CN105115345A - 集流管、具有该管的微通道结构、热水换热器及热水器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种集流管(1)，其中所述管(1)垂直于其轴线方向的横截面的形状为近似椭圆形的圈，该圈的两个长边均为近似直线形，两个短边均为弧形，通过上述横截面形状在管的轴线方向延伸形成近似扁管形状的集流管，能够增加微通道的有效换热面积，提高微通道的利用率，避免换热能量的浪费，有效降低微通道的生产成本；同时还能够使扁管有效地定位在集流管上，保证尺寸的一致性，方便焊接操作，同时可以增大焊接的接触面积，使集流管与扁管的可靠性进一步提高，微通道的抗拉和承压能力进一步提升。本发明还涉及一种具有该集流管的微通道结构、热水换热器及热水器。

Description

集流管、具有该管的微通道结构、热水换热器及热水器

技术领域

本发明属于换热技术领域，具体涉及一种集流管、具有该管的微通道结构、热水换热器及热水器。

背景技术

目前现有的微通道集流管结构为圆形结构，如图1所示，该种微通道集流管结构，在扁管与集流管焊接时，要求扁管与扁管和集流管接触处的切面相垂直，这样的微通道扁管在水箱内胆上盘绕时，与水箱内胆在集流管处有很长一段无法接触，这样不仅会降低微通道的利用率，而且减少了有效换热面积，导致换热能量的浪费。

由于上述现有的微通道集流管存在有效换热面积低、换热能量浪费严重、微通道利用率较低等的缺陷，因此本发明研究设计出一种集流管、具有该管的微通道结构、热水换热器及热水器。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的微通道集流管存在有效换热面积低、换热能量浪费严重、微通道利用率较低等的缺陷，从而提供一种集流管、具有该管的微通道结构、热水换热器及热水器。

本发明提供的一种集流管，其中所述管垂直于其轴线方向的横截面的形状为近似椭圆形的圈，该圈的两个长边均为近似直线形，两个短边均为弧形，通过上述横截面形状在管的轴线方向延伸形成近似扁管形状的集流管。

优选地，所述集流管在一个所述短边构成的弧面上靠近其中一个长边构成的近似平面的一端沿管的轴线方向开设有多个孔。

优选地，所述多个孔的全部或部分设置为内翻边结构。

优选地，靠近所述多个孔一端的长边构成的近似平面设置有向所述管轴线内凹的弧度。

本发明还提供一种微通道结构，其包括2个前述的集流管，还包括连接到2个所述集流管之间的扁管。

优选地，所述扁管为弯管，其轴线为曲线；且所述扁管为多个，每个所述扁管均连接到所述集流管的孔。

优选地，所述扁管与所述集流管的孔之间焊接连接。

优选地，所述扁管的端部设置有缩口，所述缩口卡入到所述集流管的内翻边结构并与其焊接。

本发明还提供一种热水换热器，其包括水箱内胆，其还包括前述的微通道结构，所述微通道结构设置在所述水箱内胆的外围。

优选地，所述水箱内胆为圆柱形结构，所述微通道结构形成为与所述水箱内胆外表面形状相同的结构，并且所述微通道结构贴敷于所述水箱内胆的外表面设置。

优选地，所述集流管的靠近其多个孔一端的由长边构成的面贴敷于所述水箱内胆的外表面设置。

优选地，所述集流管靠近其多个孔一端的由长边构成的面具有向所述管中心内凹的弧度，所述弧度方向与其接触的所述水箱内胆的外表面的弧度方向一致。

本发明还提供一种热水器，其包括前述的热水换热器。

本发明提供的一种集流管、具有该管的微通道结构及热水换热器具有如下有益效果：

1.根据本发明的集流管结构，能够增加微通道的有效换热面积，提高微通道的利用率，避免换热能量的浪费，有效降低微通道的生产成本。

2.进一步地，根据本发明的集流管结构，还能够使扁管有效地定位在集流管上，保证尺寸的一致性，方便焊接操作，同时可以增大焊接的接触面积，使集流管与扁管的可靠性进一步提高，微通道的抗拉和承压能力进一步提升。

