CN116182616A - 一种微通道换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微通道换热器，旨在提供一种即能够有利于冷凝水排出的换热结构，有效改善因排水不畅，而影响换热效率的问题；又能够减小边界层流热阻的换热结构，以增大换热系数，从而提高换热效率的微通道换热器。它包括扁平管及柱状换热结构，柱状换热结构包括若干设置在扁平管外表面上的换热柱。

Description

一种微通道换热器
技术领域
本发明涉及一种换热器，具体涉及一种微通道换热器。
背景技术
传统的空调等制冷设备中应用的换热器主要还是常规翅片换热器，与常规换热器相比,微通道换热器不仅体积小换热系数大,换热效率高,可满足更高的能效标准。随着微通道换热技术的发展，汽车空调行业和家用空调行业已经开始生产使用相关产品。由于换热翅片能够有效的增大换热面积，提高换热效率，因而目前的微通道换热器的扁平管上所采用换热结构一般还是沿用常规换热器的换热翅片；但由于微通道换热器体积小，微通道换热器的扁平管上布置翅片换热结构存在以下问题，其一，存在冷凝水排出问题，由于翅片的平面面积较大，与冷凝水的接触面积大，导致冷凝水容易聚集在翅片之间的气流通道内，排水不畅（即使翅片倾斜分布，冷凝水还是容易聚集在翅片之间），极大的影响气流流经翅片表面，进而影响换热效率；其二，气流流经翅片间的气流通道，存在较厚的层流边界层，导致热阻较大，影响换热效率。
发明内容
本发明的第一目的是为了提供一种有利于冷凝水排出的换热结构，有效改善因排水不畅，而影响换热效率的问题的微通道换热器。
本发明的第二目的是为了提供一种能够减小边界层流热阻的换热结构，以增大换热系数，从而提高换热效率的微通道换热器。
本发明的技术方案是：
一种微通道换热器，包括扁平管及柱状换热结构，柱状换热结构包括若干设置在扁平管外表面上的换热柱。本方案的微通道换热器的换热结构采用柱状换热结构，在扁平管外表面上设置换热柱来提高换热面积，与换热翅片相比，换热柱的平面面积小，且换热柱四周均存在间隙，换热柱表面的冷凝水与换热柱的触面积小，因而冷凝水不容易聚集在换热柱之间，有利于冷凝水排出，因而能够有效改善因冷凝水的排出不畅，而影响换热效率的问题。另一方面，与换热翅片相比，本方案的柱状换热结构的边界层流热阻较小，能够减小边界层流热阻，增大换热系数，从而提高换热效率。
作为优选，换热柱的外侧面上设有冷凝水缓流槽。换热柱表面形成的冷凝水将沿换热柱的外侧面往下流动，当冷凝水遇到冷凝水缓流槽时将暂存在冷凝水缓流槽内，直至冷凝水缓流槽内的冷凝水达到设定量后，冷凝水缓流槽内的冷凝水将流出，此时，冷凝水缓流槽内绝大部分的冷凝水都将集中流出，形成一股水流，如此，将有利于冷凝水排出，并带动流经路径的小水滴一同排出，进一步改善冷凝水的排出问题；同时，在冷凝水暂存在冷凝水缓流槽内的过程中，也不影响气流在换热柱之间流通，不影响换热效率。
作为优选，冷凝水缓流槽呈环形，且冷凝水缓流槽分布在换热柱的中部。如此，位于呈环形的冷凝水缓流槽上方的冷凝水在沿换热柱的外侧面往下流动后，都将暂存在冷凝水缓流槽内，直至冷凝水缓流槽内的冷凝水达到设定量后，冷凝水缓流槽内绝大部分的冷凝水都将集中流出，形成一股水流，进一步改善冷凝水的排出问题。
作为优选，换热柱呈圆柱状。如此，换热柱的外侧面呈圆弧面，冷凝水更不容易聚集在换热柱之间，有利于冷凝水排出。
