CN110500812A - 微通道换热器和热泵系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种微通道换热器和热泵系统。该微通道换热器包括第一集流管(1)、第二集流管(2)和扁管(3)，扁管(3)连接在第一集流管(1)和第二集流管(2)之间，第二集流管(2)上沿轴向间隔设置有多个隔离结构，隔离结构用于将第二集流管(2)分隔为多个管腔(5)相隔离的管段(4)，各管段(4)上均连接有冷媒接管(6)。根据本申请的微通道换热器和热泵系统，能够有效改善扁管数目较多情况下换热器的制冷剂分配状况，提高换热器的换热性能。

Description

微通道换热器和热泵系统

技术领域

本申请涉及空气调节技术领域，具体涉及一种微通道换热器和热泵系统。

背景技术

微通道换热器作为蒸发器使用时，进口一般为气液两相，而传统微通道换热器的集流管没有分流措施，进入集流管后气液两相分层现象明显，导致进入扁管的制冷剂分配不均匀，换热器换热性能较差。

现有技术中提供了一种集管分配器，在液体集管入口部分插入一根扁平管，减小了液体集管内制冷剂流动通道中的压力，同时在液体集管外部增加一个制冷剂流动路径，使液体集管内部制冷剂产生循环流动，但该方案只适用于扁管数目较少的情况，当扁管数目较多时，效果不佳。

发明内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种微通道换热器和热泵系统，能够有效改善扁管数目较多情况下换热器的制冷剂分配状况，提高换热器的换热性能。

为了解决上述问题，本申请提供一种微通道换热器，包括第一集流管、第二集流管和扁管，扁管连接在第一集流管和第二集流管之间，第二集流管上沿轴向间隔设置有多个隔离结构，隔离结构用于将第二集流管分隔为多个管腔相隔离的管段，各管段上均连接有冷媒接管。

优选地，至少一个管段外设置有连通管，连通管的第一端与管段的第一端连通，连通管的第二端与管段的第二端连通。

优选地，隔离结构包括隔离块，隔离块的结构与第二集流管相适配，第二集流管上设置有多个安装槽，隔离块设置在安装槽内。

优选地，隔离块包括密封部和嵌入部，密封部和嵌入部的连接位置处形成止挡台阶，安装槽为半圆形槽，嵌入部嵌入在第二集流管内，密封部嵌入在半圆形槽内，止挡台阶止挡在半圆形槽的两端侧壁上，密封部和嵌入部相互配合，将隔离块两侧的管腔隔开。

优选地，隔离块上包括相互连通的连接孔和通流孔，冷媒接管连接至连接孔，通流孔与管腔连通。

优选地，通流孔为L形孔，L形孔的一端与连接孔连通，L形孔的另一端与管腔连通，连接孔的截面积大于通流孔的截面积。

优选地，隔离结构包括封板和节流板，节流板上设置有节流孔，封板与节流板之间形成导流腔，冷媒接管与导流腔连通，导流腔通过节流板与管腔连通，导流腔通过封板与相邻的管段隔开。

优选地，第二集流管上设置有安装槽，封板和节流板均嵌设在安装槽内。

优选地，第一集流管和第二集流管竖直设置，冷媒接管连接在管段的底部。

优选地，微通道换热器为单排换热器、双排换热器或多排换热器。

根据本申请的实施例，热泵系统包括微通道换热器，该微通道换热器为上述的微通道换热器。

优选地，热泵系统还包括依次连接的压缩机、第一换热器、节流装置和分流器，分流器包括多个分流接口，分流接口与冷媒接管一一对应连接。

本申请提供的微通道换热器，包括第一集流管、第二集流管和扁管，扁管连接在第一集流管和第二集流管之间，第二集流管上沿轴向间隔设置有多个隔离结构，隔离结构用于将第二集流管分隔为多个管腔相隔离的管段，各管段上均连接有冷媒接管。本申请的微通道换热器，采用隔离结构将第二集流管分隔为多个管腔相隔离的管段，在扁管数目较多时，可以将多个扁管通过隔离的管段划分为多个冷媒流动区域，减少每个管段内冷媒的流程，使得冷媒在每个管段内均能够实现均匀分配，有效改善气液两相分层的现象，提高换热器性能。

