CN104913549A - 微通道蒸发器 - Google Patents

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吕静
曹科
杨喆
金紫怡
芮丽燕
吕锋
马逸平
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    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/09—Improving heat transfers

Abstract

本发明提供了一种微通道蒸发器，包括：本体，包含：与气液分离器相连接用于流入制冷剂的第一集流管、与第一集流管相对应的第二集流管、与第二集流管相连通的第三集流管、与第一集流管相独立设置用于流出制冷剂的第四集流管、连通在第一集流管和第二集流管之间或连通在第三集流管和第四集流管之间且管内设有复数个均匀分布的微通道的偶数个扁管；气液分离器，连接在第一集流管入口处外部，用于对制冷剂进行气液分离；以及两个分流板，分别设在第一集流管和第三集流管内用于使每个扁管的制冷剂均匀分配至每个微通道中，其中，制冷剂经过第一集流管进入，通过分流板均匀地流入各根扁管的微通道内，在扁管内产生的气体通过排气孔排出。

Description

微通道蒸发器
技术领域
本发明具体涉及一种使微通道蒸发器流量均分的微通道蒸发器。
背景技术
换热器作为制冷系统的关键部件之一，其结构形式和换热性能直接影响系统的性能及COP。Tuckerman和Pease首先提出使用微通道换热器，微通道换热器是指通道当量直径在10um-200um之间的换热器。微通道换热器主要由具有多个平行孔的扁管、集流管(又称头管)以及翅片三部分组成。微通道换热器的优点在于其换热表面积大和很高的面积/体积比所导致的优越传热性能及能够承受高压的特点，可以很好地应用于传统的工业制冷、余热利用、汽车空调、家用空调、热泵热水器等领域。与常规换热器相比，微通道换热器不仅体积小换热系数大，换热效率高，可满足更高的能效标准，而且具有优良的耐压性能，可以以CO2为工质制冷，符合环保要求，已引起国内外学术界和工业界的广泛关注。目前，微通道换热器的关键技术：微通道平行流管的生产方法在国内已渐趋成熟，使得微通道换热器的规模化使用成为可能。
但是，微通道换热器由于压降大，制造成本高，容易堵塞和流动分配不均现象。微通道换热器作为蒸发器使用时，制冷剂在各换热管中的分配很不均匀，干蒸与供液过多现象在换热器各换热管间非常普遍，而制冷剂分配的不均匀性对系统的性能影响很大。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而进行的，目的在于提供一种使微通道蒸发器流量分配更均匀从而提高换热性能的微通道蒸发器。
本发明提供了一种微通道蒸发器，利用制冷剂与待换热介质进行换热，其特征在于，包括：本体，包含：与气液分离器相连接用于流入制冷剂的第一集流管、与第一集流管相对应的第二集流管、与第二集流管相连通的第三集流管、与第一集流管相独立设置用于流出制冷剂的第四集流管、连通在第一集流管和第二集流管之间或连通在第三集流管和第四集流管之间且管内设有复数个均匀分布的微通道的偶数个扁管；气液分离器，连接在第一集流管入口处外部，用于对制冷剂进行气液分离；以及两个分流板，分别设在第一集流管和第三集流管内用于使每个扁管的制冷剂均匀分配至每个微通道中，其中，制冷剂经过第一集流管进入，通过分流板均匀地流入各根扁管的微通道内，在扁管内产生的气体通过排气孔排出。
在本发明所提供的微通道蒸发器，还可以具有这样的特征：其中，分流板具有与微通道相连通的多个分流孔。
在本发明所提供的微通道蒸发器，还具有这样的特征：其中，分流板的分流孔的开孔位置与大小可以被调节。
在本发明所提供的微通道蒸发器，还具有这样的特征：其中，第一集流管内设有一根具有复数个细孔的内管，制冷剂进入内管后由细孔射出进入集流管内。
在本发明所提供的微通道蒸发器，还具有这样的特征：其中，微通道沿着冷却剂流动方向的管径大小不同，微通道内的制冷剂处于流动状态。
在本发明所提供的微通道蒸发器，还具有这样的特征：其中，第一集流管和第二集流管的两端设有排气孔。
发明的作用和效果
根据本发明所涉及的微通道蒸发器，通过气液分离器对制冷剂预先进行气液分离，从而，纯液态的制冷剂进入第一集流管，这样不会因制冷剂蒸汽的压力作用使得个扁管压力分配不均从而导致流入微通道内的制冷剂分配不匀的问题，然后，进入第一集流管和第三集流管的制冷剂经过分流板进行均匀分配后进入扁管的微通道中，所以本发明微通道蒸发器的结构紧凑、易于安装并且分流效果好，可改善换热效果。
附图说明
图1是本发明的实施例中微通道蒸发器的结构示意图；
图2是本发明的实施例中微通道蒸发器的俯视图；以及
图3是本发明的实施例中微通道蒸发器的剖视图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明微通道蒸发器作具体阐述。
图1是本发明的实施例中微通道蒸发器的结构示意图。
如图1所示，在本实施例中，微通道蒸发器100能够使微通道内制冷剂流量均匀分配，包含：本体10、气液分离器20和两个分流板(图中未显示)。
本体10用于使制冷剂进行换热。
气液分离器20设在本体10的前面，使进入本体10的制冷剂预先进行气液分离，的搭配纯液体状态的制冷剂。
图2是本发明的实施例中微通道蒸发器的俯视图。
如图2所示，本体10包含：第一集流管11、第二集流管12、第三集流管(图中未显示)、第四集流管(图中未显示)、十六个扁管15、翅片16和两个分流板(图中未显示)。
十六个扁管15平均分为两组，第一组扁管15连通在第一集流管11和第二集流管12之间，第二组扁管15连通在第三集流管13和第四集流管15之间，扁管15内设有多个均匀分布的微通道，在本实施例中，微通道的干涸点附近采用管径变径，即微通道的管径是变化的，以使得微通道内的制冷剂处于流动状态，增强换热。
翅片16设在扁管15上，从而与外界的待换热介质进行换热。
另外，第一集流管11用于流入制冷剂，第一集流管11的两端设有排气孔(图中未显示)并且管内设有内管(图中未显示)，排气孔使在管内产生的制冷剂气体能够通过排气孔排出至压缩机如后，排出的制冷剂气体一方面不会进入微通道内影响微通道换热，另一方面，不会使得管内压强过大而影响值了近进入微通道中。在本实施例中，第二集流管12、第三集流管13和第一集流管14具有与第一集流管11相似的排气孔，在此不作详细论述。内管的表面布满细孔，制冷剂进入内管后经由细孔射出，然后进入第一集流管11内，这样保证每根扁管15都充分进入制冷剂，从而使流量分配均匀。
分流板具有与微通道相连通的多个分流孔，并且分流孔的位置和大小可以调节，以使得制冷剂的流量在每个扁管15内均匀分配。
图3是本发明的实施例中微通道蒸发器的剖视图。
如图3所示，第一集流管11、第二集流管12、第三集流管13和第四集流管14分两组叠放，两个分流板17分别设在第一集流管11和第三集流管13与扁管15连接的位置处。其中，第二集流管12与第三集流管13的侧壁相连通，制冷剂的流动分为两个流程，首先，通过入口进入位于图2中的右上侧的第一集流管11内，经过分流板分流后，流入对应的第一组扁管15，并且，在图2中的左上侧的第二集流管12内汇合，完成第一个流程；另外，左侧的第二集流管12和第三集流管13的顶端用盖帽连接，使得制冷剂从第二集流管12流入第三集流管13，然后经过分流板分流后进入相应的第二组扁管15，再进入图中右下侧的第四集流管14汇合，最后从出口处流出，完成第二流程。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的微通道蒸发器，通过气液分离器对制冷剂预先进行气液分离，从而，纯液态的制冷剂进入第一集流管，这样不会因制冷剂蒸汽的压力作用使得个扁管压力分配不均从而导致流入微通道内的制冷剂分配不匀的问题，然后，进入第一集流管和第三集流管的制冷剂经过分流板进行均匀分配后进入扁管的微通道中，所以本实施例的微通道蒸发器的结构紧凑、易于安装并且分流效果好，可改善换热效果。
在本实施例的微通道蒸发器中，由于在集流管上设有排气孔，因此可以避免制冷剂进入扁管内的微通道进行热交换后会继续产生制冷剂蒸汽，其中一部分制冷剂蒸汽进入压缩机继续循环，另一部分制冷剂蒸汽返回到蒸发器中，由于压力的原因会使集流管内液态制冷剂液面低于通道入口，从而会使制冷剂蒸汽首先进入通道内，然后液态制冷剂才进入通道内与外界空气换热，这样会使换热器换热恶化，换热效果不如纯液态制冷剂在通道内的换热，这样通过集流管两端的排气孔，将产生的制冷剂蒸汽排出至压缩机入口，一方面不浪费制冷剂；另一方面保证了进入通道内的制冷剂都是纯液态的，这有利于蒸发器各扁管的制冷剂流量分配均匀，增强蒸发器的换热效果。
在本实施例的微通道蒸发器中，由于分流板的分流孔可以调节大小和开孔位置，因此本实施例可以根据制冷剂流量大小，调节分流板开孔，以使制冷剂流量在每个扁管内分配均匀。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。
本发明可用于某些空间狭小而又需要换热器的场合，如汽车空调中。

