CN106482397A - 平行流换热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空调换热技术领域，公开了一种平行流换热器，其包括平行设置的两根集流管、设于两根集流管之间的多排管束，相邻两排管束之间设有翅片，集流管上设有冷媒接头；管束由多根并排设置的细管所构成，细管的两端分别与集流管连通，相邻两根细管之间具有间隙。本发明采用多排管束结构，当空气中的水蒸气在换热器的表面冷凝成冷凝水时，不管是撗置还是竖置，都可以通过细管之间的间隙流下或被过流风吹散，能够有效地避免冷凝水的聚集，从而缓解热泵工况下的结霜问题；此外，采用多排管束的结构，对加工工艺没有特殊要求，可以采用铜等导热系数较高的材料来制备。进一步地，矩形截面的集流管可提高冷媒的流动均匀性。

Description

平行流换热器

技术领域

本发明涉及空调换热技术领域，特别是涉及一种平行流换热器。

背景技术

电动汽车采用电机驱动行驶，没有发动机余热可利用，这给空调系统的制热带来了挑战。目前电动汽车空调大多依赖于电热设备来制热，但是这种直接采用电加热的方式制热效率较低，且耗电量大，对于“惜电如命”的电动汽车而言其用电经济性不够。由于热泵的制热效率能达到200％～300％的水平，因此采用热泵技术能大大提高电动汽车空调系统的用电经济性。但若将普通汽车空调系统直接逆向运行形成热泵空调系统，车外侧的换热器则极易出现结霜进而影响制热效率，甚至造成换热器无法运行。

目前的汽车空调系统上使用的主流换热器一般是普通平行流换热器，如图1所示。普通的平行流换热器由主要由集流管1、微通道扁管2、翅片3、隔板这几个部件组成。每根微通道扁管2的两端分别连接集流管1，翅片3和微通道扁管2紧密焊接，隔板按规律布置在集流管中，将集流管1分隔成若干个不同的流程，冷媒进、出口接头布置在集流管1上，由此实现换热器内换热冷媒的流程分配和内外换热冷媒的热量传递。

现有的平行流换热器主要存在以下缺点：

为了降低微通道扁管2和翅片3的接触热阻，以保证良好传热性，二者必须紧密焊接，当它应用于热泵空调系统中时，车外侧的换热器作为蒸发器，空气中的水蒸气将在其表面冷凝，并析出冷凝水。当换热器横置时，微通道扁管2会阻挡冷凝水的流下；当换热器竖置时，翅片3会阻挡冷凝水的流下，由此会在翅片与微通道扁管2的焊接处形成一定区域的通风“死角”，冷凝水不能被过流风吹散。

因此，普通的平行流换热器无论是横置还是竖置，都不利于冷凝水的排出。换热器的结霜总是从凝结水聚集的部位开始，并且在该处结霜最为严重。因此对于普通的平行流换热器而言，结霜问题不可避免，这将大大降低热泵空调系统的制热效率，甚至变得无法运行。

发明内容

本发明要解决的是现有平行流换热器容易在翅片与微通道扁管的连接处结霜的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种平行流换热器，其包括平行设置的两根集流管、设于所述两根集流管之间的多排管束，相邻两排管束之间设有翅片，所述集流管上设有冷媒接头；所述管束由多根并排设置的细管所构成，所述细管的两端分别与集流管连通，相邻两根细管之间具有间隙。由此，当空气中的水蒸气在换热器的表面冷凝成冷凝水时，不管是撗置还是竖置，都可以通过细管之间的间隙流下或被过流风吹散，能够有效地避免冷凝水的聚集，从而缓解热泵工况下的结霜问题。

