CN103644688B - 对流式制冷剂分配装置和具有它的换热器 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种对流式制冷剂分配装置和具有它的换热器。所述对流式制冷剂分配装置包括分配管，所述分配管具有沿该分配管的轴向分布的多个分配孔，所述分配管限定出至少一对制冷剂通道，每一对制冷剂通道包括彼此并排布置的第一制冷剂通道和第二制冷剂通道，其中制冷剂在所述第一制冷剂通道内的流动方向与在所述第二制冷剂通道内的流动方向相反。根据本发明的对流式制冷剂分配装置，制冷剂分配均匀，混合效果好，减少了汽液分层。

Description

对流式制冷剂分配装置和具有它的换热器

技术领域

本发明涉及换热器技术领域，具体地，涉及一种对流式制冷剂分配装置和具有该对流式制冷剂装置的换热器。

背景技术

换热器，诸如微通道换热器的平行流换热器，在用作蒸发器或热泵室外机换热器时，由于制冷剂分配的不均匀性，在诸如换热管的换热管内会发生干蒸与供液过多的现象，从而影响换热器的换热性能。为此，通常在换热器的进口集流管内插入一个分配管，沿分配管的长度方向间隔设有分配孔或分配槽，以提高制冷剂分配的均匀性。然而，使用上述分配管仍然存在制冷剂分配不均的问题，因此存在改进的需要。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的认识和发现作出的：

在相关技术中，使用单个分配管分配制冷剂，制冷剂进入分配管后，随着制冷剂由分配管的进口端向远端在分配管内的制冷剂通道内流动，逐渐有部分制冷剂通过分配管上的分配孔喷出，导致制冷剂流量在分配管的制冷剂通道内朝向远端减小，从而影响到制冷剂分配的均匀性，降低了换热器的换热性能。

为了改进制冷剂分配的均匀性，基于发明人的上述发现和认识，本发明利用制冷剂流量在制冷剂通道内沿制冷剂流动方向逐渐减小的特性，使制冷剂在多个制冷剂通道内沿相反的方向流动，从而使在不同制冷剂通道内流动的制冷剂相互补偿，由此保证在制冷剂流动的方向上，分配的制冷剂的总流量均匀。

为此，本发明的一个目的在于提出一种制冷剂分配均匀的对流式制冷剂分配装置。

本发明的另一目的提出一种具有上述对流式制冷剂分配装置的换热器。

根据本发明的对流式制冷剂分配装置，包括分配管，所述分配管具有沿该分配管的轴向分布的多个分配孔，所述分配管限定出至少一对制冷剂通道，每一对制冷剂通道包括彼此并排布置的第一制冷剂通道和第二制冷剂通道，其中制冷剂在所述第一制冷剂通道内的流动方向与在所述第二制冷剂通道内的流动方向相反。

根据本发明的对流式制冷剂分配装置，制冷剂在成对的制冷剂通道内流动，并且制冷剂在每一对制冷剂通道的第一制冷剂通道内的流动方向与制冷剂在第二制冷剂通道内的流动方向相反，由于制冷剂沿流动方向流量逐渐减小，因此，从第一制冷剂通道分配出的制冷剂流量与从第二制冷剂通道分配出的制冷剂流量彼此可以互补，从而保证了制冷剂在第一制冷剂通道和第二制冷剂通道的长度方向上，总体分配的制冷剂流量均匀。而且，由于制冷剂在第一制冷剂通道和第二制冷剂通道内的流动方向相反，加强流出分配管的制冷剂的扰动，有利于气液两相制冷剂的充分混合。

优选地，所述分配管为一个，所述一个分配管折弯以限定出所述至少一对制冷剂通道。

优选地，所述分配管包括多个，所述多个分配管构成至少一对，每一对分配管包括第一分配管和第二分配管，所述第一分配管的内腔构成所述第一制冷剂通道，所述第二分配管的内腔构成所述第二制冷剂通道。

优选地，所述分配管为一对，其中所述第一分配管的第一端设有制冷剂进口且所述第一分配管的第二端封闭，其中所述第二分配管的远离所述第一分配管的第一端的第二端设有制冷剂进口且所述第二分配管的邻近所述第一分配管的第一端的第一端封闭。

