專利名稱：空調(diào)用微通道扁管換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種換熱器，尤其是涉及一種空調(diào)用微通道扁管換熱器。
背景技術(shù)：
在用于機(jī)動車或者家用空調(diào)的蒸發(fā)器中，制冷劑在進(jìn)入時為兩相狀態(tài)，即氣態(tài)和液態(tài)，其中氣態(tài)部分的體積分?jǐn)?shù)是80%甚至更多，這通常對具有較大質(zhì)量分?jǐn)?shù)的液態(tài)部分的分配造成不利影響。冷卻劑中液態(tài)部分的分配不均一方面造成蒸發(fā)器的整體換熱性能下降，另一方面造成換熱器表面溫度分布的不均勻以及總體溫差加大，由此容易引發(fā)結(jié)霜。在很多國內(nèi)外專利文獻(xiàn)中已經(jīng)提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施以提高制冷劑分配的均勻性，例如由CN101691981A和CN101660870A分別公開了在入口集流管中插入分配管的方法， 其中通過調(diào)節(jié)開口的大小、形狀和位置等手段達(dá)到分配均勻的目的。由US 7 571 761 B2 公開的改進(jìn)方案采用多個孔板的組合來調(diào)節(jié)換熱器的分配均勻性。然而，以上所述方法無一例外地采用了節(jié)流的原理，即通過調(diào)節(jié)不同區(qū)域的阻力使分配盡可能均勻。這勢必會增加流體阻力，增大系統(tǒng)匹配的難度。此外，隨著環(huán)境工況的變化，制冷劑的入口狀態(tài)也會發(fā)生相應(yīng)變化，以上所述方法均無法在環(huán)境變化的情況下始終保持良好的分配效果。因此，需要一種改進(jìn)的換熱器，其可以保證制冷劑液態(tài)部分均勻分配地流向出口， 重要的是，制冷劑側(cè)的阻力不會因此而顯著增大。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種改進(jìn)的換熱器，其可以簡單并且低成本地提高兩相制冷劑入口流量分配的均勻性。為了實(shí)現(xiàn)這個目的，本實(shí)用新型提供一種換熱器，所述換熱器包括入口集流管、 出口集流管、連通于入口集流管和出口集流管之間的多個扁管，每個扁管分別具有插入到所述入口集流管和所述出口集流管中的引入端口和排出端口。所述換熱器還包括分流擋板，其設(shè)置在所述入口集流管中并且沿入口集流管中的制冷劑流動方向位于最上游扁管引入端口的上游；連通管，其設(shè)置在所述入口集流管外部，并且具有分別伸入到所述入口集流管中的進(jìn)口和排口，所述進(jìn)口在所述入口集流管中沿入口集流管中的制冷劑流動方向位于所述分流擋板的上游；其中，所述分流擋板的上部與所述入口集流管密封連接，而所述分流擋板的下部具有供液態(tài)制冷劑流過的開口，所述連通管的進(jìn)口位于所述開口的上方。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，所述分流擋板中的開口設(shè)置在所述入口集流管中的位于分流擋板上游側(cè)的氣態(tài)和液態(tài)制冷劑之間界面的下方。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，所述分流擋板中的開口由所述分流擋板中開設(shè)的孔形成。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，所述分流擋板中的開口由所述分流擋板的下邊緣與所述入口集流管的底部內(nèi)壁之間的間隙形成。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，所述連通管的排口在所述入口集流管中沿入口集
3流管中的制冷劑流動方向位于最下游扁管引入端口的下游。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，所述入口集流管的一個端部與入口蓋板連接并且所述入流集流管的另一端部與封閉蓋板連接。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，所述出口集流管的一個端部與出口蓋板連接并且所述出流集流管的另一端部與封閉蓋板連接。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，制冷劑從制冷劑源經(jīng)由入口端蓋進(jìn)入到換熱器中并且經(jīng)由出口端蓋流出換熱器。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，所述入口集流管具有分別位于所述分流擋板兩側(cè)的兩個區(qū)段，所述兩個區(qū)段分別彼此平齊地連接在所述分流擋板的兩個側(cè)面上。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，所述分流擋板的邊緣與所述入口集流管的內(nèi)壁密封連接。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，入口集流管與出口集流管大體上相互平行。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，多個扁管大體上彼此平行并且使入口集流管和出口集流管彼此連通。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，扁管是微通道扁管。