CN110567196A - 一种微通道换热器的制冷剂分配装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微通道换热器技术领域，特别是一种微通道换热器的制冷剂分配装置，包括集液管，所述集液管上设置有一个两相制冷剂的进口、多个两相制冷剂的出口，还包括连接在进口和出口之间的分配器；所述分配器为一柱状腔体，柱状腔体内设置一个中间隔板，中间隔板平行于柱状腔体中心线，腔体被中间隔板分成第一腔室和第二腔室，第二腔室的侧面开有多个两相制冷剂出口，多个两相制冷剂出口连接着扁管；所述中间隔板的顶部和底部各开有一个孔。采用上述结构和方法后，本发明利用了液体进入集液管内存在惯性力和重力的特性，克服以上两种特性，就可以使得制冷剂在集液管内均匀分布，进而进入到每个微通道的扁管中去，与流通的空气进行热交换。
Description
技术领域
本发明涉及微通道换热器技术领域，特别是一种微通道换热器的制冷剂分配装置及使用方法。
背景技术
热泵是一种充分利用低品位热能的高效节能装置。热量可以自发的从高温物体传递到低温物体中去，但不能自发地沿相反方向进行。热泵的工作原理就是以逆循环方式迫使热量从低温物体流向高温物体的机械装置，它仅消耗少量的逆循环净功，就可以得到较大的供热量，可以有效地把难以应用的低品位热能利用起来达到节能目的。
传统的热泵空调机组使用的是管翅式换热器来完成制冷剂和风的热交换，微通道平行流在空调系统中，通常为单独制冷为主，新型的热泵型微通道冷凝器和蒸发器利用了翅片结构解决了排水问题，然后解决了一系列的问题后，成功的应用在热泵机组中，从而给热泵机组提供了更高效的热交换器，该热泵机组使用该高效换热器后，换热性能更好，制冷剂冲注量低，风侧的压降更小，可以有效的提高热泵系统的能效比。
然而在热泵微通道换热器，由于集液管必须为竖直摆放，导致制冷剂的均匀分配是一个很大的难题，制冷剂分配不均匀，会导致整个热泵系统冷房条件蒸发器或者暖房条件冷凝器的效率下降严重。所以解决换热器在蒸发条件下的制冷剂分配，是提高热泵微通道平行流换热器换热性能的关键，也是提高整个机组的关键。
中国发明专利申请CN 106123409 A公开了一种制冷剂分配装置和平行流换热器，其中制冷剂分配装置包括：第一管，第一管包括位于其第一端的分配段以及位于其第二端的非分配段，分配段的周壁上设有第一分配孔，非分配段上设有连通孔；和第二管，第二管的周壁上设有第二分配孔，第二管套设在非分配段外且非分配段的外壁与第二管的内壁之间形成腔室，非分配段上的连通孔邻近第二管的第二端设置，腔室通过连通孔与非分配段的内腔连通以便腔室内的制冷剂流动方向与第一管内的制冷剂流动方向相反。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种微通道换热器的制冷剂分配装置及使用方法。
为解决上述技术问题，本发明的一种微通道换热器的制冷剂分配装置，包括集液管，所述集液管上设置有一个两相制冷剂的进口、多个两相制冷剂的出口，还包括连接在进口和出口之间的分配器；
所述分配器为一柱状腔体，柱状腔体内设置一个中间隔板，中间隔板平行于柱状腔体中心线，腔体被中间隔板分成第一腔室和第二腔室，第二腔室的侧面开有多个两相制冷剂出口，多个两相制冷剂出口连接着扁管；所述中间隔板的顶部和底部各开有一个孔。
优选的，所述分配器还包括一个制冷剂加速喷射装置，所述制冷剂加速喷射装置将进口制冷剂喷射入第二腔室，方向向上，平行于中间隔板；在底部形成负压区，将第一腔室制冷剂引流过来，在顶部形成正压区，通过隔板顶部孔向第一腔室补入制冷剂。
优选的，所述制冷剂加速喷射装置为一个直的导液管，垂直于中间隔板；所述导液管端部封住，周向开有一个向上的孔；所述直管从柱状腔体侧边进入。
优选的，所述导液管后端设置有限位部，所述限位部包括一面圆弧形的压块，所述压块上开有与导液管宽度相同的阶梯孔，所述阶梯孔的长度与导液管缩口外端的距离相同，所述压块、导液管、集液管与中间隔板焊接成整体。
优选的，所述中间隔板开有与导液管相适应的穿管口，所述中间隔板上端开有出流口，所述中间隔板下端穿管口的下方开有回流口。
优选的，所述制冷剂加速喷射装置为一个90°弯管，端部设有一个向上的缩孔，所述弯管从柱状腔体侧边进入。
