CN213178905U - 一种换热器和应用该换热器的空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种换热器，包括排成两列的第一排扁管与第二排扁管，第一排扁管上设置开窗翅片，第二排扁管上设置波纹翅片。第一排扁管与第二排扁管的同一端通过连接集管连接，第一排扁管远离连接集管的一端连接有集气组件，第二排扁管远离连接集管的一端连接有集液组件。集气组件包括多个并联的第一集气管，第一集气管水平设置并与第一排扁管连接。集液组件包括第二集液管，第二集液管内部被分隔成多个独立的容纳空间，容纳空间与第二排扁管连通。该换热器应用于空调，能达到第一排扁管和第二排扁管内部冷媒均匀分流的技术效果。

Description

一种换热器和应用该换热器的空调

技术领域

本实用新型涉及换热技术领域，特别是涉及一种换热器和应用该换热器的空调。

背景技术

微通道换热器是一种高效的换热器，但传统结构的微通道换热器存在集流管内冷媒分流不均、翅片结构排水性差这两个技术问题，从而导致微通道换热器在热泵空调上难以应用。

为解决传统结构的微通道换热器存在的翅片结构排水性差的技术问题，现有技术公开了具有带排水结构翅片的双排微通道换热器。具有带排水结构翅片的双排微通道换热器存在的技术问题为：双排扁管间的串联结构内腔大，导致冷媒压降大使得冷媒分流不均匀、换热效率低、制作成本高昂。

为解决传统结构的微通道换热器存在的集流管内冷媒分流不均的技术问题，现有技术公开了双排热泵微通道换热器。双排热泵微通道换热器的扁管沿空气流动方向排列成两排，两排扁管通过大尺寸的集流管相互连接。双排热泵微通道换热器存在的技术问题为：冷媒流过第一排扁管经过大尺寸集流管连接处时，由于空间突然放大数十倍，导致冷媒压力大幅下降，在第二排扁管中流速降低，换热效率低下。

实用新型内容

本实用新型提供一种换热器，该换热器结构简单、成本较低，并且能解决双排热泵微通道换热器存在的两排间冷媒压力大幅下降导致换热效率降低的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种换热器，包括第一排扁管与第二排扁管。第一排扁管与第二排扁管均沿空气流动方向排成两列。第一排扁管按一定片距设置多排开窗翅片，第二排扁管按一定片距设置多排波纹翅片。第一排扁管上设置开窗翅片可以对经过的空气进行扰流强化换热，从而提高换热交换效率。第二排扁管上设置波纹翅片，波纹翅片表面设置有纹路，能有效提高排除表面冷凝水的效率。

该换热器与流动气体的接触顺序为：流动的气体先接触第二排扁管再接触第一排扁管。当系统制热时，低温液态冷媒先进入该换热器的第二排扁管的内部流动，流动的气体包含了水汽，因此流动的气体与第二排扁管接触时遇冷在波纹翅片上产生大量冷凝水，而后流动的气体再接触第一排扁管时水汽含量大幅下降，因此在开窗翅片上产生较少冷凝水。液态冷媒经过第二排扁管再流入第一排扁管时由于与流动的气体进行了热交换，液态冷媒的温度也上升了不少，这样也减少了开窗翅片上冷凝水的产生。当系统制冷时，高温气态冷媒先进入该换热器的第一排扁管，再流入该换热器的的第二排扁管，流动的气体与第一排扁管接触时，第一排扁管上设置开窗翅片可以对经过的流动的气体进行扰流强化换热，从而提高换热交换效率。

本实用新型提供的换热器在第一排扁管上设置开窗翅片是为了系统制冷时强化换热从而提高换热效率，在第二排扁管上设置波纹翅片是为了系统制热时排除冷凝水。

本实用新型提供的一种换热器还包括集气组件，集气组件包括水平设置的第一集气管和竖直设置的第二集气管。第一集气管与第一排扁管的一端连接，第一集气管的数量与第一排扁管的数量一致，多个第一集气管远离第二排扁管的一端并联在第二集气管上。第一集气管靠近第二排扁管的一端不超过第一排扁管靠近第二排扁管的端面，第一集气管的另一端超过第一排扁管远离第二排扁管的端面，第二集气管位于第一排扁管远离第二排扁管的端面的外侧。

