CN202709554U - 换热器组件 - Google Patents

换热器组件 Download PDF

Info

Publication number
CN202709554U
CN202709554U CN2012202921106U CN201220292110U CN202709554U CN 202709554 U CN202709554 U CN 202709554U CN 2012202921106 U CN2012202921106 U CN 2012202921106U CN 201220292110 U CN201220292110 U CN 201220292110U CN 202709554 U CN202709554 U CN 202709554U
Authority
CN
China
Prior art keywords
outlet
heat exchanger
header
inlet
exchanger assembly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2012202921106U
Other languages
English (en)
Inventor
D·M·波利索托
D·R·保特勒尔
D·C·温特斯廷
R·V·小库珀
D·E·萨木尔森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle International GmbH
Original Assignee
Delphi Automotive Systems LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Delphi Automotive Systems LLC filed Critical Delphi Automotive Systems LLC
Application granted granted Critical
Publication of CN202709554U publication Critical patent/CN202709554U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/0263—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by varying the geometry or cross-section of header box
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/007—Auxiliary supports for elements
    • F28F9/013—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0246—Arrangements for connecting header boxes with flow lines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/027—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes
    • F28F9/0273—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes with multiple holes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/028—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by using inserts for modifying the pattern of flow inside the header box, e.g. by using flow restrictors or permeable bodies or blocks with channels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

一种换热器组件，其包括限定出口腔的出口集管/歧管、与出口腔流体连通的出口管和换热器芯体。出口管和出口腔协作以通过在换热器芯体内的制冷剂管之间平衡制冷剂分布而减少通过换热器芯体的温度值范围。对于预定的包装宽度，换热器集管/歧管的长度可以增加，因为出口管和进口管道可以垂直地而不是轴向地引出集管/歧管，允许增加换热器芯体宽度。增加的换热器芯体宽度允许另外的制冷剂管被包括在换热器芯体中，提供降低的气压差值用于通过换热器组件的气流并且增加换热器组件的热容量。