优选地，所述分配管为一对，所述第一分配管的第二端与所述第二分配管的第二端彼此连通，所述第一分配管的第一端和所述第二分配管的第一端中的一个设有制冷剂进口且另一个封闭。

优选地，所述第一分配管的第二端与所述第二分配管的第二端通过连通管相连。

优选地，所述分配管为多对，每一对分配管中的所述第一分配管的第二端与所述第二分配管的第二端彼此连通，且相邻两对分配管中，一对分配管中的第二分配管的第一端与另一对分配管中的第一分配管的第一端彼此连通。

优选地，每一对分配管中的所述第一分配管的第二端与所述第二分配管的第二端通过连通管相连。

优选地，所述制冷剂通道为多对，每一对制冷剂通道中的所述第一制冷剂通道和第二制冷剂通道的横截面积相同，相邻两对制冷剂通道中，沿制冷剂流动方向，位于上游的一对制冷剂通道的横截面积大于位于下游的一对制冷剂通道的横截面积。

优选地，所述制冷剂通道为多对，每一对制冷剂通道中的所述第一制冷剂通道的横截面积大于所述第二制冷剂通道的横截面积，相邻两对制冷剂通道中，沿制冷剂流动方向，位于上游的一对制冷剂通道的横截面积大于位于下游的一对制冷剂通道的横截面积。

优选地，所述制冷剂通道的横截面积沿制冷剂流动方向递减。

优选地，所述分配孔的水力直径沿制冷剂流动方向递增。

优选地，所述分配孔的数量沿制冷剂流动方向递增。

优选地，从所述至少一对制冷剂通道中的一部分制冷分配通道内喷出的制冷剂与从另一部分制冷剂通道喷出的制冷剂彼此碰撞。

根据本发明的换热器包括：第一和第二集流管；多个换热管，所述换热管的两端分别与所述第一和第二集流管相连；翅片，所述翅片设在相邻的换热管之间，制冷剂分配装置，所述制冷剂分配装置设在所述第一和第二集流管中的至少一个内，所述制冷剂分配装置为上述对流式制冷剂分配装置。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的对流式制冷剂分配装置的示意图。

图2是图1所示对流式制冷剂分配装置安装到换热器的集流管内的示意图。

图3是根据本发明另一个实施例的对流式制冷剂分配装置的示意图。

图4是根据本发明再一实施例的对流式制冷剂分配装置的示意图。

图5是图4所示对流式制冷剂分配装置的变型的示意图。

图6是图5所示对流式制冷剂分配装置安装到换热器的集流管内的示意图。

图7是根据本发明再又一实施例的制冷剂分配装置的示意图

图8是根据本发明实施例的换热器的示意图。

附图标记：

分配管100；第一分配管100A；第二分配管100B；第一集流管200；第二集流管300；换热管400；翅片500；制冷剂通道1；第一制冷剂通道1A；第二制冷剂通道1B；分配孔2；连通管3；制冷剂进口11。

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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述根据本发明实施例的对流式制冷剂分配装置。

如图1-7所示，根据本发明实施例的对流式制冷剂分配装置包括分配管100，分配管100具有多个分配孔2，多个分配孔2沿分配管100的轴向（即分配管100的长度方向）分布。

本领域的技术人员可以理解的是，分配孔2可以排列成多排，每一排内的分配孔2可以沿分配管100的轴向成直线排列，也可以称螺旋状排列。分配孔2可以为圆孔，方孔。优选地，分配孔2为狭缝的形式，从而提高分配效果，这里，狭缝是指分配孔2的长度远大于其宽度。

分配管100形成至少一对制冷剂通道1，换言之，分配管100的内腔构成制冷剂通道1，每一对制冷剂通道1包括彼此并排布置的第一制冷剂通道1A和第二制冷剂通道1B。每一对制冷剂通道1中，第一制冷剂通道1A的一端与第二制冷剂通道1B的一端可以连通，也可以不连通。制冷剂在第一制冷剂通道1A内的流动方向S1与在第二制冷剂通道1B内的流动方向S2相反。这里，流动方向S1与流动方向S2相反应作广义理解，是指流动方向S1与流动方向S2大体上相向，例如流动方向S1与流动方向S2可以彼此平行，流动方向S1与流动方向S2可以成预定夹角。换言之，第一制冷剂通道1A和第二制冷剂通道1B彼此并排布置也应作广义理解，包括第一制冷剂通道1A和第二制冷剂通道1B彼此平行，也包括成预定夹角。