作为优选，换热柱的直径d为0.05-2mm，换热柱的高度h为5mm-30mm，且h/d大于等于3。换热柱的直径过小不仅制作困难，而且不利于承载热量传递；换热柱的直径过大，则换热柱占据面积大，将降低换热面积，不利于提高换热效率；同样的，换热柱的高度过低将降低换热面积，不利于提高换热效率，换热柱的高度过高不仅制作困难，而且会影响冷凝水排出；因而本方案的换热柱的直径d为0.05-2mm，换热柱的高度h为5mm-30mm，且h/d大于等于3。
作为优选，换热柱呈圆锥型，或者换热柱的横截面呈椭圆形或多边形。
作为优选，扁平管的外表面包括两个相互平行的表平面，所述柱状换热结构设置在其中一个表平面上或者两个表平面均设有所述柱状换热结构。
作为优选，同一表平面上的换热柱排列成若干排，同一排换热柱沿扁平管的长度方向依次等距分布，各排换热柱沿扁平管宽度方向依次等距分布。如此，便于实际加工制作。
作为优选，同一排换热柱中的效率两个换热柱之间的间距为L1，L1为0.3-3mm；相邻两排换热柱之间的间距为L2，且L2/L1大于等于0.2。如此，有利于冷凝水的排出。
作为优选，换热柱通过焊接固定在扁平管外表面上。
本发明的有益效果是：
其一，有利于冷凝水排出的换热结构，有效改善因排水不畅，而影响换热效率的问题。
其二，能够减小边界层流热阻的换热结构，以增大换热系数，从而提高换热效率。
附图说明
图1是本发明的一种微通道换热器的一种俯视图。
图2是本发明的一种微通道换热器的另一种俯视图。
图3是本发明的具体实施例三的一种微通道换热器的换热柱的一种结构示意图。
图中：
扁平管1；
换热柱2，冷凝水缓流槽2.1。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
具体实施例一，如图1 、图2所示，一种微通道换热器，包括扁平管1及柱状换热结构。柱状换热结构包括若干设置在扁平管外表面上的换热柱2。本实施例的微通道换热器的换热结构采用柱状换热结构，在扁平管外表面上设置换热柱来提高换热面积，与换热翅片相比，换热柱的平面面积小，且换热柱四周均存在间隙，换热柱表面的冷凝水与换热柱的触面积小，因而冷凝水不容易聚集在换热柱之间，有利于冷凝水排出，因而能够有效改善因冷凝水的排出不畅，而影响换热效率的问题。另一方面，与换热翅片相比，本方案的柱状换热结构的边界层流热阻较小，能够减小边界层流热阻，增大换热系数，从而提高换热效率。
具体的，换热柱通过焊接固定在扁平管外表面上。当然，换热柱与扁平管还可以是一体成型结构。
进一步的，换热柱的高度h为5mm-30mm，本实施例中，换热柱的高度h为5mm或8mm或10mm或15mm或20mm或25mm或30mm。换热柱的高度过低将降低换热面积，不利于提高换热效率，换热柱的高度过高不仅制作困难，而且会影响冷凝水排出，因而本实施例的换热柱的高度h为5mm-30mm，如此，一方面可以避免换热柱过高影响冷凝水排出，另一方面，又可以避免换热柱过低，降低换热面积，不利于提高换热效率。本实施例中，柱状换热结构的各换热柱的高度可以相同，也可以不同。
进一步的，扁平管的外表面包括两个相互平行的表平面。柱状换热结构设置在其中一个表平面上或者两个表平面均设有所述柱状换热结构。换热柱与表平面相垂直。
同一表平面上的换热柱排列成若干排。同一排换热柱沿扁平管的长度方向依次等距分布，各排换热柱沿扁平管宽度方向依次等距分布。各排换热柱的换热柱数量相同或者不同。
同一排换热柱中的效率两个换热柱之间的间距为L1，L1为0.3-3mm。相邻两排换热柱之间的间距为L2。且L2/L1大于等于0.2，L2/L1小于等于1。如此，有利于冷凝水的排出。
具体实施例二，本实施例的其余结构参照具体实施例一，其不同之处在于，
换热柱呈圆柱状或圆锥型，或者换热柱的横截面呈椭圆形或多边形。本实施例中，换热柱呈圆柱状。如此，换热柱的外侧面呈圆弧面，冷凝水更不容易聚集在换热柱之间，有利于冷凝水排出。