附图说明

图1为本申请实施例的微通道换热器的立体结构示意图；

图2为本申请第一实施例的微通道换热器的剖视结构示意图；

图3为本申请第一实施例的微通道换热器的剖视结构示意图；

图4为本申请第一实施例的微通道换热器的管段的放大结构示意图；

图5为本申请第一实施例的微通道换热器的隔离块的立体结构示意图；

图6为本申请第一实施例的微通道换热器的隔离块的剖视图；

图7为本申请第二实施例的微通道换热器的剖视结构示意图；

图8为本申请第二实施例的微通道换热器的剖视结构示意图；

图9为本申请第二实施例的微通道换热器的管段的放大结构示意图；

图10为本申请第一实施例的微通道换热器的节流板的立体结构示意图；

图11为本申请第一实施例的微通道换热器的封板的立体结构示意图；

图12为本申请实施例的双排微通道换热器的立体结构示意图；

图13为本申请实施例的热泵系统的结构示意图。

附图标记表示为：

1、第一集流管；2、第二集流管；3、扁管；4、管段；5、管腔；6、冷媒接管；7、连通管；8、隔离块；9、安装槽；10、密封部；11、嵌入部；12、止挡台阶；13、连接孔；14、通流孔；15、封板；16、节流板；17、节流孔；18、导流腔；19、微通道换热器；20、压缩机；21、第一换热器；22、节流装置；23、分流器；24、四通阀。

具体实施方式

结合参见图1至图13所示，根据本申请的实施例，微通道换热器包括第一集流管1、第二集流管2和扁管3，扁管3连接在第一集流管1和第二集流管2之间，第二集流管2上沿轴向间隔设置有多个隔离结构，隔离结构用于将第二集流管2分隔为多个管腔5相隔离的管段4，各管段4上均连接有冷媒接管6。

本申请的微通道换热器，采用隔离结构将第二集流管2分隔为多个管腔5相隔离的管段4，在扁管3数目较多时，可以将多个扁管3通过隔离的管段4划分为多个冷媒流动区域，形成多个并联的流路，减少每个管段4内冷媒的流程，使得冷媒在每个管段4内均能够实现均匀分配，有效改善气液两相分层的现象，提高换热器性能。

第一集流管1和第二集流管2竖直设置，冷媒接管6连接在管段4的底部。

至少一个管段4外设置有连通管7，连通管7的第一端与管段4的第一端连通，连通管7的第二端与管段4的第二端连通。对于设置连通管7的管段4而言，可以利用管段4外的连通管7使得该管段4所在流路内的冷媒形成循环流动，进入使得进入该管段4所对应的每个扁管3内的冷媒分配更加均匀。

优选地，每个管段4外均设置有连通管7，可以使得每个管段均能够形成循环冷媒流动，从而保证整个微通道换热器的扁管均能够实现冷媒的均匀分配，从而最大程度地提高换热器的换热性能。

在本实施例中，微通道换热器包括N各冷媒接管6、N个连通管7、N个隔离结构、一个第一集流管1、一个第二集流管2、M个扁管3、设置在集流管两端的端盖以及位于相邻的扁管3之间的翅片。其中N个隔离结构吧第二集流管2分成N个独立的管腔5，每个隔离结构连接有一个冷媒接管6，每个管腔5连接有一根连通管7，每个连通管7将该连通管7所在的管段4的上下部分连通。

结合参见图2至图6所示，根据本申请的第一实施例，隔离结构包括隔离块8，隔离块8的结构与第二集流管2相适配，第二集流管2上设置有多个安装槽9，隔离块8设置在安装槽9内。通过设置安装槽9，能够方便地将隔离块8安装在第二集流管2上，并有效地将第二集流管2分隔成多个管段4，实现结构更加简单方便。隔离块8与第二集流管2的安装槽9之间可以为过盈配合，既能够保证隔离块8与安装槽9之间的连接结构稳定可靠，又能够利用过盈配合更加方便地实现隔离块8与第二集流管2之间的密封配合。优选地，为了进一步提高隔离块8与第二集流管2之间的密封性能，在隔离块8与安装槽9之间还可以通过密封胶进行密封。