附图说明

图1是现有技术的集流管结构和水箱内胆的装配结合示意图；

图2是本发明的集流管的立体结构示意图；

图3是本发明的集流管具有内翻边结构的放大示意图；

图4是本发明的微通道结构的主视图；

图5是图4的微通道结构的左视图；

图6是图4的微通道结构的集流管与扁管连接部位的放大示意图；

图7是图4的微通道结构的扁管的端部放大示意图；

图8是本发明的热水换热器的正面结构示意图；

图9是图8的热水换热器的左视图；

图10是图9的A部位的局部放大示意图。

图中附图标记表示为：

1—集流管，11—孔，12—内翻边结构，2—扁管，21—缩口，3—水箱内胆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的保护范围。

如图2所示，本发明提供的一种集流管1，所述管为直管(即该管的轴线为直线)，其中所述管1垂直于其轴线方向的横截面的形状为近似椭圆形的圈，该圈的两个长边均为近似直线形，两个短边均为弧形，通过上述横截面形状在管1的轴线方向延伸形成扁管形状的集流管1。通过将集流管由现有技术中的圆筒状(即横截面为圆形，如图1所示)结构改而加工成上述结构形状的类扁管状，能够使得该类扁管在设置于水箱内胆外表面时其长边构成的面贴在水箱内胆外表面上，如图8所示，进而能够使得从集流管上引出的扁管能够更大限度的贴在内胆外表面上，保证了两者之间最大限度的接触，从而有效地增大了换热面积，进而能够提高微通道的利用率，避免换热能量的浪费，有效降低微通道的生产成本。

优选地，如图2所示，所述集流管1在一个所述短边构成的弧面上靠近其中一个长边构成的近似平面的一端沿管1的轴线方向开设有多个孔11；优选地，多个孔11均匀开设。通过在上述位置设置上述多个孔，一方面能够通过该多个孔使得集流管1能够与扁管2相连通，从而保证其内部流动的换热介质通过该孔进入到扁管2中，进而与水箱内胆3进行换热作用；另一方面将多个孔11设置在靠近长边形成的宽面上，可以将该宽面贴于水箱内胆3外表面设置，从而能够有效减小扁管2与水箱内胆3在集流管1处的间隙(非接触面)，进而提高了微通道的有效利用率。

如图3所示，优选地，所述多个孔11的全部或部分设置为内翻边结构12。能够使得扁管能够有效定位在集流管上，且保证尺寸的一致性，方便焊接操作，同时可以增大焊接的接触面积，使集流管与扁管的可靠性进一步提高，微通道的抗拉和承压能力进一步提升。

优选地，靠近所述多个孔11一端的长边构成的近似平面设置有向所述管轴线内凹的弧度。这样能够增大集流管与水箱内胆的接触面积，减小集流管与水箱内胆在边角处的间距，进一步减小扁管与水箱内胆在集流管处的间隙。

如图4-5所示，本发明还提供一种微通道结构，其包括2个前述的集流管1，还包括连接到2个所述集流管1之间的扁管2。通过将微通道结构设置为包括2个前述的集流管1，还包括连接到2个所述集流管1之间的扁管2，能够使得换热流体通过其中1个集流管经由扁管2的热交换作用之后顺利进入另一股集流管，实现了热交换和传递的功能和作用，同时将集流管加工成类扁管状，能够使得该类扁管在设置于水箱内胆外表面时其长边构成的面贴在水箱内胆外表面上，进而能够使得从集流管上引出的扁管能够更大限度的贴在内胆外表面上，保证了两者之间最大限度的接触，从而有效地增大了换热面积，进而能够提高微通道的利用率，避免换热能量的浪费，有效降低微通道的生产成本。

如图5所示，优选地，所述扁管2为弯管，其轴线为曲线。将扁管2加工或选择为弯管能够有效地围绕被换热设备进行换热作用，节省了空间，使得结构紧凑，并且增大了扁管与被换热设备之间的接触面积，提升了换热效果。并且如图4所示，优选地，所述扁管2为多个，每个所述扁管2均连接到所述集流管1的孔11。这样能够使得利用多根扁管对被换热设备之间进行换热作用，增大了换热面积，提升了换热的效果。

