CN113720175A

CN113720175A - 微通道换热器

Info

Publication number: CN113720175A
Application number: CN202110995050.8A
Authority: CN
Inventors: 蒋皓波; 王立智; 蒋建龙; 高强; 赵磊; 黄宁杰
Original assignee: Zhejiang Sanhua Intelligent Controls Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Sanhua Intelligent Controls Co Ltd
Priority date: 2019-05-05
Filing date: 2019-05-05
Publication date: 2021-11-30
Also published as: CN111895840A; CN111895840B

Abstract

本申请公开一种微通道换热器包括：扁管本体以及一排通道，所述扁管本体包括第一平面、第二平面、第一侧面以及第二侧面，所述第一平面和第二平面在厚度方向设置于扁管本体的相对两侧，所述第一侧面和第二侧面在宽度方向设置于扁管本体的相对两侧，所述第一侧面连接第一平面和第二平面，所述第二侧面连接第一平面和第二平面；所述一排通道沿宽度方向排布于扁管本体内，所述一排通道沿长度方向贯穿扁管本体，所述一排通道沿长度方向贯穿扁管本体，所述一排通道至少包括沿宽度方向排列的第一通道、第二通道以及第三通道，其中所述第一通道、第二通道以及第三通道沿宽度方向上的横截面面积呈指数型变化或者多项式变化，提高微通道换热器的换热性能。

Description

微通道换热器

技术领域

本申请涉及换热领域，具体而言，涉及一种微通道换热器。

背景技术

微通道换热器是汽车、家用或商用空调系统上普遍采用的换热装置，其可作为空调系统的蒸发器使用，也可作为冷凝器使用。微通道换热器是由扁管、翅片、集流管等组成的换热器，当外部风机产生的风作用于微通道翅片及扁管上，微通道换热器的扁管流道内制冷剂与空气换热。微通道换热器的每根扁管有多条并排小孔组成的流道，制冷剂在扁管的并排流道内实现蒸发或冷凝；当作为冷凝器使用时，制冷剂在扁管的并排流道内被冷却；作为蒸发器使用时，制冷剂在扁管的并排流道内被蒸发。相关技术中使用的扁管，多个并排的流道是截面积相同的流道，风流过换热器时，由于风与制冷剂间的传热存在，并排的每个流道沿风流动方向制冷剂温度不同，因此，沿制冷剂流动方向，制冷剂在并排的流道内蒸发或冷凝位置不同，导致制冷剂在流道内流量分配与换热温差不匹配，降低了换热器换热效率。

如图1所示，另一相关技术利用微通道扁管的通道的横截面沿迎风侧至背风侧逐渐变小，迎风侧通道温差比较大，制冷剂流率也相对较大，所以能够以一个高的热交换率来进行更多的热交换，而在背风侧通道的流率相对较小，其热交换率也较低，所以热交换就很小。此相关技术中，沿风吹动方向，所有扁管通道横截面积呈线性减少，提高换热性能有限。

另外，此相关技术中，沿风吹动方向，所有扁管通道的宽度保持不变，扁管通道的高度呈逐渐变小。这样设置的扁管通道由于高度不同，处于背风侧的高度较小的扁管通道壁厚较大，造成扁管材料浪费，增加了成本；且壁厚大处的通道热阻有所增加。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供一种微通道换热器，其包括：第一集流管、第二集流管、多个微通道扁管以及翅片，所述多个微通道扁管并排连接于第一集流管和第二集流管之间，所述翅片夹设于相邻两根微通道扁管之间，所述扁管包括扁管本体和位于扁管本体内的一排通道，所述一排通道连通第一集流管的内腔和第二集流管的内腔；

所述扁管本体包括第一平面、第二平面、第一侧面以及第二侧面，所述第一平面和第二平面分别位于扁管本体厚度方向的相反两侧，所述第一侧面和第二侧面分别位于扁管本体宽度方向的相反两侧，所述第一侧面连接第一平面和第二平面，所述第二侧面连接第一平面和第二平面；

