CN113587252A - 一种微通道换热器和空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微通道换热器和空调器，涉及换热器技术领域，包括至少一个第一扁管、至少一个第二扁管、第一集流管、第二集流管、第三集流管、至少一个第一转接件、至少一个第二转接件和至少一个支管，各所述第一扁管的一端均通过一所述第一转接件与所述第一集流管连通，各所述第一扁管的另一端均通过一所述第二转接件与所述第二集流管连通，各所述第二扁管的一端均与一所述第二转接件连通，各所述第二扁管的另一端均与所述第三集流管连通，各所述支管均与所述第二集流管连通。本发明在扁管换热面积不变的前提下，降低了第二扁管的整体干度，将第二扁管中制冷剂干度为1的换热区域控制到最小，从而增大换热面积的利用率，增大了换热系数。

Description

一种微通道换热器和空调器
技术领域
本发明涉及换热器技术领域，特别是涉及一种微通道换热器和空调器。
背景技术
公开号为CN112146467A的中国专利公开了一种微通道换热器和空调器，微通道换热器由多条并排布置的扁管和在两端连接不同扁管的集流管构成。整个微通道换热器的扁管平行布置，一端的集流管为液管，另一端的集流管为气管。液相制冷剂由集流液管流入。在扁管段，液体制冷剂吸热不断蒸发，并在出口段完全蒸发为气态，通过集流气管收集并进入压缩机，完成整个制冷循环。
目前微通道换热器中扁管的前半段由于制冷剂干度低，换热效果较好；在后半段由于扁管的干度不断升高，一方面造成不同扁管内的液体分布不均，另一方面也由于气体导热系数不及液体，导致整体换热性能下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种微通道换热器和空调器，以解决上述现有技术存在的问题，提高了换热效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种微通道换热器，包括至少一个第一扁管、至少一个第二扁管、第一集流管、第二集流管、第三集流管、至少一个第一转接件、至少一个第二转接件和至少一个支管，各所述第一扁管的一端均通过一所述第一转接件与所述第一集流管连通，各所述第一扁管的另一端均通过一所述第二转接件与所述第二集流管连通，各所述第二扁管的一端均与一所述第二转接件连通，各所述第二扁管的另一端均与所述第三集流管连通，各所述支管均与所述第二集流管连通。
优选地，所述第一扁管的长度为所述第二扁管的长度的二至四倍。
优选地，各所述第一扁管和所述第三集流管均与相应的所述第二转接件的上端连通，各所述第二扁管与相应的所述第二转接件的下端连通。
优选地，所述支管的高度高于所述第一扁管，所述第一扁管的高度高于所述第二扁管。
优选地，所述第一扁管、所述第二扁管、所述第一转接件、所述第二转接件和所述支管的数量相同。
优选地，所述第一扁管、所述第二扁管和所述支管平行设置。
优选地，所述第一转接件和所述第二转接件平行设置。
本发明还提供了一种空调器，包括气液分离器、压缩机、冷凝器和所述微通道换热器，所述第三集流管通过第一管路与所述气液分离器连通，各所述支管均通过第二管路与所述气液分离器连通，所述气液分离器通过第三管路与所述第一集流管连通，所述第三管路上依次设置有所述压缩机和所述冷凝器。
优选地，所述冷凝器与所述第一集流管之间的所述第三管路上设置有膨胀阀，所述第一管路上设置有温度-压力传感器，所述温度-压力传感器为所述膨胀阀提供输入信号，实现对所述膨胀阀开度的控制。
优选地，所述第三管路与所述第一集流管之间设置有分流器。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
采用本发明的微通道换热器进行换热时，流入第二集流管中的制冷剂为气、液混合状态，通过重力作用，在第二集流管和第二转接件中实现气液分离，气相制冷剂通过第二转接件、第二集流管、支管返回压缩机入口，液相制冷剂通过第二转接件进入第二扁管中继续吸热蒸发，直至转变为完全气相，并通过第三集流管返回至压缩机入口。本发明将现有的扁管拆分为第一扁管和第二扁管，并在第一扁管和第二扁管的连接处增加第二集流管和第二转接件，在扁管换热面积不变的前提下，降低了第二扁管的整体干度，将第二扁管中制冷剂干度为1的换热区域控制到最小，从而增大换热面积的利用率，增大了换热系数。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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为本发明的微通道换热器示意图；
