CN212538882U - 基于微通道换热结构的水冷风冷双冷换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于微通道换热结构的水冷风冷双冷换热器，包括：上下水冷集管、上下冷媒集管、微通道水冷风冷换热管、风扇和边框。本实用新型结构可实现单独水冷、单独风冷和水冷风冷双冷联合运行三种冷却模式。通过微通道水冷风冷换热管、上下冷媒集管与上下水冷集管联合运行可实现单独水冷换热功能；通过微通道水冷风冷换热管、上下冷媒集管与风扇联合运行可实现单独风冷换热功能；通过微通道水冷风冷换热管、上下冷媒集管、上下水冷集管和风扇联合运行可实现水冷风冷双冷换热功能。本实用新型缩小了换热器体积，具有低成本、高效率、多功能等特点。

Description

基于微通道换热结构的水冷风冷双冷换热器

技术领域

本实用新型涉及一种换热器，具体可应用在空调、热泵、热管等设备上用于流体换热的水冷风冷双冷高效换热器。

背景技术

现阶段的换热器多为单一换热介质换热模式，如单一水冷、单一风冷。因水具有高密度、高热容的优点，水冷换热多用于高热流密度的冷却；空气具有低密度、低热容的特点，一般应用于低热流密度的换热场合。无论水冷还是风冷换热器，为了加大换热能力，多采用增加换热面的方式达成目标，而此种方案会造成换热器体积的增大、安装空间增加、单位面积换热能力的下降、制作成本的提高。因此，现存的换热器具有功能单一、体积大、成本高、单位面积换热速率低等不足。

实用新型内容

针对现有换热器存在的问题与不足，本实用新型提供一种基于微通道换热结构的水冷风冷双冷换热器。本实用新型设计了一种可同时实现水冷和风冷的微通道换热管，通过与水冷集管、冷媒集管以及风扇的结合，此换热器可实现单独水冷、单独风冷和水冷风冷联合冷却模式。

为实现上述实用新型目的，本实用新型技术方案如下：

一种基于微通道换热结构的水冷风冷双冷换热器，包括边框、固定连接于边框上侧的上水冷集管12、上冷媒集管22，固定连接于边框下侧的下水冷集管11、下冷媒集管21，上冷媒集管22和下冷媒集管21连通，下水冷集管11和上水冷集管12连通；

边框的上下两侧之间垂直设置微通道水冷风冷换热管3，所述的微通道水冷风冷换热管3 包括微通道冷媒管4、固定于微通道冷媒管4一侧的水冷管5、固定于微通道冷媒管4另一侧的风冷翅片6，微通道冷媒管4上下两端分别与上冷媒集管22、下冷媒集管21固定接通，形成冷媒换热通道；水冷管5上端穿过上冷媒集管22后与上水冷集管12固定接通，水冷管5 下端穿过下冷媒集管21后与下水冷集管11固定接通，形成水冷换热通道；沿管长方向微通道冷媒管4长度短于水冷管5，相邻的微通道水冷风冷换热管3之间的间隔形成风冷通道7，边框的正面设有风扇9，风扇9的送风位置正对微通道水冷风冷换热管3；

上冷媒集管22设有高温冷媒蒸汽入口，下水冷集管11设有低温冷却水入口，上水冷集管12设有冷却水出口，下冷媒集管21设有冷媒液体出口。

作为优选方式，微通道水冷风冷换热管3为接通上水冷集管12、下水冷集管11、上冷媒集管22、下冷媒集管21的并联管路。

作为优选方式，微通道冷媒管4、水冷管5、风冷翅片6为挤压成型一体化部件。

作为优选方式，水冷管5的横截面大于微通道冷媒管4。

作为优选方式，微通道冷媒管4上下两端分别与上冷媒集管22、下冷媒集管21焊接接通，水冷管5上端穿过上冷媒集管22后与上水冷集管12焊接接通，水冷管5下端穿过下冷媒集管21后与下水冷集管11焊接接通。

本实用新型的基于微通道换热结构的水冷风冷双冷换热器的工作方法，包括水冷工作模式、风冷工作模式、水冷风冷联合工作模式：

水冷工作模式：水冷换热模式时，风扇9关闭，高温冷媒蒸汽从上冷媒集管22进入后沿微通道冷媒管4向下流动，而低温冷却水从下水冷集管11进入后沿水冷管5向上流动，在此期间，高温冷媒蒸汽与低温冷却水在微通道冷媒管4和水冷管5共用管壁上进行换热，加热后的冷却水由上水冷集管12流出，而经过相变冷却的冷媒液体由下冷媒集管21流出，完成水冷换热过程；

