CN105020940A - 一种可均匀分配制冷剂流量的微通道换热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可均匀分配制冷剂流量的微通道换热器，包括第一集气管、第二集气管、第一管口和第二管口，第一集气管和第二集气管的两端分别设有集气管端盖；第一集气管和第二集气管的内部分别设有与其轴线平行的第一均流板和第二均流板，并将集气管分隔成第一、第二内腔部分和第一、第二外腔部分，均流板上分别设有多个均流板通孔；第一集气管的内部、从第一管口的方向上分别依次交替设有无孔挡板和带孔挡板，带孔挡板的挡板通孔位于第一、第二外腔部分。工质通过第一均流板流入空腔内，经过第一均流板上的多个均流板通孔均匀地进入微通道扁管内；工质然后通过第二均流板上的多个均流板通孔进入微通道扁管内，实现了均匀分配工质流的目的。

Description

一种可均匀分配制冷剂流量的微通道换热器

技术领域

本发明涉及空气能热交换领域，特别是一种可均匀分配制冷剂流量的微通道换热器。

背景技术

热交换器作为制冷系统中工质和外部空气进行热交换的设备，一般都是包括工质流动的管道，以及为了增加换热面积的翅片。目前，由于R22等氢氯氟烃类制冷剂受到限制，新型冷媒如R134a等应用越来越普遍，微通道换热器的应用也是越来越普通。微通道换热器由于可以采用铝金属制作，从而节省成本，同时更主要的是由于其具有高传热系数，高标面积-体积比，低传热温差等优点。

微通道换热器在使用时一般都是垂直放置，也就是说集气管是垂直的。此时由于重力作用以及工质的物理性能发生变化，导致垂直的集气管中工质的分配不平衡，从而使微通道换热器的性能发挥及使用范围受到一定的影响。虽然有些专利中引入工质分配挡板，或引入分液管，但其对工质的分配也是仅限于将工质流分成几份，然后每份工质流再分配各换热扁管，仍然是达不到均匀分配工质流的目的。

发明内容

本发明提供一种可均匀分配制冷剂流量的微通道换热器，以解决上述换热器达不到均匀分配工质流的目的的技术问题。

为了解决上述技术问题，一种可均匀分配制冷剂流量的微通道换热器，包括第一集气管、第二集气管、第一管口和第二管口，所述第一集气管和所述第二集气管的两端分别设有集气管端盖；所述第一管口设置在所述第一集气管的上部，所述第二管口设置在所述第一集气管的下部或者设置在所述第二集气管的下部；所述第一集气管和所述第二集气管之间连接有多个与其贯通的微通道扁管，所述微通道扁管上设有多个热交换翅片；在所述第一集气管和所述第二 集气管的内部分别设有与其轴线平行的第一均流板和第二均流板，所述第一均流板将所述第一集气管分隔成靠近所述微通道扁管的第一内腔部分和远离所述微通道扁管的第一外腔部分，所述第二均流板将所述第二集气管分隔成靠近所述微通道扁管的第二内腔部分和远离所述微通道扁管的第二外腔部分，所述第一均流板和所述第二均流板上分别设有多个均流板通孔；所述第一集气管的内部、从所述第一管口的方向上分别依次交替设有无孔挡板和带孔挡板，所述第二集气管内与所述第一集气管内的所述无孔挡板相对应的位置上设有带孔挡板；所述第二集气管内与所述第一集气管内的所述带孔挡板相对应的位置上设有无孔挡板，所述带孔挡板上均设有挡板通孔，所述挡板通孔位于所述第一集气管的第一外腔部分和所述第二集气管的第二外腔部分。

本发明的有益效果是：由于所述第一均流板和无孔挡板在第一集气管的第一外腔部分形成空腔，工质流流入空腔内，经过第一均流板上的多个均流板通孔均匀地进入微通道扁管内；由于带孔挡板的挡板通孔位于所述第一集气管和所述第二集气管的第一、第二外腔部分，所以工质流会通过第二均流板上的多个均流板通孔进入第二集气管的第二外腔部分，再经过带孔挡板沿着第二外腔部分向下流动，然后通过第二均流板上的多个均流板通孔进入微通道扁管内，实现了均匀分配工质流的目的。