Description

换热器组件
本发明通常涉及换热器组件，并且更特别的是涉及在换热器中用于减少通过换热器芯体的温度值范围的范围或分布的特征。
背景技术
由于汽车类型钎焊换热器的高性能，汽车类型钎焊换热器被开发用于住宅的空调应用。这种换热器的一个由Beamer等公开在美国专利申请公开号2009/0173483中，公开日为2009年7月9日。如图1所示，汽车类型换热器典型地具有带有限定流体通道28的多个制冷剂管26的一对集管22，24，以在集管22，24之间提供流体的连通。制冷剂管26以间隔和平行关系延伸并且通常垂直于集管轴线23和25。一对芯体支承件30设置在制冷剂管26外部，并且以相对制冷剂管26平行和间隔的关系在集管22，24之间延伸。芯体支承件30为换热器组件20增加了结构支承并且保护多个散热片32。多个散热片32设置在邻近的制冷剂管26之间和每个芯体支承件30和下一个邻近的制冷剂管26之间，用于从制冷剂管26转移热量。多个制冷剂管26和多个散热片32限定换热器芯体34。
图1示出了换热器组件20，其中制冷剂管道36轴向地通过集管端盖38进入换热器组件20。连接管40连接于并且流体连通于制冷剂管道36。一些换热器组件需要连接管的轴线垂直于集管的轴线23，在这些换热器组件中，连接管40包括在集管外部的垂直的弯头。如图1所示，制冷剂管道36和连接管40可以安装在进口集管22处。替代地，制冷剂管道36和连接管40可以安装出口集管24或同时安装进口和出口集管22，24。本领域技术人员理解进口连接管40的弯头半径通常由管的直径、管的材料和需要最小化的制冷剂压差的连接管40内部的光滑性限定。同样地，连接管40的弯头半径通常是使连接管40的沿着集管轴23或25的有效长度最小化的一个限制因素，其不希望影响进口和出口集管22，24的长度，如下所示。
在典型的住宅空调系统中，换热器组件20设置在空气管道处以引导气流通过换热器芯体34。集管22，24的长度加上沿着集管轴线23或25的连接管40的有效长度决定换热器组件的包装宽度46，见图1。包装宽度46由空调系统的机壳宽度限定。
由于连接管半径，集管22，24的长度被限制以满足预定的包装宽度46。减少的集管长度同样地减少换热器芯体宽度48，因此减少换热器芯体34的面积。本领域技术人员可以理解，减少换热器芯体面积则会而于减少换热器组件的热容量和增加通过换热器组件的气流的气压差值而降低了换热器组件性能。减少换热器芯体宽度48典型地需要减少在换热器芯体34中的制冷剂管26的数目。这增加了在进口集管22和出口集管24之间的制冷剂压差，其对于换热器性能通常也是不利的。另外，在空气管道之内可能需要阻塞挡板42，以防止引导到换热器芯体34的气流旁通换热器芯体34并且通过由连接管40限定的敞开面积流动。因此，所希望的是最大化换热器芯体宽度48和最小化连接管40的有效长度。
如由Beamer公开的，适合于住宅空调和热泵应用的汽车类型换热器典型地具有比汽车换热器更长的集管22，24。在制造过程期间，增加的长度使得更难以将制冷剂管道36插入集管22，24中。制冷剂管道36必须适当地成一直线以防止破坏制冷剂管道36或制冷剂管26。就生产操作员或特殊的夹具而言，这需要非常小心以便保证正确定位。
相应地，还需要便于生产的换热器并且提供最优化的换热器芯体面积和制冷剂分布。
发明内容
根据本发明的一个实施例，提供换热器组件。换热器组件包括限定沿着进口集管轴线延伸的进口腔的进口集管。组件还包括限定沿着出口集管轴线延伸的出口腔的出口集管。出口集管限定基本上垂直于出口集管轴线定向的开口。组件还包括换热器芯体，其包括多个制冷剂管，每个制冷剂管在出口腔和进口腔之间延伸。出口腔和进口腔通过制冷剂管流体连通。组件包括密封地连接开口的出口管。出口管和出口腔协作以减少通过换热器芯体的温度值范围。
在本发明的另一个实施例中，提供换热器组件。换热器组件包括限定沿着进口集管轴线延伸的进口腔的进口集管、限定沿着出口集管轴线延伸的出口腔的出口集管、和包括多个制冷剂管且每个制冷剂管在出口腔和进口腔之间延伸的换热器芯体。出口腔和进口腔通过制冷剂管流体连通。组件还包括与在进口集管端盖处限定的孔密封地接合并且延伸入进口腔的进口管道。
又在本发明的另一个实施例中，提供换热器组件。换热器组件包括限定沿着进口集管轴线延伸的进口腔的进口集管。进口集管限定在进口集管的第一端的第一开口。进口集管还包括进口集管端盖。进口集管端盖密封地接合在第一开口之内，以限定在进口腔外面的进口集管端腔。组件还包括限定沿着出口集管轴线延伸的出口腔的出口集管。出口集管限定基本上垂直于出口集管轴线定向的开口。组件进一步包括包括多个制冷剂管的换热器芯体，每个制冷剂管沿着在出口腔和进口腔之间的制冷剂管轴延伸。出口腔和进口腔通过制冷剂管流体连通。组件另外包括将出口腔分隔成返回区域和出口区域的出口管道，用于影响它们之间的流动。出口管道限定多个出口孔，其在返回区域和出口区域之间建立流体连通。组件还包括密封地联接开口并且延伸入出口腔的出口区域的出口管，其中出口管和出口区域协作以减少通过换热器芯体的温度值范围。定位在出口区域之内的出口管端限定尖缘进口。当制冷剂从出口腔流到影响温度值范围的出口管时，尖缘进口引起在出口腔和出口管之间的压差。
阅读本发明最优实施例的以下详细说明，本发明进一步的特征和优点将更清楚地显现，其被提供仅仅作为非限定的实施例并且参考附图。
附图说明
本发明现在将参照以下附图作为一个实例进行描述，其中：
图1是现有技术的具有轴向的连接管的换热器组件。
图2是根据一个实施例的换热器组件。
图3是示出了根据一个实施例的在出口集管和出口管之间的理想化的制冷剂流动的示图。
