CN104879955B

CN104879955B - 换热器

Info

Publication number: CN104879955B
Application number: CN201410068622.8A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Hangzhou Sanhua Research Institute Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Sanhua Intelligent Controls Co Ltd
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2018-10-19
Anticipated expiration: 2034-02-27
Also published as: US10330398B2; US20150241129A1; CN104879955A; EP2913618B1; EP2913618A1

Abstract

一种换热器，其包括第一集流管、第二集流管、第三集流管、第四集流管以及若干扁管，所述第一集流管设有第一空间、第二空间以及连通所述第一空间与所述第二空间的连接通道；当制冷剂从所述第一集流管的第一空间沿着所述扁管流向所述第二集流管时，部分制冷剂穿过所述连接通道直接进入所述第一集流管的第二空间内。本发明的有益效果是，由于有少部分制冷剂通过连接通道直接进入所述第一集流管的第二空间内，从而使本发明换热器的整体流阻会有一定程度的降低。另外，第三流程中制冷剂的流量不变，但是流体状态参数发生变化，且流体状态参数的这种变化会大幅提高所述第三流程的换热量，从而整体上提升换热器的换热性能。

Description

换热器

技术领域

本发明涉及一种换热器，属于空调技术领域。

背景技术

近几十年来，空调行业得到了迅速发展，而换热器作为空调的主要组成部分之一，也需要根据市场方面的要求进行改进优化设计。因为平行流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各种空调系统中。

平行流换热器主要包括微通道扁管、散热翅片和集流管。在微通道扁管的两端设有所述集流管，用于分配和汇集制冷剂。在相邻的微通道扁管之间设有波纹状的或带有百叶窗形的散热翅片，用以强化换热器与空气侧的换热效率。在集流管的内部设有隔板，可以将所有的微通道扁管分成若干个流程，合理分配每个流程的扁管数，以得到较好的换热效率。

图1至图4是发明人所知的待改进的换热器的示意图，所述换热器100’包括第一集流管1’、第二集流管2’、第三集流管3’、第四集流管4’、若干扁管5’、以及焊接于相邻两个扁管5’之间的翅片6’。所述第一集流管1’包括位于其中的第一隔板10’，以将所述第一集流管1’分隔为第一空间11’及第二空间12’。所述第一隔板10’为无孔隔板，使所述第一空间11’与所述第二空间12’不直接连通。类似地，所述第三集流管3’包括位于其中的第二隔板30’，以将所述第三集流管3’分隔为第三空间31’及第四空间32’。因为所述第二隔板30’也是无孔隔板，因此所述第三空间31’与所述第四空间32’是不直接连通的。

请参图3及图4所示，图中箭头表示制冷剂的流动方向。制冷剂在换热器100’中的流动大致可分为四个流程：

第一流程：制冷剂从所述制冷剂进口进入所述第一集流管1’的第一空间11’，由于所述第一隔板10’的隔断，制冷剂沿着对应的扁管5’且沿着向下的箭头流向所述第二集流管2’。

第二流程：进入第二集流管2’中的制冷剂随后沿着对应的扁管5’且沿着向上的箭头流向所述第一集流管1’的第二空间12’。

第三流程：由于所述第一集流管1’的第二空间12’与所述第三集流管3’的第三空间31’是连通的，且受到第二隔板30的隔断，因此穿过所述第一集流管1’的制冷剂随后沿着对应的扁管5’且沿着向下的箭头进入所述第四集流管4’内。

第四流程：进入第四集流管4’中的制冷剂随后沿着对应的扁管5’且沿着向上的箭头流向所述第三集流管3’的第四空间32’，并最终从制冷剂出口离开。

请参图5所示，发明人经过深入研究并付出创造性的劳动后发现，第一流程至第四流程的换热性能是不同的，其中，第一流程、第二流程、第四流程的换热性能较低，而第三流程的换热性能则远高于其它流程。

因此，如何根据不同流程的换热性能，整体上提升换热器的换热性能是所属技术领域亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种整体换热性能较好的换热器。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种换热器，其包括第一集流管、第二集流管、第三集流管、第四集流管以及若干扁管，一部分扁管连接所述第一集流管与所述第二集流管，另一部分扁管连接所述第三集流管与所述第四集流管，所述第一集流管设有第一空间及第二空间，其中，当制冷剂从所述第一集流管的第一空间沿着对应扁管流向所述第二集流管时，被定义为第一流程；当制冷剂从所述第二集流管沿着对应扁管流向所述第一集流管的第二空间时，被定义为第二流程；当穿过所述第二空间的制冷剂从所述第三集流管沿着对应扁管流向所述第四集流管时，被定义为第三流程；所述换热器还包括连通所述第一空间与所述第二空间的连接通道，当制冷剂从所述第一集流管的第一空间沿着所述扁管流向所述第二集流管时，部分制冷剂穿过所述连接通道直接进入所述第一集流管的第二空间内。