优选的，所述制冷剂加速喷射装置为一个直管，垂直于底面，所述直管端部设有一个向上的缩孔，所述直管从柱状腔体底部进入。
优选的，所述制冷剂加速喷射装置为开设在柱状腔体底部的孔。
本发明还公开了一种微通道换热器的制冷剂分配的使用方法，将两相的制冷剂从进口进入分配器，通过制冷剂加速喷射装置的加速，让制冷剂在第二腔室由下往上流动，在底部形成负压区，当制冷剂流到分配装置的顶部受阻，形成正压区，通过竖直隔板的孔流向第一腔体，然后往下流，通过竖直隔板下方的孔、在负压的作用下流入第二腔体，制冷剂在隔板左右空间内往复流动，形成一个闭式的循环，进而均匀的流入到空间内的每一个扁管孔内，进行换热。
采用上述结构和方法后，本发明利用了液体进入集液管内存在惯性力和重力的特性，克服以上两种特性，就可以使得制冷剂在集液管内均匀分布，进而进入到每个微通道的扁管中去，与流通的空气进行热交换。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明针对直接进液进行制冷剂分配示意图。
图2为本发明针对一侧进液，另一侧制冷剂为气液两相的冷媒分配示意图。
图3为本发明对VRF型多层制冷剂的分配示意图。
图4为本发明中间隔板的放大示意图。
图中：1为扁管，2为集液管，3为堵帽，4为中间隔板，5为制冷剂加速喷射装置，6为导液管，7为液态制冷剂，8为气液混合冷媒，9为出液孔，10为压块，12为出流口，13为回流口，14为穿管口。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一种微通道换热器的制冷剂分配装置，包括集液管2所述集液管2设置有一个两相制冷剂的进口、多个两相制冷剂的出口，还包括连接在进口和出口之间的分配器；所述分配器为一柱状腔体，所述柱状腔体由集液管2和设置在集液管2两端的堵帽3形成。所述柱状腔体内设置一个中间隔板4，中间隔板4平行于柱状腔体中心线，腔体被中间隔板4分成第一腔室和第二腔室，第二腔室的侧面开有多个两相制冷剂出口，多个两相制冷剂出口连接着扁管1。所述中间隔板4的顶部和底部各开有一个孔，如图4所示，中间隔板4的顶部和底部各开的孔分别为出流口12和回流口13。
如图1、图2和图3所示，所述分配器还包括一个制冷剂加速喷射装置5，所述制冷剂加速喷射装置5将进口制冷剂喷射入第二腔室，方向向上，平行于中间隔板4；在底部形成负压区，将第一腔室制冷剂引流过来，在顶部形成正压区，通过隔板顶部孔向第一腔室补入制冷剂。这样将两相的制冷剂从入口进入分配器，通过制冷剂加速喷射装置的加速，让制冷剂在第二腔室由下往上流动，在底部形成负压区，当制冷剂流到分配装置的顶部受阻，形成正压区，通过竖直隔板的孔流向第一腔体，然后往下流，通过竖直隔板下方的孔、在负压的作用下流入第二腔体，制冷剂在隔板左右空间内往复流动，形成一个闭式的循环，进而均匀的流入到空间内的每一个扁管孔内，进行换热。
如图1所示，本实施方式中制冷剂加速喷射装置为一个直的导液管6，垂直于中间隔板4，所述中间隔板4开有穿管口14，导液管6穿过穿管口14,；所述导液管6端部封住，周向开有一个向上的孔；所述导液管6从柱状腔体侧边进入。制冷剂进入导液管6，然后在导液管6的前端开口，形成出液孔9，出液孔9方向对着上方，以便保证制冷剂的流向，制冷剂从出液孔9进入集液管2，由于外部进液压力，形成惯性力，制冷剂会竖直的方向往上运动，直到到达上端的堵帽3，然后改变方向，通过中间隔板4的出流口12流入到中间隔板4的左侧，然后往下流，通过中间隔板4的回流口13流入到中间隔板4的右侧，然后改变方向，向上流，与出液孔9流出的制冷剂进行汇合。制冷剂在集液管2内腔形成一个闭式的循环，整体流速稳定，液体将不断的灌入微通道的扁管1，进而保证了液体在集液管2内部相对于扁管1均匀分布。
如图1所示，以便控制住制冷剂加速喷射装置5插入集液管2的深度，也保证了制冷剂加速喷射装置5插入竖直中间隔板4的相对位置。一面圆弧形的压块10打阶梯孔，阶梯孔的阶梯宽度于导液管厚度相同，阶梯孔的长度与导液管6缩口外端的距离相同，这样装入压块10后，压块10和集液管2进行点焊，然后进入钎焊炉进行焊接，最后压块10、制冷剂加速喷射装置5、集液管6及竖直中间隔板4连接处焊接成为一个整体。