Claims (6)

1.一种微通道蒸发器，利用制冷剂与待换热介质进行换热，其特征在于，包括：
本体，包含：与所述气液分离器相连接用于流入所述制冷剂的第一集流管、与所述第一集流管相对应的第二集流管、与所述第二集流管相连通的第三集流管、与所述第一集流管相独立设置用于流出所述制冷剂的第四集流管、连通在所述第一集流管和所述第二集流管之间或连通在所述第三集流管和所述第四集流管之间且管内设有复数个均匀分布的微通道的偶数个扁管；
气液分离器，连接在所述第一集流管入口处外部，用于对所述制冷剂进行气液分离；以及
两个分流板，分别设在所述第一集流管和所述第三集流管内用于使每个所述扁管的所述制冷剂均匀分配至每个所述微通道中，
其中，所述制冷剂经过所述第一集流管进入，通过所述分流板均匀地流入各根所述扁管的所述微通道内，在所述扁管内产生的气体通过所述排气孔排出。
2.根据权利要求1所述的微通道蒸发器，其特征在于：
其中，所述分流板具有与所述微通道相连通的多个分流孔。
3.根据权利要求2所述的微通道蒸发器，其特征在于：
其中，所述分流板的所述分流孔的开孔位置与大小可以被调节。
4.根据权利要求1所述的微通道蒸发器，其特征在于：
其中，所述第一集流管内设有一根具有复数个细孔的内管，
所述制冷剂进入所述内管后由所述细孔射出进入所述第一集流管内。
5.根据权利要求1所述的微通道蒸发器，其特征在于：
其中，所述微通道沿着所述冷却剂流动方向的管径大小不同，
所述微通道内的所述制冷剂处于流动状态。
6.根据权利要求1所述的微通道蒸发器，其特征在于：
其中，所述第一集流管和所述第二集流管的两端设有排气孔。
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