CN112361662A - 一种分流均匀的微通道换热器及空调 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分流均匀的微通道换热器及空调，所述微通道换热器包括多根扁管、集流管以及设置在所述集流管中的隔片；多根扁管竖向排列，每根扁管的轴线方向与所述集流管的轴线方向垂直；多根扁管分别与所述集流管的腔体连通；所述集流管上设置有用于安装隔片的隔片槽口，所述隔片槽口位于所述集流管的入口处，所述隔片安装在所述隔片槽口处，该隔片上设置有多个倾斜设置的斜开槽，多个斜开槽沿着所述隔片的圆周方向排布；每个斜开槽的上下两端分别延伸至该隔片的上表面和下表面。本发明中的微通道换热器可以使得液态冷媒均匀分配进入扁管中，保证微通道换热器的换热均匀；另外，所述微通道换热器结构简单，加工难度和加工成本低。

Description

一种分流均匀的微通道换热器及空调

技术领域

本发明涉及一种空调，具体涉及一种分流均匀的微通道换热器及空调。

背景技术

现有的微通道换热器，由两根集流管，多条扁管及翅片组成。集流管一般竖直放置，换热器用于蒸发器时，两相态冷媒从集流管下部进入，由于受重力影响，液态冷媒分流不均匀，导致下部扁管液态冷媒相对较多，上部扁管液态冷媒相对较少甚至没有，从而导致换热器的性能不能被充分发挥，制约了整机制热的性能。

为此，申请公布号为CN107626119A的发明专利申请公开了“旋流式气液同轴两相流等干度分配装置与方法”，所述装置包括主管路以及自上而下依次同轴式设置在主管道内部的缓冲过渡管路、气液旋流器、气液两相流整流管段、管内流体分隔装置、等分通道。所述装置不管气液两相来流是哪种流型，均可以利用旋流器把两相来流人为整流成沿中心轴对称的环状流型，即沿圆形壁面均匀分布的等厚度液膜环和集中在圆形管道中心的气柱核，然后按照圆形管道等分对称原则，利用管内流体分隔装置将圆形通道按需分成多分支的两相流流道，实现各分支等干度分配的目的。然而所述装置通过设置多个螺旋叶片，螺旋叶片没有中心轴，固定在管道内，气、液流通过螺旋叶片形成环流，但是由于螺旋叶片的安装精度难以保证，且环流需通过流体分隔装置才能等干度分配，结构有些复杂。

另外，申请公布号为CN101493273A的发明专利申请公开了“一种节流旋液分离器”，所述节流旋液分流器包括分流头、旋液喷嘴和节流片,其中，所述旋液喷嘴外周轴向均匀设有两条以上的螺旋槽,节流片设有节流孔,旋液喷嘴、节流片外壁与分流头阀腔内壁紧密配合。该节流旋液分流器集节流、分流功能于一体,可充分地混合气、液两相流体,旋液喷嘴体积小,不用焊接连接,适用各种分流孔的分流头。然而由于所述节流旋液分流器在分流器前设置有螺旋槽喷嘴，将节流后的气液混合物旋转，形成环流，使得气液两相流混合均匀，然后进入分流孔，该螺旋槽为弧形结构，加工精度较高，难以制作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种分流均匀的微通道换热器，所述微通道换热器可以使得液态冷媒均匀分配进入扁管中，保证微通道换热器的换热均匀，且该微通道换热器结构简单，加工难度和加工成本低。

本发明的第二个目的在于提供一种应用上述分流均匀的微通道换热器的空调。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种分流均匀的微通道换热器，包括扁管、集流管以及设置在所述集流管中的隔片，其中，

所述扁管的轴线方向与所述集流管的轴线方向垂直，该扁管与所述集流管连通，所述集流管在与所述扁管接触的部位设置有用于安装扁管的扁管槽口；

所述集流管上设置有用于安装隔片的隔片槽口，所述隔片槽口位于所述集流管的入口处，所述隔片安装在所述隔片槽口处，该隔片上设置有多个倾斜设置的斜开槽，多个斜开槽沿着所述隔片的圆周方向排布；每个斜开槽的上下两端分别延伸至该隔片的上表面和下表面。

优选的，所述隔片中的斜开槽的进口端的面积大于该斜开槽的出口端的面积。

优选的，所述隔片的厚度大于或等于5mm。

优选的，所述隔片中的斜开槽的数量在4-8个之间。

优选的，所述隔片中的斜开槽的槽口宽度小于或等于1mm。

优选的，所述隔片的斜开槽中的两平行的侧面CDEF和侧面GHIJ与隔片端面的轴线之间的夹角为A，其中，A大于或等于30°，小于或等于60°。

优选的，所述隔片的斜开槽中的槽口截面CDHG与隔片端面的轴线之间的夹角为B，其中，B大于或等于40°，小于或等于60°；沿着冷媒的流动方向，所述斜开槽的槽口端面的面积CGJF至DEIH逐渐减小。