作为优选方案，上述的平行流换热器中，所述集流管的截面为矩形，矩形截面的集流管可提高冷媒的流动均匀性。

作为优选方案，上述的平行流换热器中，所述翅片为百叶窗翅片，由此提高换热效率，减少耗电量。

作为优选方案，上述的平行流换热器中，所述翅片的转角处设为圆弧形或者锯齿形。

作为优选方案，上述的平行流换热器中，所述细管的端部插入所述集流管的内部，可使集流管与管束形成一个相互连通的密闭空腔，改善冷媒的流态。

作为优选方案，上述的平行流换热器中，所述细管插入集流管内部的深度为集流管截面高度的30％-70％。

作为优选方案，上述的平行流换热器中，所述细管插入集流管内部的深度为集流管截面高度的50％。

作为优选方案，上述的平行流换热器中，所述细管为圆管、椭圆管或扁管。

作为优选方案，上述的平行流换热器中，所述细管的管径为1-3mm。

作为优选方案，上述的平行流换热器中，所述细管的壁厚为0.4-1mm。

本发明所提供的一种平行流换热器，采用多排管束代替现有的微通道扁管，相邻两根细管之间具有间隙，管束与翅片之间的连接处不存在死角，当空气中的水蒸气在换热器的表面冷凝成冷凝水时，不管是撗置还是竖置，都可以通过细管之间的间隙流下或被过流风吹散，能够有效地避免冷凝水的聚集，从而缓解热泵工况下的结霜问题；此外，本发明采用多排管束的结构，相比于现有采用微通道扁管的结构，本发明的管束对加工工艺没有特殊要求，因此对材料没有限制，可以采用铜等导热系数较高的材料来制作。

附图说明

图1是现有技术中平行流换热器的局部示意图；

图2是本发明实施例平行流换热器的轴测图；

图3是本发明实施例平行流换热器的平面视图；

图4是本发明实施例平行流换热器的局部示意图。

其中，1、集流管；2、微通道扁管；3、翅片；

10、集流管；11、冷媒接头；20、管束；21、细管；30、翅片；31、叶片；40、隔板。

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范围。

如图2所示，本发明优选实施例的一种平行流换热器，其包括平行设置的两根集流管10、垂直设于两根集流管10之间的多排管束20，多排管束20平行设置，相邻两排管束20之间设有翅片30，翅片30与管束20可采用钎焊焊接，翅片30的转角处设为圆弧形或者锯齿形，优选为圆弧形，转角处为圆弧形的翅片30相比于转角处为锯齿形的翅片，一方面可增大管束20与翅片30的接触面积，这是因为在焊接时，焊料会填充部分翅片与管束20之间的间隙，圆弧形的翅片30相比于锯齿形的翅片，前者具有缓慢过渡的弧面，因此其与管束20的接触面积大于后者，另一方面，转角处为圆弧形的翅片30，其加工过程中不易崩裂，强度较高；集流管10上设有冷媒接头11，其中一个集流管10的冷媒接头11为冷媒进口接头，而另一个集流管10的冷媒接头11则为冷媒出口接头，冷媒接头11可以采用普通的换热器结构，布置在集流管10上适当的位置，与外部管路配合使用；管束20由多根并排设置的细管21所构成，细管21的两端分别与集流管10连通，相邻两根细管21之间具有间隙。

本发明采用多排管束20代替现有的微通道扁管，相邻两根细管21之间具有间隙，管束20与翅片30之间的连接处不存在死角，当空气中的水蒸气在换热器的表面冷凝成冷凝水时，不管是撗置还是竖置，都可以通过细管21之间的间隙流下或被过流风吹散，能够有效地避免冷凝水的聚集，从而缓解热泵工况下的结霜问题；此外，本发明采用多排管束20的结构，相比于现有采用微通道扁管的结构，本发明的管束20对加工工艺没有特殊要求，因此对材料没有限制，可以采用铜等导热系数较高的材料来制作。

本实施例所采用的细管21为金属管，其管径可为1-3mm，细管的壁厚可为0.4-1mm，细管21的形状可为任意结构，为了提高冷媒的流态和提高换热器的散热性能，优选为圆管、椭圆管、扁管等。

