CN115355633B - 一种可变流程微通道换热器及其工作方法 - Google Patents

一种可变流程微通道换热器及其工作方法 Download PDF

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Abstract

一种可变流程微通道换热器及其工作方法，所述微通道换热器包括两根集液管、扁管、翅片、两个球阀、一个单向阀、一根分配器；当微通道换热器作为蒸发器且满负荷工作时，制冷剂流经所有的扁管，换热流程只有一根扁管，更小的流程能够降低制冷剂侧压降，提升换热性能，当微通道换热器作为冷凝器且满负荷工作时，制冷剂流经所有的扁管，换热流程有三根扁管，更大的流程能增大制冷剂的流速，从而增大制冷剂侧换热系数，提升换热性能；当微通道换热器工作在中间工况时，制冷剂只流经换热器的下半部分，较小的流量匹配更小的换热面积，能够减小制冷剂侧压降，提高换热性能。

Description

一种可变流程微通道换热器及其工作方法
技术领域
本发明涉及微通道换热器技术域，具体涉及一种可变流程的微通道换热器及其工作方法。
背景技术
微通道换热器和传统翅片管换热器相比具有换热效率高、体积小、结构紧凑、制冷剂充注量小、生产成本低等优点，其作为制冷系统的冷凝器已经得到了大规模使用。微通道换热器的流动通道是多根平行的扁管，扁管之间制冷剂存在分布均匀的状况，同时，对于扁管的流程优化非常有限。
常规的微通道换热器作为冷凝器和蒸发器时，制冷剂流经的都是固定的流程，都不是蒸发器和冷凝器对应的最佳流程。此外，当微通道换热器在中间负荷工作时，制冷剂流量急剧减小，但是小流量的制冷剂流经的换热器流程也是和大流量的相同，这就导致了更大的压降。从以上分析可知，微通道换热器在流程设计方面还存在很多问题。
发明内容
针对上述所述的微通道换热器存在的问题，本发明的目的在于提供一种可变流程微通道换热器及其工作方法，当微通道换热器作为蒸发器时，通过调节第一球阀(08)和第二球阀(09)的开关，使制冷剂之流过一根扁管的流程，减小制冷剂侧的压降，提升换热器的性能。当微通道换热器作为冷凝器时，通过调节第一球阀(08)和第二球阀(09)的开关，使制冷剂走过三根扁管的流程，增大制冷剂侧的流速，提高换热性能。同时，当换热器在中间负荷工作时，使制冷剂只流过下部的扁管，减小制冷剂侧的压降，提高换热器的性能。
为达到上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：
一种可变流程微通道换热器，包括第一集液管01、第二集液管07，设置在第一集液管01和第二集液管07间并连通第一集液管01和第二集液管07的多个扁管06，安装在相邻扁管间的翅片05，还包括第一球阀08、第二球阀09、分配器10和安装在第一集液管01中的分配管02，分配管02上有相同间距的分配孔21，在分配管02的中间位置安装有单向阀03，并且单向阀的位置在第一集液管隔板041的下端，第一集液管01中第一集液管隔板041的安装位置位于第二集液管07中第二集液管隔板042安装位置的下方，第一球阀08和第二集液管隔板042下端的腔室相连，第二球阀08和第二集液管隔板042上端的腔室相连，第一球阀08和第二球阀09分别又和分液头10相连。
在分配管02中安装单向阀03，再结合第一球阀08和第二球阀09的开关，实现微通道换热器作为蒸发器和冷凝器时的不同流程设计，同时，也能实现微通道换热器在不同负荷工况下的流程设计；当换热器作为冷凝器时，需要更多的流程来增加制冷剂的流速，从而提高换热性能；当换热器作为蒸发器时，需要减小流程来减小制冷剂的压降，从而提高换热性能；此外，当换热器工作在中间工况时，制冷剂流速减小，此时减小换热器的面积也能满足换热需求，减小微通道的换热面积还能降低制冷剂侧的压降，使换热性能更好。
所述第一集液管01中的第一集液管隔板041安装在中间位置，所述第二集液管07中的第二集液管隔板042安装在离顶端1/4～1/3l处，l为第二集液管07的高度。
所述的一种可变流程微通道换热器的工作方法，当微通道换热器作为蒸发器且满负荷工作时，第一球阀08和第二球阀09打开，制冷剂从分配管02进入换热器，然后从分配孔21流出后进入第一集液管01，制冷剂再经过扁管06进入到第二集液管07，然后分别从第一球阀08和第二球阀09进入到分配器10，最后流出换热器，制冷剂流过所有的扁管，并且制冷剂的流程只有一根扁管；
当微通道换热器作为蒸发器且工作在中间负荷时，第一球阀08打开，第二球阀09关闭，制冷剂从分配管02进入换热器，然后从分配孔21流出后进入第一集液管01，制冷剂再经过扁管06进入到第二集液管07，然后从第一球阀08进入到分配器10，最后流出换热器，制冷剂流过下半部分的扁管，并且制冷剂的换热流程只有一根扁管；
