CN106568238A

CN106568238A - 一种微通道换热器

Info

Publication number: CN106568238A
Application number: CN201510651998.6A
Authority: CN
Inventors: 崔凯; 黄宁杰
Original assignee: Hangzhou Sanhua Home Appliance Thermal Management System Co Ltd
Current assignee: Sanhua Hangzhou Micro Channel Heat Exchanger Co Ltd
Priority date: 2015-10-10
Filing date: 2015-10-10
Publication date: 2017-04-19

Abstract

本发明公开了一种微通道换热器，包括扁管和集流管部；所述集流管部包括两集流管段，分别具有流体进口和流体出口；所述扁管的两端部分别与两所述集流管段固接；两所述集流管段均具有供所述扁管端部插入的槽口；所述槽口沿所述集流管段的周向开设。与轴向槽口相比，周向槽口能够承受更大的压力，槽口处不易翘曲失稳，在集流管上设置周向槽口以与扁管连接能够提高换热器的整体承压能力，从而使换热器能够适用于工质为二氧化碳等运行压力较高的制冷系统。

Description

一种微通道换热器

技术领域

本发明涉及换热技术领域，特别是涉及一种微通道换热器。

背景技术

微通道换热器为一种高效紧凑式的换热器，因其结构紧凑、换热效率高、重量轻、可靠性高等优势，正逐步成为换热器的主流产品。

常见的微通道换热器包括扁管和集流管，其中，集流管的管壁开设有轴向槽口，以便扁管的端部能够插入该轴向槽口与集流管连通，从而流体能够在集流管和扁管之间流通。

另外，扁管的端部还与集流管采用焊接的方式固定，具体地，扁管的端部插入轴向槽口内，涂钎焊料后进炉实施焊接。

然而，工作过程中，集流管管壁的轴向槽口位置容易发生局部翘曲失稳，应力易集中，承压能力低，无法适用于二氧化碳等运行压力较高的制冷系统。

有鉴于此，如何改进现有微通道换热器的结构，提高其整体承压能力，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种微通道换热器，该微通道换热器的整体承压能力较高，能够适用于二氧化碳等运行压力较高的制冷系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种微通道换热器，包括扁管和集流管部；

所述集流管部包括两集流管段，分别具有流体进口和流体出口；

所述扁管的两端部分别与两所述集流管段固接；

两所述集流管段均具有供所述扁管端部插入的槽口；

其特征在于，所述槽口沿所述集流管段的周向开设。

针对背景技术中提出的技术问题，结合集流管段自身的结构特性对其承压能力进行研究发现，在流体压力和尺寸一致的前提下，沿轴向开设的槽口，其槽壁单位面积承受的内力为0.5πPd/h，沿周向开设的槽口，其槽壁单位面积承受的内力为0.25Pd/h，可见，周向槽口的槽壁承受的内力较小，所以周向槽口不易发生翘曲失稳，与轴向槽口相比，周向槽口能够承受更大的压力，也就是说，在集流管段上设置周向槽口以与扁管连接能够提高换热器的整体承压能力，使换热器能够适用于工质为二氧化碳等运行压力较高的制冷系统。

所述集流管部设有两根集流管，形成两所述集流管段。

所述集流管部只设一根集流管，该集流管内部设置隔板，以将其分隔为两段，形成两所述集流管段。

所述扁管只设一根，该根扁管多次弯折呈多个平行设置的直线管段和用于连接过渡的曲线管段，相邻所述直线管段之间和相邻所述曲线管段之间均设置有翅片。

所述扁管设有多根，多根所述扁管并列且经多次弯折呈多个平行设置的直线管段和用于连接过渡的曲线管段，相邻所述直线管段之间和相邻所述曲线管段之间均设置有翅片。

所述集流管的端部设置有端盖。

所述端盖呈帽形结构，外套固定于所述集流管的端部。

所述端盖呈板式结构，插装固定于所述集流管的端部。

附图说明

图1-2示出了集流管的槽口沿其轴向延伸时的承压受力分析；

图3-4示出了集流管的槽口沿其周向延伸时的承压受力分析。

图5为本发明所提供微通道换热器第一实施例的结构示意图；

图6为本发明所提供微通道换热器第二实施例的结构示意图；

图7为本发明所提供集流管的端盖一种实施例的结构示意图；

图8为本发明所提供集流管的端盖另一实施例的结构示意图。

其中，图5-8中部件名称与附图标记之间的一一对应关系如下所示：

集流管20，槽口20a，第一集流管段20-1，第二集流管段20-2，隔板21，端盖22；

扁管30，直线管段31，曲线管段32；

翅片40，进口管50，出口管60。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种微通道换热器，该微通道换热器的整体承压能力较高，能够适用于二氧化碳等运行压力较高的制冷系统。

