CN107702382A - 微通道蒸发器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种微通道蒸发器，其包括第一集管组件、第二集管组件及位于第一集管组件与第二集管组件之间的扁管，所述扁管连通所述第一集管组件与第二集管组件，在微通道蒸发器的厚度方向上，第一集管组件与第二集管组件均包括并排设置的至少两个集流管及连接相邻两个集流管的连接体，扁管也设置有至少两排，第一集管组件的集流管上开设有开孔、连接体上对应开设有流通孔，以使得制冷剂可通过开孔和流通孔在第一集管组件的至少两个集流管之间流动。这样设计可以在厚度、体积较小的情况下，仍然有一个较大的换热面积，达到换热能力要求；相对于传统的铜管翅片式蒸发器，可以节省大量空间、提高有效容积。

Description

微通道蒸发器

技术领域

本发明涉及热交换技术领域，尤其涉及一种应用在冰箱冷柜上的微通道蒸发器。

背景技术

目前，在制冷技术领域，铜管翅片式(管片式)换热器由于加工工艺简单，成本低廉占据着主导地位。管片式一般由圆管和各种型式的翅片组成，圆管与翅片通过胀管连接，接触热阻较大，换热系数较低，圆管与翅片之间容易产生相对运动，肋片上的孔逐渐被扩大，会降低换热效率，缩短使用寿命。而微通道换热器作为一种新型高效紧凑换热器成为了当前研究的热点，且已在汽车空调和大型商用中央空调中得到了广泛应用。

随着微通道换热器的应用越来越广，在家电领域，微通道冷凝器应用于冰箱冷柜已经是一个明显趋势，各大冰箱冷柜企业也已经开始批量使用微通道冷凝器。

而在冰箱冷柜上，目前被广泛使用的蒸发器为铜管翅片式蒸发器或者铝管翅片式蒸发器，使用该种蒸发器需要在冰箱冷柜内部设置一个较大的风道，配合轴流风机使用，需要占用箱体内较大的容积。

有鉴于此，确有必要设计一种微通道蒸发器，来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微通道蒸发器，该微通道蒸发器不仅换热能力强，而且能够节省安装空间。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种微通道蒸发器，其包括第一集管组件、第二集管组件及位于第一集管组件与第二集管组件之间的扁管，所述扁管连通所述第一集管组件与所述第二集管组件，在所述微通道蒸发器的厚度方向上，所述第一集管组件与所述第二集管组件均包括并排设置的至少两个集流管及连接相邻两个集流管的连接体，所述扁管也设置有至少两排，且该至少两排扁管的一端与第一集管组件中的至少两个集流管对应连通、另一端与第二集管组件中的至少两个集流管对应连通，所述第一集管组件的集流管上开设有开孔，所述第一集管组件的连接体上对应开设有流通孔，以使得制冷剂可通过所述开孔和所述流通孔在所述第一集管组件的至少两个集流管之间流动。

作为本发明的进一步改进，所述第一集管组件的至少两个集流管上的开孔至少部分相互对应，以使得制冷剂可以以并联和/或串联的方式在至少两排扁管内流动。

作为本发明的进一步改进，所述微通道蒸发器还包括与所述第一集管组件相连接的进口管和出口管，所述进口管与所述第一集管组件的其中一个集流管相连通，所述出口管与所述第一集管组件的另一个集流管相连通，且在所述微通道蒸发器的高度方向上，所述进口管与所述出口管上下错位设置。

作为本发明的进一步改进，所述集流管中具有内腔，所述第一集管组件的集流管上设有隔板，所述隔板将所述内腔分隔成至少两个分腔，且在所述微通道蒸发器的高度方向上，所述进口管与位于最底端和最顶端的两个分腔中的其中一个相连通，所述出口管与位于最底端和最顶端的两个分腔中的另一个相连通。

