CN204648758U - 一种适用于外侧流体相变的换热器 - Google Patents

一种适用于外侧流体相变的换热器 Download PDF

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李辉
张永靖
王凯
张继轩
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SHANGHAI LONGYANG PRECISION COMPOUND COPPER PIPE CO Ltd
Tsinghua University
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SHANGHAI LONGYANG PRECISION COMPOUND COPPER PIPE CO Ltd
Tsinghua University
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Abstract

本实用新型公开的一种适用于外侧流体相变的换热器,包括相互平行设置的左、右集流管以及若干沿左集流管或右集流管长度方向间隔设置在所述左、右集流管之间的微通道扁管,每一微通道扁管的外管面上以及相邻的两根微通道之间均设置有金属泡沫。本实用新型的有益效果在于:微通道扁管上包覆有金属泡沫,不仅强化了换热器的管外换热能力,而且由于金属泡沫的结构类似于钢丝球,液相介质流经金属泡沫时不会存于金属泡沫内而会沿着金属泡沫的孔隙流下,有效地避免了介质由气相变为液相时在换热器外表面凝固结冰,影响到换热器的运行。

Description

一种适用于外侧流体相变的换热器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及换热器技术领域,尤其涉及一种适用于外侧流体相变的换热器。
背景技术
[0002] 家用空调、汽车空调等制冷空调设备主要通过换热器进行工作,其中平行换热器具有制冷效率高、体积小、重量轻等特点,能够很好的满足市场的要求,近年来已被逐渐应用于家用空调、汽车空调系统中。平行流换热器是将管带式换热器的制冷剂单路进出或双路并、串联进出的形式改变为双层多流程进出的形式。参见图1,图中给出的是现有的平行流换热器,包括相互平行的左、右集流管10a、10b、设置在左、右集流管10a、10b之间的微通道扁管20以及设置在相邻两个微通道扁管20之间的翅片。平行流换热器安装后,其中的微通道扁管20与水平面平行。平行流换热器在冬天使用时,当气相介质遇冷变为液相介质时流下来,落在微通道扁管20之间的翅片的间隙中和微通道扁管20的表面上,由于翅片本身结构的局限性,其内部的间隙很容易保存液相介质,不利于排水,同时水平设置的微通道扁管20的表面也不利于排水,液相介质便在翅片的间隙中和微通道扁管20的表面上凝固结成冰。此时,表面结冰的平行流换热器就根本无法使用,如强行启动,将会导致换热器损坏。
[0003] 为此,申请人经过有益的尝试和探索,找到了解决了上述问题的方法,下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
实用新型内容
[0004] 本实用新型所要解决的技术问题是:针对现有的平行换热器在冬天其外侧无法适用于由气相介质变为液相介质的相变情况,现提供一种适用于外侧流体相变的换热器。
[0005] 本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:
[0006] 一种适用于外侧流体相变的换热器,包括相互平行设置的左、右集流管以及若干沿左集流管或右集流管长度方向间隔设置在所述左、右集流管之间的微通道扁管,每一微通道扁管的外管面上以及相邻的两根微通道扁管之间均设置有金属泡沫。
[0007] 在本实用新型的一个优选实施例中,每一微通道扁管的横截面的长轴不垂直于所述左集流管或右集流管的轴线。
[0008] 在本实用新型的一个优选实施例中,每一微通道扁管的横截面的长轴与所述左集流管或右集流管的轴线之间形成的夹角为0°〜45°。
[0009] 在本实用新型的一个优选实施例中,每一微通道扁管由间隔设置的至少两根微通道子扁管构成,相邻的两根微通道子扁管的轴线位于同一水平面上呈对齐并排布置或者不位于同一水平面上呈上下错开布置。
[0010] 在本实用新型的一个优选实施例中,所述金属泡沫由若干泡沫单元堆积而成,所述泡沫单元的形状为规则的多面体或者不规则的多面体或者圆球体或者椭圆球体中一种或多种。
[0011] 在本实用新型的一个优选实施例中,所述泡沫单元为空心结构或者实体结构或者由空心和实体混合堆积而成的结构中一种或多种。
[0012] 在本实用新型的一个优选实施例中,所述金属泡沫中体积最小的泡沫单元的最大横截面积为< 100mm2,其最大长度为< 1000mm。
[0013] 由于采用了如上的技术方案,本实用新型的有益效果在于:微通道扁管上包覆有金属泡沫,不仅强化了换热器的管外换热能力,而且由于金属泡沫的结构类似于钢丝球,液相介质流经金属泡沫时不会存于金属泡沫内而会沿着金属泡沫的孔隙流下,有效地避免了介质由气相变为液相时在换热器外表面凝固结冰,影响到换热器的运行。其次,微通道扁管的横截面的长轴不垂直于左集流管或者右集流管,流落在微通道扁管上的液相介质会沿着微通道扁管的表面流下,避免了液相介质在微通道扁管上凝固结冰,另外,倾斜设置的微通道扁管能够有效地减少风阻,使得结构更加稳固。再者,微通道扁管可分为多个微通道子扁管,一方面能增加换热流量,提高换热能力,另一方面也能进一步起到减少风阻的作用。