根据本发明实施例的对流式制冷剂分配装置，制冷剂在成对的制冷剂通道内流动，并且制冷剂在每一对制冷剂通道的第一制冷剂通道内的流动方向与制冷剂在第二制冷剂通道内的流动方向相反，由于制冷剂沿流动方向流量逐渐减小，因此，从第一制冷剂通道分配出的制冷剂流量与从第二制冷剂通道分配出的制冷剂流量彼此可以互补，从而保证了制冷剂在第一制冷剂通道和第二制冷剂通道的长度方向上，总体分配的制冷剂流量均匀。而且，由于制冷剂在第一制冷剂通道和第二制冷剂通道内的流动方向相反，加强流出分配管的制冷剂的扰动，有利于气液两相制冷剂的充分混合。

下面参考图1描述根据本发明一个实施例的对流式制冷剂分配装置。

如图1所述，对流式制冷剂分配装置的分配管100包括多个，多个分配管构成至少一对，每一对分配管包括第一分配管100A和第二分配管100B，第一分配管100A的内腔构成第一制冷剂通道1A，第二分配管100B的内腔构成第二制冷剂通道1B，制冷剂在第一制冷剂通道1A和第二制冷剂通道1B内的流动方向相反。

在图1所示的实施例中，分配管100包括两个：第一分配管100A和第二分配管100B，制冷剂在第一分配管100A内沿流动方向S1流动，制冷剂在第二分配管100B内沿与方向S1大体相反的流动方向S2流动。

在图1所示的实施例中，分配管100具有两个制冷剂进口。更具体而言，第一分配管100A的第一端（图1中的左端）设有一个制冷剂进口（或称为第一制冷剂进口）11且第一分配管100A的第二端（图1中的右端）封闭。第二分配管100B的远离第一分配管100A的第一端的第二端（图1中的右端）设有另一个制冷剂进口（或称为第二制冷剂进口）11且第二分配管100B的邻近第一分配管100A的第一端（图1中的左端）的第一端封闭。换言之，第一分配管100A的端部与第二分配管100B的端部不彼此连通。

由此，从第一分配管100A的第一端的制冷剂进口11进入第一制冷剂通道1A沿流动方向S1流动，从第二分配管100B的第二端的制冷剂进口11进入第二制冷剂通道1B内沿流动方向S2流动。在第一制冷剂通道1A内沿流动方向S1制冷剂流量逐渐减小，在第二制冷剂通道1B内沿流动方向S2制冷剂流量逐渐减小，从而第一分配管100A分配出的制冷剂流量与从第二分配管100B分配出的制冷剂流量可以彼此互不，提高了制冷剂的分配均匀性，而且从第一分配管100A和第二分配管100B分配出的制冷剂可以相互干扰，进一步提高混合均匀性，减小汽液分层。图2示出了根据图1所示的对流式制冷剂分配装置安装到换热器集流管内的示意图。

图3示出了根据本发明另一实施例的流动对流式制冷剂分配装置。如图3所示，分配管100为一对：即第一分配管100A和第二分配管100B。

第一分配管100A的第二端（图3中的右端）与第二分配管100B的第二端（图3中的右端）彼此连通，例如通过大体U形的连通管3彼此连通。

优选地，第一分配管100A、第二分配管100B以及连通管3为一体的，即分配管100为一个，一个分配管100折弯以限定出所述至少一对制冷分配分配通道，换言之，单个分配管100折弯以形成第一分配管100A、第二分配管100B以及连通管3。

第一分配管100A的第一端和第二分配管100B的第一端中的一个设有制冷剂进口11且另一个封闭。如图3所示，第一分配管100A的左端敞开以形成制冷剂进口11，第二分配管100B的左端封闭。

