CN106895608A - 微通道换热器及其扁管 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种微通道换热器及其扁管，微通道换热器包括若干扁管，所述扁管内具有若干通道，所述扁管通道内流动制冷剂以与所述扁管外换热介质换热，若干所述扁管中多个所述扁管至少局部在所述换热介质的迎流截面上呈弯折设置。现有的微通道换热器，扁管均垂直地连接于集流管，且均平行且平直设置，而本方案各根扁管形成有弯折段，则在与背景技术中扁管相同根数的情况下，显然本方案中换热器的总换热面积得以增加，从而可以省略散热翅片，而扁管的强度高于散热翅片，故而整个扁管区域的结构坚固，尤其适于换热介质高流速，带有颗粒杂质的工况下使用，并且同样适用于带有粉尘、杂质的空气换热工况；另外，由于省略了散热翅片，工装更为方便。

Description

微通道换热器及其扁管

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，具体涉及一种微通道换热器及其扁管。

背景技术

目前，微通道换热器作为一种新型高效紧凑换热器应用于汽车空调和大型商用中央空调等系统。

请参考图1，图1为一种现有的微通道换热器的结构示意图。

微通道换热器包括第一集流管11和第二集流管12，两根集流管之间设有若干根扁管13，制冷剂进入第一集流管11，第一集流管11分配制冷剂至各扁管13，各扁管13内的制冷剂经第二集流管12汇集后流出。相邻的扁管13之间还设有波纹状的或带有百叶窗形的散热翅片14，图中仅示出靠近两集流管位置的散热翅片14，实际上，相邻两扁管13之间布满所述散热翅片14，散热翅片14用于强化微通道换热器与空气侧的换热效率。

如图1所示，目前微通道换热器的扁管13，均平行地设置于集流管之间，且各扁管13呈平直状。该种类型的微通道换热器，应用于制冷剂和空气进行换热的工况下，散热翅片14能够加强换热效果。

然而，当与制冷剂进行换热的介质为高流速，且含有颗粒杂质的流体工况时(比如换热器置于水或奶制品中)，上述的散热翅片14容易被介质压倒或损伤，并堵塞扁管13之间的介质流道，难以适用，即便换热介质为空气，当空气中带有较多粉尘或其他杂物(例如应用于干衣机中时，换热介质会带有水汽的空气，并夹带棉絮)时，同样会损伤散热翅片14，继而影响正常使用。

有鉴于此，如何改进微通道换热器，以使其更加适合高流速且含有杂质的介质工况，或者适用于带有粉尘、杂质的空气换热工况，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种微通道换热器及其扁管，该换热器适合高流速且含有杂质的介质工况，且同时适用于带有粉尘、杂质的空气换热工况。

本发明提供的微通道换热器，包括若干扁管，所述扁管内具有若干通道，所述扁管通道内流动制冷剂以与所述扁管外换热介质换热，若干所述扁管中多个所述扁管至少局部在所述换热介质的迎流截面上呈弯折设置。

现有的微通道换热器，扁管均垂直地连接于集流管，且均平行且平直设置，而本方案各根扁管形成有弯折段，则在与背景技术中扁管相同根数的情况下，显然本方案中换热器的总换热面积得以增加，从而可以省略散热翅片，即本方案中的微通道换热器为无翅片式换热器，而扁管的强度高于散热翅片，故而整个扁管区域的结构坚固，尤其适于换热介质高流速，带有颗粒杂质的工况下使用，并且同样适用于带有粉尘、杂质的空气换热工况，例如，在干衣机上使用时，还可以减少灰尘或者棉絮的堆积；另外，由于省略了散热翅片，工装更为方便。