进一步，所述第一均流板和所述第二均流板上与所述第一管口和所述第二管口对应的位置上没有设置均流板通孔。

采用上述进一步方案的有益效果是：第一均流板和所述第二均流板上与所述第一管口和所述第二管口对应的位置上没有设置通孔，这样更好保证工质流的均匀分布。

进一步，当所述第二管口设置在所述第一集气管的下部；所述第一集气管内的所述带孔挡板和所述无孔挡板的数量总和为奇数。

采用上述进一步方案的有益效果是：当所述第二管口设置在所述第一集气管的下部，即工质的进出口在同一个集气管上；奇数的带孔挡板和所述无孔挡 板的数量，确保工质的最下边的流路的进出口方向正对第二管口。

进一步，当所述第二管口设置在所述第二集气管的下部；所述第一集气管内的所述带孔挡板和所述无孔挡板的数量总和为偶数。

采用上述进一步方案的有益效果是：当所述第二管口设置在所述第二集气管的下部，即工质的进出口分别设置在两个集气管上；偶数的带孔挡板和所述无孔挡板的数量，确保工质的最下边的流路的进出口方向正对第二管口。

进一步，所述第一集气管和所述第二集气管被所述带孔挡板和所述无孔挡板分隔成上下分布的多段集气管，每段集气管中均包含多个微通道扁管，且下一段集气管中包含的微通道扁管数量少于上一段集气管中包含的微通道扁管数量。

采用上述进一步方案的有益效果是：第一集气管和第二集气管被带孔挡板和无孔挡板分隔成上下分布的多段集气管，，且下一段集气管中包含的微通道扁管数量少于上一段集气管中包含的微通道扁管数量，即每段长度，由上至下递减，这样做可以保证冷媒在扁管中阻力比较均衡，提高热交换效率。

进一步，所述均流板通孔为柱形孔，所述柱形孔的横截面为圆形、多边形或椭圆形。

采用上述进一步方案的有益效果是：圆孔、多边形孔或椭圆形孔有利于减小换热器的噪音。

进一步，所述柱形孔的两端设有倒角。

采用上述进一步方案的有益效果是：均流板通孔的两端设有倒角能起到引流作用，提高工质的流动效率。

进一步，所述第一集气管和所述第二集气管上分别设有安装所述带孔挡板和所述无孔挡板的集气管挡板孔。

采用上述进一步方案的有益效果是：集气管挡板孔方便带孔挡板和所述无孔挡板的安装，生产效率较高。

进一步，所述带孔挡板和所述无孔挡板通过焊接的方式固定在所述集气管 挡板孔内。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过焊接的方式提高了挡板和集气管的密封性能。

附图说明

图1是本发明换热器实施方式一的结构图，

图2是图1中A的局部结构示意图，

图3是实施方式一中第一集气管的横截面结构示意图，

图4是实施方式一中第二集气管的横截面结构示意图，

图5是图2中B的局部结构示意图，

图6是带孔挡板结构示意图，

图7是无孔挡板结构示意图，

图8是集气管挡板孔及带孔挡板安装配合结构示意图，

图9是实施方式一中的第一均流板的结构示意图，

图10是实施方式一中的第二均流板的结构示意图，

图11是实施方式一中制热模式时工质的流向示意图，

图12是实施方式一中制冷模式时工质的流向示意图，

图13本发明换热器实施方式二的结构图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

01、第一集气管，011、第一内腔部分，012、第一外腔部分，02、第二集气管，021、第二内腔部分，022、第二外腔部分，03、第一管口，04、第二管口，05、集气管端盖，06、微通道扁管，07、热交换翅片，08、带孔挡板，081、挡板通孔，09、无孔挡板，10、第一均流板，11、第二均流板，13、均流板通孔，14、集气管挡板孔

