CN104315758A - 空调器及其平行流蒸发器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空调器技术领域，提供空调器及其平行流蒸发器，平行流蒸发器包括气液两相均配装置，其包括分离器及气液混合器，气液分离器上设有气液输入口、气相输出口及液相输出口，气液混合器包括气相集管、气相外分流管以及液相内分流管，气相输出口与气相集管连通，液相内分流管设于下集流管内且与下集流管导通，液相输出口与液相内分流管连通，气相集管与下集流管之间通过若干均匀分布的气相外分流管连通。本发明中，均分后的气相冷媒与液相冷媒在下集流管内再次混合，并最终均匀分配进入平行流蒸发器各路微通道扁管内，这种气相均配装置均匀性好、操作方便及可靠性高，而且大大改善蒸发器内的气液两相分布，提升了蒸发器的换热效率。

Description

空调器及其平行流蒸发器

技术领域

本发明涉及空调器技术领域，更具体地说，是涉及一种空调器及其平行流蒸发器。

背景技术

平行流换热器由换热翅片、平行微通道扁管、连接于各扁管端部的分流管及汇集管组成。与传统空调器内的管翅式换热器相比，平行流换热器具有结构紧凑、传热效率高、冷媒需求量少且成本低等优势，因此目前已被广泛应用于家用空调与商用空调中。

当平行流换热器作为蒸发器时，其内气液两相在各扁管间的分配对其传热性能影响较大，如果气液分配不均其传热性能将显著的下降。而且由于平行流蒸发器为了方便冷凝水的导出，采用水平集管的设计，扁管垂直放置，气液两相冷媒进入水平集管后，由于气相冷媒体积流量较大且气相冷媒与液相冷媒存在一定程度的相间速度差，集管内流型主要以分层流与环状流为主，致使水平集管内两相冷媒流体分流至各微通道扁管的冷媒量非常不均，从而严重影响了蒸发器的换热效率。

针对上述情况，目前已有专利文献提出了改善平行流蒸发器气液两相分配的措施。具体方法是在集管内设置内分流管或分流板，气液冷媒通过内分流管或分流板上的均布小孔而实现分流；在换热器外设置分配器，并采用隔板将换热器集管分割成几个腔室，经分配器分流的几路气液冷媒分别流至对应的腔室而实现分流。上述内外分流方法，虽然在一定程度上改善了平行流蒸发器内的气液两相分布状况，但由于无法改变集管内的气液两相流型(分层流与环状流)，从而无法从根本上解决平行流蒸发器气液冷媒分配不均的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空调器及其平行流蒸发器，旨在解决现有技术中存在的平行流蒸发器中存在气液冷媒分配不均的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供平行流蒸发器，包括垂直设置的多路微通道扁管、设于各路所述微通道扁管上的翅片、分别连接于各路所述微通道扁管两端的上集流管与下集流管，还包括气液两相均配装置，所述气液两相均配装置包括气液分离器及气液混合器，所述气液分离器上设有气液输入口、气相输出口及液相输出口，所述气液混合器包括气相集管、气相外分流管以及液相内分流管，所述气液输入口与外部节流元件连通，所述气相输出口与所述气相集管连通，所述液相内分流管设于所述下集流管内且与所述下集流管导通，所述液相输出口与所述液相内分流管连通，所述气相集管与所述下集流管之间通过若干均匀分布的所述气相外分流管连通。

具体地，所述气液分离器包括倒锥体状的罐体，所述气液输入口设于所述罐体的中部，所述气相输出口设于所述罐体的顶部，所述液相输出口设于所述罐体的底部。

具体地，所述气液输入口处连接一输入管，所述输入管沿所述罐体外壁的切线方向设置。

具体地，所述液相内分流管上均匀分布若干分液孔，各分液孔的开口朝向所述气相外分流管。

进一步地，所述分液孔与所述气相外分流管一一对应。

进一步地，所述气相外分流管与各路所述微通道扁管对应。

具体地，所述气相输出口通过一导管与所述气相集管连通，所述导管连接于所述气相集管的中部，所述气相集管内还设有气相挡板，所述气相挡板上设有若干可供气流通过的气流孔。

具体地，所述气相挡板上气流孔的孔径不同，沿所述气相挡板的中部向两端部孔径逐渐变大；所述气相挡板上气流孔的设置密度不同，且沿所述气相挡板的中部向两端部密度逐渐变小。

