CN111156836B - 微通道换热器、加工方法及空调 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种微通道换热器、加工方法及空调，微通道换热器包括第一集流管和第二集流管，第一集流管和第二集流管之间连通有多个换热扁管，第一集流管和/或第二集流管内设置有用于导流冷媒流入各个换热扁管的导流板，导流板呈弧面状且冷媒的流向朝向导流板的凹面，第一集流管或第二集流管内冷媒直接流通的同一段内的各个导流板的半径沿着冷媒的流向依次增大。本发明提供的微通道换热器在第一集流管、第二集流管内设置导流板，而且在将导流板的半径设计为沿着冷媒的流向依次增大。使得冷媒在流入同一批换热扁管内时被分配地更加均匀。弧面状的导流板使得冷媒的流向被改变为渐变，而不是突变，压降变小。使得冷媒的流动质量有了极大地提高。

Description

微通道换热器、加工方法及空调

技术领域

本发明属于换热器技术领域，更具体地说，是涉及一种微通道换热器、加工方法及空调。

背景技术

微通道换热器就是通道当量直径在10-1000μm的换热器。这种换热器的扁平管内有数条细微流道,在扁平管的两端与圆形集管相联。集管内设置隔板,将换热器流道分隔成数个流程。

微通道换热器用于空气能热水器时，有着冷媒在微通道内流体分配不均匀等一系列问题，导致换热效果不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微通道换热器、加工方法及空调，以解决现有技术中存在的流体分配不均匀的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种微通道换热器，包括第一集流管和第二集流管，所述第一集流管和所述第二集流管之间连通有多个换热扁管，所述第一集流管和/或所述第二集流管内设置有用于导流冷媒流入各个所述换热扁管的导流板，所述导流板呈弧面状且冷媒的流向朝向所述导流板的凹面，所述第一集流管或所述第二集流管内冷媒直接流通的同一段内的各个所述导流板的半径沿着冷媒的流向依次增大。

进一步地，冷媒直接流通的同一段内的各个所述导流板的半径按照等差数列或等比数列依次增大。

进一步地，所述导流板增大的公差为2d/n，其中，d为所述第一集流管或所述第二集流管的内径，n为冷媒直接流通的同一段内的所述换热扁管或所述导流板的数量。

进一步地，所述第一集流管、所述第二集流管分别分为冷媒直接流通的多段，所述第一集流管或所述第二集流管上相邻两段分隔冷媒的流动，所述第一集流管和所述第二集流管内相正对的两段通过所述换热扁管连通，所述第一集流管或所述第二集流管相邻的两段所连通的换热扁管内的冷媒流向相反。

进一步地，所述换热扁管内设置有用于扰动冷媒流动的粗糙元。

进一步地，所述粗糙元包括多个设置在所述换热扁管内壁的凸起。

进一步地，所述导流板的端部还设置有固定盘，所述固定盘设置在所述第一集流管或所述第二集流管上。

进一步地，所述固定盘呈弧面状且其弧度与所述第一集流管或所述第二集流管的弧度相同。

进一步地，所述第一集流管、所述第二集流管上开设有用于将所述导流板和所述换热扁管装入的安装口，所述导流板和所述换热扁管装入后封住所述安装口。

进一步地，所述安装口包括用于装入所述导流板的第一通孔以及用于装入所述换热扁管的第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔连通后呈T形。