为实现上述目的，本发明还提供了一种换热器，其包括第一集流管、第二集流管、第三集流管、第四集流管以及若干扁管，一部分扁管连接所述第一集流管与所述第二集流管，另一部分扁管连接所述第三集流管与所述第四集流管，所述第一集流管设有第一空间及第二空间，所述第一空间通过对应扁管与所述第二集流管连通，所述第二集流管通过对应扁管与所述第一集流管的第二空间连通，所述第二空间与所述第三集流管连通，所述换热器还包括连通所述第一空间与所述第二空间的连接通道。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一集流管设有位于所述第一空间与所述第二空间之间的第一隔板，所述连接通道为设置在所述第一隔板上的通孔。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述通孔为若干个。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述换热器包括连接所述第一空间与所述第二空间的连通管，所述连通管设有管道，所述连接通道为所述管道。

作为本发明进一步改进的技术方案，大部分制冷剂需经过所述第一流程以及所述第二流程才能到达所述第一集流管的第二空间内，少部分制冷剂穿过所述连接通道直接进入所述第一集流管的第二空间内。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第三集流管设有第二隔板以将所述第三集流管分隔成不直接连通的第三空间及第四空间，所述第二空间与所述第三空间连通。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第三集流管设有无孔隔板以将所述第三集流管分隔成不直接连通的第三空间及第四空间，所述第二空间与所述第三空间连通；当制冷剂从所述第二空间进入所述第三空间，并沿着对应扁管流向所述第四集流管时，被定义为所述第三流程；当制冷剂从所述第四集流管沿着对应扁管流向所述第三集流管的第四空间时，被定义为第四流程。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述换热器还包括与所述第一空间连通的制冷剂进口，以及与所述第四空间连通的制冷剂出口。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述扁管为微通道扁管，所述换热器包括焊接于相邻两个扁管之间的翅片。

与待改进的技术相比，在本发明的第一流程中，由于有少部分制冷剂通过连接通道直接进入所述第一集流管的第二空间内，跳过了所述第一流程和所述第二流程，使得所述第一流程和所述第二流程中的制冷剂的流量减小，流阻大大下降，从而使本发明换热器的整体流阻会有一定程度的降低。另外，所述第三流程中制冷剂的流量不变，但是流体状态参数发生变化，且流体状态参数的这种变化会大幅提高所述第三流程的换热量，从而整体上提升换热器的换热性能。

附图说明

图1是发明人所知的待改进的换热器的立体图。

图2是图1另一角度的立体图。

图3是图1中换热器的第一流程和第二流程的示意图。

图4是图1中换热器的第三流程和第四流程的示意图。

图5是对图1中第一流程至第四流程的换热能力分析示意图。

图6是本发明换热器的立体图。

图7是图6中设置于第一集流管内的第一隔板的立体图。

图8是图6中设置于第三集流管内的第二隔板的立体图。

图9是本发明换热器的第一流程和第二流程的示意图。

图10是本发明换热器的第三流程和第四流程的示意图。

图11是本发明换热器与图1中换热器的换热效率对比图。

具体实施方式

请参图6至图10所示，本发明揭示了一种换热器100，可用于空调系统中。在本发明图示的实施方式中，所述换热器100为层叠的微通道换热器。所述换热器100包括第一集流管1、第二集流管2、第三集流管3、第四集流管4、若干扁管5、以及焊接于相邻两个扁管5之间的翅片6。其中，一部分扁管5连接所述第一集流管1与所述第二集流管2，另一部分扁管5连接所述第三集流管3与所述第四集流管4。在本发明图示的实施方式中，所述扁管5为微通道扁管，其两端分别插入对应的集流管中。

请参图6及图9所示，所述第一集流管1包括位于其中的第一隔板10，以将所述第一集流管1大致隔为第一空间11及第二空间12。请参图7所示，所述第一隔板10设有若干通孔101，这些通孔101作为连通所述第一空间11与所述第二空间12的连接通道。