优选地所述扁管的轴线构成圆弧形状。进一步优选地所述扁管2为软管。

如图6所示，优选地，所述扁管2与所述集流管1的孔之间焊接连接。这样能够有效地将扁管与集流管之间牢固地固定，防止流体泄漏。

如图6和图7所示，优选地，所述扁管2的端部设置有缩口21，所述缩口21卡入到所述集流管1的内翻边结构12并与其焊接。将集流管1采用翻边结构，扁管2两端缩口，可以使扁管2能有效定位在集流管1上，保证了两者尺寸的一致性，能够方便焊接操作，同时还能够增大焊接的接触面积，使集流管与扁管的可靠性进一步提高，微通道的抗拉和承压能力进一步提升。

如图8-10所示，本发明还提供一种热水换热器，其包括水箱内胆3，其还包括前述的微通道结构，所述微通道结构设置在所述水箱内胆3的外围。通过将微通道结构设置在所述水箱内胆3的外围，有效地增大了微通道结构与水箱内胆之间的接触面积，能够有效地通过微通道结构对水箱内胆3之间很好地进行换热，并且采用前述具有类扁管状集流管的微通道结构，能够使得该类扁管在设置于水箱内胆外表面时其长边构成的面贴在水箱内胆外表面上，进而能够使得从集流管上引出的扁管能够更大限度的贴在内胆外表面上，保证了两者之间最大限度的接触，从而有效地增大了换热面积，进而能够提高微通道的利用率，避免换热能量的浪费，有效降低微通道的生产成本。

如图9所示，优选地，所述水箱内胆3为圆柱形结构，所述微通道结构形成为与所述水箱内胆3外表面形状相同的结构(优选为圆筒形)，并且所述微通道结构贴敷于所述水箱内胆3的外表面设置。水箱内胆3为圆柱形结构是本领域水箱内胆一种常有的或优选的结构，而所述微通道结构形成为与所述水箱内胆3外表面形状相同的圆柱形结构，并且所述微通道结构贴敷于所述水箱内胆3的外表面设置，则能够最大限度地提升微通道结构与水箱内胆外表面之间的接触面积，提高微通道的利用率，避免能量的浪费。

优选地，所述集流管1的靠近其多个孔11一端的由长边构成的面贴敷于所述水箱内胆3的外表面设置。这样能够保证该多个孔11最大限度地贴近水箱内胆的外表面，可大大减小扁管与水箱内胆在集流管出的间隙，有效地提升了扁管与内胆外表面的接触面，提高了换热效率。

优选地，所述集流管1靠近其多个孔11一端的由长边构成的面具有向所述管1中心内凹的弧度，所述弧度方向与其接触的所述水箱内胆3的外表面的弧度方向一致。这样能够增大集流管与水箱内胆的接触面积，减小集流管与水箱内胆在边角处的间距，进一步减小扁管与水箱内胆在集流管处的间隙，进而提高了扁管与内胆外表面的接触面积，从而增强了换热效果，提高了能量利用率。

如附图8、9所示为微通道在水箱内胆上盘绕效果主、左视图，该微通道结构主要由扁管及集流管组成。微通道在水箱内胆上盘绕时，首先将扁管沿水箱内胆折弯使之紧贴水箱内胆表面，然后通过一定的方式将微通道紧固，实现微通道与水箱内胆的接触换热。

如附图2、3为集流管结构主、左视图，该微通道集流管结构为类扁管形结构，其需要与扁管焊接连接的内翻边孔设置在集流管的一边角，这样扁管与集流管焊接时，将扁管沿集流管内翻边孔方向插入，如附图4所示，可大大减小扁管与水箱内胆在集流管处的间隙。且该集流管与水箱内胆接触侧带有微弧度，这样能增大集流管与水箱内胆的接触面积，减小集流管与水箱内胆在边角处的间距，进一步减小扁管与水箱内胆在集流管处的间隙。如附图3即为采用市场上已有的圆形集流管结构与采用本方案集流管结构，扁管与水箱内胆接触效果对比图。通过对比可看出，采用本方案集流管，扁管与水箱内胆只在集流管处，因集流管壁厚的限制有很小的间隙，但此间隙远小于市场上采用圆形集流管结构的间隙。