作为本发明的进一步改进，所述流通孔呈一字型排布在所述连接体上，所述集流管与所述连接体焊接固定。

作为本发明的进一步改进，所述连接体由至少两根铝管组成，所述铝管的两端开口即为所述流通孔，所述集流管与所述至少两根铝管焊接固定。

作为本发明的进一步改进，所述微通道蒸发器还包括与所述扁管相连设置的翅片及位于所述扁管两侧的边板，在所述微通道蒸发器的高度方向上，所述翅片位于相邻两根扁管之间，所述边板位于所述扁管的上下两侧。

作为本发明的进一步改进，所述翅片为无开窗翅片，且所述翅片的密度为FPI2至FPI8。

作为本发明的进一步改进，所述微通道蒸发器的翅片的背风一侧与所述扁管同侧边缘相平齐、迎风一侧沿所述微通道蒸发器的厚度方向向外延伸，并延伸至使所述翅片的宽度大于所述扁管的宽度。

作为本发明的进一步改进，所述边板的背风一侧与所述扁管同侧边缘相平齐、迎风一侧也沿所述微通道蒸发器的厚度方向向外延伸，以与迎风一侧的翅片相平齐。

本发明的有益效果是：本发明的微通道蒸发器将所述第一集管组件与第二集管组件设置为由并排设置的至少两个集流管及连接相邻两个集流管的连接体组成，且在第一集管组件的集流管上开设开孔、连接体上开设流通孔，从而可通过所述开孔及所述流通孔，使制冷剂在所述第一集管组件的至少两个集流管之间流动，继而在至少两排扁管之间流动；这样设计可以在厚度、体积较小的情况下，仍然有一个较大的换热面积，达到换热能力要求，相对于传统的铜管翅片式蒸发器，可以节省大量空间。

附图说明

图1是本发明微通道蒸发器的立体示意图。

图2是图1中第一集管组件位置处的局部放大图。

图3是图2中连接体的第一实施方式立体示意图。

图4是图2中连接体与集流管固定连接的第二实施方式示意图。

图5是本发明微通道蒸发器的工作原理图。

附图标记

100微通道蒸发器；10第一集管组件；11集流管；111第一集流管；112第二集流管；113第三集流管；114第四集流管；12、12′连接体；121流通孔；122接触面；13隔板；20第二集管组件；30扁管；31翅片；32边板；40进口管；50出口管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

请参阅图1与图2所示，本发明揭示了一种微通道蒸发器100，其主要应用在冰箱冷柜上，当然，不应以此为限。

所述微通道蒸发器100包括第一集管组件10、第二集管组件20及位于第一集管组件10与第二集管组件20之间的扁管30，所述扁管30连通所述第一集管组件10与所述第二集管组件20，以实现制冷剂在第一集管组件10、扁管30及第二集管组件20之间的流通。

在所述微通道蒸发器100的厚度方向上，所述第一集管组件10与所述第二集管组件20均包括并排设置的至少两个集流管11及连接相邻两个集流管11的连接体12。所述扁管30也设置有至少两排，以分别与第一集管组件10中的至少两个集流管11及第二集管组件20中的至少两个集流管11对应连通，即至少两排扁管30的一端与所述第一集管组件10的至少两个集流管11相连通、另一端与所述第二集管组件20的至少两个集流管11相连通。本说明书将以两个集流管11和两排扁管30为例，进行具体说明。

将所述第一集管组件10的两个集流管分别定义为第一集流管111和第二集流管112，将所述第二集管组件20的两个集流管分别定义为第三集流管113和第四集流管114。

所述第一集流管111和第二集流管112均具有内腔(未图示)，以在所述第一集流管111和第二集流管112的内部分别形成供制冷剂流通的通路(未图示)，所述第一集流管111和第二集流管112上均设有隔板13，所述隔板13分别将所述第一集流管111和第二集流管112的内腔分隔成至少两个分腔，即将供制冷剂流通的通路分隔成至少两段。图2中仅示出了一个隔板13，以举例说明；当然，在其他实施例中，所述隔板13的数量可根据实际需要进行设计，于此不予限制。

所述第一集流管111和第二集流管112上分别开设有若干开孔(未图示)，所述连接体12上对应开设有若干流通孔121(如图3所示)，从而通过所述开孔与所述流通孔121的相互连通，可使得制冷剂沿所述扁管30、第一集流管111、连接体12、第二集流管112流入另一排扁管30中。