本发明的另一目的在于提供上述微通道换热器的加工方法，包括如下步骤：

提供所述第一集流管和所述第二集流管，在所述第一集流管、第二集流管的表面开设安装口；

提供多个所述换热扁管；

将所述导流板固定在固定盘上；

将所述导流板通过第一通孔装入所述第一集流管或所述第二集流管，将所述固定盘贴合在所述第一集流管或所述第二集流管上；

将所述换热扁管通过所述第二通孔装入所述第一集流管或所述第二集流管内；

将所述第一通孔和所述第二通孔密封。

本发明的另一目的在于提供一种空调，所述空调包括上述微通道换热器。

本发明提供的微通道换热器的有益效果在于：与现有技术相比，本发明在第一集流管、第二集流管内设置弧面状的导流板，而且在第一集流管或第二集流管内冷媒直接流通的同一段内，将导流板的半径设计为沿着冷媒的流向依次增大。使得冷媒在流入同一批换热扁管内时被分配地更加均匀。另外，冷媒在流入换热扁管时被导流板改变流动的方向，弧面状的导流板使得冷媒的流向被逐渐、平滑的改变，而不是发生突变，压降变得较小。使得冷媒的流动质量有了极大地提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的微通道换热器的结构示意图，部分结构未示出；

图2为图1中A部分的剖视图；

图3为本发明实施例提供的微通道换热器的剖视结构示意图，部分结构未示出；

图4为本发明实施例所采用的粗糙元的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的导流板和固定盘安装后的结构示意图；

图6为本发明实施例所采用的安装口的结构示意图，部分结构未示出。

其中，图中各附图主要标记：

1、第一集流管；2、第二集流管；3、换热扁管；4、导流板；

5、粗糙元；51、凸起；

6、固定盘；

7、安装口；71、第一通孔；72、第二通孔。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1及图3，现对本发明实施例提供的微通道换热器进行说明。所述微通道换热器，包括两个集流管，以下为了区分，称为第一集流管1和第二集流管2。在此，以第一集流管1为冷媒最初流入的那个集流管。第一集流管1和第二集流管2沿着长度方向并排设置，二者之间连通有多个换热扁管3，第一集流管1和/或所述第二集流管2内设置有导流板4，导流板4用于导流冷媒流入换热扁管3内，导流板4呈弧面状，冷媒的流向朝向导流板4的凹面。第一集流管1或者第二集流管2内设置导流板4尺寸的规律相同，这里以第一集流管1为例，第一集流管1内，冷媒直接流通的同一段内的各个导流板4的半径沿着冷媒的流向依次增大，因此，导流板4的尺寸变大势必会使得某一导流板4的顶部接触第一集流管1的内壁，冷媒经第一批换热扁管3导向流入第二集流管2。冷媒进入第二集流管2后，第二集流管2上也安装有将冷媒引流至第二批换热扁管3中的导流板4，第二批换热扁管3将冷媒从第二集流管2引流至第一集流管1中的下一段，依次循环，每一批换热扁管3的数量可以是变化的，根据冷媒流动中的变化、实际情况的需要设计。也就是说，冷媒流动的路线是第一集流管1→第一批换热扁管3→第二集流管2→第二批换热扁管3→第一集流管1……冷媒流入第一集流管1内后，在冷媒流通的同一段内，越靠近第一集流管1前端的换热扁管3，冷媒越是优先流入，因此，将导流板4按照上述规律设计，使得冷媒在流向换热扁管3时流量分配地更加均匀。另外，冷媒在从第一集流管1流入换热扁管3，或者从第二集流管2流向换热扁管3时发生冷媒流向的改变，将导流板4设计成弧面状，导流板4弧面的圆心角优选为60～90º使得冷媒在发生流向改变时均匀变化，极大地降低了冷媒流动的压降，提高了流动的质量。

本发明提供的微通道换热器，与现有技术相比，在第一集流管1、第二集流管2内设置弧面状的导流板4，而且在第一集流管1或第二集流管2内冷媒直接流通的同一段内，将导流板4的半径设计为沿着冷媒的流向依次增大。使得冷媒在流入同一批换热扁管3内时被分配地更加均匀。另外，冷媒在流入换热扁管3时被导流板4改变流动的方向，弧面状的导流板4使得冷媒的流向被逐渐、平滑地改变，而不是发生突变，压降变得较小。使得冷媒的流动质量有了极大地提高。