当然，本专利审的制冷剂加速喷射装置5为也可以采用一个90°弯管，端部设有一个向上的缩孔，所述弯管从柱状腔体侧边进入。或者制冷剂加速喷射装置5为一个直管，垂直于底面，所述直管端部设有一个向上的缩孔，所述直管从柱状腔体底部进入。所述制冷剂加速喷射装置为可以为开设在柱状腔体底部的孔。
本发明还公开了一种微通道换热器的制冷剂分配装置的使用方法，包括以下三种实施方式。
实施方式一：
如图1所示，液态制冷剂进入口和气态制冷剂出口分别在换热器不同的两侧，液态制冷剂7通过本分配机构平行进入每个微通道扁管，然后通过单个流程形成气体，并有一定的过热度，在气体出口管处出去进入压缩机吸气管。
实施方式二：
如图2所示，液态制冷剂进入口是通过扁管进来，让扁管代替导液管，让开孔的隔板代替出液孔，液体的制冷剂在此为气液混合冷媒8。
实施方式三：
如图3所示，所述室外换热器包括两个子部分，所述流程切换装置包括三通阀和电磁阀，上游制冷剂通过三通阀分为两股分别与第一子部分进口和第二子部分进口相连接；所述第二子部分进口与三通阀之间设置有电磁阀，所述第二子部分出口与三通阀相连接；所述第一子部分的出口通过三通阀连向第二子部分的进口和三通阀。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式作出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (9)
1.一种微通道换热器的制冷剂分配装置，包括集液管，其特征在于：所述集液管上设置有一个两相制冷剂的进口、多个两相制冷剂的出口，还包括连接在进口和出口之间的分配器；
所述分配器为一柱状腔体，柱状腔体内设置一个中间隔板，中间隔板平行于柱状腔体中心线，腔体被中间隔板分成第一腔室和第二腔室，第二腔室的侧面开有多个两相制冷剂出口，多个两相制冷剂出口连接着扁管；所述中间隔板的顶部和底部各开有一个孔。
2.按照权利要求1所述的一种微通道换热器的制冷剂分配装置，其特征在于：所述分配器还包括一个制冷剂加速喷射装置，所述制冷剂加速喷射装置将进口制冷剂喷射入第二腔室，方向向上，平行于中间隔板；在底部形成负压区，将第一腔室制冷剂引流过来，在顶部形成正压区，通过隔板顶部孔向第一腔室补入制冷剂。
3.按照权利要求2所述的一种微通道换热器的制冷剂分配装置，其特征在于：所述制冷剂加速喷射装置为一个直的导液管，垂直于中间隔板；所述导液管端部封住，周向开有一个向上的孔；所述直管从柱状腔体侧边进入。
4.按照权利要求3所述的一种微通道换热器的制冷剂分配装置，其特征在于：所述导液管后端设置有限位部，所述限位部包括一面圆弧形的压块，所述压块上开有与导液管宽度相同的阶梯孔，所述阶梯孔的长度与导液管缩口外端的距离相同，所述压块、导液管、集液管与中间隔板焊接成整体。
5.按照权利要求4所述的一种微通道换热器的制冷剂分配装置，其特征在于：所述中间隔板开有与导液管相适应的穿管口，所述中间隔板上端开有出流口，所述中间隔板下端穿管口的下方开有回流口。
6.按照权利要求2所述的一种微通道换热器的制冷剂分配装置，其特征在于：所述制冷剂加速喷射装置为一个90°弯管，端部设有一个向上的缩孔，所述弯管从柱状腔体侧边进入。
7.按照权利要求2所述的一种微通道换热器的制冷剂分配装置，其特征在于：所述制冷剂加速喷射装置为一个直管，垂直于底面，所述直管端部设有一个向上的缩孔，所述直管从柱状腔体底部进入。
8.按照权利要求2所述的一种微通道换热器的制冷剂分配装置，其特征在于：所述制冷剂加速喷射装置为开设在柱状腔体底部的孔。
9.一种微通道换热器的制冷剂分配装置的使用方法，其特征在于：将两相的制冷剂从进口进入分配器，通过制冷剂加速喷射装置的加速，让制冷剂在第二腔室由下往上流动，在底部形成负压区，当制冷剂流到分配装置的顶部受阻，形成正压区，通过竖直隔板的孔流向第一腔体，然后往下流，通过竖直隔板下方的孔、在负压的作用下流入第二腔体，制冷剂在隔板左右空间内往复流动，形成一个闭式的循环，进而均匀的流入到空间内的每一个扁管孔内，进行换热。
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