所述第一集流管111上的开孔与所述第二集流管112上的开孔设置为至少部分相互对应，如此设置，使得制冷剂可以以并联和/或串联的方式在两排扁管30中流动。具体来讲，当第一集流管111上的开孔与第二集流管112上的开孔相互对应时，第一集流管111中位于该开孔处的制冷剂可以在两排扁管30中以并联的方式流动，即：一部分制冷剂直接进入其中一排扁管30中，另一部分制冷剂通过流通孔121和第二集流管112上的开孔进入第二集流管112，随后再进入另一排扁管30中；当第一集流管111上的开孔与第二集流管112上的开孔不对应时，第一集流管111中位于该开孔处的制冷剂只能全部流入对应扁管30中，待第一集流管111与第二集流管112其他位置处的开孔相互对应时再流入另一排扁管30中，以此实现制冷剂在扁管30中以串联的方式流动。

因此，在将第一集流管111上的开孔与第二集流管112上的开孔设置为至少部分相互对应的基础上，结合所述隔板13的设置，可在所述第一集管组件10、扁管30、第二集管组件20之间形成多流程，完成换热。

所述第三集流管113与所述第一集流管111之间通过一排扁管30相连，所述第四集流管114与所述第二集流管112之间通过另一排扁管30相连，且所述第三集流管113与第四集流管114上均不开设有前述开孔，从而流入所述第三集流管113内的制冷剂只能沿该排中的其他扁管30再次流入第一集流管111中，而不能直接流入第四集流管114中。

所述第三集流管113和第四集流管114亦设置有内腔(未图示)，以在所述第三集流管113和第四集流管114的内部分别形成供制冷剂流通的通路(未图示)，所述第三集流管113和第四集流管114内未设置前述隔板13，从而制冷剂在所述第三集流管113和第四集流管114内流动时不受限制。

请参阅图3所示，为所述连接体12的第一实施方式。在本实施方式中，所述连接体12呈条状设置，所述流通孔121呈一字型排布在所述连接体12上。所述第一集流管111(或第三集流管113)、第二集流管112(或第四集流管114)与所述连接体12相互焊接固定。所述连接体12具有与第一集流管111(或第三集流管113)和第二集流管112(或第四集流管114)相接触的接触面122，所述接触面122呈内凹的圆弧状设置，以更好的与第一集流管111(或第三集流管113)和第二集流管112(或第四集流管114)相配合，实现固定连接。当然，所述接触面122也可呈其他形状设置，只需与第一集流管111(或第三集流管113)和第二集流管112(或第四集流管114)的形状相匹配即可，于此不予限制。

请参阅图4所示，为所述连接体的第二实施方式。在本实施方式中，所述连接体12′由至少两根铝管组成，此时，所述铝管的两端开口即为所述流通孔，该至少两根铝管与所述第一集流管111(或第三集流管113)、第二集流管112(或第四集流管114)相互焊接固定，以实现第一集流管111(或第三集流管113)、连接体12′、第二集流管112(或第四集流管114)之间的固定连接。

请参阅图1与图2所示，所述微通道蒸发器100还包括与所述第一集管组件10相连接的进口管40和出口管50，且所述进口管40与所述第一集流管111相连通，所述出口管50与所述第二集流管112相连通。当然，所述第二集管组件20上并未设置进口管40与出口管50。

在所述微通道蒸发器100的高度方向上，所述进口管40与所述出口管50上下错位设置，具体来讲，所述进口管40位于所述出口管50的下方；同时，与所述进口管40相连通的扁管30数量少于与所述出口管50相连通的扁管30数量，这样设计的原因是：制冷剂从所述进口管40进入所述第一集流管111时呈液态，体积小、重量大；而制冷剂在经过若干扁管30到达出口管50的过程中，逐步吸热并由液态变成气态，体积增加、重量变小，从而在该过程中扁管30数量需要逐渐增加。