图4是根据一个实施例的进口管道的进口端在对准槽的细节图。
图5是示出了换热器组件的实施例和具有轴向的连接管的现有技术换热器组件的气压差值的对照的图示。
图6是示出了换热器组件的实施例和具有轴向的连接管的现有技术换热器组件的热容量的对照的图示。
图7是示出了换热器组件的实施例和具有轴向的连接管的现有技术换热器的进口到出口集管的压差的对照的图示。
图8示出了换热器组件的实施例和具有轴向的连接管的现有技术换热器组件的温度值范围的对照的图示。
图9是获得在图8中示出的温度值范围的试验条件的图表。
图10示出了具有轴向的连接管的现有技术换热器组件的换热器芯体的热图象。
图11示出了换热器组件的实施例的换热器芯体的热图象。
具体实施方式
根据实施例，图2示出了换热器组件120，其包括限定沿着进口集管轴线123延伸的进口腔124的进口集管122。出口集管126限定沿着出口集管轴线127延伸的出口腔128。进口集管轴线123基本上平行于出口集管轴线127。如在此使用的，基本上平行通常意思是在绝对平行的±15度之内。进口集管122用于接收用于液体到蒸气变换的制冷剂，并且出口集管126用于收集制冷剂蒸气。具有这种构造的换热器通常被称为蒸发器。可以设想可选择的实施例，其中集管126用于接收用于蒸气到液体变换的制冷剂蒸气，而集管122用于收集制冷剂液体。具有这种构造的换热器通常被称为冷凝器。
每个集管122，126包括开缝式表面130(lanced surface)，其基本上是扁平的并且平行于相应的集管轴线123，127。如在此使用的，基本上扁平通常的意思是在绝对扁平的±5mm之内。如图2所示，每个开缝式表面130包括多个截头的突出部分132，其延伸到相应腔124，128并且互相轴向地间隔，以在邻近的截头的突出部分132之间限定凹部(凹谷部)并且限定多个基本上垂直于集管轴123，127延伸的集管槽134。
换热器芯体146包括多个制冷剂管136，每个制冷剂管136沿着制冷剂管轴137在出口腔128和进口腔124之间以间隔和平行的关系延伸。出口腔128和进口腔124与制冷剂管136流体连通。每个制冷剂管136限定在制冷剂管端140之间延伸的流体通道138。每个流体通道138流体连通进口腔124和出口腔128用于从进口腔124传递制冷剂蒸气到出口腔128。制冷剂管端140通常贯穿每个集管122，126的一个集管槽134，并且延伸到相应腔124，128之内。
一对芯体支承件142在制冷剂管136外部设置在集管122，126之间，并且在两个集管之间以与制冷剂管136平行和间隔关系延伸。芯体支承件142增加对于换热器组件120的结构支撑并且保护多个散热片144。芯体支承件142和集管122，126限定换热器芯体146的外缘。
换热器芯体146还包括多个散热片144，其设置在邻近的制冷剂管136之间和每个芯体支承件142和接着的邻近的制冷剂管136之间。散热片144可以是蛇形翅片或其它任何本领域已知的散热片类型。
在这种非限定的实施例中，出口集管126限定基本上垂直于出口集管轴线127定向的开口145。如在此使用的，基本上垂直通常的意思是在绝对垂直的±15度之内。出口管148密封地连接这种开口145并且示出为如基本上垂直于出口集管126。与图1相反，出口管148不延伸超过出口集管126的端部。因此，相对于出口管148，换热器组件120的包装宽度121大致等于出口集管126的长度。如以下更详细地描述的，出口管148和出口腔128配合以减少通过换热器芯体146的温度值范围。如在此使用的，温度值范围是在换热器芯体的表面上测得的在最高温度值和最低温度值之间的差值。
开口145限定尖缘进口150，其基本上垂直于出口集管轴线127。已经注意到制冷剂从出口腔128流出并且流入尖缘进口150，该尖缘进口引起在出口区域156和出口管148之间的压差，其影响温度值范围。
尖缘进口150可以是特征为具有大于1的流阻系数，也是本领域已知的如K因数，这是因为它垂直于在出口区域156中的制冷剂流动。为对照目的，具有制冷剂流动对轴向定位的尖缘进口可以是特征为具有大约0.75的流阻系数。同样地，可以预期的是换热器组件120的垂直出口构造将表现出比现有技术中发现的换热器组件的轴出口构造更大的压差。
图3示出了在出口腔128和出口管148之间的理想化的制冷剂流动。通常，示出的如具有带有相对小的半径的弯曲的流动路径被期望标识可以表现相对更高的压差的区域。
例如，而非限制，在大约10米/秒(1985英尺/分)的局部速度时测得的出口腔和出口管之间的压差大于15.2千帕(2.2磅力每平方英寸)。在另一个非限定实施例中，对于R-410a制冷剂并且相应的出口集管126截面积大约572.6平方毫米而相应的出口管148截面积大约194.8平方毫米，以相应的质量流速大约4.7千克每分钟(10.3磅质量每分钟)测得的出口集管126和出口管148之间的压差可以是大约17.2千帕(2.5磅力每平方英寸)。
如图2示出的，换热器组件120还可以包括被插入出口腔128中、将出口腔128分隔成返回区域154和出口区域156的出口管道152。通常，出口管道152影响在返回区域154和出口区域156之间的制冷剂流动分布。在这种非限定实施例中，出口管道152基本上平行于出口集管轴线127。出口管道152可以包括多个出口孔158，其在返回区域154和出口区域156之间建立流体连通。出口管道152可以构造成沿着出口管道152降低压差，以沿着出口管道152的长度提供更一致的制冷剂分布。