可选地，相邻两所述扁管具有若干接触位置，并于接触位置固定，以使所有所述扁管形成网格状结构。

可选地，各所述扁管均呈波浪形弯折设置。

可选地，相邻两个所述扁管，对应位置的弯折方向相反。

可选地，相邻两呈波浪形设置的所述扁管，一者弯折形成的波峰位置与另一者弯折形成的波谷位置相接触并固定。

可选地，若干所述扁管，包括依次间隔设置的波浪形的扁管和平直的扁管。

可选地，呈波浪形设置的所述扁管，其弯折形成的波峰位置、波谷位置均与相邻的平直扁管对应的接触并固定。

可选地，所述微通道换热器扁管区域的外侧设有边板，所述边板内侧为所述波浪形的扁管，且该扁管弯折形成的波峰或波谷位置与对应的所述边板接触并固定。

可选地，所述边板为能够流通制冷剂的扁管结构，或，为不流通制冷剂的实体型材结构。

可选地，相邻所述扁管接触位置通过炉焊固定。

可选地，波浪形的所述扁管，其用于安装至微通道换热器集流管的两端为平直段，所述平直段与所述集流管大致垂直设置。

可选地，所述扁管两个沿流侧中至少朝向所述换热介质的一侧厚度大于所述扁管通道侧的厚度；

其中，相邻所述扁管之间形成通道以流通所述换热介质，所述扁管包括朝向以及背向所述换热介质流向的两个所述沿流侧；所述通道侧朝向所述通道。

本发明还提供一种微通道换热器的扁管，所述扁管内具有若干通道，所述扁管通道内流动制冷剂以与所述扁管外换热介质换热，所述扁管在其长度方向上大体呈波浪形设置，且其弯折方向朝向所述扁管面积较大的表面。

扁管作波浪形设计，装配至集流管形成微通道换热器时，可以增加换热面积，进而省略翅片，具体效果与上述微通道换热器相同。

附图说明

图1为一种现有的微通道换热器的结构示意图；

图2为本发明所提供微通道换热器第一实施例的结构示意图；

图3为图2的主视图；

图4为图2中单根扁管的结构示意图；

图5为图4的主视图；

图6为两根图4中扁管配合时的结构示意图；

图7为本发明所提供微通道换热器第二实施例的结构示意图；

图8为本发明所提供微通道换热器第三施例中若干扁管配合的结构示意图；

图9为图1中扁管的横截面示意图；

图10为本发明所提供微通道换热器第四施例中扁管的横截面示意图；

图11为本发明所提供微通道换热器第五施例中扁管的横截面示意图。

图1中附图标记的对应关系如下：

11第一集流管、12第二集流管、13扁管、14散热翅片、15边板

图2-11中附图标记的对应关系如下：

21第一集流管、22第二集流管；

23扁管、23A波谷、23B波峰、23a沿流侧、23b通道侧、23c平直段；

24边板

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明所提供的微通道换热器，包括若干扁管，通常还包括作为制冷剂流入和流出的两根集流管，若干扁管连通于两根集流管之间。本方案中，若干扁管中的多个扁管至少局部弯折，以使若干所述扁管换热面积大于均平直设置时的换热面积。具体实现方式如下：

实施例1

请参考图2，图2为本发明所提供微通道换热器第一实施例的结构示意图；图3为图2的主视图；图4为图2中单根扁管的结构示意图；图5为图4的主视图；图6为两根图4中扁管配合时的结构示意图。

该实施例中，微通道换热器具有两根集流管，即图2中所示的第一集流管21和第二集流管22，二者之间连通有若干根扁管23，制冷剂可自第一集流管21进入，流向扁管23中，与外界进行换热，让后再流入第二集流管22并流出。当然，这仅仅是一种流动路径示例，现有技术中集流管上进、出口设置位置有多种方式，均可适用于本实施例,故图中未画出进出口,而并不表示不存在进出口。

且，每根扁管23呈波浪形弯折设置，从图3中视角来看，即依次沿上下方向多次弯折，从而形成多个波峰23B和波谷23A(示于图6)，从波峰23B至波谷23A或从波谷23A至波峰23B均形成一段弯折段，如此，各根扁管23自首至尾，持续弯折。

