分流孔板4上的固定部42配合，使该固定部42能够恰卡于该缺口72处。

如图16所示，其示意了集流管应用于换热器的实施例一。在本实施例中，换热扁管6的上、下两端分别连接集流管，集流管内部分管段含有分流孔板4，并通过流通孔73使两段集流管连通。冷媒气体从下集流管进口管9a进入，气液两相的制冷剂首先进下腔体B，然后穿过分流孔板4上的多个分流孔5进入与上腔体A连接的各个换热扁管6，流向上端的集流管，经由堵帽7上的流通孔73流经另一端的集流管的下腔体B，经过分流孔板4的重新分配后，进入与上腔体A连接的另一个流程的多个换热扁管6，并沿着下端集流管从与其相连的出口管9b流出换热器。由于分流孔板4上开有多个面积不等的分流孔5，分流孔5的设计原则以图8所示为优：在因流速过高而原分配流量较少的冷媒进口端，通孔面积稍大；在离冷媒进口端较近、原本进液多的地方通孔面积较小，加强节流；而在离冷媒入口端较远、原本进液较少的地方通孔面积相对较大。经过合理的设计之后，使得进入各个换热扁管的气液两相制冷剂分配较为均匀，从而提高蒸发器的换热效率。

如图17所示，其示意了集流管应用于换热器的实施例二。在本实施例中，具有该集流管的换热器作为冷凝器使用时，虚线和实线分别表示冷凝时和蒸发时的制冷剂流动方向。换热扁管6的上、下两端分别连接有集流管，且该集流管内全部含有分流孔板4。气态冷媒由进口管9a进入集流管的下腔体B，经分流孔板4上的多个分流孔5，向下流入与上腔体A连接的多个换热扁管与空气侧进行冷凝放热，到达另一端的集流管内，变为气液两相冷媒或仍为过热气体，经由堵帽7上开设的通孔71进入另一段具有分流孔板4的集流管内，如此换热器的每个流程均具有本发明的集流管，因此无论换热器内的冷媒状态如何变化，均可以利用分流孔板4的分流作用达到各换热扁管6内均匀分配制冷剂的目的，从而提高换热器的整体换热性能。

以上仅为本发明的具体实施例，并不以此限定本发明的保护范围；在不违反本发明构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本发明的保护范围。

Claims

1.一种集流管，包括集流管壁，该集流管壁上设有多个用于连接换热扁管的连接孔，其特征在于，在该集流管内设有用于分流的分流孔板并将该集流管分成上、下两个腔体，该分流孔板上设有一个或多个分流孔，

2.如权利要求1所述的集流管，其特征在于，该集流管壁分为：上集流管壁及下集流管壁，该分流孔板穿插于该上集流管壁、下集流管壁之间，并与该上集流管壁、下集流管壁围绕形成上腔体和下腔体。

3.如权利要求1所述的集流管，其特征在于，该集流管还包括用于密封该集流管壁的堵帽，该堵帽上设有通孔，该分流孔板的端部设有固定部，该通孔与该固定部配合固定该分流孔板。

4.如权利要求1所述的集流管，其特征在于，该集流管还包括有定位装置，其用于限制该换热扁管的插入深度，其横向设于该分流孔板上侧、上集流管壁的端部或下集流管壁的端部。

5.如权利要求1所述的集流管，其特征在于，该上集流管壁或该下集流管壁上设有多排用于连接换热扁管的连接孔，该多排换热扁管平行、或互呈角度设置。

6.如权利要求5所述的集流管，其特征在于，该上腔体或该下腔体内设有隔板，使该上腔体或该下腔体分为左、右两部分，该左、右两部分形成左腔和右腔。

7.如权利要求1所述的集流管，其特征在于，该分流孔板上的分流孔的形状为圆形、椭圆形、矩形、不规则性形、或其任意两者的组合，且多个分流孔的面积不相等。

8.如权利要求1所述的集流管，其特征在于，该上集流管壁、下集流管壁的一侧连接，另一侧形成一狭长的直缝。

9.如权利要求1所述的集流管，其特征在于，该上集流管壁、下集流管壁的截面分别为弧形、矩形或其任意两者的组合。

10.一种换热器，其包括有换热扁管，集流管，该换热扁管的上、下端分别插入该集流管的连接孔，进口管，出口管，其特征在于，该集流管为如权利要求1至9任一项所述的集流管，且该集流管内部分或全部含有分流孔板。