在本实施例中，隔离块8包括密封部10和嵌入部11，密封部10和嵌入部11的连接位置处形成止挡台阶12，安装槽9为半圆形槽，嵌入部11嵌入在第二集流管2内，密封部10嵌入在半圆形槽内，止挡台阶12止挡在半圆形槽的周向方向的两端侧壁上，密封部10和嵌入部11相互配合，将隔离块8两侧的管腔5隔开。嵌入部11的截面和密封部10的截面均为半圆形，且嵌入部11的半径与第二集流管2的内腔半径相同，从而能够保证嵌入部11可以顺利地从半圆形槽内装入到第二集流管2内，并使得嵌入部11能够贴合在第二集流管2的内壁上，实现与第二集流管2的内壁之间的密封配合。密封部10的半径与第二集流管2的外径相同，能够保证密封部10与半圆形槽的两侧槽壁相互贴合，且与第二集流管2的外壁能够齐平，从而形成良好的外观结构，且方便利用密封部10与嵌入部11之间所形成的止挡台阶来实现隔离块8与第二集流管2之间的密封配合。此处的半圆形槽是指，在第二集流管2的外表面上，安装槽9呈现半圆形，安装槽9的径向方向的投影为矩形。

优选地，隔离块8上包括相互连通的连接孔13和通流孔14，冷媒接管6连接至连接孔13，通流孔14与管腔5连通。通过在隔离块8上设置连接孔13和通流孔14，既能够方便进行冷媒接管6的安装固定，又能够方便实现冷媒接管6与管腔5的连通。

在本实施例中，通流孔14为L形孔，L形孔的一端与连接孔13连通，L形孔的另一端与管腔5连通，连接孔13的截面积大于通流孔14的截面积，从而能够形成台阶结构，这样一来，在进行安装的过程中，冷媒接管6就能够止挡在台阶结构上，既能够对冷媒接管6的安装形成止挡定位，还可以避免冷媒接管6直接与管壁接触导致冷媒接管6的管口被堵。连接孔13的孔径大于通流孔14的孔径，可以使得冷媒进入到L形通流孔14之后，能够进行加速，提高冷媒的流动速度，而L形通流孔14的折弯结构又能够使得进入到L形通流孔14内的冷媒在进入到折弯位置时转向，从而使得冷媒从L形通流孔14内流出的方向与管段4的轴向同向，提高冷媒的流动效果。

图4为使用第一实施例的微通道换热器作为蒸发器时，冷媒在第二集流管2的各个管腔5内的流动示意图。气液两相冷媒从冷媒接管6进入隔离块8，通过隔离块8的加速、转向后向上喷射进入管腔5，由于高速冷媒的引射作用使得连通管7的下端管口的压力低于上端管口，所以进入管腔5的冷媒分为两部分，一部分冷媒进入扁管3，另一部分冷媒从连通管7上端管口进入连通管7，然后从连通管7下端管口回到管腔5，形成循环流动，该循环流动能使管腔5上方的气相冷媒回到下方与两相冷媒混合，促使管腔5内的两相冷媒分布更均匀，即进入每根扁管3的两相冷媒分配更均匀，提高换热器性能。

结合参见图7至图11所示，根据本申请的第二实施例，其与第一实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，隔离结构包括封板15和节流板16，节流板16上设置有节流孔17，封板15与节流板16之间形成导流腔18，冷媒接管6与导流腔18连通，导流腔18通过节流板16与管腔5连通，导流腔18与相邻的管段4之间通过封板15隔开。

在本实施例中，节流板16为N个，每个节流板16上均设置有一个节流孔17，节流孔17可以使冷媒从第二集流管2的导流腔18进入到管腔5后加速，提高冷媒喷射效果，进而提高冷媒的均匀分配效果。封板15为无孔结构，起到隔断相邻的两个管段4的作用。

封板15和节流板16的截面结构均与隔离块8的截面结构基本相同，均为两个不同直径的半圆的组合，从而能够方便对于第二集流管2之间实现密封连接固定。

第二集流管2上设置有安装槽9，封板15和节流板16均嵌设在安装槽9内。

图9为使用第二实施例的微通道换热器作为蒸发器时，冷媒在第二集流管2的各个管腔5和导流腔18内的流动示意图。气液两相冷媒从冷媒接管6进入导流腔18，通过节流孔17加速后向上喷射进入管腔5，由于高速冷媒的引射作用使得连通管7的下端管口的压力低于上端管口，所以进入管腔5的冷媒分为两部分，一部分冷媒进入扁管3，另一部分冷媒从连通管7上端管口进入连通管7，然后从连通管7下端管口回到管腔5，形成循环流动，该循环流动能使管腔5上方的气相冷媒回到下方与两相冷媒混合，促使管腔5内的两相冷媒分布更均匀，即进入每根扁管3的两相冷媒分配更均匀，提高换热器性能。