还在图2中示出的，出口管148可以延伸到出口腔128。这样，尖缘进口150可以通过位于出口区域156之内的出口管端151限定。这种实施例可以是优选的，因为，不需要出口管端151匹配出口集管126的外部轮廓，然而，若出口管不延伸到出口区域而是与出口集管的内表面齐平设置时，则需要使出口管端151匹配出口集管126的外部轮廓。当装配出口管148到出口集管126时，如齐平的设置可能需要专用夹具，图2示出的设置可以是有益的，因为在制造过程期间，它不需要专用夹具用于将出口管148连接到出口集管126。
如图2示出的，进口集管122可以限定在进口集管122的第一端162的第一开口160。在这种实施例中，进口集管122可以包括进口集管端盖164。进口集管端盖164可以在第一开口160之内密封地接合，以限定在进口腔124外的进口集管端腔166。进口集管端盖164可以限定孔168。
如图2中在非限定实施例中示出的，换热器组件120还可以包括设置在进口腔124内的进口管道170。进口管道170基本上平行于进口集管轴线123。孔168通常构造成允许进口管道170通过进口集管端盖164。在进口集管端盖164处的孔168密封地接合进口管道170。进口集管端盖164分隔进口管道170的进口端172部分。进口管道170可以包括多个进口孔175，其在进口腔124和进口管道170内的进口区域176之间建立流体连通。进口管道170和进口腔124配合以减少通过换热器芯体的温度值范围。
如图2中示出的，进口端172在进口腔124外部。进口端172可以通过弯头178连接到进口孔，弯头178使进口管道170定向成基本上垂直于进口集管轴线123。如图3中示出的，由进口集管端腔166限定的对准槽180可以构造成接收进口端172以在进口集管端腔166处使进口端172对齐。进口端172优选地构造成使它不延伸超过进口集管122的第一端162。因此，相对于进口管道170，换热器组件120的包装宽度121通常等于进口集管122的长度。图4示出了设置在进口集管122中的对准槽180之内并且基本上垂直于进口集管轴线123的进口端172的非限定实施例。图4还示出了进口端172可以被构造成使得它不超过进口集管122的第一端162延伸。
如图2示出的，出口管148可以沿着出口管轴线149延伸。出口管轴线149和制冷剂管轴线137基本上平行并且出口管148通常邻近一对芯体支承件142的一个。同样地，进口端172沿着进口集管轴123延伸。进口集管轴线123和制冷剂管轴线137基本上平行并且进口端172通常邻近一对芯体支承件142的一个。
继续参考图2，换热器组件120还可以包括连接管182，其可以联接出口管148或进口管道170的端部，以便于从空调组件连接制冷剂管道到换热器组件120，特别是如果出口管148或进口管道170材料和制冷剂管道材料是不同材料，例如铝和铜。在使用不同材料的应用中，密封剂184可以围绕出口管148或进口管道170和连接管182设置，用于防护这些元件以免被腐蚀。然而，本领域技术人员了解密封剂可以包括在换热器组件120另外的实施例中。
因为换热器组件120可以被构造成出口管148和进口管道170不超过集管122，126的端部延伸，换热器组件120的包装宽度121通常相当于进口集管122或出口集管126的较长的轴向长度。对于给定的包装宽度121，由于连结器管的弯头半径，换热器组件120的集管122，126可以宽于如图1所示的具有轴向进口和出口管的带有类似的包装宽度的换热器组件，下文称为轴向换热器组件。集管122，126附加的长度允许换热器组件120具有附加的制冷剂管136和散热片144，增加换热器芯体宽度147，并且因此与轴向换热器组件相比增加换热器芯体的面积。
阻塞挡板可以用于在管中防止气流旁通换热器芯体146，因为当换热器组件120位于在空调组件的空气管道处时，它流过由进口端172和出口管148限定的敞开面积。增加换热器芯体宽度147可以减少需要的阻塞挡板的尺寸或可以消除对阻塞挡板的需要。
增加换热器芯体面积的优点通常是，当与图1示出的轴向换热器组件相比时，它通常降低在给定的气流量通过换热器组件120时通过换热器芯体146的气压差值。空气调节系统典型地使用风扇或其它气流吸气系统以便产生通过换热器的压差。这样的气流吸气系统需要的功率理想地表示为P＝dp×q，其中P是功率，dp是压差，并且q是气流量。因此，当通过换热器芯体146的气压差值减少时，吸气系统的功率可以减少并且仍然保持如轴向换热器组件相同的通过换热器组件120的气流量。降低功率的气流吸气系统将可能在降低采购成本和生产费用方面占优势。
图5显示通过计算机模拟产生的数据，其示出了与轴向换热器组件相比气流通过换热器组件120减少的压力差值。这种计算机模拟已经真实地示出了与实际试验结果很好的相关性。通过上曲线202表示的压差数据源自于类似于在图1示出的换热器组件的计算机模型。通过下曲线204表示的压差数据源自于类似于图2示出的换热器组件的计算机模型。示出的压差以帕斯卡为压力单位在28.3到45.3立方米每分钟的气流量的范围。
热容量Q是来自换热器的热能耗散率。换热器的热容量通常可以通过增加另外的制冷剂管136和散热片144而增加，以增加通过换热器芯体146或制冷剂管136之间的平衡制冷剂分布的制冷剂的流动量，使得每个制冷剂管136和散热片144通常消散等量的热量。热容量还可以通过增加通过换热器芯体146的气流量而增加。
对于预定的包装宽度121，换热器组件120的构造是这样，对于预定的包装宽度121，集管122，126的长度可以增加，因为出口管148和进口端172可以垂直地而不是轴向地引出集管122，126，由此允许增加换热器芯体宽度147。增加的换热器芯体宽度147允许另外的制冷剂管136被包括在换热器芯体146内。通过集管122，126的增加长度允许的附加的制冷剂管136和散热片144，由于通常允许附加的制冷剂流过另外的制冷剂管136从而允许由附加的散热片144的耗散附加热能量，与轴向换热器组件相比增加换热器组件120的热容量。