如背景技术所描述，现有的微通道换热器，扁管13均垂直地连接于集流管，且均平行且平直设置，而本方案各根扁管23形成有弯折段，则在与背景技术中扁管13相同根数的情况下，显然本方案中换热器的总换热面积得以增加，从而可以省略散热翅片，即本方案中的微通道换热器为无翅片式换热器，而扁管23的强度高于散热翅片，故而整个扁管区域的结构坚固，尤其适于换热介质高流速，带有颗粒杂质的工况下使用，并且同样适用于带有粉尘、杂质的空气换热工况，例如，在干衣机上使用时，还可以减少灰尘或者棉絮的堆积；另外，由于省略了散热翅片，工装更为方便。

文中所述的换热介质即流通于扁管区域的介质，即相邻两根扁管23之间形成通道，换热介质从该通道流过，以与扁管23内的制冷剂进行换热。

需要说明的是，此处所述的现有技术中扁管平直设置，是指扁管在换热介质的迎流截面上呈直线设置，比如，多层换热器的扁管虽然可能回旋设置，但在迎流截面上依然是平直延伸。而本实施例中所述弯折均是相对于迎流截面而言，相邻扁管23之间形成流通换热介质的通道，垂直于通道方向的截面即迎流截面。

从图2中还可看出，该实施例中，相邻两根波浪形的扁管23，对应位置的弯折方向相反，即沿垂直于集流管的方向，相邻两根扁管23对称设置。如此设计，相邻的换热介质通道的形状不同，有助于扰动换热介质，提高换热效率。

具体地，扁管23弯折形成的波峰23B位置，与一相邻扁管23弯折形成的波谷23A位置相接触并固定；而，弯折形成的波谷23A位置，则与另一相邻扁管23弯折形成的波峰23B位置相接触并固定。如图3、6所示，每根扁管23的波峰23B与位于其上方扁管23的波谷23A相接触，波谷23A与位于其下方扁管23的波峰23B相接触。

这样，每根扁管23与相邻扁管23具有多个接触固定点，形成网格状的扁管区域，使得所有扁管23牢靠地连接在一起，从而进一步保证整个扁管区域的结构牢固性，更加适应于高流速、带有颗粒杂质的换热介质工况。

具体固定相邻扁管23的接触位置时，可以通过焊接的方式。一般，扁管23与集流管会通过炉焊固定，则在进行炉焊时，可实现接触位置的一并固定，工艺简单。

另外，该实施例中，扁管23除了弯折部位，其两端可以设计为平直段23c，以便与集流管插接固定，如图6所示。

需要注意的是，本实施例中扁管区域的两侧同样可以设置边板24，以起到保护和美观的作用。边板24实际上也可以是扁管23，其内侧的波浪形扁管23的波峰23B或波谷A可以与该边板24接触并固定。当然，边板24也可以是不流通制冷剂的实体或空心的型材结构。

实施例2

请参考7，图7为本发明所提供微通道换热器第二实施例的结构示意图。

该实施例与实施例1类似，不同之处在于，并非所有扁管23均设计为波浪形，而是设计为：若干扁管23，包括依次间隔设置的波浪形扁管23和平直扁管23。

该方案同样，在与背景技术中扁管13相同根数的情况下，总换热面积得以增加，从而可以省略翅片，并且达到与实施例1相同的技术效果。

此外，呈波浪形设置的扁管23，其弯折形成的波峰23B位置与一相邻扁管23接触并固定，弯折形成的波谷23A位置与另一相邻扁管23接触并固定。如图7所示，波浪形扁管23的波峰和波谷位置，分别和与之相邻的上、下扁管23接触固定。接触固定的方式同样可以采用上述的炉焊方式。该种结构也可形成网格状的扁管区域，进一步保证扁管区域的牢固性。