风冷工作模式：风冷换热模式时，风扇9启动，高温冷媒蒸汽从上冷媒集管22进入后沿微通道冷媒管4向下流动，而低温空气在风扇9带动下通过风冷通道7，在此期间，高温冷媒蒸汽与低温空气在微通道水冷风冷换热管3外壁进行换热，加热后的空气经过风冷通道7 后散于环境，而经过相变冷却的冷媒液体由下冷媒集管21流出，完成风冷换热过程；

水冷风冷联合工作模式：水冷风冷联合换热时，风扇9开启，高温冷媒蒸汽从上冷媒集管22进入后沿微通道冷媒管4向下流动，而低温冷却水从下水冷集管11进入后沿水冷管5 向上流动；同时，低温空气在风扇带动下通过风冷通道7，在此期间，高温冷媒蒸汽与冷却水、低温空气在微通道冷媒管4和水冷管5共用管壁、外壁上同时换热，加热后的冷却水由上水冷集管12流出，加热后的空气经过风冷通道7后散于环境，而经过相变冷却的冷媒液体由下冷媒集管21流出，完成水冷风冷联合换热过程。

本实用新型结构的技术构思如下：

采用微通道水冷风冷换热管作为风冷水冷换热结构，微通道水冷风冷换热管、上下冷媒集管与上下水冷集管联合运行，通过微通道冷媒管和水冷管共用管壁换热实现水冷换热功能；微通道水冷风冷换热管、上下冷媒集管与风扇合运行，通过管外壁换热实现风冷冷换热功能；微通道水冷风冷换热管、上下冷媒集管、上下水冷集管和风扇联合运行，通过管内外壁换热实现水冷风冷双重换热功能。

相比现有技术，本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型提供的水冷风冷双冷换热结构与现有的单一水冷或风冷换热器相比，本实用新型可实现单独水冷、单独风冷或水冷风冷双冷联合工作模式，实现了换热器的多功能化。

2、微通道水冷风冷换热管采用挤压成型部件，其微通道结构可增强内部的冷媒两相流换热系数，同时，其材质为铝，具有价格低的优点。

3、本实用新型将水冷与风冷结构集成双冷一体结构，减小了换热器体积、降低了成本、增强了换热器的适用性、提高了换热器单位面积换热效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种基于微通道换热结构的水冷风冷双冷换热器的结构示意图；

图2(a)为本实用新型的微通道水冷风冷换热管的主视图；

图2(b)为本实用新型的微通道水冷风冷换热管的侧视图；

图中，11为下水冷集管，12为上水冷集管，21为下冷媒集管，22为上冷媒集管，3为微通道水冷风冷换热管，4为微通道冷媒管，5为水冷管，6为风冷翅片，7为风冷通道，8 为边框，9为风扇。

具体实施方式

为了使得所属领域技术人员能够更加清楚本实用新型方案及原理，下面结合附图和具体实施例进行详细描述。本实用新型的内容不局限于任何具体实施例，也不代表是最佳实施例，本领域技术人员所熟知的一般替代也涵盖在本实用新型的保护范围内。

本实施例提供一种基于微通道换热结构的水冷风冷双冷换热器，包括边框、固定连接于边框上侧的上水冷集管12、上冷媒集管22，固定连接于边框下侧的下水冷集管11、下冷媒集管21，上冷媒集管22和下冷媒集管21连通，下水冷集管11和上水冷集管12连通；

边框的上下两侧之间垂直设置微通道水冷风冷换热管3，微通道水冷风冷换热管3为接通上水冷集管12、下水冷集管11、上冷媒集管22、下冷媒集管21的并联管路。所述的微通道水冷风冷换热管3包括微通道冷媒管4、固定于微通道冷媒管4一侧的水冷管5、固定于微通道冷媒管4另一侧的风冷翅片6，微通道冷媒管4、水冷管5、风冷翅片6为挤压成型一体化部件。水冷管5的横截面大于微通道冷媒管4。微通道冷媒管4上下两端分别与上冷媒集管22、下冷媒集管21焊接接通，形成冷媒换热通道；水冷管5上端穿过上冷媒集管22后与上水冷集管12焊接接通，水冷管5下端穿过下冷媒集管21后与下水冷集管11焊接接通，形成水冷换热通道；沿管长方向微通道冷媒管4长度短于水冷管5，相邻的微通道水冷风冷换热管3之间的间隔形成风冷通道7，边框的正面设有风扇9，风扇9的送风位置正对微通道水冷风冷换热管3；