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，在彼此相鄰的扁管之間設(shè)有波浪形的翅片帶，其中，翅片帶的表面具有多個切口，從而使翅片帶形成百葉窗結(jié)構(gòu)。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，設(shè)置有用于提高換熱器的整體強(qiáng)度以及用于固定最外側(cè)的翅片帶的側(cè)板，其與換熱過程無關(guān)。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，以上所述的所有部件均通過釬焊方式連接，其中， 首先對除入口端蓋、封閉端蓋和出口端蓋以外的各部件進(jìn)行裝配并且在裝配完成之后進(jìn)行爐內(nèi)可控氣氛釬焊，隨后在爐外通過火焰釬焊的方式連接入口端蓋、封閉端蓋和出口端蓋， 從而最終完成整個換熱器的制造。在所述換熱器工作時，換熱器如此布置，使得扁管與地面垂直或者與豎直方向呈一定的角度。從制冷劑源經(jīng)由入口端蓋進(jìn)入到入口集流管中的制冷劑具有兩種形態(tài)——?dú)鈶B(tài)和液態(tài)，其中制冷劑中氣態(tài)部分的體積分?jǐn)?shù)大于液態(tài)部分的體積分?jǐn)?shù)，但制冷劑中氣態(tài)部分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于液態(tài)部分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，由于重力的作用，氣態(tài)制冷劑占據(jù)入口集流管中流通面的上部區(qū)域，而液態(tài)制冷劑占據(jù)入口集流管中流通面的底部區(qū)域。在入口集流管中，由于分流擋板的阻擋作用，占據(jù)流通面的上部區(qū)域的氣態(tài)制冷劑無法直接進(jìn)入與入口集流管連接的扁管，而必須首先通過連通管進(jìn)入入口集流管的下游區(qū)段，并且在那里最終進(jìn)入扁管。與此同時，液態(tài)制冷劑可以通過分流擋板的開口直接進(jìn)入各扁管。由此實(shí)現(xiàn)了氣態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑的分離，避免了氣態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑的相互影響，同時保證了集流管入口近端和遠(yuǎn)端的壓力基本保持一致，從而使制冷劑在各扁管的分配均勻性得到改善。由此可見，分流擋板是關(guān)鍵部件，分流擋板的開口的大小對制冷劑在各扁管的分配均勻性具有至關(guān)重要的作用。如果所述開口過大則不能實(shí)現(xiàn)制冷劑中氣態(tài)部分和液態(tài)部分的完全分離，如果所述開口過小則會增加系統(tǒng)阻力。在根據(jù)本實(shí)用新型的一個優(yōu)選實(shí)施方式中，允許冷卻劑通過的開口的面積是入口集流管橫截面積的20% 30%。在根據(jù)本實(shí)用新型的另一優(yōu)選實(shí)施方式中，允許冷卻劑通過的開口的面積與冷卻劑中氣態(tài)部分的體積
4分?jǐn)?shù)相匹配，尤其是，允許冷卻劑通過的開口的面積優(yōu)選是可調(diào)節(jié)的。根據(jù)本實(shí)用新型的換熱器可應(yīng)用于家用或汽車空調(diào)的蒸發(fā)器，也可應(yīng)用于具有熱泵功能的空調(diào)系統(tǒng)的換熱器。

結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行更詳細(xì)的描述，在附圖中圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的換熱器的整體示圖；圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的換熱器的局部放大示圖；圖3a是根據(jù)本實(shí)用新型的入口集流管的第一實(shí)施例的橫截面示圖；圖北是根據(jù)本實(shí)用新型的入口集流管的第二實(shí)施例的橫截面示圖；圖3c是根據(jù)本實(shí)用新型的入口集流管的第三實(shí)施例的橫截面示圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)將參考附圖來說明根據(jù)本實(shí)用新型的換熱器的優(yōu)選實(shí)施例。首先參考圖1，根據(jù)本實(shí)用新型的換熱器包含入口端蓋1、入口集流管2、封閉端蓋 3、出口集流管4、出口端蓋5、扁管6、翅片帶7、側(cè)板8、分流擋板9和連通管10。入口端蓋 1與入口集流管2的一個端部連接，制冷劑從制冷劑源(未示出)經(jīng)由入口端蓋1進(jìn)入到入口集流管2中，即進(jìn)入到換熱器中。入口集流管2的另一端部與一個封閉端蓋3連接并且由封閉端蓋3封閉。類似地，出口端蓋5與出口集流管4的一個端部連接，制冷劑經(jīng)由出口端蓋5流出換熱器。出口集流管4的另一端部與一個封閉端蓋3連接并且由封閉端蓋3 封閉。在此優(yōu)選實(shí)施例中，入口集流管2與出口集流管5大體上相互平行。多個扁管6設(shè)置在入口集流管2和出口集流管5之間，這些扁管6大體上彼此平行并且分別具有插入到入口集流管2和出口集流管5中的引入端口和排出端口，從而使入口集流管2和出口集流管5彼此連通。