该实施例中，边板24相当于平直设置的扁管结构，其同样可以流通制冷剂，或是不流通制冷剂的实体或空心的型材结构。

从上述两个实施例可看出，本发明的核心在于，改变扁管23传统的平直设计，利用扁管23形状的变化设计增加总换热面积，从而省略散热翅片，保证扁管区域的强度，以适应于换热介质为高流速，且往往还带有颗粒杂质的工况。此时，可以理解，扁管23的形状并不限于上述实施例1、2所描述的结构，理论上，只要有多根扁管23具有局部弯折，即可实现微通道换热器的扁管23总换热面积大于均平直设置时的总换热面积(背景技术方案)，当然，为保证换热效果，具有弯折段的扁管23数目以及弯折位置显然可以适当增加，诸如实施例1中全部扁管23均弯折设置，且进行多处弯折，而实施例2中则半数扁管23弯折设置、同样也多处弯折。

本发明中，弯折仅仅表示扁管不同于其他扁管的平直状，但并不限制扁管的弯折形状，可以具有折线型的弯折段，也可以是曲线形的弯折段，当然可以理解的是，由于加工工艺的问题，折线型的弯折角可以是圆角。可以参考实施例3。

实施例3

图8为本发明所提供微通道换热器第三施例中若干扁管配合的结构示意图。

与实施例1相似，各扁管23均呈波浪形设置，区别在于，实施例1中呈折线型弯折，而该实施例中的扁管23呈曲线弯折，其同样可以使各扁管23的波峰23B、波谷23A与对应扁管23的波谷23A、波峰23B位置相接触并固定，能够达到与实施例1相同的技术效果。

上述实施例扁管23形成多个弯折段，实际上，也可以整个扁管23弯折一次，形成V形的扁管23，即只有一波谷或波峰，相邻的波谷和波峰可以接触并固定，则相邻两个扁管23实际上呈“X”行交叉设置，此时也可以增加一定的总换热面积。但显然，弯折位置数量多，方向多变时(例如上述实施例1、2、3描述的波浪形结构)，换热面积将增加更多，换热效果更佳。

另外，实施例1、2、3形成了网格状的扁管区域，从而进一步提高了扁管23连接的牢靠性，提高强度。显然，能够形成网格状结构的方案有多种，只要相邻两扁管23具有接触位置，并于接触位置固定，即可形成网格状结构的扁管区域。接触位置也并不限于线接触，可以是面接触，比如，扁管23呈连续的大体“几”字型结构。但可以理解，规则形状的扁管23，结构较为统一，便于加工，正如图5所示。

实施例4

在上述各实施例的基础上，请继续参考图9、10，图9为图1中扁管的横截面示意图；图10为本发明所提供微通道换热器第四实施例中扁管的横截面示意图。

该实施例中扁管23的设置方式可以如上任一实施例所述，区别在于，对扁管23的厚度作了优化设计。

如图9所示，一般而言，扁管23加工成型后，其径向(与制冷剂流动方向垂直)上各位置的厚度较为均匀。

本实施例中，相邻扁管23之间形成流通换热介质的通道，扁管23朝向、背向所述换热介质流向的一侧分别为迎流侧、背流侧，二者均沿换热介质流向分布，可定义为沿流侧23a，假设换热介质从左至右流入，则迎流侧和背流侧分别为图10中的左侧和右侧，而朝向通道的一侧则为通道侧23b，即图10中的上侧和下侧均为通道侧23b。本实施例中扁管23的厚度设计为：一沿流侧23a设计为厚度大于通道侧23b的厚度(虚线部分对应于背景技术的厚度)，该沿流侧23a应当朝向换热介质流向设置，即一个沿流侧23a厚度作变化处理时，应当将该沿流侧23a作为迎流侧。如此，则朝向换热介质流向一侧的强度得以进一步针对性的增加，以从另一方面提高适应换热介质高流速以及带有颗粒杂质工况的能力。