当然，所述进口管40与出口管50的放置位置也可根据实际安装情况具体设计：1、所述进口管40也可设置为位于所述出口管50的上方；2、所述进口管40设置为与所述出口管50相齐平；只要不影响换热效果即可。

在所述微通道蒸发器100的高度方向上，所述进口管40和出口管50设置为分别与位于最底端和最顶端的两个分腔相连通，即所述进口管40与位于最底端和最顶端的两个分腔中的其中一个相连通，所述出口管50则与位于最底端和最顶端的两个分腔中的另一个相连通，如此设置，可保证扁管30被充分利用，使得微通道蒸发器100内部冷媒分配更加均匀，增强了换热效果。

所述微通道蒸发器100还包括与所述扁管30相连设置的翅片31及位于所述扁管30两侧的边板32，且在所述微通道蒸发器100的高度方向上，所述翅片31位于相邻两根扁管30之间，所述边板32位于所述扁管30的上下两侧。所述翅片31为无开窗翅片，且所述翅片31的密度为FPI2(即每英寸2个波峰)至FPI8(即每英寸8个波峰)。所述翅片31的形状可以为三角形，可以为矩形，也可以为梯形，具体可按照实际要求进行设计。需要注意的是：所述边板32位于所述扁管30的两侧，是指：所述边板32位于所述扁管30中位于最外侧的两个扁管30的外侧，且所述边板32与最外侧扁管30是不相连的，两者之间设置有翅片31。

所述微通道蒸发器100的翅片31的背风一侧与所述扁管30同侧边缘相平齐、迎风一侧沿所述微通道蒸发器100的厚度方向向外延伸，并延伸至使所述翅片31的宽度大于所述扁管30的宽度，如此设置，一方面有效增大了迎风侧的换热面积，另一方面，翅片31突出，增加了储冰储霜容积，使微通道蒸发器100不易被冰或者霜堵死，化霜排水时，水不容易粘附，便于排出。对应的，所述边板32的背风一侧也与所述扁管30同侧边缘相平齐、迎风一侧也沿所述微通道蒸发器100的厚度方向向外延伸，并与迎风一侧的翅片31相平齐，如此设置，一方面不仅方便组装、固定，另一方面可以防止安装过程中造成翅片31变形损坏。

当然，所述翅片31的宽度也可设置为与所述扁管30的宽度相等，即所述翅片31的背风一侧和迎风一侧均与所述扁管30的对应侧边缘相平齐，于此不予限制。

请参阅图5所示，为本发明微通道蒸发器100的工作原理图(或制冷剂流向图)。首先，制冷剂由进口管40进入第一集流管111后，一部分制冷剂直接通过其中一排扁管30的下半部扁管30流向第三集流管113(即图5所示第一流程)，再从第三集流管113流入上半部扁管30中并返回流入第一集流管111(即图5所示第二流程)，接着，返回流入第一集流管111中的制冷剂通过连接体12上的流通孔121进入相邻的第二集流管112，并朝向出口管50方向流动；而第一集流管111中的另一部分制冷剂则通过连接体12上的流通孔121流入相邻的第二集流管112中，随后进入另一排扁管30的下半部扁管30中并流向第四集流管114，再从第四集流管114流入上半部扁管30中并返回流入第二集流管112(即图5所示第二流程)；最后，所有的制冷剂均汇集到出口管50处流出。

从图5可以看出，本发明的微通道蒸发器100利用连接体12使并排设置的两个集流管11牢固相连，增强了集流管11的焊接稳定性和可靠性。在换热性能满足要求的前提下，与原装铜管翅片式蒸发器相比，厚度减小，大大节省了安装所需空间，同时，连接体12采用开多个流通孔121的方式，形成多流程，使冷媒分配更均匀，换热效果更好。各流程扁管30数量不同，顺应制冷剂吸热由液态变成气态体积增加的特点，每流程扁管30数量逐渐增加，比铜管翅片式蒸发器更加灵活。