本发明所提供的微通道换热器，包括扁管和集流管部，其中，集流管部包括两集流管段，分别具有流体进口和流体出口，扁管的两端部分别与两集流管段固接，通常采用焊接固定方式。当然，扁管的两端部分别与两集流管段连通。如此，流体经流体进口进入一集流管段，流经扁管后流入另一集流管段，从流体出口流出，在此过程中进行热交换。

两集流管段均具有供扁管端部插入的槽口，焊接时，扁管端部插入集流管段的槽口内，涂钎焊料后进炉焊接。

其中，槽口沿集流管段的周向开设。

如上设计，在压力和几何尺寸一致的前提下，本方案中集流管段的槽口位置处的承压能力高于背景技术中集流管槽口位置的承压能力。下面具体分析：

假设集流管段内压力为P，集流管段的管径为d，集流管段管壁厚度h远小于管径d。

图1-2示出了集流管段的槽口沿其轴向延伸时的承压受力分析。

取单位长度的集流管段，并沿轴线方向将其切割为两半，取半个单位长度的集流管段进行分析，如图2所示，其中的切割截面s1可视为沿轴向延伸的、且与扁管完美焊接的槽口的槽壁。

在图示的y轴方向，该截面s1所承受的内力f1与管壁所承受的内部压力相互平衡，即(其中θ为作用于管壁某点的内部压力方向与x轴之间的夹角)计算可得该截面s1所承受的内力f1＝0.5πPd，则沿轴向集流管段管壁单位面积承受的内力为0.5πPd/h；也就是说，若开设于集流管段的槽口沿轴向延伸，如背景技术中所述，那么该槽口槽壁单位面积承受的内力为0.5πPd/h。

图3-4示出了集流管段的槽口沿其周向延伸时的承压受力分析。

沿径向截断集流管段，其截面s2可视为沿周向延伸的、且与扁管完美焊接的槽口的槽壁。

在图4所示的z轴方向(即集流管轴向)，该截面s2所承受的内力f2与管壁所述承受的内部压力相互平衡，即计算可得该截面所承受的内力f2＝0.25πPd²，则沿周向集流管段管壁单位面积所承受的内力为0.25Pd/h；也就是说，若开设于集流管段的槽口沿周向延伸，即本发明提供的方案，那么该槽口槽壁单位面积承受的内力为0.25Pd/h。

经上述研究分析可知，在集流管段内压力相等，集流管段尺寸参数一致的前提下，沿周向开设的槽口，其槽壁处承受的内力小于沿轴向开设的槽口，所以周向槽口不易翘曲失稳，与轴向槽口相比，周向槽口能够承受更大的压力，也就是说，在集流管段上设置周向槽口以与扁管连接，能够提高换热器的整体承压能力，使换热器能够适用于工质为二氧化碳等运行压力较高的制冷系统。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图5，图5为本发明所提供微通道换热器第一实施例的结构示意图。

该实施例中的微通道换热器设有两根集流管20和两根扁管30。

两根集流管20中，一者具有流体进口，与进口管50连通，形成第一集流管段20-1，另一者具有流体出口，与出口管60连通，形成第二集流管段20-2。即，该方案中，所述集流管部为两根独立的集流管20，所述集流管部的一个集流管段为一根集流管。

此处的序数词“第一”和“第二”只是为了便于描述方便，用以区分具有相同名称的部件，应当理解，其使用并不表示先后或主次关系，下文与此一致。

两根扁管30并列且经多次弯折形成多个平行设置的直线管段31和用于连接过渡的曲线管段32，相邻直线管段31之间和相邻曲线管段32之间均设置有翅片40。

该实施例中，弯折后，扁管30的两端部位于直线管段31的两侧，位于前侧的两扁管30的两端部与第一集流管段20-1连通且固定，位于后侧的两扁管30的两端部与第二集流管段20-2连通且固定。

第一集流管段20-1上开设有两个槽口20a，两个槽口20a均沿第一集流管段20-1的周向开设，并沿第一集流管段20-1的轴向并列设置，两者的轴向间距与两扁管30位于前侧的两端部的间距一致，以便两扁管30位于前侧的两端部能分别插入这两个槽口20a。