实施例5

请参考图11，图11为本发明所提供微通道换热器第五施例中扁管的横截面示意图。

与实施例4不同的时，该实施例中，两个沿流侧23a的厚度均增加，如图11所示，扁管23左、右两侧的厚度均增加(虚线部分对应于背景技术的厚度)，均大于通道侧23c的厚度，则结构强度进一步增加，而且无论换热介质从哪一方向流入，朝向换热介质的一侧厚度均加厚，即图11中左、右两侧均可以作为迎流侧使用。

以上各实施例中的微通道换热器不仅适用于单层换热器，同样适用于多层和/或多流程换热器。

本发明还提供一种扁管23，扁管23在长度方向上大体呈波浪形设置，且且其弯折方向朝向所述扁管23面积较的表面。显然，呈波浪形设置时，弯折方向为依次交替地朝向一侧较大表面和另一侧较大表面。具体优势可参照上述实施例表述。即波浪形的扁管23安装至微通道换热器时，在迎流截面上呈现出弯折，可以增加总换热面积，从而省去散热翅片结构，以适应于高流速、带有颗粒杂质的换热介质工况。

扁管23可以主体呈波浪形，而其两端为平直段23c，以便与集流管装配。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种微通道换热器，包括若干扁管(23)，所述扁管(23)内具有若干通道，所述扁管(23)通道内流动制冷剂以与所述扁管(23)外换热介质换热，其特征在于，若干所述扁管(23)中多个所述扁管(23)至少局部在所述换热介质的迎流截面上呈弯折设置。

2.如权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，相邻两所述扁管(23)具有若干接触位置，并于接触位置固定，以使所有所述扁管(23)形成网格状结构。

3.如权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，各所述扁管(23)均呈波浪形弯折设置。

4.如权利要求3所述的微通道换热器，其特征在于，相邻两个所述扁管(23)，对应位置的弯折方向相反。

5.如权利要求4所述的微通道换热器，其特征在于，相邻两呈波浪形设置的所述扁管(23)，一者弯折形成的波峰(23B)位置与另一者弯折形成的波谷(23A)位置相接触并固定。

6.如权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，若干所述扁管(23)，包括依次间隔设置的波浪形的扁管(23)和平直的扁管(23)。

7.如权利要求6所述的微通道换热器，其特征在于，呈波浪形设置的所述扁管(23)，其弯折形成的波峰(23B)位置、波谷(23A)位置均与相邻的平直扁管(23)的对应位置接触并固定。

8.如权利要求5或7所述的微通道换热器，其特征在于，所述微通道换热器扁管区域的外侧设有边板(24)，所述边板(24)内侧为所述波浪形的扁管(23)，且该扁管(23)弯折形成的波峰(23B)或波谷(23A)位置与对应的所述边板(24)接触并固定。

9.如权利要求8所述的微通道换热器，其特征在于，所述边板(24)为能够流通制冷剂的扁管结构，或，为不流通制冷剂的实体型材结构。

10.如权利要求2、5、7任一项所述的微通道换热器，其特征在于，相邻所述扁管(23)接触位置通过炉焊固定。

11.如权利要求3-7任一项所述的微通道换热器，其特征在于，波浪形的所述扁管(23)，其用于安装至微通道换热器集流管的两端为平直段(23c)，所述平直段(23c)与所述集流管大致垂直设置。

12.如权利要求1-7任一项所述的微通道换热器，其特征在于，所述扁管(23)两个沿流侧(23a)中至少朝向所述换热介质的一侧厚度大于所述扁管(23)通道侧(23b)的厚度；

其中，相邻所述扁管(23)之间形成通道以流通所述换热介质，所述扁管(23)包括朝向以及背向所述换热介质流向的两个所述沿流侧(23a)；所述通道侧(23b)朝向所述通道。

13.一种微通道换热器的扁管，所述扁管(23)内具有若干通道，所述扁管(23)通道内流动制冷剂以与所述扁管(23)外换热介质换热，其特征在于，所述扁管(23)在其长度方向上大体呈波浪形设置，且其弯折方向朝向所述扁管(23)面积较大的表面。