图6显示通过计算机模拟产生的数据，其示出了与轴向换热器组件相比换热器组件120增加的热容量Q。这种计算机模拟已经真实示出了与实际试验结果很好的相关性。通过下曲线206表示的热容量数据源自于类似于在图1示出的换热器组件的计算机模型。通过上曲线208表示的热容量数据源自于类似于图2示出的换热器组件的计算机模型。示出的热容量以千瓦为单位并在28.3到45.3立方米每分钟的气流量的范围。
与轴向换热器组件相比，增加到换热器组件120的制冷剂管136还通常用于降低在集管122，126之间的压差。然而，换热器组件120通常在出口腔128和出口管148之间具有比轴向换热器组件更大的压差。最后结果可能是与轴向换热器组件相比在换热器组件120中的集管122，126之间增加压差。
图7示出了实验的试验数据，其示出了换热器组件120与轴向换热器组件相比增加的制冷剂压差。通过下曲线210表示的压差数据来自于类似于图1所示的换热器组件。通过上曲线212表示的压差数据来自于类似于图2示出的换热器组件。压差表示为以千帕为单位在R-410a制冷剂在3.5至5.5千克每分钟的质量流量范围上(测量)。
可以预期的，出口腔128和出口管148的设置可以增加在出口腔128和出口管148之间的压差。没有认定任何特殊的理论，相信在换热器组件120的出口腔128和出口管148之间增加压差影响温度值范围。因此，影响压差的特征可以改变以便降低温度值范围，并且由此提供流过制冷剂管136的制冷剂的更均匀的分布。降低的温度值范围也可以有助于增加热容量，因为每个制冷剂管136可以提供更多等同于换热器组件的能量耗散。
图8示出了实验的试验数据，其示出了在三个不同试验条件期间换热器组件120与轴向换热器组件相比的温度值范围的对照。柱状图表214，216，和218表示类似于图2示出的换热器组件观察的温度值范围。柱状图表220，0222，和224表示类似于图1示出的换热器组件观察的温度值范围。示出的温度值范围以摄氏温度为单位。三个试验条件的参数和值在图9示出。
图10示出了试验数据，其示出了类似于图1示出的换热器组件20的换热器芯体的热图形图象。换热器组件20包括出口集管22，进口集管24，和与两个集管22，24以水力连通的多个制冷剂管26。两相制冷剂分布到从进口集管24延伸到出口集管22的制冷剂管26。当两相制冷剂通过制冷剂管26流到出口集管22时，液相通过从周围空气吸热转变为气相。热图形图象的阴影面积230表示在制冷剂管26之内的液相/气相区域，并且非阴影面积232表示制冷剂的气相区域。气相制冷剂收集在出口集管22中。由于汽化热，通过制冷剂在液体到气相改变期间吸收的热量大于通过制冷剂在它的气相之后吸收的热量。如果制冷剂在制冷剂管之间的分布不是相等的，在一些制冷剂管中的制冷剂会过快地转变为气相，降低它们吸收热量的能力。这会降低换热器组件的热容量。具有理想制冷剂分布的换热器芯体通常通过基本上水平的阴影区域在热图形图象中表示。如图10所示，在图像右上角的非阴影区域表示在换热器组件20右边的制冷剂管的次优选的制冷剂分布。
图11示出了试验数据，其示出了类似于图2示出的换热器组件120的换热器芯体热图形图象。在图11中的图像的阴影面积234比图10示出的阴影面积230更为水平，表示在换热器组件120中的制冷剂管136之间更均匀的制冷剂分布，并且因此换热器组件120与换热器组件20相比可增加热容量。
降低的温度值范围是出乎意料的，因为人们相信在换热器组件120中任何性能改善将仅仅产生于附加的制冷剂管136和增加换热器芯体面积。用于在制冷剂管中平衡制冷剂分布的现有技术的方案目的在于降低沿着出口集管的压差，例如由Beamer公开的。相反，在此展现的设置增加了沿着出口集管126在出口腔128和出口管148之间的压差。
增加换热器芯体宽度147也增加进口集管长度。增加进口集管长度可能造成在制造过程期间难以在不损坏进口管道170或制冷剂管136的情况下将进口管道170到衬到进口集管处。进口管道170必须在进口集管122处适当地对齐，以便当它被插入进口集管122中时保证它不接触制冷剂管端140。在制造过程期间当进口管道170被插入进口集管122中时，进口端172与对准槽180对齐。进口端172与对准槽180和进口集管端盖164配合以便保证进口管道170在进口集管122的适当的位置。当卡合部件181在对准槽180完全地插入并且保持它在原位时，卡合部件181捕获进口端172。
相应地，提供由具有出口管148的出口集管126、具有进口端172的进口集管122和换热器芯体146组成的换热器组件120。与带有具有轴向进口和出口管的类似的包装宽度121的换热器组件相比，显示的实施例提供了通过换热器芯体146的降低的温度值范围。降低的温度值范围可以是在换热器芯体146之内的制冷剂管136之间的更一致的制冷剂分布的指标。对了预定的包装宽度121，换热器组件120的构造是如此的，即对于预定的包装宽度121，集管122，126的长度可以增加，因为出口管148和进口端172可以垂直地而不是轴向地引出集管122，126，由此允许增加换热器芯体宽度147。增加的换热器芯体宽度147允许附加的制冷剂管136被包括到换热器芯体146中，提供用于通过换热器组件120的气流在相同的气压差值下增加气流量，并且因此增加换热器组件热容量。
本发明已经根据其中的最优实施例被描述，它不旨在被限制，而仅仅为下述的权利要求所阐述的范围。