进一步地，请参阅图3，作为本发明提供的微通道换热器的一种具体实施方式，导流板4的半径按照等差数列的规律依次增大。具体为，导流板4增大的公差为2d/n，其中，d为第一集流管1或第二集流管2的内径，n为换热扁管3或者导流板4的数量。需要说明的是，上述规律均是在冷媒流通的同一段内的规律，下同，不再赘述。上述公差是经过实验仿真得出的数据，为最优的实施方式，当然，还可以根据实际情况和需求选择公差的大小。导流板4的半径还可以是以其他的规律增大，只要是递增的即可，例如等比数列。

进一步地，请参阅图1及图3，作为本发明提供的微通道换热器的一种具体实施方式，前文提到了冷媒流动的路线是第一集流管1→第一批换热扁管3→第二集流管2→第二批换热扁管3→第一集流管1……具体为，第一集流管1或第二集流管2被分为冷媒直接流通的多段。前文提到了导流板4的尺寸变化规律，导流板4增大容易接触第一集流管1或第二集流管2的内壁。因此，第一集流管1或第二集流管2被分为多段，每一段内的冷媒是直接流通的，第一集流管1或第二集流管2上相邻的两段将冷媒的流动被隔断。第一集流管1和第二集流管2内相正对的两段通过换热扁管3连通。前文提到了第一批换热扁管3、第二批换热扁管3，相邻的两批换热扁管3内的冷媒流动方向是相反的。冷媒的流动直观地看起来是不断地弯曲换向流动。

进一步地，请参阅图2及图4，作为本发明提供的微通道换热器的一种具体实施方式，换热扁管3内设置有粗糙元5，粗糙元5用来扰动冷媒的流动，使得冷媒的换热效果更好。粗糙元5具体为设置在换热扁管3内的多个凸起51，凸起51均匀分布在换热扁管3。内换热扁管3内壁光滑的情况下，冷媒在换热扁管3内流动的规律为：越靠近换热扁管3的中心，冷媒的流速越大，越靠近换热扁管3的壁面，冷媒的流速越小，贴近换热扁管3壁面的冷媒的流速几乎为零。经实验数据表明，在增加粗糙元5之后，冷媒流动的边界层被破坏，换热扁管3内的扰动得到了增强，冷媒发生了湍流，边界处的换热系数增加。另外，实验数据还表明，冷媒靠近换热扁管3的部分，温度发生显著变化，冷媒在换热扁管3内的温差显著增大，换热效果得到明显增强。

进一步地，请参阅图4及图5，作为本发明提供的微通道换热器的一种具体实施方式，在导流板4的端部设置有固定盘6，安装导流板4时，固定盘6固定在第一集流管1或第二集流管2上。为了防止固定盘6在第一集流管1或第二集流管2内的外壁突出较多，将固定盘6设计成弧面状，而且固定盘6的弧度与第一集流管1或第二集流管2的弧度保持一致，如果将固定盘6的厚度设计得小一点，那么固定盘6与第一导流板4或第二导流板4的外壁接近贴合。

进一步地，请参阅图6，作为本发明提供的微通道换热器的一种具体实施方式，第一集流管1、第二集流管2上开设有安装口7，安装口7用于将导流板4和换热扁管3装入。待换热扁管3和导流板4安装在第一集流管1或第二集流管2上后，将安装口7封住，一般采用焊接的方式。具体的，安装口7包括第一通孔71和第二通孔72，第一通孔71和第二通孔72连通，且连通后二者形成T形的安装口7。在安装时，将换热扁管3插入到第二通孔72后焊接，将导流板4通过第一安装口7插入到第一集流管1或第二集流管2内，将固定盘6贴合在第一集流管1或第二集流管2的外壁。