优选的，所述扁管为多根，多根扁管竖向排列，且每根扁管均与所述集流管的腔体连通。

优选的，所述隔片为圆柱状。

一种空调，包括所述的分流均匀的微通道换热器。

本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：

1、本发明通过在集流管内设置带斜开槽的隔片，使得进入到集流管内的气、液两相态冷媒通过带斜开槽的隔片时，冷媒产生旋转，通过旋转产生离心力，液态冷媒的惯性大，液态冷媒甩向集流管的管壁，在靠近管壁处螺旋式向前运动，气态冷媒惯性小，在管中心流动，形成稳定的环流；在稳定环流中，液态冷媒均匀进入每根扁管内，使整个换热器分流均匀，解决了因流型不稳定导致进入扁管的液态冷媒分流不均的问题。

2、本发明的微通道换热器结构简单，易于加工，且加工成本低，具有很好地市场前景。

附图说明

图1为本发明的微通道换热器的结构示意图(箭头方向为冷媒的进入方向)。

图2-图5为隔片的结构示意图，其中，图2为立体结构示意图，图3为俯视图，图4和图5为两个不同位置的剖视图(虚线表示隐藏部位)。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

参见图1-图5，本发明的分流均匀的微通道换热器包括扁管1、集流管2以及设置在所述集流管2中的隔片3，其中，所述扁管1为多根，多根扁管1竖向排列，每根扁管1的轴线方向与所述集流管2的轴线方向垂直；多根扁管1分别与所述集流管2的腔体连通；所述集流管2上设置有用于安装隔片3的隔片槽口以及用于安装扁管1的扁管槽口，其中，所述隔片槽口位于所述集流管2的入口处(即位于扁管1的下方)，所述隔片3安装在所述隔片槽口处，该隔片3上设置有多个斜开槽4，多个斜开槽4沿着所述隔片3的圆周方向排布；每个斜开槽4的上下两端分别延伸至所述隔片3的上表面和下表面；

其中，所述隔片3的厚度大于或等于5mm，通过对隔片3的厚度进行限定，其目的是为了使冷媒流经隔片3所花费的时间更长，从而使得冷媒获得更大的动量，进而有利于形成旋转流，使冷媒在集流管2中形成稳定的环流，保证液相冷媒均匀分配到每根扁管1内。

其中，所述隔片3中的斜开槽4的数量在4-8个之间，在本实施例中，则为6个；该隔片3中的斜开槽4的宽度小于或等于1mm。其目的是为了使冷媒获得旋转流的同时避免湍流的产生，保证冷媒流动稳定。如果斜开槽4的槽口的宽度过大，这意味着更多的冷媒可以进出斜开槽4，但由于冷媒流经隔片3所花费的时间是一定的，即冷媒由此获得的动量也是一定的，当斜开槽4的宽度增加而导致流经该斜开槽4的冷媒的量增加时，单位流量的冷媒所获得的动量减少，则有可能导致冷媒的旋转强度不够，从而不能很好地形成环流，也就不能将液态冷媒均匀送进每根扁管。

另外，所述隔片3的斜开槽4中的两平行的侧面CDEF和侧面GHIJ与隔片3端面的轴线之间的夹角为A，其中，A大于或等于30°，小于或等于60°；所述隔片3的斜开槽4中的槽面CDHG与隔片3端面的轴线之间的夹角为B，其中，B大于或等于40°，小于或等于60°，沿着冷媒的流动方向，所述斜开槽的槽口端面的面积CGJF至DEIH逐渐减小。

通过在集流管2内设置带斜开槽4的隔片3，进入到集流管2内的冷媒流经带斜槽口的隔片3时，产生沿圆周方向的速度，形成旋转流，为保证形成螺旋上升流，隔片3厚度应至少为5mm,斜开槽4的槽口宽度不大于1mm,所述斜开槽4的槽口以隔片3圆心为中心，等距离放射状排列,其中，斜开槽4的数量在4-8个之间，细长条槽口(即斜开槽4的槽口)是为了避免湍流的产生，保证冷媒流动稳定；斜开槽4的槽口中的两平行侧面CDEF和GHIJ和隔片端面并不垂直,且与端面轴线的夹角A在30°--60°之间，使得两相态冷媒流经斜开槽4的槽口时产生旋转，斜开槽4的槽口截面CDHG和隔片端面也不垂直，其和端面轴线的夹角B在40°--60°之间，沿冷媒的流动方向，槽口截面的面积逐渐减小，端面CGJF至端面DEIH逐渐减小。在冷媒受离心力作用、密度增加的情况下，可以保证液体冷媒流速稳定,避免产生湍流，且逐渐远离轴心，由于液态冷媒惯性大于气态冷媒的惯性，液态冷媒贴壁旋转，气态冷媒在集流管2的中心流动，形成稳定的环流。由于环流流型稳定，保证液态冷媒均匀进入每根扁管1内，提升换热器换热性能。