上冷媒集管22设有高温冷媒蒸汽入口，下水冷集管11设有低温冷却水入口，上水冷集管12设有冷却水出口，下冷媒集管21设有冷媒液体出口。

本实施例的基于微通道换热结构的水冷风冷双冷换热器的工作方法，包括水冷工作模式、风冷工作模式、水冷风冷联合工作模式：

水冷工作模式：水冷换热模式时，风扇9关闭，高温冷媒蒸汽从上冷媒集管22进入后沿微通道冷媒管4向下流动，而低温冷却水从下水冷集管11进入后沿水冷管5向上流动，在此期间，高温冷媒蒸汽与低温冷却水在微通道冷媒管4和水冷管5共用管壁上进行换热，加热后的冷却水由上水冷集管12流出，而经过相变冷却的冷媒液体由下冷媒集管21流出，完成水冷换热过程；

风冷工作模式：风冷换热模式时，风扇9启动，高温冷媒蒸汽从上冷媒集管22进入后沿微通道冷媒管4向下流动，而低温空气在风扇9带动下通过风冷通道7，在此期间，高温冷媒蒸汽与低温空气在微通道水冷风冷换热管3外壁进行换热，加热后的空气经过风冷通道7 后散于环境，而经过相变冷却的冷媒液体由下冷媒集管21流出，完成风冷换热过程；

水冷风冷联合工作模式：水冷风冷联合换热时，风扇9开启，高温冷媒蒸汽从上冷媒集管22进入后沿微通道冷媒管4向下流动，而低温冷却水从下水冷集管11进入后沿水冷管5 向上流动；同时，低温空气在风扇带动下通过风冷通道7，在此期间，高温冷媒蒸汽与冷却水、低温空气在微通道冷媒管4和水冷管5共用管壁、外壁上同时换热，加热后的冷却水由上水冷集管12流出，加热后的空气经过风冷通道7后散于环境，而经过相变冷却的冷媒液体由下冷媒集管21流出，完成水冷风冷联合换热过程。

以上结合附图对本实用新型的实施例进行了详细阐述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护范围的情况下还可以做出很多变形，这些均属于本实用新型的保护。

Claims (5)

1.一种基于微通道换热结构的水冷风冷双冷换热器，其特征在于：包括边框、固定连接于边框上侧的上水冷集管(12)、上冷媒集管(22)，固定连接于边框下侧的下水冷集管(11)、下冷媒集管(21)，上冷媒集管(22)和下冷媒集管(21)连通，下水冷集管(11)和上水冷集管(12)连通；

边框的上下两侧之间垂直设置微通道水冷风冷换热管(3)，所述的微通道水冷风冷换热管(3)包括微通道冷媒管(4)、固定于微通道冷媒管(4)一侧的水冷管(5)、固定于微通道冷媒管(4)另一侧的风冷翅片(6)，微通道冷媒管(4)上下两端分别与上冷媒集管(22)、下冷媒集管(21)固定接通，形成冷媒换热通道；水冷管(5)上端穿过上冷媒集管(22)后与上水冷集管(12)固定接通，水冷管(5)下端穿过下冷媒集管(21)后与下水冷集管(11)固定接通，形成水冷换热通道；沿管长方向微通道冷媒管(4)长度短于水冷管(5)，相邻的微通道水冷风冷换热管(3)之间的间隔形成风冷通道(7)，边框的正面设有风扇(9)，风扇(9)的送风位置正对微通道水冷风冷换热管(3)；

上冷媒集管(22)设有高温冷媒蒸汽入口，下水冷集管(11)设有低温冷却水入口，上水冷集管(12)设有冷却水出口，下冷媒集管(21)设有冷媒液体出口。

2.根据权利要求1所述的基于微通道换热结构的水冷风冷双冷换热器，其特征在于：微通道水冷风冷换热管(3)为接通上水冷集管(12)、下水冷集管(11)、上冷媒集管(22)、下冷媒集管(21)的并联管路。

3.根据权利要求1所述的基于微通道换热结构的水冷风冷双冷换热器，其特征在于：微通道冷媒管(4)、水冷管(5)、风冷翅片(6)为挤压成型一体化部件。

4.根据权利要求1所述的基于微通道换热结构的水冷风冷双冷换热器，其特征在于：水冷管(5)的横截面大于微通道冷媒管(4)。

5.根据权利要求1所述的基于微通道换热结构的水冷风冷双冷换热器，其特征在于：微通道冷媒管(4)上下两端分别与上冷媒集管(22)、下冷媒集管(21)焊接接通，水冷管(5)上端穿过上冷媒集管(22)后与上水冷集管(12)焊接接通，水冷管(5)下端穿过下冷媒集管(21)后与下水冷集管(11)焊接接通。

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