进一步地，所述气相输出口通过若干均匀分布的分气管与所述气相集管连通。

本发明还提供了空调器，包括有平行流蒸发器，所述平行流蒸发器具有上述的结构。

本发明中，空调器工作时，由节流元件流出的气液冷媒经气液分离器进行分离，其中，气相冷媒通过气相输出口输出进入气相集管，并通过气相集管的气相外分流管均匀进入下集流管内；同时，液相冷媒通过液相输出口进入液相内分流管内，并经过液相内分流管均分后进入下集流管内，这样，均分后的气相冷媒与液相冷媒在下集流管内再次混合，并最终均匀分配进入平行流蒸发器各路微通道扁管内，这种气相均配装置均匀性好、操作方便及可靠性高；同时避免传统分流方法形成的分层流或环状流，从而大大改善蒸发器内的气液两相分布，并最终提升了蒸发器的换热效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的平行流蒸发器气液两相均配方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的气液两相均配装置应用于平行流蒸发器时的结构示意图；

图3是图2中A处放大图；

图4是本发明实施例提供的气液分离器的结构示意图；

图5是图2中B-B剖视图；

图6是图2中C-C剖视图；

图7是本发明实施例中气相挡板的结构示意图；

100-平行流蒸发器；        110-微通道扁管；      120-上集流管；

130-下集流管；            200-气液分离器；      210-气液输入口；

220-气相输出口；          230-液相输出口；      240-罐体；

250-输入管；              300-气液混合液；      310-气相集管；

320-气相外分流管；        330-液相内分流管；    331-分液孔；

340-气相挡板；            341-气流孔；          400-导管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

还需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

参照图1，本发明实施例提供了一种平行流蒸发器气液两相均配方法，其包括以下步骤：

S1：将气液冷媒进行分离，分离出气相冷媒与液相冷媒；

S2：将气相冷媒、液相冷媒分别进行均分；

S3：将均分后的气相冷媒与液相冷媒混合并再次均分后进入平行流蒸发器的各微通道扁管内。

本发明中平行流蒸发器气液两相均配方法，充分利用单相易均分而两相不易分配的规律，采用“先分离，再混合”的原理，并对气、液进行分离，然后再混合进入平行流蒸发器，避免传统分流方法形成的分层流或环状流，从而大大改善蒸发器内的气液两相分布，并最终提升了蒸发器的换热效率。

参照图2、图3，基于上述均配方法，本发明实施例提供了一种分配均匀性好、操作方便及可靠性高的平行流蒸发器100。平行流蒸发器100包括垂直设置的多路微通道扁管110、设于各路微通道扁管110上的翅片(图中未示出)、分别连接于各路微通道扁管110两端的上集流管120与下集流管130。平行流蒸发器100还包括气液两相均配装置，气液两相均配装置包括气液分离器200及气液混合器300，气液分离器200上设有气液输入口210、气相输出口220及液相输出口230，气液混合器300包括气相集管310、气相外分流管320以及液相内分流管330，气液输入口210与外部空调系统中的节流元件(图中未示出)连通，气相输出口220与气相集管310连通，气相集管310水平设于下集流管130下方，而液相内分流管330设于下集流管130内且与下集流管130导通，液相输出口230与液相内分流管330连通，气相集管310与下集流管130之间通过若干均匀分布的气相外分流管320连通。这样，空调器工作时，由节流元件流出的气液冷媒经气液分离器200进行分离，其中，气相冷媒通过气相输出口220输出进入气相集管310，并通过气相集管310的气相外分流管320均匀进入下集流管130内；同时，液相冷媒通过液相输出口230进入液相内分流管330内，并经过液相内分流管330均分后进入下集流管130内，这样，均分后的气相冷媒与液相冷媒在下集流管130内再次混合，并最终均匀分配进入平行流蒸发器100各路微通道扁管110内。

具体地，参照图4、图5，气液分离器200包括倒锥体状的罐体240，气液输入口210设于罐体240的中部，气相输出口220设于罐体240的顶部，液相输出口230设于罐体240的底部。同时，气液输入口210处连接一输入管250，输入管250沿罐体240外壁的切线方向设置。由于输入管250设于罐体240的中部，这样，气液冷媒进入罐体240后位于罐体240中部，在罐体240的上部及下部均预留活动空间便于分离。当气液冷媒由输入管250进入罐体240时，即可沿罐体240内壁进行漩涡运动，并在自身重力及漩涡离心力作用下自动分离，其中较轻的气相冷媒向上运动从气相输出口220输出，较重的液相冷媒向下运动从液相输出口230输出。

本实施例中，液相内分流管330为水平套设于下集流管130内的管体，其上均匀分布若干分液孔331，各分液孔331的开口朝下即朝向气相外分流管320。分液孔331的孔径大小取决于液相冷媒流量。且分液孔331与气相外分流管320数量相同，且呈一一对应关系。结合图6，在下集流管130内，气相冷媒由气相外分流管320进入下集流管130内，而液相冷媒通过分液孔331进入下集管内，这样将分液孔331与气相外分流管320一一对应，即保证了气相冷媒与液相冷媒更均匀的混合，形成气液混合冷媒。