图2为本发明的空调器示意图；
其中：100-微通道换热器，200-空调器，1-第一扁管，2-第二扁管，3-第一集流管，4-第二集流管，5-第三集流管，6-第一转接件，7-第二转接件，8-支管，9-气液分离器，10-压缩机，11-冷凝器，12-第一管路，13-第二管路，14-第三管路，15-膨胀阀，16-温度-压力传感器，17-分流器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种微通道换热器和空调器，以解决上述现有技术存在的问题，提高了换热效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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。
实施例一
如图1所示：本实施例提供了一种微通道换热器100，包括至少一个第一扁管1、至少一个第二扁管2、第一集流管3、第二集流管4、第三集流管5、至少一个第一转接件6、至少一个第二转接件7和至少一个支管8，第一扁管1和第二扁管2形成扁管结构，各第一扁管1的一端均通过一第一转接件6与第一集流管3连通，各第一扁管1的另一端均通过一第二转接件7与第二集流管4连通，各第二扁管2的一端均与一第二转接件7连通，各第二扁管2的另一端均与第三集流管5连通，各支管8均与第二集流管4连通。采用本实施例的微通道换热器100进行换热时，流入第二集流管4中的制冷剂为气、液混合状态，通过重力作用，在第二集流管4和第二转接件7中实现气液分离，气相制冷剂位于第二集流管4和第二转接件7上部，气相制冷剂通过第二转接件7、第二集流管4、支管8返回压缩机10入口，液相制冷剂位于第二转接件7下部，液相制冷剂通过第二转接件7进入第二扁管2中继续吸热蒸发，直至转变为完全气相，并通过第三集流管5返回至压缩机10入口。本实施例将现有的扁管拆分为第一扁管1和第二扁管2，并在第一扁管1和第二扁管2的连接处增加第二集流管4和第二转接件7，在扁管换热面积不变的前提下，降低了第二扁管2的整体干度，将第二扁管2中制冷剂干度为1的换热区域控制到最小，从而增大换热面积的利用率，增大了换热系数。
具体地，本实施例中，第一扁管1的长度为第二扁管2的长度的二至四倍，优选为三倍。即第一扁管1和第二扁管2的比例为第一扁管1的部分内壁恰好蒸干，将产生的气相制冷剂和剩余的液相制冷剂导入第二转接件7中，将剩余的液相制冷剂在第二转接件7中聚集并导入第二扁管2中，避免壁面蒸干状态下的换热。
本实施例中，各第一扁管1和第三集流管5均与相应的第二转接件7的上端连通，各第二扁管2与相应的第二转接件7的下端连通。
本实施例中，支管8的高度高于第一扁管1，第一扁管1的高度高于第二扁管2。
如图1所示，微通道换热器100使用时，水平放置，在重力的作用下，液相制冷剂进入第二扁管2，气相制冷剂进入支管8中。
本实施例中，第一扁管1、第二扁管2、第一转接件6、第二转接件7和支管8的数量相同。第一扁管1、第二扁管2和支管8平行设置。第一转接件6和第二转接件7平行设置。
本实施例的第二集流管4和第二转接件7作为一个整体实现气液分离作用，第一扁管1中制冷剂干度为零的区域可以得到完全消除，气相制冷剂直接通过支管8进入压缩机10入口，液相制冷剂进入第二扁管2，实现第二阶段蒸发换热。第一扁管1的长度大于第二扁管2的长度，能够最大限度的减小扁管结构中完全气相换热的长度。本实施例在维持微通道换热器100扁管换热面积不变的前提下，降低第二扁管2的整体干度，从而增大换热系数。
实施例二
如图2所示：本实施例提供了一种空调器200，包括气液分离器9、压缩机10、冷凝器11和实施例一的微通道换热器100，第三集流管5通过第一管路12与气液分离器9连通，各支管8均通过第二管路13与气液分离器9连通，气液分离器9通过第三管路14与第一集流管3连通，第三管路14上依次设置有压缩机10和冷凝器11。