所述一排通道至少包括沿宽度方向排列的第一通道、第二通道以及第三通道，其中，所述第一通道、第二通道以及第三通道沿宽度方向上的横截面面积呈指数型变化。

本申请微通道换热器的第一通道、第二通道以及第三通道的横截面积呈指数型变化或者多项式关系变化，从而具有更优的换热性能表现。

另外，每一所述通道包括沿宽度方向的孔宽度和沿厚度方向上的孔高度，所述第一通道、第二通道以及第三通道的孔高度相等，所述第一通道、第二通道以及第三通道的孔宽度呈指数型变化，或者，所述第一通道、第二通道以及第三通道的孔宽度呈多项式关系变化。孔高度相等的微通道扁管的材料得到有效利用，减少了材料浪费，且提高了第三通道的换热效率。

附图说明

图1是相关技术微通道扁管示意图；

图2是本申请一实施例微通道换热器的立体示意图；

图3如图2所示微通道扁管的横截面剖视示意图；

图4为图3所示微通道扁管通道的通道宽度、倒角半径与通道序号的关系对照表。

图5为图3所示微通道扁管通道的通道宽度与通道序号的关系示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。下面结合附图，对本申请示例性实施例进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互补充或相互组合。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

下面结合附图，对本申请示例性实施例进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

如图2至图5所示为符合本发明的一种微通道换热器100，其包括第一集流管11、第二集流管12、多个微通道扁管2以及多个翅片3。多个微通道扁管2相互平行间隔设置，且并排连接于第一集流管11和第二集流管12之间，每一翅片3夹设于相邻两根微通道扁管2之间。

微通道扁管2包括扁管本体21和贯穿扁管本体21的一排通道22。扁管本体21的长度大于其宽度，宽度又大于其厚度。所述扁管本体21包括第一平面211、第二平面212、第一侧面213以及第二侧面214，第一平面211和第二平面212在厚度方向H设置于扁管本体21的相对两侧，第一侧面213和第二侧面214在宽度方向W设置于扁管本体21的相对两侧。第一侧面213连接第一平面211和第二平面212，第二侧面214连接第一平面211和第二平面212。在本实施例中，第一侧面213和第二侧面212呈弧形。在可选的其它实施中，第一侧面213和第二侧面212也可以是平面或者其他形状，只要起到连接第一平面211和第二平面212即可，本申请不以此形状为限。

一排通道22连通第一集流管11的内腔和第二集流管11的内腔，一排通道22沿宽度方向W排布于扁管本体21内，所述一排通道22沿长度方向L贯穿扁管本体21。每一通道22包括沿宽度方向W的孔宽度22W和沿厚度方向H上的孔高度22H。一排通道22包括沿宽度方向排列的第一通道221、第二通道222以及第三通道223，其中第一通道221、第二通道222以及第三通道223的孔高度22H相等，第一通道221、第二通道222以及第三通道223的孔宽度22W呈指数变化减小。从而，第一通道221、第二通道222、第三通道223沿宽度方向W的横截面面积呈指数型变化。

第一通道221、第二通道222以及第三通道223的横截面积均呈圆角矩形状，所述第一通道221包括四个第一倒角231，所述第二通道222包括四个第二倒角232，所述第三通道223包括四个第三倒角233。第一倒角231的半径、第二倒角232的半径及第三倒角233的半径相等或者呈固定比率减小。在本实施例中，第一倒角231的半径、第二倒角232的半径及第三倒角233的半径相等。

作为本发明的可选实施例，微通道扁管2的宽度为25.4mm、微通道扁管2的厚度为1.3mm。第一通道221、第二通道222、第三通道233、第四通道224、第五通道225之孔高度22H相等，均为0.74mm。所有通道22距离第一平面211的距离为0.28mm，距离第二平面212的距离为0.28mm。所有通道22沿从左向右方向的孔宽度22H的尺寸分别为：1.45、1.36、1.27、1.19、1.12、1.05、0.98、0.92、0.86、0.81、0.76、0.71、0.66、0.62、0.58、0.55、0.51、0.48、0.45、0.42、0.4mm。这样一排通道22的孔宽度22W满足y＝1.369e^-0.065x的关系，其中x代表一排通道22从左向右通道的次序数，y代表相应第x个通道的孔宽度22W。