需要说明的是，选择T形的安装口7，有利于换热扁管3的边缘和导流板4的定位，使得导流板4与换热扁管3的入口处平滑对接，冷媒从导流板4流入换热扁管3时，流向均匀变化，以防冷媒在流入换热扁管3时由于换热扁管3和导流板4之间对接的偏差，导致冷媒的压降变大。采用上文提到的T形安装口7，极大地提高了导流板4和换热扁管3入口的定位精度，有利于减少安装换热扁管3和导流板4的安装工时，操作简单、方便。

本发明还提供一种微通道换热器的加工方法，所述微通道换热器的加工方法包括如下步骤：提供第一集流管1和第二集流管2，在第一集流管1、第二集流管2的表面开设安装口7，安装口7具体为上文提到的第一通孔71和第二通孔72，第一通孔71和第二通孔72连通后呈T形；提供多个换热扁管3，将导流板4固定在固定盘6上；将导流板4通过第一通孔71装入第一集流管1或第二集流管2，将固定盘6贴合在第一集流管1或第二集流管2上；将换热扁管3通过第二通孔72装入第一集流管1或第二集流管2内；将第一通孔71和第二通孔72密封。

本发明还提供了一种空调，所述空调包括上述微通道换热器。

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。

Claims (12)

1.微通道换热器，包括第一集流管和第二集流管，所述第一集流管和所述第二集流管之间连通有多个换热扁管，其特征在于：所述第一集流管和/或所述第二集流管内设置有用于导流冷媒流入各个所述换热扁管的导流板，所述导流板呈弧面状且冷媒的流向朝向所述导流板的凹面，所述第一集流管或所述第二集流管内冷媒直接流通的同一段内的各个所述导流板的半径沿着冷媒的流向依次增大。

2.如权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于：冷媒直接流通的同一段内的各个所述导流板的半径按照等差数列依次增大。

3.如权利要求2所述的微通道换热器，其特征在于：所述导流板增大的公差为2d/n，其中，d为所述第一集流管或所述第二集流管的内径，n为冷媒直接流通的同一段内的所述换热扁管或所述导流板的数量。

4.如权利要求1-3中任一项所述的微通道换热器，其特征在于：所述第一集流管或所述第二集流管分为冷媒直接流通的多段，所述第一集流管或所述第二集流管上相邻两段分隔冷媒的流动，所述第一集流管和所述第二集流管内相正对的两段通过所述换热扁管连通，所述第一集流管或所述第二集流管相邻的两段所连通的换热扁管内的冷媒流向相反。

5.如权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于：所述换热扁管内设置有用于扰动冷媒流动的粗糙元。

6.如权利要求5所述的微通道换热器，其特征在于：所述粗糙元包括多个设置在所述换热扁管内壁的凸起。

7.如权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于：所述导流板的端部还设置有固定盘，所述固定盘设置在所述第一集流管或所述第二集流管上。

8.如权利要求7所述的微通道换热器，其特征在于：所述固定盘呈弧面状且其弧度与所述第一集流管或所述第二集流管的弧度相同。

9.如权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于：所述第一集流管、所述第二集流管上开设有用于将所述导流板和所述换热扁管装入的安装口，所述导流板和所述换热扁管装入后封住所述安装口。

10.如权利要求9所述的微通道换热器，其特征在于：所述安装口包括用于装入所述导流板的第一通孔以及用于装入所述换热扁管的第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔连通后呈T形。

11.制造权利要求10所述的微通道换热器的加工方法，包括如下步骤：

提供所述第一集流管和所述第二集流管，在所述第一集流管、第二集流管的表面开设安装口；

提供多个所述换热扁管；

将所述导流板固定在固定盘上；

将所述导流板通过第一通孔装入所述第一集流管或所述第二集流管，将所述固定盘贴合在所述第一集流管或所述第二集流管上；

将所述换热扁管通过所述第二通孔装入所述第一集流管或所述第二集流管内；

将所述第一通孔和所述第二通孔密封。

12.空调，其特征在于：包括权利要求1-10中任一项所述的微通道换热器。

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