同样地，第二集流管段20-2上也开设有两个槽口20a，两个槽口20a的开设方式及位置关系与上述第一集流管段20-2的两个槽口20a类似，以供两扁管30位于后侧的两端部分别插入。

扁管30的端部插入集流管段的槽口20a后，涂钎焊料进炉焊接，实现扁管30与集流管20的固定。

需要指出的是，上述“前侧”和“后侧”是以图5中零部件位于图中及零部件相互之间的位置关系为基准定义的，只是为了方便描述和理解，不应理解为对本申请的限定。

该实施例中的扁管30设有两根，可以理解，扁管30设为一根或三根以上时也是可行的。

请参考图6，图6为本发明所提供微通道换热器第二实施例的结构示意图。

该实施例与第一实施例功能相通的构件或结构在图8中以相同标记进行标示，以明示两方案之间的区别与联系。

该实施例中的微通道换热器只设有一根集流管20和一根扁管30。

该根集流管20的内部设置有隔板21，将集流管20分隔为不连通的两段，其中一段具有流体进口，与进口管50连通，形成第一集流管段20-1，另一端具有流体出口与出口管60连通，形成第二集流管段20-2。即，该方案中，所述集流管部为一根集流管20，所述集流管部的一个集流管段为该根集流管20被隔板21分隔的一段管段。

该根扁管30经多次弯折形成多个平行设置的直线管段31和用于连接过渡的曲线管段32，相邻直线管段31之间和相邻曲线管段32之间均设置有翅片40。

该实施例中，弯折后，扁管30的两端部位于直线管段31的同一侧，当然，集流管20也设于同一侧，以便与扁管30的端部连接。

第一集流管段20-1上开设有一个槽口20a，该槽口20a沿第一集流管段20-1的周向开设，扁管30的一端部可插入该槽口20a。

第二集流管段20-2上也开设有一个槽口20a，该槽口20a沿第二集流管段20-2的周向开设，扁管30的另一端部可插入该槽口20a。

扁管30的端部插入对应集流管段的槽口20a后，涂钎焊料进炉焊接，实现扁管30与集流管20的固定。

该实施例中的扁管30仅设有一根，可以理解，实际设置时，扁管30也可设为两根以上，对应地，各集流管段上开设与扁管30数目一致的槽口20a。多根扁管30的弯折形式与前述第一实施例类似。

在上述各实施例中，集流管段的两端均设置有端盖22，流体进口或流体出口可以开设于集流管段的周壁，如图5所示，也可开设于端盖22，如图6所示。

其中，端盖22可以有多种结构形式，只要能够封堵集流管段的两端部即可。

具体地，如图7中所示，端盖22呈帽形结构，外套固定于集流管20的端部。

具体地，如图8中所示，端盖22还可呈板式结构，插装固定于集流管20的端部。

以上对本发明所提供的一种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方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种微通道换热器，包括扁管(30)和集流管部；

所述扁管(30)的两端部分别与两所述集流管段固接；

两所述集流管段均具有供所述扁管(30)端部插入的槽口(20a)；

其特征在于，所述槽口(20a)沿所述集流管段的周向开设。

2.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，所述集流管部设有两根集流管(20)，形成两所述集流管段。

3.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，所述集流管部只设一根集流管(20)，该集流管(20)内部设置隔板(21)，以将其分隔为两段，形成两所述集流管段。

4.根据权利要求1-3任一项所述的微通道换热器，其特征在于，所述扁管(30)只设一根，该根扁管(30)多次弯折呈多个平行设置的直线管段(31)和用于连接过渡的曲线管段(32)，相邻所述直线管段(31)之间和相邻所述曲线管段(32)之间均设置有翅片(40)。

5.根据权利要求1-3任一项所述的微通道换热器，其特征在于，所述扁管(30)设有多根，多根所述扁管(30)并列且经多次弯折呈多个平行设置的直线管段(31)和用于连接过渡的曲线管段(32)，相邻所述直线管段(31)之间和相邻所述曲线管段(32)之间均设置有翅片(40)。

6.根据权利要求2或3所述的微通道换热器，其特征在于，所述集流管(20)的端部设置有端盖(22)。

7.根据权利要求6所述的微通道换热器，其特征在于，所述端盖(22)呈帽形结构，外套固定于所述集流管(20)的端部。

8.根据权利要求6所述的微通道换热器，其特征在于，所述端盖(22)呈板式结构，插装固定于所述集流管(20)的端部。