在一实施例中，第一集气管和第二集气管均为圆柱型管道。

在一实施例中，第二集气管内部空间容积大于所有第一集气管的内部空间容积之和，气态冷媒由第二集气管分流至多个第一集气管时压力不衰减。

若不在第一排扁管和第二集气管之间设置第一集气管，则第一排扁管将与第二集气管直接连接（根据现有技术所公开的技术方案，扁管与集气管连接时，扁管一般插入集气管内部，插入深度不小于集气管内径的一半，保证焊料远离扁管的微孔从而避免堵塞），气态冷媒进入第二集气管时，流动方向为竖向即垂直于第一排扁管的宽度方向，第一排扁管对气态冷媒的阻力很大，距离第二集气管流入气态冷媒的端口较远的第一排扁管将获得很少的气态冷媒，造成分流不均。通过在第一排扁管和第二集气管之间设置第一集气管，第一集气管与第二集气管互相连接时，第一集气管插入第二集气管的深度很浅，并且第一集气管对气态冷媒的阻力较小，气态冷媒可以较均匀的由第二集气管均匀流入至多个第一集气管。第一集气管与第一排扁管连通，由于第一集气管为水平设置，因此气态冷媒由第一集气管流向第一排扁时，流动方向平行于第一排扁管的端口宽度，此时第一排扁管对于气态冷媒的阻挡作用将减弱很多。

第二集气管内部空间容积远大于多个第一集气管的内部空间容积之和，因此可以减小气态冷媒的压力损失，可以提高换热器的热交换性能，在第一集气管内径不变的情况下可以通过增加第二集气管的内径来放大这种效果。

本实用新型提供的一种换热器还包括集液组件，集液组件包括水平设置的第一集液管和竖直设置的第二集液管，第一集液管和第二集液管设置在第二排扁管远离第一集气管的一端，第一集液管与第二排扁管连接，第一集液管远离第一排扁管一端并联在第二集液管上。第一集液管靠近第一排扁管的一端不超过第二排扁管靠近第一排扁管的端面，第一集液管的另一端超过第二排扁管远离第一排扁管的端面，第二集液管位于第二排扁管远离第一排扁管的端面的外侧。

第二集液管的两端封闭，第二集液管内部被分隔成多个独立的容纳空间，每个容纳空间与多个第一集液管相连通，同时该容纳空间还连通有分液管。集液管分流的原理是：分液管连通第二集液管、第二集液管连通第一集液管、第一集液管连通第二排扁管形成三级均流结构，这个三级均流结构保证了冷媒的均匀分流。

在一实施例中，在竖直方向上处于相同高度位置的分液管与第一集液管的夹角成90°。

在一实施例中，第一集液管和第一集气管对称分布。

由于第一集气管靠近第二排扁管的一端不超过第一排扁管靠近第二排扁管的端面，第一集液管靠近第一排扁管的一端不超过第二排扁管靠近第一排扁管的端面，因此第一集液管、第二集液管不与第一集气管、第二集气管发生接触且互不干涉，第一排扁管与第二排扁管可以紧密贴合，提高换热器的换热性能。

在一实施例中，为了将换热器放置入热泵空调的壳体内，该换热器整体折弯，折弯结构可以使该换热器有效利用壳体内的空间，第一集液管、第二集液管与第一集气管、第二集气管的对称分布结构，保证了折弯时双排互不干涉，双排间可以紧密贴合，提高换热效率。

本实用新型提供的一种换热器还包括连接第一排扁管与第二排扁管的连接集管，第一排扁管远离第一集气管的一端和第二排扁管远离第一集液管的一端同时连接连接集管，连接集管水平设置，并且连接集管在水平方向上设置有两个固定间距的连接槽口，第一排扁管与第二排扁管分别通过两个连接槽口连接连接集管，第一排扁管通过连接集管与第二排扁管连通从而形成液态冷媒/气态冷媒的流动通道，由于该连接集管内径可以做的很小，气态冷媒流经该处时压力损失很小，从而实现提高换热器的热交换性能。