表1给出了采用本发明的热水换热器与原有的热水换热器之间的实验测试数据对比：

表1

数据说明：

1、更换新方案微通道样件后，制热水能力提升0.05kW，制热水能效提升0.1W/W——性能有所提升

2、更换新方案微通道样件后，低压压力高说明蒸发效果好，高压压力低说明冷凝效果好，这对于制冷系统的换热都是有利的。低压和高压分别是系统运行过程中冷媒在系统中不同部位的压力值。停机前高压(绝对压力)降低到2.81MPa，较原先下降约0.1bar，对机组长期可靠运转有重要帮助。并同时排气温度有所降低，也有利于机组长期稳定可靠运行(这里低压、高压、吸气和排气的几组参数都是冷媒的压力和温度参数，且测量点在室外机)。

故采用本方案集流管结构，可增加微通道扁管与水箱内胆的有效接触面积，提高微通道的换热效率及利用率，避免换热能量的浪费，降低微通道的生产成本。

本发明还涉及一种热水器，其包括前述的热水换热器，能够有效地提高换热效率，避免换热能量的浪费。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述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。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种集流管(1)，其特征在于：所述管(1)垂直于其轴线方向的横截面的形状为近似椭圆形的圈，该圈的两个长边均为近似直线形，两个短边均为弧形，通过上述横截面形状在管的轴线方向延伸形成近似扁管形状的集流管。

2.根据权利要求1所述的一种集流管，其特征在于：所述集流管(1)在一个所述短边构成的弧面上靠近其中一个长边构成的近似平面的一端沿管的轴线方向开设有多个孔(11)。

3.根据权利要求2所述的一种集流管，其特征在于：所述多个孔(11)的全部或部分设置为内翻边结构(12)。

4.根据权利要求2-3之一所述的一种集流管，其特征在于：靠近所述多个孔(11)一端的长边构成的近似平面设置有向所述管轴线内凹的弧度。

5.一种微通道结构，其特征在于：包括两个权利要求1-4之一所述的集流管(1)，还包括连接到两个所述集流管(1)之间的扁管(2)。

6.根据权利要求5所述的一种微通道结构，其特征在于：所述扁管(2)为弯管，其轴线为曲线；所述扁管(2)为多个，每个所述扁管(2)均连接到所述集流管(1)的孔(11)。

7.根据权利要求5-6之一所述的一种微通道结构，其特征在于：所述扁管(2)与所述集流管(1)的孔之间焊接连接。

8.根据权利要求5-7之一所述的一种微通道结构，其特征在于：所述扁管(2)的端部设置有缩口(21)，所述缩口(21)卡入到所述集流管(1)的内翻边结构(12)并与其焊接。

9.一种热水换热器，包括水箱内胆(3)，其特征在于：还包括权利要求5-8之一所述的微通道结构，所述微通道结构设置在所述水箱内胆(3)的外围。

10.根据权利要求9所述的热水换热器，其特征在于：所述水箱内胆(3)为圆柱形结构，所述微通道结构形成为与所述水箱内胆(3)外表面形状相同的结构，并且所述微通道结构贴敷于所述水箱内胆(3)的外表面设置。

11.根据权利要求9-10之一所述的热水换热器，其特征在于：所述集流管(1)的靠近其多个孔(11)一端的由长边构成的面贴敷于所述水箱内胆(3)的外表面设置。

12.根据权利要求9-11之一所述的热水换热器，其特征在于：所述集流管(1)靠近其多个孔(11)一端的由长边构成的面具有向所述管(1)中心内凹的弧度，且所述弧度方向与其接触的所述水箱内胆(3)的外表面的弧度方向一致。

13.一种热水器，其特征在于：包括权利要求9-12之一所述的热水换热器。