当然，在安装所述微通道蒸发器100时，所述微通道蒸发器100的外形尺寸可根据实际安装空间的要求进行调整；整个微通道蒸发器100的安装角度(指整个微通道蒸发器100与水平面之间所形成的夹角)也可根据实际情况进行调整安装；扁管30的根数及排数不限，可根据实际空间及换热能力要求进行设计。

综上所述，本发明的微通道蒸发器100将所述第一集管组件10与第二集管组件20设置为由并排设置的至少两个集流管11及连接相邻两个集流管11的连接体12组成，且在第一集管组件10的集流管11上开设开孔、连接体12上开设流通孔121，从而可通过所述开孔及所述流通孔121，使制冷剂沿所述扁管30、第一集流管111、连接体12、第二集流管112流入另一排扁管30中；这样设计可以在厚度、体积较小的情况下，仍然有一个较大的换热面积，达到换热能力要求，相对于传统的铜管翅片式蒸发器，可以节省大量空间。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种微通道蒸发器，包括第一集管组件、第二集管组件及位于第一集管组件与第二集管组件之间的扁管，所述扁管连通所述第一集管组件与所述第二集管组件，其特征在于：在所述微通道蒸发器的厚度方向上，所述第一集管组件与所述第二集管组件均包括并排设置的至少两个集流管及连接相邻两个集流管的连接体，所述扁管也设置有至少两排，且该至少两排扁管的一端与第一集管组件中的至少两个集流管对应连通、另一端与第二集管组件中的至少两个集流管对应连通，所述第一集管组件的集流管上开设有开孔，所述第一集管组件的连接体上对应开设有流通孔，以使得制冷剂可通过所述开孔和所述流通孔在所述第一集管组件的至少两个集流管之间流动。

2.根据权利要求1所述的微通道蒸发器，其特征在于：所述第一集管组件的至少两个集流管上的开孔至少部分相互对应，以使得制冷剂可以以并联和/或串联的方式在至少两排扁管内流动。

3.根据权利要求1所述的微通道蒸发器，其特征在于：所述微通道蒸发器还包括与所述第一集管组件相连接的进口管和出口管，所述进口管与所述第一集管组件的其中一个集流管相连通，所述出口管与所述第一集管组件的另一个集流管相连通，且在所述微通道蒸发器的高度方向上，所述进口管与所述出口管上下错位设置。

4.根据权利要求3所述的微通道蒸发器，其特征在于：所述集流管中具有内腔，所述第一集管组件的集流管上设有隔板，所述隔板将所述内腔分隔成至少两个分腔，且在所述微通道蒸发器的高度方向上，所述进口管与位于最底端和最顶端的两个分腔中的其中一个相连通，所述出口管与位于最底端和最顶端的两个分腔中的另一个相连通。

5.根据权利要求1所述的微通道蒸发器，其特征在于：所述流通孔呈一字型排布在所述连接体上，所述集流管与所述连接体焊接固定。

6.根据权利要求1所述的微通道蒸发器，其特征在于：所述连接体由至少两根铝管组成，所述铝管的两端开口即为所述流通孔，所述集流管与所述至少两根铝管焊接固定。

7.根据权利要求1所述的微通道蒸发器，其特征在于：所述微通道蒸发器还包括与所述扁管相连设置的翅片及位于所述扁管两侧的边板，在所述微通道蒸发器的高度方向上，所述翅片位于相邻两根扁管之间，所述边板位于所述扁管的上下两侧。

8.根据权利要求7所述的微通道蒸发器，其特征在于：所述翅片为无开窗翅片，且所述翅片的密度为FPI2至FPI8。

9.根据权利要求7所述的微通道蒸发器，其特征在于：所述微通道蒸发器的翅片的背风一侧与所述扁管同侧边缘相平齐、迎风一侧沿所述微通道蒸发器的厚度方向向外延伸，并延伸至使所述翅片的宽度大于所述扁管的宽度。

10.根据权利要求9所述的微通道蒸发器，其特征在于：所述边板的背风一侧与所述扁管同侧边缘相平齐、迎风一侧也沿所述微通道蒸发器的厚度方向向外延伸，以与迎风一侧的翅片相平齐。