Claims (20)

1.一种换热器组件，包括
限定沿着进口集管轴线延伸的进口腔的进口集管；
限定沿着出口集管轴线延伸的出口腔的出口集管，其中出口集管限定垂直于出口集管轴线的15度之内定向的开口；
包括多个制冷剂管的换热器芯体，每个制冷剂管在出口腔和进口腔之间延伸，其中出口腔和进口腔通过制冷剂管流体连通；和
密封地联接所述开口的出口管，其中出口管和出口腔协作以降低穿过换热器芯体的温度值范围。地结合到所述开口，其中出口管和出口腔配合以减少通过换热器芯体的温度值范围。
2.如权利要求1的换热器组件，其特征在于，所述开口限定尖缘进口，其中当制冷剂从出口腔流出进入影响温度值范围的出口管时，尖缘进口引起在出口腔和出口管之间的压差。
3.如权利要求2的换热器组件，其特征在于，所述出口管的尖缘进口具有大于1的流阻系数。
4.如权利要求2的换热器组件，其特征在于，在10米每秒的局部速度下测量的出口腔和出口管之间的压差大于15.2千帕。
5.如权利要求2的换热器组件，其特征在于，出口集管的横截面积是572.6平方毫米，并且出口管的横截面积是194.8平方毫米，并且在4.7千克每分钟的质量流速下测量的出口集管和出口管之间的压差17.2千帕。
6.如权利要求1的换热器组件，其特征在于，出口管延伸入出口腔。
7.如权利要求1的换热器组件，其特征在于，还包括出口管道，所述出口管道将出口腔分隔成返回区域和出口区域用于影响它们之间的流动。
8.如权利要求7的换热器组件，其特征在于，出口管道限定多个出口孔，所述出口孔建立在返回区域和出口区域之间的流体连通。
9.如权利要求1的换热器组件，其特征在于，进口集管在进口集管的第一端限定第一开口，其中所述进口集管还包括进口集管端盖，其中进口集管端盖在第一开口之内被密封地接合以限定在进口腔外的进口集管端腔。
10.如权利要求9的换热器组件，其特征在于，进口集管还包括 
与在进口集管端盖处限定的孔密封地接合并且延伸入进口腔的进口管道。
11.如权利要求10的换热器组件，其特征在于，所述进口管道限定多个进口孔，所述进口孔在进口管道之内的所述进口腔和进口区域之间建立流体连通。
12.如权利要求10的换热器组件，其特征在于，在进口腔以外的进口管道的进口端通过弯头联接进口孔，所述弯头使进口端垂直于进口集管轴线的15度之内定向。
13.如权利要求12的换热器组件，其特征在于，还包括由进口集管集管端腔限定的对准槽，所述对准槽构造成接纳所述进口端以使进口端对齐。
14.一种换热器组件，包括：
限定沿着进口集管轴线延伸的进口腔的进口集管；
限定沿着出口集管轴线延伸的出口腔的出口集管；
包括多个制冷剂管的换热器芯体，每个制冷剂管在出口腔和进口腔之间延伸，其中出口腔和进口腔通过制冷剂管流体连通；和
与在进口集管端盖处限定的孔密封地接合的并且延伸到进口腔的进口管道。
15.如权利要求14的换热器组件，其特征在于，进口管道限定多个进口孔，所述进口孔在进口腔和进口管道内的进口区域之间建立流体连通。
16.如权利要求14的换热器组件，其特征在于，其中在进口腔以外的进口管道的进口端通过弯头连接进口孔，所述弯头使所述进口端垂直于进口集管轴的15度之内定向。
17.如权利要求16的换热器组件，其特征在于，由进口集管端腔限定的对准槽构造成接纳所述进口端以使进口端成对准。
18.一种换热器组件，包括：
限定沿着进口集管轴线延伸的进口腔的进口集管，其中进口集管限定在进口集管的第一端的第一开口，其中所述进口集管还包括进口集管端盖，其中进口集管端盖密封地接合在第一开口之内以限定在进口腔外面的进口集管端腔；
限定沿着出口集管轴线延伸的出口腔的出口集管，其中出口集管限定垂直于出口集管轴线的15度之内定向的开口；
包括多个制冷剂管的换热器芯体，每个制冷剂管沿着制冷剂管轴线在出口腔和进口腔之间延伸，其中出口腔和进口腔通过制冷剂管流体连通； 
出口管道，所述出口管道将出口腔分隔成返回区域和出口区域用于影响它们之间的流动，其中出口管道限定多个出口孔，所述出口孔在返回区域和出口区域之间建立流体连通；和
密封地联接所述开口并且延伸入出口腔的出口区域的出口管，其中出口管和出口区域协作以减少通过换热器芯体的温度值范围，其中定位在出口区域之内的出口管端限定尖缘进口，其中当制冷剂从出口腔流到影响温度值范围的出口管时，尖缘进口引起在出口腔和出口管之间的压差。
19.如权利要求18的换热器组件，其特征在于，所述组件还包括：
密封地接合限定在进口集管端盖中并且延伸入进口腔的进口管道，其中所述进口管道限定多个孔，所述孔在进口管道内的所述进口腔和进口区域之间建立流体连通，其中在进口腔以外的进口管道的进口端通过弯头联接进口孔，所述弯头使进口端垂直于进口集管轴线定向；和
由进口集管端腔限定的对准槽，所述对准槽构造成接收所述进口端以使进口端成一直线。
20.如权利要求18的换热器组件，其特征在于，所述组件还包括设置在制冷剂管外部并且在所述出口和进口集管之间相对所述制冷剂管以平行并且间隔的关系延伸的一对芯体支承件，其中所述出口管沿着出口管轴线延伸，其中出口管轴线和制冷剂管轴线处于平行的15度之内，并且出口管通常邻近一对芯体支承件的一个，其中进口端沿着进口轴线延伸，其中进口轴线和制冷剂管轴线处于平行的15度之内并且进口端通常邻近一对芯体支承件的一个。 
CN2012202921106U 2011-05-05 2012-05-04 换热器组件 Expired - Fee Related CN202709554U (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/101,470 2011-05-05
US13/101,470 US8408284B2 (en) 2011-05-05 2011-05-05 Heat exchanger assembly