而进一步地，气相外分流管320与各路微通道扁管110一一对应。这样，使得下集流管130内均匀混合的气液混合冷媒能再次均匀的分流至各路微通道扁管110内。

本实施例中，气相输出口220通过一导管400与气相集管310连通，由于导管400连接于气相集管310的中部，这样，导致气相集管310中部的气流较大，两端的气流小，而为了缓解这种气流不均，本实施例中，于气相集管310内设置一气相挡板340，气相挡板340上设有若干可供气流通过的气流孔341。参照图7，气相挡板340上气流孔341的孔径不同，沿气相挡板340的中部向两端部孔径逐渐变大；气相挡板340上气流孔341的设置密度不同，且沿气相挡板340的中部向两端部密度逐渐变小。这样，由于中部的气流孔341的孔径小，且密度大，这样，就气相挡板340中部对气流产生的阻力大，迫使中部的气流向气相挡板340的两端部移动，从而使原来过于集中的气流均匀分布于气相集管310内，进而保证气相冷媒均匀进入气相外分流管320内。

这里采用气相挡板340，是一较佳方案，其在结构最简化的情况下实现气相集管310内的气相冷媒的均匀分配。当然，此处也可以不设置气相挡板340。作为替代方案，在气相集管310底端设置若干均匀分布的分气管(图中未示出)，各分气管的另一端连接至气相输出口220，这样，也能保证气相集管310内的气相冷媒均匀分布，只是此替换方案结构复杂。

请再参照图2、图3，本发明实施例中，气液两相均配装置的工作原理是：经节流元件流出的气液冷媒由输入管250进入气液分离器200，在自重及漩涡离心力作用下实现气液冷媒的分离，分离的气相冷媒从气液分离器200顶部的气相输出口220输出，并输入至气相集管310中部，随后经气相挡板340均匀分流至气相外分流管320，并经气相外分流管320进入下集流管130内；另一路液相冷媒则从气液分离器200底部的液相输出口230输出，并从下集流管130内的液相内分流管330端部输入，随后通过液相内分流管330上的分液孔331输出，并破碎成颗粒状至下集流管130内；破碎的液相冷媒颗粒与气相冷媒在下集流管130内充分混合，形成气相混合流，最后在气相冷媒的携带下，均匀分流至平行流蒸发器100的各路微通道扁管110内。

本发明实施例还提供了一种采用上述平行流蒸发器的空调器(图中未示出)，由于上述的平行流蒸发器100内的气液两相分布均匀，蒸发器换热效率高，从而提升了空调器的换热性能，使用起来更舒适。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.平行流蒸发器，包括垂直设置的多路微通道扁管、设于各路所述微通道扁管上的翅片、分别连接于各路所述微通道扁管两端的上集流管与下集流管，其特征在于：还包括气液两相均配装置，所述气液两相均配装置包括气液分离器及气液混合器，所述气液分离器上设有气液输入口、气相输出口及液相输出口，所述气液混合器包括气相集管、气相外分流管以及液相内分流管，所述气液输入口与外部节流元件连通，所述气相输出口与所述气相集管连通，所述液相内分流管设于所述下集流管内且与所述下集流管导通，所述液相输出口与所述液相内分流管连通，所述气相集管与所述下集流管之间通过若干均匀分布的所述气相外分流管连通。

2.如权利要求1所述的平行流蒸发器，其特征在于：所述气液分离器包括倒锥体状的罐体，所述气液输入口设于所述罐体的中部，所述气相输出口设于所述罐体的顶部，所述液相输出口设于所述罐体的底部。

3.如权利要求2所述的平行流蒸发器，其特征在于：所述气液输入口处连接一输入管，所述输入管沿所述罐体外壁的切线方向设置。

4.如权利要求1所述的平行流蒸发器，其特征在于：所述液相内分流管上均匀分布若干分液孔，各分液孔的开口朝向所述气相外分流管。

5.如权利要求4所述的平行流蒸发器，其特征在于：所述分液孔与所述气相外分流管一一对应。

6.如权利要求1所述的平行流蒸发器，其特征在于：所述气相外分流管与各路所述微通道扁管对应。

7.如权利要求1至6中任一项所述的平行流蒸发器，其特征在于：所述气相输出口通过一导管与所述气相集管连通，所述导管连接于所述气相集管的中部，所述气相集管内还设有气相挡板，所述气相挡板上设有若干可供气流通过的气流孔。

8.如权利要求7所述的平行流蒸发器，其特征在于：所述气相挡板上气流孔的孔径不同，沿所述气相挡板的中部向两端部孔径逐渐变大；所述气相挡板上气流孔的设置密度不同，且沿所述气相挡板的中部向两端部密度逐渐变小。

9.如权利要求1至6中任一项所述的平行流蒸发器，其特征在于：所述气相输出口通过若干均匀分布的分气管与所述气相集管连通。

10.空调器，包括有平行流蒸发器，其特征在于：所述平行流蒸发器具有如权利要求1至9中任一项所述的结构。