高压冷媒由小空间突然流至大空间时，压力会下降。连接集管实际是个转接结构，高压冷媒由极小内径的第一排扁管/第二排扁管流出至该连接集管内时，细长的连接集管内径很小，可以保持转接时冷媒压力稳定。由于连接集管沿水平方向设置两个连接槽口，冷媒由一个扁管流向另一个扁管时，流动方向平行于扁管的宽度，那么扁管对于冷媒的阻挡作用较流动方向垂直于扁管宽度方向时减弱很多。

当系统制冷时，气态冷媒依次经过第二集气管、第一集气管、第一排扁管、连接集管、第二排扁管、第一集液管和第二集液管。

当系统制热时，液态冷媒依次经过第二集液管、第一集液管、第二排扁管连接集管、第一排扁管、第一集气管和第二集气管。

相比于现有技术，本实用新型提供的技术方案具有如下技术效果：

1.通过在第一排扁管上设置开窗翅片能在系统制冷时强化换热从而提高换热效率，在第二排扁管上设置波纹翅片能在系统制热时排除冷凝水；

2.通过在第一排扁管和第二集气管之间设置第一集气管，气态冷媒可以较均匀的由第二集气管均匀流入至多个第一集气管，即均匀流入至多个第一排扁管；

3. 通过设置第一集液管、第二集液管和分液管的三级均流结构，实现对冷媒的均匀分流；

4.第一集液管、第二集液管不与第一集气管、第二集气管发生接触且互不干涉，双排可以紧密贴合，提高换热器的换热性能。

本实用新型还提供一种空调，该空调包括上述换热器。

作为本实用新型的进一步改进，第一集气管、第一集液管和连接集管的结构可以是U形管、方管、L型管或椭圆管。第一集气管、第一集液管组件和连接集管的端连接部位可设置为缩口管、扩口管或椭圆扩口管。

作为本实用新型的进一步改进，第二集气管和第二集液管外还可以焊接额外的集气分流管路，来达到均匀分流的目的。第二集气管中还可以增加有孔隔片来提升分流效果。第二集液管中还可以增加有喷射孔的进液管或有喷射孔的隔片来提升分流效果。

附图说明

附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制。

图1为本实用新型一实施例提供的一种换热器的结构示意图。

图2为图1的局部A放大图。

图3为图1的局部B放大图。

图4为本实用新型一实施例提供的第一集集气管和第二集气管连接示意图。

图5为本实用新型一实施例提供的集液组件的结构示意图。

图6为本实用新型一实施例中连接集管与第一排扁管、第二排扁管的装配结构示意图。

其中，附图标记为：第一集集气管110；第二集气管 120；第一排扁管130；第二排扁管140；连接集管150；端盖151；连接槽152；集液管组件160；第一集液管161；第二集液管162；隔板163；分液管164；热交换单元170。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体地限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-3中所示，本实施例提供一种热交换器，该换热器包括热交换单元170、第一排扁管130和第二排扁管140。第一排扁管130上焊接开窗翅片（附图中未显示），第二排扁管140上焊接波纹翅片（附图中未显示），开窗翅片和波纹翅片的具体结构均属于现有技术的范畴，故在此不多赘述。第一排扁管130和第二排扁管140的内横截面均为多孔结构，第一排扁管130和第二排扁管140均由侧方插入热交换单元170中，热交换单元170为开窗翅片增加换热性能，并且热交换单元170为波纹翅片增强排水效果。第一排扁管130和第二排扁管140的同一端通过连接集管150连接，第一排扁管130的另一端通过第一集气管110连接第二集气管 120，第二排扁管140的另一端连接集液管组件160。第二集气管 120底部端口密封，第二集气管 120的顶部为倒U型结构，第二集气管 120的顶部端口用于引出/引入冷媒。