本实施例中，冷凝器11与第一集流管3之间的第三管路14上设置有膨胀阀15，第一管路12上设置有温度-压力传感器16，温度-压力传感器16与膨胀阀15电连接，温度-压力传感器16为膨胀阀15提供输入信号，实现对膨胀阀15开度的控制。温度-压力传感器16布置于第三集流管5出口处，即两股气相制冷剂汇合前的位置，这样设置可以增加膨胀阀15的控制敏感度。膨胀阀15的开度通过温度-压力传感器16测得的微通道换热器100出口处的气相制冷剂过热度进行调节。并且通过控制膨胀阀15的开度能够实现对微通道换热器100出口过热度的调节。本实施例中，温度-压力传感器16包括温度传感器和压力传感器。
本实施例中，第三管路14与第一集流管3之间设置有分流器17。
本实施例的空调器200使用时，压缩机10将气相制冷剂增压，高温高压气相制冷剂通过冷凝器11实现冷凝，向环境放热，再通过膨胀阀15进行绝热膨胀，转变为低压气-液混合物，通过分流器17，进入微通道换热器100进行蒸发，实现制冷；气相制冷剂一部分通过支管8和第二管路13返回到压缩机10入口，另一部分通过第三集流管5和第一管路12返回到压缩机10入口，通过支管8和第二管路13返回到压缩机10入口的气相制冷剂过热度为零，通过第三集流管5和第一管路12返回压缩机10入口的气相制冷剂存在过热度，两路气相制冷剂先通过气液分离器9除去气流中夹带的液滴，然后进入压缩机10，完成整个制冷循环。
采用本实施例的空调器200，制冷剂总质量流量不变，通过与第二集流管4相连接的支管8返回压缩机10入口的制冷剂质量流量远大于进入第二扁管2的制冷剂质量流量，因此第二扁管2中制冷剂干度为1的管段面积相较于现有技术也大为减小。
本说明书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；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种微通道换热器，其特征在于：包括至少一个第一扁管、至少一个第二扁管、第一集流管、第二集流管、第三集流管、至少一个第一转接件、至少一个第二转接件和至少一个支管，各所述第一扁管的一端均通过一所述第一转接件与所述第一集流管连通，各所述第一扁管的另一端均通过一所述第二转接件与所述第二集流管连通，各所述第二扁管的一端均与一所述第二转接件连通，各所述第二扁管的另一端均与所述第三集流管连通，各所述支管均与所述第二集流管连通。
2.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于：所述第一扁管的长度为所述第二扁管的长度的二至四倍。
3.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于：各所述第一扁管和所述第三集流管均与相应的所述第二转接件的上端连通，各所述第二扁管与相应的所述第二转接件的下端连通。
4.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于：所述支管的高度高于所述第一扁管，所述第一扁管的高度高于所述第二扁管。
5.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于：所述第一扁管、所述第二扁管、所述第一转接件、所述第二转接件和所述支管的数量相同。
6.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于：所述第一扁管、所述第二扁管和所述支管平行设置。
7.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于：所述第一转接件和所述第二转接件平行设置。
8.一种空调器，其特征在于：包括气液分离器、压缩机、冷凝器和如权利要求1-7任一项所述的微通道换热器，所述第三集流管通过第一管路与所述气液分离器连通，各所述支管均通过第二管路与所述气液分离器连通，所述气液分离器通过第三管路与所述第一集流管连通，所述第三管路上依次设置有所述压缩机和所述冷凝器。
9.根据权利要求8所述的空调器，其特征在于：所述冷凝器与所述第一集流管之间的所述第三管路上设置有膨胀阀，所述第一管路上设置有温度-压力传感器，所述温度-压力传感器为所述膨胀阀提供输入信号，实现对所述膨胀阀开度的控制。
10.根据权利要求8所述的空调器，其特征在于：所述第三管路与所述第一集流管之间设置有分流器。
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