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN202709554U true CN202709554U (zh) 2013-01-30

Family

ID=46044530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012202921106U Expired - Fee Related CN202709554U (zh) 2011-05-05 2012-05-04 换热器组件

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8408284B2 (zh)
EP (1) EP2520887B1 (zh)
KR (1) KR101991515B1 (zh)
CN (1) CN202709554U (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021258980A1 (zh) * 2020-06-23 2021-12-30 丹佛斯有限公司 集流管组件以及换热器

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10260030A1 (de) * 2001-12-21 2003-07-03 Behr Gmbh & Co Wärmeübertrager, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
JP6104893B2 (ja) * 2012-04-26 2017-03-29 三菱電機株式会社 熱交換器、冷凍サイクル装置、空気調和機及び熱交換方法
US20140096944A1 (en) * 2012-10-09 2014-04-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Heat exchanger
EP3033579B1 (en) 2013-08-12 2017-08-02 Carrier Corporation Heat exchanger and flow distributor
KR102170312B1 (ko) * 2014-02-07 2020-10-26 엘지전자 주식회사 열교환기
DE102015210231A1 (de) * 2015-06-03 2016-12-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Wärmetauscher für ein Kühlsystem, Kühlsystem sowie Baugruppe
US10551099B2 (en) * 2016-02-04 2020-02-04 Mahle International Gmbh Micro-channel evaporator having compartmentalized distribution
EP3452771B1 (en) 2016-05-03 2022-08-31 Carrier Corporation Heat exchanger arrangement