附图说明
[0014] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例,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。
[0015] 图1是现有的平行流换热器的结构示意图。
[0016] 图2是本实用新型的结构示意图。
[0017] 图3是图2的I处的一个实施例的剖面图。
[0018] 图4是图2的I处的另一个实施例的剖面图。
[0019] 图5是图2的I处的又一个实施例的剖面图。
具体实施方式
[0020] 为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本实用新型。
[0021] 参见图2,图中给出的是一种适用于外侧流体相变的换热器,包括左集流管100a、右集流管100b、若干微通道扁管200以及金属泡沫300。
[0022] 左、右集流管100a、100b相互平行设置,在左、右集流管100a、100b的外侧对称设置有定位块110,用于换热器的定位,使得换热器安装结构更加稳固。
[0023] 若干微通道扁管200沿左集流管10a或者右集流管10b的长度方向间隔设置在左、右集流管100a、100b之间。金属泡沫300包覆在每一微通道管道200的外管面上且将相邻的两根微通道扁管200之间的空间填充。金属泡沫300采用烧结的方式固定在微通道扁管200的外围,其密度、厚度根据实际换热情况定制。金属泡沫300的设计不仅强化了换热器的管外换热能力,而且由于金属泡沫的结构类似于钢丝球,液相介质流经金属泡沫时不会存于金属泡沫内而会沿着金属泡沫的孔隙流下,有效地避免了介质由气相变为液相时在换热器外表面凝固结冰,影响到换热器的运行。
[0024] 金属泡沫300由若干泡沫单元堆积而成,相邻的两个泡沫单元之间构成供换热介质流通的孔隙。本实施例中,图3至图5给出的金属泡沫的泡沫单元为空心的规则六面体结构。此外,泡沫单元的形状可为规则的多面体或者不规则的多面体或者圆球体或者椭圆球体中一种或多种。泡沫单元也可为空心结构或者实体结构或者由空心和实体混合堆积而成的结构中一种或多种。更进一步地,金属泡沫300中体积最小的泡沫单元的最大横截面积为< 100mm2,其最大长度为< 1000mm。这样的金属泡沫300的换热效果更佳。
[0025] 每一微通道扁管200的横截面的长轴不垂直于左集流管10a或右集流管10b的轴线,流落在微通道扁管上的液相介质会沿着微通道扁管的表面流下,避免了液相介质在微通道扁管上凝固结冰。优选地,每一微通道扁管200的横截面的长轴与左集流管10a或右集流管10b的轴线之间形成的夹角为0°〜45°。当该夹角为0°时,风阻最大,排水效果最好,如图3所示;该夹角由0°逐渐向45°增大时,风阻逐渐降低,排水效果逐渐减弱;当该夹角为45°时,风阻和排水效果较为佳,整体结构更加稳固。
[0026] 另外,每一微通道扁管200由间隔设置的两根微通道子扁管210构成,当然,微通道子扁管210的数量并不局限于本实施例中的数量,微通道子扁管210的数量应根据换热流量以及对风阻要求而定。相邻的两根微通道子扁管210的轴线位于同一水平面上呈对齐并排布置,如图4所示,又或者不位于同一水平面上呈上下错开布置,如图5所示。这样设计的微通道扁管200 —方面能增加换热流量,提高换热能力,另一方面也能进一步起到减少风阻的作用。
[0027] 以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种适用于外侧流体相变的换热器,包括相互平行设置的左、右集流管以及若干沿左集流管或右集流管长度方向间隔设置在所述左、右集流管之间的微通道扁管,其特征在于,每一微通道扁管的外管面上以及相邻的两根微通道扁管之间均设置有金属泡沫。
2.如权利要求1所述的适用于外侧流体相变的换热器,其特征在于,每一微通道扁管的横截面的长轴不垂直于所述左集流管或右集流管的轴线。
3.如权利要求1所述的适用于外侧流体相变的换热器,其特征在于,每一微通道扁管的横截面的长轴与所述左集流管或右集流管的轴线之间形成的夹角为0°〜45°。
4.如权利要求1至3任一项所述的适用于外侧流体相变的换热器,其特征在于,每一微通道扁管由间隔设置的至少两根微通道子扁管构成,相邻的两根微通道子扁管的轴线位于同一水平面上呈对齐并排布置或者不位于同一水平面上呈上下错开布置。
5.如权利要求4所述的适用于外侧流体相变的换热器,其特征在于,所述金属泡沫由若干泡沫单元堆积而成,所述泡沫单元的形状为规则的多面体或者不规则的多面体或者圆球体或者椭圆球体中一种或多种。
6.如权利要求5所述的适用于外侧流体相变的换热器,其特征在于,所述泡沫单元为空心结构或者实体结构或者由空心和实体混合堆积而成的结构中一种或多种。
7.如权利要求5或6所述的适用于外侧流体相变的换热器,其特征在于,所述金属泡沫中体积最小的泡沫单元的最大横截面积为< 100mm2,其最大长度为< 1000mm。
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CN104964486A (zh) * 2015-03-16 2015-10-07 清华大学 一种适用于外侧流体相变的换热器
CN106324024A (zh) * 2016-08-11 2017-01-11 西北工业大学 一种用于相变材料传热的实验装置及测试方法

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