进一步的，换热柱的直径d为0.05-2mm，本实施例中，换热柱的直径d为0.1mm或0.5mm或1mm或1.5mm或2mm。换热柱的高度h/直径d大于等于3。换热柱的直径过小不仅制作困难，而且不利于承载热量传递；换热柱的直径过大，则换热柱占据面积大，将降低换热面积，不利于提高换热效率；因而本方案的换热柱的直径d为0.05-2mm。
具体实施例三，本实施例的其余结构参照具体实施例一或具体实施例二，其不同之处在于，
如图3所示，换热柱2的外侧面上设有冷凝水缓流槽2.1。换热柱表面形成的冷凝水将沿换热柱的外侧面往下流动，当冷凝水遇到冷凝水缓流槽时将暂存在冷凝水缓流槽内，直至冷凝水缓流槽内的冷凝水达到设定量后，冷凝水缓流槽内的冷凝水将流出，此时，冷凝水缓流槽内绝大部分的冷凝水都将集中流出，形成一股水流，如此，将有利于冷凝水排出，并带动流经路径的小水滴一同排出，进一步改善冷凝水的排出问题；同时，在冷凝水暂存在冷凝水缓流槽内的过程中，也不影响气流在换热柱之间流通，不影响换热效率。
进一步，冷凝水缓流槽呈环形，且冷凝水缓流槽分布在换热柱的中部。如此，位于呈环形的冷凝水缓流槽上方的冷凝水在沿换热柱的外侧面往下流动后，都将暂存在冷凝水缓流槽内，直至冷凝水缓流槽内的冷凝水达到设定量后，冷凝水缓流槽内绝大部分的冷凝水都将集中流出，形成一股水流，进一步改善冷凝水的排出问题。本实施例中，冷凝水缓流槽的槽口宽度为换热柱的直径1/4-1/3，冷凝水缓流槽的横截面呈半圆形或方形或V字形。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种微通道换热器，包括扁平管，其特征是，还包括柱状换热结构，柱状换热结构包括若干设置在扁平管外表面上的换热柱。
2.根据权利要求1所述的一种微通道换热器，其特征是，所述换热柱的外侧面上设有冷凝水缓流槽。
3.根据权利要求2所述的一种微通道换热器，其特征是，所述冷凝水缓流槽呈环形，且冷凝水缓流槽分布在换热柱的中部。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种微通道换热器，其特征是，所述换热柱呈圆柱状。
5.根据权利要求4所述的一种微通道换热器，其特征是，所述换热柱的直径d为0.05-2mm，换热柱的高度h为5mm-30mm，且h/d大于等于3。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种微通道换热器，其特征是，所述换热柱呈圆锥型，或者换热柱的横截面呈椭圆形或多边形。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种微通道换热器，其特征是，所述扁平管的外表面包括两个相互平行的表平面，所述柱状换热结构设置在其中一个表平面上或者两个表平面均设有所述柱状换热结构。
8.根据权利要求7所述的一种微通道换热器，其特征是，同一表平面上的换热柱排列成若干排，同一排换热柱沿扁平管的长度方向依次等距分布，各排换热柱沿扁平管宽度方向依次等距分布。
9.根据权利要求8所述的一种微通道换热器，其特征是，所述同一排换热柱中的效率两个换热柱之间的间距为L1，L1为0.3-3mm；相邻两排换热柱之间的间距为L2，且L2/L1大于等于0.2。
10.根据权利要求1或2或3所述的一种微通道换热器，其特征是，所述换热柱通过焊接固定在扁平管外表面上。
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