如图4所示，第一集气管110是一个细复合铝圆管，其靠近第二排扁管140的一端由端盖151封闭，第一集气管110的管壁上沿管长方向开有适合第一排扁管130插入的长孔。多个第一集气管110与多个第一排扁管130连接。第二集气管120是一个较粗的复合铝圆管，其下端由端盖密封（附图中未显示），侧面开有多个圆孔，用以连接多个第一集气管110。第一集气管110连接的端盖151、第二集气管120连接的端盖均为复合铝合金材料制成。

如图5所示，集液管组件160包括第一集液管161和第二集液管162。第一集液管161与第一集气管110结构一致，但安装方向相反。第二集液管162是一个较粗的铝合金圆管，其两端由端盖密封（附图中未显示），侧面开有数个圆孔，用以连接第一集液管161，正面开有数个圆孔用以连接分液管164，分液管164与第一集液管161角度成90°。连接管中部由数个隔板163分隔成若干独立的独立的容纳空间，用以均匀分流。每一个容纳空间连通有位于同一高度位置的分液管164和多个第一集液管161。第一集液管161与第一集气管110相对于双排扁管的中心线左右对称分布。在折弯时，该结构可以保证双排扁管间互不干涉、紧密贴合。

如图6所示，细长的连接集管150两端由端盖151密封，连接集管150的侧边按一定间距设置两个横向的连接槽152，两个连接槽152位于同一条直线上。连接集管150通过两个连接槽152分别连接第一排扁管130和第二排扁管140，冷媒在流经连接集管150与第一排扁管130/第二排扁管140的连接处时损失较小压力，从而提升换热效率。

本实施例提供的热交换器中，第一集集气管110、第二集气管120、连接集管150和集液管组件160全部由复合铝合金材料制成，各零部件紧配合组装后，由不锈钢夹具夹持在氮气保护炉中整体焊接成形，制成热交换器。完成焊接后整体由折弯机进行弯折加工，制成本实施例提供的热交换器。

本实施例还提供一种热泵空调，该热泵空调包括本实施例提供的热交换器。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种换热器，其特征在于：

包括排成两列的第一排扁管与第二排扁管，所述第一排扁管上设置开窗翅片，所述第二排扁管上设置波纹翅片；

所述第一排扁管与所述第二排扁管的同一端通过连接集管连接，所述第一排扁管远离所述连接集管的一端连接有集气组件，所述第二排扁管远离所述连接集管的一端连接有集液组件；

所述集气组件包括多个并联的第一集气管，所述第一集气管水平设置并与所述第一排扁管连接；

所述集液组件包括第二集液管，所述第二集液管内部被分隔成多个独立的容纳空间，所述容纳空间与所述第二排扁管连通。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述连接集管水平设置，所述连接集管在水平方向上设置有两个固定间距的连接槽口，所述第一排扁管与所述第二排扁管分别通过两个所述连接槽口连接连接集管。

3.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述集气组件还包括竖直设置的第二集气管，多个所述第一集气管远离所述第二排扁管的一端并联在所述第二集气管上。

4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于：所述第一集气管靠近所述第二排扁管的一端不超过所述第一排扁管靠近所述第二排扁管的端面，所述第一集气管的另一端超过所述第一排扁管远离所述第二排扁管的端面，所述第二集气管位于所述第一排扁管远离所述第二排扁管的端面的外侧。

5.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于：所述第一集气管和所述第二集气管均为圆柱型管道。

6.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于：所述第二集气管内部空间容积大于所述第一集气管的内部空间容积之和。

7.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述集液组件包括水平设置的第一集液管、水平设置的分液管和竖直设置的所述第二集液管，所述第一集液管与所述第二排扁管连接，所述第一集液管远离所述第一排扁管一端并联在所述第二集液管上，多个所述分液管并联在所述第二集液管上，每个所述容纳空间分别连接第一集液管和所述分液管。

8.根据权利要求7所述的换热器，其特征在于：在竖直方向上处于相同高度位置的所述分液管与所述第一集液管的夹角成90°。

9.根据权利要求8所述的换热器，其特征在于：所述第一集液管和所述第一集气管相对于所述开窗翅片与所述波纹翅片的交接面对称分布。

10.一种空调，其特征在于：包括权利要求1-9任一权利要求所述的换热器。

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