制冷剂从制冷剂进口11首先进入到第一制冷剂通道1A且沿流动方向S1流动，然后通过连通3，制冷剂进入第二制冷剂通道1B并且改变方向而沿流动方向S流动。

图4示出了根据本发明又一实施例的对流式制冷剂分配装置。如图4所示，分配管100为多对，每一对分配管100中的第一分配管100A的第二端与第二分配管100B的第二端彼此首尾相连，例如通过大体U形的连通管3彼此连通。同时，相邻两对分配管100中，一对分配管100中的第二分配管100B的第一端与另一对分配管中的第一分配管100A的第一端彼此连通，例如通过大体U形的连通管3彼此连通。由此，分配管100限定出大体呈蛇形形状延伸的制冷剂通道1。在彼此相邻的第一制冷剂通道1A和第二制冷剂通道1B内，制冷剂的流动方向相反。

优选地，多对分配管100可以一体形成，即分配管100为一个，一个分配管100多次折弯以构成多个第一分配管100A和多个第二分配管100B，从而限定出多对第一制冷剂通道1A和第二制冷剂通道1B，即的那个分配管100限定出蛇形制冷剂通道。

在图4所示的实施例中，分配管100具有一个制冷剂进口11。可选地，在本发明的一些实施例中，如图5所示，分配管100可以具有两个制冷剂进口11，即制冷剂从分配管100的两端进入。图6示出了图5所示的对流式制冷剂分配装置设在换热器集流管内的示意图。

在图5和图6所示的实施例中，对流式制冷剂分配装置内的制冷剂流路很长，对流式制冷剂分配装置内流动的压降较大，会产生一定的节流效果，因此，当用作制冷系统中，可利用这一节流效果，为制冷系统系统中的节流装置分担部分节流任务，甚至于取代系统中的节流装置，简化了制冷系统结构，减少了制冷系统的元件数量，降低了成本。

在一些实施例中，优选地，从至少一对制冷剂通道1中的一部分制冷分配通道内喷出的制冷剂与从另一部分制冷剂通道喷出的制冷剂彼此碰撞，由此可以进一步提高制冷剂混合均匀性，减少汽液分层。例如，当制冷剂通道为一对时，从第一制冷剂通道1A内喷出的制冷剂与从第二制冷剂通道1B内喷出的制冷剂彼此碰撞，如图1-3所示。如图4-6所示，当制冷剂通道为多对时，从一部分第一制冷剂通道1A内喷出的制冷剂与从一部分第二制冷剂通道1B喷出的制冷剂彼此碰撞，优选地，在彼此成对的制冷剂通道中，从从第一制冷剂通道1A内喷出的制冷剂与从第二制冷剂通道1B内喷出的制冷剂彼此碰撞。

在一些优选实施例，沿制冷剂流动方向，分配管100上的分配孔2的水力直径递增。在另一些优选实施例中，分配孔2的数量沿制冷剂流动方向递增。可以理解的是，沿制冷剂流动方向，分配管100的近端的制冷剂流量大，分配管100远端的制冷剂流量小，由于分配管100的近端的分配孔2的数量较少、水力直径较小，远端的分配孔2的数量较多、水力直径较大，使得从分配管100的近端和远端流出的制冷剂流量相近，有利于制冷剂的分配均匀性。

在一些优选实施例中，制冷剂通道1的横截面积沿制冷剂流动方向递减，例如逐渐减小或阶梯式减小，这里，阶梯式减小是指制冷剂通道可以分成多段，每一段的横截面积相同，且沿制冷剂流动方向，下游段的横截面积小于上游段的横截面积。

在一个具体示例中，制冷剂通道1为多对，每一对制冷剂通道中的第一制冷剂通道1A和第二制冷剂通道1B的横截面积相同，相邻两对制冷剂通道中，沿制冷剂流动方向，位于上游的一对制冷剂通道的横截面积大于位于下游的一对制冷剂通道的横截面积。

例如，如图7所示，分配管100为多对，每一对包括第一分配管100A和第二分配管100B，由此，制冷剂通道1为多对且制冷剂通道1为蛇形，每一对分配管100中的第一分配管100A和第二分配管100B的内腔的横截面积相同,相邻两对分配管100中，沿制冷剂流动方向，位于上游的一对分配管（第一分配管100A和第二分配管100B）的内腔的横截面积大于位于下游的一对分配管（第一分配管100A和第二分配管100B）的内腔的横截面积。换言之，位于上游的一对分配管的内径大于位于下游的一对分配管的内径。

沿制冷剂流动方向，制冷剂逐渐由分配孔2喷出，分配管100内制冷剂流量逐渐减少，由于分配管的内径沿制冷剂流动方向递减，使上游分配管和下游分配管内的制冷剂的流速相近，有利于制冷剂的分配均匀性。