当然，在本发明其他实施方式中，也可以设置连通管（未图示），所述连通管设有管道（未图示），所述管道作为连接所述第一空间11与所述第二空间12的连接通道。在此情况下，可以将图9中所示的第一隔板10替换为无孔隔板。

在本发明图示的实施方式中，所述第二集流管2与所述第四集流管4为直通管，它们均未设置任何隔板。当然，根据流程的不同，也可以在所述第二集流管2与所述第四集流管4内设置有孔隔板或者无孔隔板。

请参图6、图8及图10所示，所述第三集流管3包括位于其中的第二隔板30，以将所述第三集流管3分隔为第三空间31及第四空间32。因为所述第二隔板30为无孔隔板，因此所述第三空间31与所述第四空间32是不直接连通的。另外，所述换热器100还包括与所述第一空间11连通的制冷剂进口13、以及与所述第四空间32连通的制冷剂出口14。

请参图6所示，在本发明图示的实施方式中，所述第一集流管1和所述第三集流管3平行且相邻排布，所述第二集流管2和所述第四集流管4平行且相邻排布。整体上，所述第一集流管1和所述第三集流管3位于所述换热器100的一侧（在本实施方式中为上侧），所述第二集流管2和所述第四集流管4位于所述换热器100的另一侧（在本实施方式中为下侧）。

请参图9及图10所示，图中箭头表示制冷剂的流动方向。在本发明图示的实施方式中，制冷剂在本发明换热器100中的流动大致可分为四个流程：

第一流程：制冷剂从所述制冷剂进口13进入所述第一集流管1的第一空间11，由于所述第一隔板10的阻隔，绝大部分的制冷剂沿着对应的扁管5且沿着向下的箭头流向所述第二集流管2。

需要说明的是：在本发明图示的实施方式中，由于所述第一隔板10设有作为所述连接通道的通孔101，所以，少部分制冷剂沿着向右的箭头穿过所述连接通道直接进入所述第一集流管1的第二空间12内。当然，在连通管的实施方式中，少部分制冷剂能够沿着所述管道直接进入所述第二空间12。

第二流程：进入第二集流管2中的制冷剂随后沿着对应的扁管5且沿着向上的箭头流向所述第一集流管1的第二空间12。

第三流程：由于所述第一集流管1的第二空间12与所述第三集流管3的第三空间31是连通的，且受到第二隔板30的阻断，因此穿过所述第一集流管1的制冷剂随后沿着对应的扁管5且沿着向下的箭头进入所述第四集流管4内。

第四流程：进入第四集流管4中的制冷剂随后沿着对应的扁管5且沿着向上的箭头流向所述第三集流管3的第四空间32，并最终从制冷剂出口14离开。

当然，在其他实施方式中，也可以不设置所述第二隔板30，并将制冷剂出口14设置在第四集流管4上。在这种情况下，第三流程就是制冷剂从第三集流管3流向第四集流管4，并从所述制冷剂出口14离开，此时就没有第四流程了。

可以理解：在本发明的第一流程中，由于有少部分制冷剂通过连接通道直接进入所述第一集流管1的第二空间12内，跳过了所述第一流程和所述第二流程，使得所述第一流程和所述第二流程中的制冷剂的流量减小，流阻大大下降。但是，申请人经过大量的研究和试验，在付出创造性的劳动后发现，由于这两个流程中的换热量主要受空气状态参数的限制，因此制冷剂流量的降低对换热性能的降低影响不大。

另外，所述第三流程和所述第四流程中的制冷剂的流量不变，但是流体状态参数发生变化，其干度降低或温度降低，流阻有小幅度上升，但是申请人经过大量的研究和试验，在付出创造性的劳动后发现，由于所述第三流程的换热性能主要是受到制冷剂流体相关状态参数的限制，本发明流体状态参数的这种变化会大幅提高所述第三流程的换热量，并且也会增强第四流程的换热量。需要说明的是：在没有第四流程的实施方式中，只需要考虑第三流程对换热量的提升，无需考虑第四流程的换热量。