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的说明。

本发明换热器实施方式一的结构图参见图1和图2，包括第一集气管01、第二集气管02、第一管口03和第二管口04，第一集气管01和第二集气管02的两端分别设有集气管端盖05；第一管口03设置在第一集气管01的上部，第二管口04设置在第一集气管01的下部或者设置在第二集气管02的下部；第一集气管01和第二集气管02之间连接有多个与其贯通的微通道扁管06，微通道扁管06上设有多个热交换翅片07；在第一集气管01和第二集气管02的内部分别设有与其轴线平行的第一均流板10和第二均流板11，第一均流板10将第一集气管01分隔成靠近微通道扁管06的第一内腔部分011和远离微通道扁管06的第一外腔部分012，第二均流板11将第二集气管02分隔成靠近微通道扁管06的第二内腔部分021和远离微通道扁管06的第二外腔部分022，第一均流板10和第二均流板11上分别设有多个均流板通孔13；第一集气管01的内部、从第一管口03的方向上分别依次交替设有无孔挡板09和带孔挡板08，第二集气管02内与第一集气管01内的无孔挡板09相对应的位置上设有带孔挡板08；第二集气管02内与第一集气管01内的带孔挡板08相对应的位置上设有无孔挡板09，带孔挡板08上均设有挡板通孔081，挡板通孔081位于第一集气管01的第一外腔部分012和第二集气管02的第二外腔部分022；在第一集气管01中设有两个无孔挡板09和一个带孔挡板08，对应地，在第二集气管02中设有两个带孔挡板08和一个无孔挡板09，分别将第一集气管01和第二集气管02分隔成四段集气管，其中，第一段集气管中包含七个微通道扁管06，第二段集气管中包含六个微通道扁管，第三段集气管中包含四个微通道扁管，第四段集气管中包含三个微通道扁管。

由于第一均流板和无孔挡板在第一集气管的第一外腔部分形成空腔，工质流流入空腔内，经过第一均流板上的多个均流板通孔均匀地进入微通道扁管内；由于带孔挡板的挡板通孔位于第一集气管和第二集气管的第一外腔部分和第二外腔部分，所以工质流会通过第二均流板上的多个均流板通孔进入第二集气管的第二外腔部分，再经过带孔挡板沿着第二外腔部分向下流动，然后通过 第二均流板上的多个均流板通孔进入微通道扁管内，实现了均匀分配工质流的目的；最下边的流路的进出口方向正对第二管口。

实施方式一中第一集气管的横截面结构示意图和第二集气管的横截面结构示意图参见图3和图4，第一均流板10将第一集气管01分隔成靠近微通道扁管06的第一内腔部分011和第一外腔部分012；第二均流板11将第二集气管02分隔成靠近微通道扁管06的第二内腔部分021和第二外腔部分022。

图2中B的局部结构示意图参见图5，均流板通孔13为柱形孔，柱形孔的两端设有倒角。均流板通孔的两端设有倒角能起到引流作用，提高工质的流动效率。

带孔挡板结构示意图参见图6，其中挡板通孔081的形状为月牙形，同时，也可以设置为圆形，多边形等其他形状。

无孔挡板结构示意图参见图7，无孔挡板结构9与集气管的外形近似，便于与集气管安装焊接。

集气管挡板孔及带孔挡板安装配合结构示意图参见图8，第一集气管01上设有安装带孔挡板08的集气管挡板孔14；带孔挡板08和通过焊接的方式固定在集气管挡板孔14上。

集气管挡板孔方便带孔挡板和无孔挡板的安装，生产效率较高；通过焊接的方式提高了挡板和集气管的密封性能。

实施方式一中的第一均流板的结构示意图参见图9，第一均流板10上与第一管口03和第二管口04对应的位置上没有设置均流板通孔13；即第一均流板的上下靠近两端的位置上没有均流板通孔，这样更好保证工质流的均匀分布。

实施方式一中的第二均流板的结构示意图参见图10，第二均流板11上均匀设置了多个均流板通孔13。

实施方式一中制热模式时工质的流向示意图参见图11，工质在通过第一端口进入换热器，先进入第一集气管的第一段集气管，穿过第一均流板，进入 微通道扁管内，然后进入第二集气管的第一段集气管，穿过第一均流板流出，通过带孔挡板进入第二集气管的第二段集气管，然后进入微通道扁管内，整个往返蛇形流动，依次流经第三段集气管和第四段集气管，最后从第二端口流出；工质通过换热器进行热交换，达到制热的效果。

实施方式一中制冷模式时工质的流向示意图参见图12，与图11相比，其区别在于，工质是通过第二端口流入，第一端口流出；工质通过换热器进行热交换，达到制冷的效果。

本发明换热器实施方式二的结构图参见图13，与实施方式一相比，其区别在于，第二管口04设置在第二集气管02的下部；第一集气管01带孔挡板08和无孔挡板09的数量总和为偶数，即第一集气管01设有一个带孔挡板08和一个无孔挡板09，对应地，第二集气管02设有一个无孔挡板09和一个带孔挡板08，分别将第一集气管01和第二集气管02分隔成三段集气管；其中，第一段集气管中包含七个微通道扁管06，第二段集气管中包含六个微通道扁管，第三段集气管中包含四个微通道扁管。