可选地，沿制冷剂流动方向，分配管100的内腔的横截面积递减。例如，分配管100为多对，多对分配管100限定出蛇形的制冷剂通道1，每一对分配管中，位于上游的第一分配管100A的内径大于位于下游的第二分配管100B的内径，相邻一对分配管中，上游一对分配管中的第二分配管100B的内径大于下游一对分配管中的第一分配管100A的内径。

下面参考图8结合图1-7描述根据本发明实施例的换热器。

根据本发明实施例的换热器包括第一集流管200、第二集流管300、多个换热管400、翅片500和制冷剂分配装置。

换热管300例如为扁管，换热管300的两端分别与第一集流管200和第二集流管300相连，以连通第一集流管200和第二集流管300的内腔。翅片500设在相邻的换热管400之间。制冷剂分配装置设在第一集流管200和第二集流管300中的至少一个内，且可以根据上述实施例描述的对流式制冷剂分配装置。

在图8所示的实施例中，在第一集流管200内设置了对流式制冷剂分配装置，可选地，可以在第二集流管300内设置对流式制冷剂分配装置，或者同时在第一集流管200和第二集流管300均设置第一集流管200和第二集流管300。

在图8所示的实施例中，对流式制冷剂分配装置为图3所示的对流式制冷剂分配装置，可以理解的是，本发明并不限于此。

根据本发明实施例的换热器，制冷剂流量均匀，气液两相制冷剂的混合充分，减少了汽液分层，提高了换热效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种对流式制冷剂分配装置，其特征在于，包括分配管，所述分配管具有沿该分配管的轴向分布的多个分配孔，所述分配管限定出多对制冷剂通道，每一对制冷剂通道包括彼此并排布置的第一制冷剂通道和第二制冷剂通道，其中制冷剂在所述第一制冷剂通道内的流动方向与在所述第二制冷剂通道内的流动方向相反，相邻两对制冷剂通道中，沿制冷剂流动方向，位于上游的一对制冷剂通道的横截面积大于位于下游的一对制冷剂通道的横截面积，所述分配孔的数量沿制冷剂流动方向递增。

2.根据权利要求1所述的对流式制冷剂分配装置，其特征在于，所述分配管为一个，所述一个分配管折弯以限定出所述多对制冷剂通道。

3.根据权利要求1所述的对流式制冷剂分配装置，其特征在于，所述分配管为多个，所述多个分配管构成多对对，每一对分配管包括第一分配管和第二分配管，所述第一分配管的内腔构成所述第一制冷剂通道，所述第二分配管的内腔构成所述第二制冷剂通道。

4.根据权利要求3所述的对流式制冷剂分配装置，其特征在于，每一对分配管中的所述第一分配管的第二端与所述第二分配管的第二端彼此连通，且相邻两对分配管中，一对分配管中的第二分配管的第一端与另一对分配管中的第一分配管的第一端彼此连通。

5.根据权利要求4所述的对流式制冷剂分配装置，其特征在于，每一对分配管中的所述第一分配管的第二端与所述第二分配管的第二端通过连通管相连。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的对流式制冷剂分配装置，其特征在于，每一对制冷剂通道中的所述第一制冷剂通道和第二制冷剂通道的横截面积相同。

7.根据权利要求1所述的对流式制冷剂分配装置，其特征在于，所述制冷剂通道的横截面积沿制冷剂流动方向递减。

8.根据权利要求1所述的对流式制冷剂分配装置，其特征在于，所述分配孔的水力直径沿制冷剂流动方向递增。

9.根据权利要求1所述的对流式制冷剂分配装置，其特征在于，从所述多对制冷剂通道中的一部分制冷分配通道内喷出的制冷剂与从另一部分制冷剂通道喷出的制冷剂彼此碰撞。

10.一种换热器，其特征在于，包括：

第一和第二集流管；

多个换热管，所述换热管的两端分别与所述第一和第二集流管相连；

翅片，所述翅片设在相邻的换热管之间，

制冷剂分配装置，所述制冷剂分配装置设在所述第一和第二集流管中的至少一个内，所述制冷剂分配装置为根据权利要求1-9中任一项所述的对流式制冷剂分配装置。