当然，由于本申请举例的孔宽度22W具体尺寸为一种可选实施例，也可以选择其他具体尺寸，只要满足一排通道22的孔宽度22W尺寸依次呈指数型曲线变化即可。另外，这种指数型曲线变化也可以用其他多项式表示：例如y＝0.0017n²-0.0879n+1.5227，其中n代表一排通道22从左向右通道的次序数，y代表相应第n个通道的孔宽度22W。只要符合这种类似多项式关系变化即可，本申请不以此为限。

另外，由于靠近第二侧面214的通道孔宽度22W相差低于0.03mm，为了避免加工误差，导致的加工精度不好控制，也可以设置靠近第二侧面的几个孔宽度相等。例如第四通道224和第五通道225的孔宽度22W可以设置相等，同时截面积相等。

作为本发明的可选实施例，所有通道22的倒角半径为：0.3、0.3、0.3、0.3、0.3、0.3、0.2、0.2、0.2、0.2、0.2、0.2、0.2、0.2、0.2、0.2、0.1、0.1、0.1、0.1mm。相邻通道22之间的间距为：0.34mm。当然，由于加工误差导致的上述尺寸细微变化也在本申请的保护范围之内。

作为本发明的一种可选实施例，微通道扁管2的第一侧面213为迎风面，微通道扁管2的第二侧面214为出风面，也就是说，微通道扁管2的通道横截面沿风吹动方向呈指数性减小或者多项式关系减小，有利于提高换热器100的换热性能。

以上所述仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请做任何形式上的限制，虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。

Claims

1.一种微通道换热器，其特征在于，包括：第一集流管、第二集流管、多个微通道扁管以及翅片，所述多个微通道扁管并排连接于第一集流管和第二集流管之间，所述翅片夹设于相邻两根微通道扁管之间，所述扁管包括扁管本体和位于扁管本体内的一排通道，所述一排通道连通第一集流管的内腔和第二集流管的内腔；

所述一排通道至少包括沿宽度方向排列的第一通道、第二通道以及第三通道，其中，所述第一通道、第二通道以及第三通道沿宽度方向上的横截面面积呈指数型变化，或者，所述第一通道、第二通道以及第三通道的孔宽度呈多项式关系变化。

2.如权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，每一所述通道包括沿宽度方向的孔宽度和沿厚度方向上的孔高度，所述第一通道、第二通道以及第三通道的孔高度相等，所述第一通道、第二通道以及第三通道的孔宽度呈指数型变化，或者，所述第一通道、第二通道以及第三通道的孔宽度呈多项式关系变化。

3.如权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，所述指数型变化为自然指数型变化。

4.如权利要求3所述的微通道扁管，其特征在于，所述第一通道、第二通道以及第三通道的孔高度相等，所述第一通道、第二通道以及第三通道的孔宽度满足：y＝1.369e^-0.065x的关系，其中x代表一排通道沿宽度方向上的次序数，y代表相应第x个通道的孔宽度。

5.如权利要求1权利要求所述的微通道换热器，其特征在于，所述第一通道、第二通道以及第三通道的横截面积均呈圆角矩形状，所述第一通道包括四个第一倒角，所述第二通道包括四个第二倒角，所述第三通道包括四个第三倒角。

6.如权利要求5所述的微通道换热器，其特征在于，所述第一倒角的半径、第二倒角的半径及第三倒角的半径相等或者以固定比率减小。

7.如权利要求4所述的微通道换热器，其特征在于，所述一排通道还包括沿宽度排列的第四通道和第五通道，所述第一通道靠近第一侧面，所述第五通道靠近第二侧面，所述第四通道位于第三通道和第五通道之间，所述第四通道和第五通道沿宽度方向的横截面积相等。

8.如权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，所述第一通道和第二通道之间的间距与第二通道和第三通道之间的间距相等。

9.如权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，所述第一通道、第二通道以及第三通道的孔宽度满足：y＝0.0017n²-0.0879n+1.5227，其中n代表一排通道沿宽度方向上的次序数，y代表相应第n个通道的孔宽度。

10.如权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，所述扁管本体的长度大于其宽度，所述扁管本体的宽度又大于其厚度。