参见图1-图5，本发明的分流均匀的微通道换热器的工作原理是；

工作时，通过将隔片3插入集流管2的隔片槽口与集流管2相连，通过将扁管1插入集流管2的扁管槽口与集流管2相连，冷媒经集流管2的下部进入换热器，首先，该冷媒先流经隔片3，进入集流管2的腔体中，接着沿着集流管2的腔体运动，并进入带翅片的扁管1内，实现与外部进行换热。假如集流管2内没有设置带有斜开槽4的隔片3，由于进入集流管2腔体中的冷媒为气、液两相态，流体形状不稳定，导致进入每根扁管1的液态冷媒流量不均衡，从而进一步导致扁管1换热不均匀，进而影响换热器性能的发挥。

本发明在集流管2的入口处设置带斜开槽4的隔片3，冷媒流经隔片3时，由于倾斜角A的作用，产生沿圆周方向的速度，形成旋转流，由于旋转离心力的作用，液态冷媒的惯性大，被甩向管壁，该液态冷媒靠近管壁向前螺旋式运动，气态冷媒惯性小，在管中间流动，气液两相态冷媒在集流管2内形成环流。

由于离心力的作用，使得气态冷媒受到压缩，两相态冷媒密度增大，两相态冷媒流速减小；斜开槽4的槽口截面(例CDHG面)的倾斜布置使出口截面(例DEIH面)的面积减小，从而使得冷媒流速增加，以此抵消冷媒密度增大带来的流速减小的影响，进而避免流体和壁面分离及湍流的产生，使冷媒在斜开槽4内流速稳定，进而在集流管2内形成稳定的螺旋流。这样就可以将液态冷媒均匀地送入到每根扁管1内，从而提升换热器的换热性能。

实施例2

本发明的空调包括所述分流均匀的微通道换热器，该空调的其他结构为现有技术，可以参见现有的空调实施，在此不做详细描述。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分流均匀的微通道换热器，包括扁管、集流管以及设置在所述集流管中的隔片，其特征在于，

所述扁管的轴线方向与所述集流管的轴线方向垂直，该扁管与所述集流管连通，所述集流管在与所述扁管接触的部位设置有用于安装扁管的扁管槽口；

所述集流管上设置有用于安装隔片的隔片槽口，所述隔片槽口位于所述集流管的入口处，所述隔片安装在所述隔片槽口处，该隔片上设置有多个倾斜设置的斜开槽，多个斜开槽沿着所述隔片的圆周方向排布；每个斜开槽的上下两端分别延伸至该隔片的上表面和下表面。

2.根据权利要求1所述的分流均匀的微通道换热器，其特征在于，所述隔片中的斜开槽的进口端的面积大于该斜开槽的出口端的面积。

3.根据权利要求1所述的分流均匀的微通道换热器，其特征在于，所述隔片的厚度大于或等于5mm。

4.根据权利要求1所述的分流均匀的微通道换热器，其特征在于，所述隔片中的斜开槽的数量在4-8个之间。

5.根据权利要求1所述的分流均匀的微通道换热器，其特征在于，所述隔片中的斜开槽的槽口宽度小于或等于1mm。

6.根据权利要求1所述的分流均匀的微通道换热器，其特征在于，所述隔片的斜开槽中的两平行的侧面CDEF和侧面GHIJ与隔片端面的轴线之间的夹角为A，其中，A大于或等于30°，小于或等于60°。

7.根据权利要求1所述的分流均匀的微通道换热器，其特征在于，所述隔片的斜开槽中的槽口截面CDHG与隔片端面的轴线之间的夹角为B，其中，B大于或等于40°，小于或等于60°；沿着冷媒的流动方向，所述斜开槽的槽口端面的面积CGJF至DEIH逐渐减小。

8.根据权利要求1所述的分流均匀的微通道换热器，其特征在于，所述扁管为多根，多根扁管竖向排列，且每根扁管均与所述集流管的腔体连通。

9.根据权利要求1所述的分流均匀的微通道换热器，其特征在于，所述隔片为圆柱状。

10.一种空调，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的分流均匀的微通道换热器。

Images