当微通道换热器作为冷凝器且满负荷工作时，第一球阀08关闭，第二球阀09打开，制冷剂从分配器10和第二球阀09进入到第二集液管隔板042的上端，然后通过扁管06流到第一集液管01，在第一集液管隔板041阻断的作用下，制冷剂从第一集液管隔板041和第二集液管隔板042之间的扁管06流到第二集液管07，然后又从第一集液管隔板041下端的扁管06流到第一集液管01，最后从分配管02的下半部分流出换热器，制冷剂流过所有的扁管，并且制冷剂的换热流程有三根扁管；
当微通道换热器作为冷凝器且工作在中间负荷时，第一球阀08打开，第二球阀09关闭，制冷剂从分配器10和第一球阀08进入到第二集液管隔板042的下端，然后通过扁管06流到第一集液管01，最后从分配管02的下半部分流出换热器，制冷剂流过下半部分的扁管，并且制冷剂的换热流程只有一根扁管。
和现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明提出了一种可变流程微通道换热器及其工作方法，能根据微通道换热器在不同工况下的运行，调整换热器的流程，满足蒸发器和冷凝器的最佳流程设计。
2、本发明提出了一种可变流程微通道换热器及其工作方法，能根据微通道换热器在不同负荷下的工作状况，调整制冷剂流经的换热面积，减小换热器压降，提升换热性能。
附图说明
图1为本发明所述一种可变流程微通道换热器作为蒸发器满负荷工作时制冷剂流程示意图。
图2为本发明所述一种可变流程微通道换热器作为蒸发器在中间负荷工作时制冷剂流程示意图。
图3为本发明所述一种可变流程微通道换热器作为冷凝器满负荷工作时制冷剂流程示意图。
图4为本发明所述一种可变流程微通道换热器作为冷凝器在中间负荷工作时制冷剂流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
如图1、图2、图3和图4所示，本实施例一种可变流程微通道换热器，包括第一集液管01、第二集液管07，设置在第一集液管01和第二集液管07间并连通第一集液管01和第二集液管07的多个扁管06，安装在相邻扁管间的翅片05，还包括第一球阀08、第二球阀09、分配器10和安装在第一集液管01中的分配管02，分配管02上有相同间距的分配孔21，在分配管02的中间位置安装有单向阀03，并且单向阀的位置在第一集液管隔板041的下端，第一集液管01中的第一集液管隔板041安装在中间位置，第二集液管07中的第二集液管隔板042安装在离顶端1/4～1/3l处，l为第二集液管07的高度，第一球阀08和第二集液管隔板042下端的腔室相连，第二球阀08和隔板04上端的腔室相连，第一球阀08和第二球阀09分别又和分液头10相连。本实施例第一集液管(01)中的第一集液管隔板(041)安装在中间位置，第二集液管(07)中的第二集液管隔板(042)安装在离顶端1/4～1/3l处，l为第二集液管(07)的高度；利用两个集液管隔板可以把微通道换热器分成不同的部分，然后结合分配管02和第一球阀08、第二球阀09的开关，可实现微通道换热器针对不同工况的可变流路目标。
在分配管02中安装单向阀03，再结合第一球阀08和第二球阀09的开关，可实现微通道换热器作为蒸发器和冷凝器时的不同流程设计，同时，也能实现微通道换热器工作在不同负荷工况下的流程设计。当换热器作为冷凝器时，需要更多的流程来增加制冷剂的流速，从而提高换热性能；当换热器作为蒸发器时，需要减小流程来减小制冷剂的压降，从而提高换热性能。此外，当换热器工作在中间工况时，制冷剂流速减小，只需要较小的换热面积就能满足换热，较少的换热面积使低流量的制冷剂侧压降更小，换热性能更好。
如图1所示，当微通道换热器作为蒸发器且满负荷工作时，第一球阀08和第二球阀09打开，制冷剂从分配管02进入换热器，然后从分配孔21流出后进入第一集液管01，制冷剂再经过扁管06进入到第二集液管07，然后分别从第一球阀08和第二球阀09进入到分配器10，最后流出换热器，制冷剂流过所有的扁管，并且制冷剂的换热流程只有一根扁管。
如图2所示，当微通道换热器作为蒸发器且工作在中间负荷时，第一球阀08打开，第二球阀09关闭，制冷剂从分配管02进入换热器，然后从分配孔21流出后进入第一集液管01，制冷剂再经过扁管06进入到第二集液管07，然后从第一球阀08进入到分配器10，最后流出换热器，制冷剂流过下半部分的扁管，并且制冷剂的换热流程只有一根扁管。
如图3所示，当微通道换热器作为冷凝器且满负荷工作时，第一球阀08关闭，第二球阀09打开，制冷剂从分配器10和第二球阀09进入到第二集液管隔板042的上端，然后通过扁管06流到第一集液管01，在第一集液管隔板041阻断的作用下，制冷剂从第一集液管隔板041和第二集液管隔板042之间的扁管06流到第二集液管07，然后又从第一集液管隔板041下端的扁管06流到第一集液管01，最后从分配管02的下半部分流出换热器，制冷剂流过所有的扁管，并且制冷剂的换热流程有三根扁管。
如图4所示，当微通道换热器作为冷凝器且工作在中间负荷时，第一球阀08打开，第二球阀09关闭，制冷剂从分配器10和第一球阀08进入到第二集液管隔板042的下端，然后通过扁管06流到第一集液管01，最后从分配管02的下半部分流出换热器，制冷剂流过下半部分的扁管，并且制冷剂的换热流程只有一根扁管。