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1662236A (en) * 1926-09-11 1928-03-13 Edmund Mcgillivray Steam and hot-water radiator
US1684083A (en) * 1927-06-02 1928-09-11 Samuel C Bloom Refrigerating coil
US3976128A (en) * 1975-06-12 1976-08-24 Ford Motor Company Plate and fin heat exchanger
JPH0284250A (ja) * 1988-07-14 1990-03-26 Showa Alum Corp ろう付用パイプの製造方法
JPH0717965Y2 (ja) * 1990-02-22 1995-04-26 サンデン株式会社 熱交換器
US5186248A (en) 1992-03-23 1993-02-16 General Motors Corporation Extruded tank condenser with integral manifold
US6729386B1 (en) * 2001-01-22 2004-05-04 Stanley H. Sather Pulp drier coil with improved header
US7017656B2 (en) * 2001-05-24 2006-03-28 Honeywell International, Inc. Heat exchanger with manifold tubes for stiffening and load bearing
US7806171B2 (en) * 2004-11-12 2010-10-05 Carrier Corporation Parallel flow evaporator with spiral inlet manifold
AU2005326694B2 (en) * 2005-02-02 2010-07-22 Carrier Corporation Tube inset and bi-flow arrangement for a header of a heat pump
US7967060B2 (en) * 2005-08-18 2011-06-28 Parker-Hannifin Corporation Evaporating heat exchanger
US20080023183A1 (en) * 2006-07-25 2008-01-31 Henry Earl Beamer Heat exchanger assembly
US7484555B2 (en) * 2006-07-25 2009-02-03 Delphi Technologies, Inc. Heat exchanger assembly
US7921558B2 (en) 2008-01-09 2011-04-12 Delphi Technologies, Inc. Non-cylindrical refrigerant conduit and method of making same
US20090173482A1 (en) 2008-01-09 2009-07-09 Beamer Henry E Distributor tube subassembly
US20090229805A1 (en) 2008-03-13 2009-09-17 Delphi Technologies, Inc. Manifold design having an improved collector conduit and method of making same
US20100300667A1 (en) * 2009-06-01 2010-12-02 Delphi Technologies, Inc. Distributor tube and end cap subassembly

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021258980A1 (zh) * 2020-06-23 2021-12-30 丹佛斯有限公司 集流管组件以及换热器

Also Published As

Publication number Publication date
EP2520887B1 (en) 2018-10-24
EP2520887A2 (en) 2012-11-07
EP2520887A3 (en) 2013-11-13
US20120279692A1 (en) 2012-11-08
KR101991515B1 (ko) 2019-06-20
KR20120125186A (ko) 2012-11-14
US8408284B2 (en) 2013-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN202709554U (zh) 换热器组件
CN103299140B (zh) 热交换器
CN103256757B (zh) 换热器及空气调节装置
JP4628380B2 (ja) 空気調和装置
US20110240276A1 (en) Heat exchanger having an inlet distributor and outlet collector
CN202814179U (zh) 通信机房降温系统用热管热交换器
CN104272040A (zh) 制冷剂分配器及具备此制冷剂分配器的热交换器
US20120160465A1 (en) Heat exchanger
CN108844257A (zh) 具有分配管保持片的热交换器组件
AU2017206160B2 (en) Heat Exchanger
WO2022089661A1 (zh) 换热装置和空调器
CN107128147B (zh) 一种同轴管及具有其的空调系统
US11988422B2 (en) Microchannel heat exchanger drain
CN105387761A (zh) 具有降低长度分配器管的热交换器
CN205642108U (zh) 一种多孔微通道型材的热交换器
WO2021210428A1 (ja) 熱交換器
CN107525308A (zh) 换热器
CN203010809U (zh) 高效能机柜空调器
US7650934B2 (en) Heat exchanger
CN101298952A (zh) 一种平行流式冷凝器及使用该冷凝器的空调器
CN219319120U (zh) 适用于特种设备的微型同心套管式蒸发器
CN205690757U (zh) 一种冷凝系统及应用其的室外机、空调器
CN105180307B (zh) 一种空调室外机及其冷凝器
CN104075495B (zh) 一种空调器及其翅片式换热器
CN216977615U (zh) 一种板式管束换热器

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20160322

Address after: Stuttgart, Germany

Patentee after: Mahle Int GmbH

Address before: michigan

Patentee before: Delphi Automotive Systems LLC (US)

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130130

Termination date: 20200504