综上所述，本发明通过设置连接通道，使少部分制冷剂跳过所述第一流程和所述第二流程，虽然表面上看，因为这部分制冷剂没有参与换热，会导致换热性能降低。的确，实验也表明会小幅降低换热性能，但是因为这两个流程中的换热量主要受空气状态参数的限制，因此制冷剂流量的降低对换热性能的降低影响不大。但是，同时，由于少部分制冷剂跳过所述第一流程和所述第二流程，使得所述第一流程和所述第二流程中的制冷剂的流量减小，流阻大大下降。另外，上述变化会使第三流程和第四流程中制冷剂的流体状态参数发生变化，且这种变化会大幅提高所述第三流程的换热量，并且也会增强第四流程的换热量。也就是说，所述第三流程和第四流程中换热性能的提高量大于所述第一流程和所述第二流程中换热性能的损失量，因此，总体上，通过本发明的设计，能够提升换热器100的整体换热性能（参图11所示的对比图）。另外，制冷剂在第一流程和第二流程中的降低幅度大于制冷剂在第三流程和第四流程的提高幅度，因此，本发明换热器100的整体流阻会有一定程度的降低。

现有技术中往往将换热性能与参与换热的制冷剂简单的等同起来，这不是最科学的。本发明克服了现有技术中的该技术偏见，结果表明，即使部分制冷剂没有参与某流程的换热，整体上还是能够提升换热器的换热性能的。

需要说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims

1.一种换热器，其包括第一集流管、第二集流管、第三集流管、第四集流管以及若干扁管，一部分扁管连接所述第一集流管与所述第二集流管，另一部分扁管连接所述第三集流管与所述第四集流管，所述第一集流管设有第一空间及第二空间，其中，当制冷剂从所述第一集流管的第一空间沿着对应扁管流向所述第二集流管时，被定义为第一流程；当制冷剂从所述第二集流管沿着对应扁管流向所述第一集流管的第二空间时，被定义为第二流程；当穿过所述第二空间的制冷剂从所述第三集流管沿着对应扁管流向所述第四集流管时，被定义为第三流程；其特征在于：所述换热器还包括连通所述第一空间与所述第二空间的连接通道，当制冷剂从所述第一集流管的第一空间沿着所述扁管流向所述第二集流管时，部分制冷剂穿过所述连接通道直接进入所述第一集流管的第二空间内，所述第三集流管内设置无孔隔板或者不设置隔板。

2.一种换热器，其包括第一集流管、第二集流管、第三集流管、第四集流管以及若干扁管，一部分扁管连接所述第一集流管与所述第二集流管，另一部分扁管连接所述第三集流管与所述第四集流管，所述第一集流管设有第一空间及第二空间，所述第一空间通过对应扁管与所述第二集流管连通，所述第二集流管通过对应扁管与所述第一集流管的第二空间连通，所述第二空间与所述第三集流管连通，其特征在于：所述换热器还包括连通所述第一空间与所述第二空间的连接通道，所述第三集流管内设置无孔隔板或者不设置隔板。

3.如权利要求1或2所述的换热器，其特征在于：所述第一集流管设有位于所述第一空间与所述第二空间之间的第一隔板，所述连接通道为设置在所述第一隔板上的通孔。

4.如权利要求3所述的换热器，其特征在于：所述通孔为若干个。

5.如权利要求1或2所述的换热器，其特征在于：所述换热器包括连接所述第一空间与所述第二空间的连通管，所述连通管设有管道，所述连接通道为所述管道。

6.如权利要求1或2所述的换热器，其特征在于：大部分制冷剂需经过所述第一流程以及所述第二流程才能到达所述第一集流管的第二空间内，少部分制冷剂穿过所述连接通道直接进入所述第一集流管的第二空间内。

7.如权利要求2所述的换热器，其特征在于：所述第三集流管设有第二隔板以将所述第三集流管分隔成不直接连通的第三空间及第四空间，所述第二空间与所述第三空间连通。

8.如权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述第三集流管设有无孔隔板以将所述第三集流管分隔成不直接连通的第三空间及第四空间，所述第二空间与所述第三空间连通；当制冷剂从所述第二空间进入所述第三空间，并沿着对应扁管流向所述第四集流管时，被定义为所述第三流程；当制冷剂从所述第四集流管沿着对应扁管流向所述第三集流管的第四空间时，被定义为第四流程。

9.如权利要求8所述的换热器，其特征在于：所述换热器还包括与所述第一空间连通的制冷剂进口，以及与所述第四空间连通的制冷剂出口。

10.如权利要求1或2所述的换热器，其特征在于：所述扁管为微通道扁管，所述换热器包括焊接于相邻两个扁管之间的翅片。