Claims (2)

1.一种可变流程微通道换热器，其特征在于：包括第一集液管(01)、第二集液管(07)，设置在第一集液管(01)和第二集液管(07)间并连通第一集液管(01)和第二集液管(07)的多个扁管(06)，安装在相邻扁管间的翅片(05)，还包括第一球阀(08)、第二球阀(09)、分配器(10)和安装在第一集液管(01)中的分配管(02)，分配管(02)上有相同间距的分配孔(21)，在分配管(02)的中间位置安装有单向阀(03)，并且单向阀的位置在第一集液管隔板(041)的下端，第一集液管(01)中第一集液管隔板(041)的安装位置位于第二集液管(07)中第二集液管隔板(042)安装位置的下方，第一球阀(08)和第二集液管隔板(042)下端的腔室相连，第二球阀(08)和第二集液管隔板(042)上端的腔室相连，第一球阀(08)和第二球阀(09)分别又和分液头(10)相连；
所述的一种可变流程微通道换热器的工作方法，当微通道换热器作为蒸发器且满负荷工作时，第一球阀(08)和第二球阀(09)打开，制冷剂从分配管(02)进入换热器，然后从分配孔(21)流出后进入第一集液管(01)，制冷剂再经过扁管(06)进入到第二集液管(07)，然后分别从第一球阀(08)和第二球阀(09)进入到分配器(10)，最后流出换热器，制冷剂流过所有的扁管，并且制冷剂的流程只有一根扁管；
当微通道换热器作为蒸发器且工作在中间负荷时，第一球阀(08)打开，第二球阀(09)关闭，制冷剂从分配管(02)进入换热器，然后从分配孔(21)流出后进入第一集液管(01)，制冷剂再经过扁管(06)进入到第二集液管(07)，然后从第一球阀(08)进入到分配器(10)，最后流出换热器，制冷剂流过下半部分的扁管，并且制冷剂的换热流程只有一根扁管；
当微通道换热器作为冷凝器且满负荷工作时，第一球阀(08)关闭，第二球阀(09)打开，制冷剂从分配器(10)和第二球阀(09)进入到第二集液管隔板(042)的上端，然后通过扁管(06)流到第一集液管(01)，在第一集液管隔板(041)阻断的作用下，制冷剂从第一集液管隔板(041)和第二集液管隔板(042)之间的扁管(06)流到第二集液管(07)，然后又从第一集液管隔板(041)下端的扁管(06)流到第一集液管(01)，最后从分配管(02)的下半部分流出换热器，制冷剂流过所有的扁管，并且制冷剂的换热流程有三根扁管；
当微通道换热器作为冷凝器且工作在中间负荷时，第一球阀(08)打开，第二球阀(09)关闭，制冷剂从分配器(10)和第一球阀(08)进入到第二集液管隔板(042)的下端，然后通过扁管(06)流到第一集液管(01)，最后从分配管(02)的下半部分流出换热器，制冷剂流过下半部分的扁管，并且制冷剂的换热流程只有一根扁管。
2.根据权利要求1所述的一种可变流程微通道换热器，其特征在于：所述第一集液管(01)中的第一集液管隔板(041)安装在中间位置，所述第二集液管(07)中的第二集液管隔板(042)安装在离顶端1/4～1/3l处，l为第二集液管(07)的高度。
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