当第二管口设置在第二集气管的下部，即工质的进出口分别设置在两个集气管上；偶数的带孔挡板和无孔挡板的数量，确保工质的最下边的流路的进出口方向正对第二管口。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”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。

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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上对本发明的可均匀分配制冷剂流量的微通道换热器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述。以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种可均匀分配制冷剂流量的微通道换热器，包括第一集气管(01)、第二集气管(02)、第一管口(03)和第二管口(04)，所述第一集气管(01)和所述第二集气管(02)的两端分别设有集气管端盖(05)；所述第一管口(03)设置在所述第一集气管(01)的上部，所述第二管口(04)设置在所述第一集气管(01)的下部或者设置在所述第二集气管(02)的下部；所述第一集气管(01)和所述第二集气管(02)之间连接有多个与其贯通的微通道扁管(06)，所述微通道扁管(06)上设有多个热交换翅片(07)；其特征在于，在所述第一集气管(01)和所述第二集气管(02)的内部分别设有与其轴线平行的第一均流板(10)和第二均流板(11)，所述第一均流板(10)将所述第一集气管(01)分隔成靠近所述微通道扁管(06)的第一内腔部分(011)和远离所述微通道扁管(06)的第一外腔部分(012)，所述第二均流板(11)将所述第二集气管(02)分隔成靠近所述微通道扁管(06)的第二内腔部分(021)和远离所述微通道扁管(06)的第二外腔部分(022)，所述第一均流板(10)和所述第二均流板(11)上分别设有多个均流板通孔(13)；所述第一集气管(01)的内部、从所述第一管口(03)的方向上分别依次交替设有无孔挡板(09)和带孔挡板(08)，所述第二集气管(02)内与所述第一集气管(01)内的所述无孔挡板(09)相对应的位置上设有带孔挡板(08)，所述第二集气管(02)内与所述第一集气管(01)内的所述带孔挡板(08)相对应的位置上设有无孔挡板(09)，所述带孔挡板(08)上均设有挡板通孔(081)，所述挡板通孔(081)位于所述第一集气管(01)的第一外腔部分(012)和所述第二集气管(02)的第二外腔部分(022)。

2.根据权利要求1所述的可均匀分配制冷剂流量的微通道换热器，其特征在于，所述第一均流板(10)和所述第二均流板(11)上与所述第一管口(03)和所述第二管口(04)对应的位置上没有设置均流板通孔(13)。

3.根据权利要求2所述的可均匀分配制冷剂流量的微通道换热器，其特征在于，当所述第二管口(04)设置在所述第一集气管(01)的下部；所述第一集气管(01)内的所述带孔挡板(08)和所述无孔挡板(09)的数量总和为奇数。

4.根据权利要求2所述的可均匀分配制冷剂流量的微通道换热器，其特征在于，当所述第二管口(04)设置在所述第二集气管(02)的下部；所述第一集气管(01)内的所述带孔挡板(08)和所述无孔挡板(09)的数量总和为偶数。

5.根据权利要求3或4所述的可均匀分配制冷剂流量的微通道换热器，其特征在于，所述第一集气管(01)和所述第二集气管(02)被所述带孔挡板(08)和所述无孔挡板(09)分隔成上下分布的多段集气管，每段集气管中均包含多个微通道扁管(06)，且下一段集气管中包含的微通道扁管(06)数量少于上一段集气管中包含的微通道扁管(06)数量。

6.根据权利要求1至4任一权利要求所述的可均匀分配制冷剂流量的微通道换热器，其特征在于，所述均流板通孔(13)为柱形孔，所述柱形孔的横截面为圆形、多边形或椭圆形。

7.根据权利要求6所述的可均匀分配制冷剂流量的微通道换热器，其特征在于，所述柱形孔的两端设有倒角。

8.根据权利要求1至4任一权利要求所述的可均匀分配制冷剂流量的微通道换热器，其特征在于，所述第一集气管(01)和所述第二集气管(02)上分别设有安装所述带孔挡板(08)和所述无孔挡板(09)的集气管挡板孔(14)。

9.根据权利要求8所述的可均匀分配制冷剂流量的微通道换热器，其特征在于，所述带孔挡板(08)和所述无孔挡板(09)通过焊接的方式固定在所述集气管挡板孔(14)内。