如图3所示，为了使集流管10与管束20形成一个相互连通的密闭空腔，管束20的细管21插入集流管10中一定深度。细管21插入集流管10内的深度h不能太深或太浅，太深则增加了冷媒的流阻进而影响到冷媒的流态，太浅则影响集流管与管束之间的连通性也会影响到冷媒的流态；优选地，细管21插入集流管10内的深度h为集流管10截面高度H的30％-70％，更优选地，细管21插入集流管10内的深度h为集流管10截面高度H的50％。

如图3所示，集流管10的内部设置有隔板40，以将集流管10分隔成若干个不同的流程。集流管10的截面为矩形，研究表明，相对于圆形截面的集流管，矩形集流管的冷媒流动更加均匀，这是因为：管束20插入集流管10中，形成一个冷媒流通口，如果采用圆形截面的集流管，会形成不规则圆弧形的冷媒流通口，冷媒流通口的孔隙不同，冷媒流通的阻力不一样，由此使得冷媒的流动不均匀，本发明采用的是矩形截面的集流管10，与管束20连接所形成的冷媒流通口为矩形，其孔隙均匀，使得冷媒流通的阻力一致，由此使得冷媒的流动均匀，进而提高了换热器的换热效果，降低耗电量。

如图4所示，为了提高换热器的换热效果，本实施例的翅片30为百叶窗翅片，其具体是在波纹状的翅片30上设置了翘起的叶片31，翅片30的每层散热面均设置了两组叶片组，每组叶片组均由多个叶片31所构成，且该两组叶片组背对背设置。

本发明所提供的平行流换热器，设置多排管束20的结构来代替现有的微通道扁管，连接于热泵型电动汽车空调系统的循环回路中，作为车外侧换热器，当空调工作在制冷工况下时，本发明的换热器作为冷凝器，与普通平行流换热器的性能一致；当空调工作在热泵工况下时，本发明的换热器作为蒸发器，当空气中的水蒸气在其表面冷凝成冷凝水时，可通过管束20之间的间隙流下或被过流风吹散，能够及时、有效地排除冷凝水，能够有效地避免冷凝水的聚集，从而缓解热泵工况下的结霜问题；

此外，管束20的加工工艺没有特殊要求，可采用任意材质，如可采用铜等导热系数较高的材料来制作；

集流管10的截面为矩形，相比于圆形截面的集流管，可提高换热器内冷媒流动的均匀性；

管束20、集流管10和翅片30采用优选的结构和尺寸，能保证换热器具备较高的换热效率和小巧、轻便的外形。

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替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种平行流换热器，其特征在于，包括平行设置的两根集流管、设于所述两根集流管之间的多排管束，相邻两排管束之间设有翅片，所述集流管上设有冷媒接头；所述管束由多根并排设置的细管所构成，所述细管的两端分别与集流管连通，相邻两根细管之间具有间隙。

2.如权利要求1所述的平行流换热器，其特征在于，所述集流管的截面为矩形。

3.如权利要求1或2所述的平行流换热器，其特征在于，所述翅片为百叶窗翅片。

4.如权利要求1或2所述的平行流换热器，其特征在于，所述翅片的转角处设为圆弧形或者锯齿形。

5.如权利要求1或2所述的平行流换热器，其特征在于，所述细管的端部插入所述集流管的内部。

6.如权利要求5所述的平行流换热器，其特征在于，所述细管插入所述集流管内部的深度为集流管截面高度的30％-70％。

7.如权利要求6所述的平行流换热器，其特征在于，所述细管插入所述集流管内部的深度为集流管截面高度的50％。

8.如权利要求1或2所述的平行流换热器，其特征在于，所述细管为圆管、椭圆管或扁管。

9.如权利要求1或2所述的平行流换热器，其特征在于，所述细管的管径为1-3mm。

10.如权利要求1或2所述的平行流换热器，其特征在于，所述细管的壁厚为0.4-1mm。