微通道换热器可以为单排换热器、双排换热器或者是多排换热器，具体可以根据需要进行选择。

结合参见图13所示，根据本申请的实施例，热泵系统包括微通道换热器19，该微通道换热器19为上述的微通道换热器。

热泵系统还包括依次连接的压缩机20、第一换热器21、节流装置22和分流器23，分流器23包括多个分流接口，分流接口与冷媒接管6一一对应连接。

在压缩机20的排气端还设置有四通阀24。

当微通道换热器作冷凝器时，四通阀24的a与b连通，c与d连通，从压缩机20排出的冷媒经过四通阀24，然后从第一集流管1的接管进入微通道换热器19进行冷凝放热，再通过N根冷媒接管6流出，经过分流器23汇合之后进入节流装置22进行节流，然后进入第一换热器21进行蒸发吸热，再经过四通阀24回到压缩机20，完成循环。

当微通道换热器作蒸发器时，四通阀24的ac连通，bd连通，从压缩机20排出的冷媒经过四通阀24进入第一换热器21进行冷凝放热，然后进入节流装置22进行节流，然后经过分流器23分流成N路，再通过N根冷媒接管6进入微通道换热器19进行蒸发吸热，然后从第一集流管1的接管流出，最后经过四通阀24回到压缩机20，完成循环。

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。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (12)

1.一种微通道换热器，其特征在于，包括第一集流管(1)、第二集流管(2)和扁管(3)，所述扁管(3)连接在所述第一集流管(1)和所述第二集流管(2)之间，所述第二集流管(2)上沿轴向间隔设置有多个隔离结构，所述隔离结构用于将所述第二集流管(2)分隔为多个管腔(5)相隔离的管段(4)，各所述管段(4)上均连接有冷媒接管(6)。

2.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，至少一个所述管段(4)外设置有连通管(7)，所述连通管(7)的第一端与所述管段(4)的第一端连通，所述连通管(7)的第二端与所述管段(4)的第二端连通。

3.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，所述隔离结构包括隔离块(8)，所述隔离块(8)的结构与所述第二集流管(2)相适配，所述第二集流管(2)上设置有多个安装槽(9)，所述隔离块(8)设置在所述安装槽(9)内。

4.根据权利要求3所述的微通道换热器，其特征在于，所述隔离块(8)包括密封部(10)和嵌入部(11)，所述密封部(10)和所述嵌入部(11)的连接位置处形成止挡台阶(12)，所述安装槽(9)为半圆形槽，所述嵌入部(11)嵌入在所述第二集流管(2)内，所述密封部(10)嵌入在所述半圆形槽内，所述止挡台阶(12)止挡在所述半圆形槽的两端侧壁上，所述密封部(10)和所述嵌入部(11)相互配合，将所述隔离块(8)两侧的管腔(5)隔开。

5.根据权利要求3所述的微通道换热器，其特征在于，所述隔离块(8)上包括相互连通的连接孔(13)和通流孔(14)，所述冷媒接管(6)连接至所述连接孔(13)，所述通流孔(14)与所述管腔(5)连通。

6.根据权利要求5所述的微通道换热器，其特征在于，所述通流孔(14)为L形孔，所述L形孔的一端与所述连接孔(13)连通，所述L形孔的另一端与所述管腔(5)连通，所述连接孔(13)的截面积大于所述通流孔(14)的截面积。

7.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，所述隔离结构包括封板(15)和节流板(16)，所述节流板(16)上设置有节流孔(17)，所述封板(15)与所述节流板(16)之间形成导流腔(18)，所述冷媒接管(6)与所述导流腔(18)连通，所述导流腔(18)通过所述节流板(16)与所述管腔(5)连通，所述导流腔(18)与相邻的所述管段(4)之间通过所述封板(15)隔开。

8.根据权利要求7所述的微通道换热器，其特征在于，所述第二集流管(2)上设置有安装槽(9)，所述封板(15)和所述节流板(16)均嵌设在所述安装槽(9)内。

9.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，所述第一集流管(1)和第二集流管(2)竖直设置，所述冷媒接管(6)连接在所述管段(4)的底部。

10.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，所述微通道换热器为单排换热器、双排换热器或多排换热器。

11.一种热泵系统，包括微通道换热器(19)，其特征在于，所述微通道换热器(19)为权利要求1至10中任一项所述的微通道换热器。

12.根据权利要求11所述的热泵系统，其特征在于，所述热泵系统还包括依次连接的压缩机(20)、第一换热器(21)、节流装置(22)和分流器(23)，所述分流器(23)包括多个分流接口，所述分流接口与所述冷媒接管(6)一一对应连接。