在此，扁管6優(yōu)選是微通道扁管。分流擋板9設(shè)置在入口集流管2中并且位于沿入口集流管中的制冷劑流動方向位于最上游扁管引入端口的上游，即如圖1所示位于入口端蓋1與距離入口端蓋1最近的扁管6之間。分流擋板9的上部與入口集流管2密封連接，分流擋板9的下部具有供液態(tài)制冷劑流過的開口，從而使得經(jīng)由入口端蓋1進(jìn)入的制冷劑僅能夠通過所述開口到達(dá)設(shè)置有扁管6的入口集流管區(qū)段中。連通管10設(shè)置在入口集流管2外部并且與入口集流管2大體上平行。連通管10具有分別伸入到入口集流管 2中的進(jìn)口和排口并且由此與入口集流管2連通，其中，所述進(jìn)口在入口集流管2中沿入口集流管2中的制冷劑流動方向位于分流擋板9的上游，即如圖1所示位于入口端蓋1和分流擋板9之間，其中，連通管10的排口在入口集流管中沿入口集流管中的制冷劑流動方向位于最下游扁管引入端口的下游，即如圖1所示位于封閉端蓋3和距離入口端蓋1最遠(yuǎn)的扁管6之間。在彼此相鄰的扁管6之間設(shè)有波浪形的翅片帶7，其中翅片帶的表面具有多個切口，從而使翅片帶7形成百葉窗結(jié)構(gòu)。側(cè)板8設(shè)置用于提高換熱器的整體強(qiáng)度以及用于固定最外側(cè)的翅片，其與換熱過程無關(guān)。優(yōu)選地，所有部件均通過釬焊方式連接，其中，首先對除入口端蓋1、封閉端蓋3和出口端蓋5以外的各部件進(jìn)行裝配并且在裝配完成之后進(jìn)行爐內(nèi)可控氣氛釬焊，隨后在爐外通過火焰釬焊的方式連接入口端蓋1、封閉端蓋3和出口端蓋5，從而最終完成整個換熱器的制造。在所述換熱器工作時，換熱器如此布置，使得扁管6與地面垂直或者與豎直方向呈一定的角度。從圖2中可以看出，在由制冷劑源(未示出)經(jīng)由入口端蓋1進(jìn)入到入口集流管2中的制冷劑中，氣態(tài)部分(如圖2中在入口處疏松分布的黑點(diǎn)所示)的體積分?jǐn)?shù)大于液態(tài)部分(如圖2中在入口處密集分布的黑點(diǎn)或者說陰影所示)的體積分?jǐn)?shù)——在通常情況下制冷劑中氣態(tài)部分的體積分?jǐn)?shù)為80%甚至更多，但制冷劑中氣態(tài)部分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于液態(tài)部分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。從圖2中同時可以看出，氣態(tài)制冷劑占據(jù)入口集流管2中流通面的上部區(qū)域而液態(tài)制冷劑占據(jù)入口集流管2中流通面的底部區(qū)域。在入口集流管2中， 由于分流擋板9的阻擋作用，占據(jù)流通面的上部區(qū)域的氣態(tài)制冷劑無法直接進(jìn)入位于分流擋板9的下游的扁管6，而必須首先進(jìn)入連通管10并且通過連通管10進(jìn)入入口集流管2的下游區(qū)段——即遠(yuǎn)離分流擋板9的區(qū)段，在那里氣態(tài)制冷劑最終進(jìn)入扁管6。但液態(tài)制冷劑可以通過分流擋板9的開口直接進(jìn)入各扁管6。在圖2中通過箭頭分別示出氣態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑的流動方向。由此實(shí)現(xiàn)了以下有利的技術(shù)效果通過設(shè)置分流擋板9和連通管 10避免了氣液兩相的相互影響，同時保證了集流管入口近端和遠(yuǎn)端的壓力基本保持一致， 從而使制冷劑在各扁管的分配均勻性得到改善。優(yōu)選地，允許冷卻劑通過的開口的面積優(yōu)選是入口集流管2的橫截面積的20% 30%。優(yōu)選地，允許冷卻劑通過的開口的面積與冷卻劑中氣態(tài)部分的體積分?jǐn)?shù)相匹配，尤其是，允許冷卻劑通過的開口的面積是可調(diào)節(jié)的。圖3a示出入口集流管的一個實(shí)施例的橫截面，其中，分流擋板9的開口 9a由分流擋板的下邊緣9b與入口集流管2的底部內(nèi)壁之間的間隙形成，而連通管伸入到入口集流管中的進(jìn)口 IOa從入口集流管2的右上側(cè)插入入口集流管2中。圖北示出入口集流管的另一個實(shí)施例的橫截面，其中，分流擋板9的開口 9a由所述分流擋板中開設(shè)的孔形成，而連通管10伸入到入口集流管中的進(jìn)口進(jìn)口 IOa從入口集流管2的右上側(cè)插入入口集流管2中。事實(shí)上，連通管10伸入到入口集流管2中的進(jìn)口 IOa可以位于入口集流管的任意位置上，只要其位于分流擋板的開口的上方即可。優(yōu)選地，該進(jìn)口位于分流擋板的開口的上邊緣的上方，并且分開一定的距離。如在圖3c示出的入口集流管2的又一個實(shí)施例中，連通管10伸入到入口集流管2中的進(jìn)口 IOa位于入口集流管的頂部。此外，如圖2中示意性顯示，入口集流管可以具有分別位于所述分流擋板兩側(cè)的兩個區(qū)段，所述兩個區(qū)段分別彼此平齊地連接在所述分流擋板的兩個側(cè)面上?；蛘?，如圖 3a_3c中示意性顯示，入口集流管可以是一體的，所述分流擋板的邊緣與所述入口集流管的內(nèi)壁密封連接。雖然本文參考具體的實(shí)施例描述和說明了本實(shí)用新型，但是本實(shí)用新型并不旨在局限于所示的細(xì)節(jié)中。而是，在不偏離本實(shí)用新型的情況下，可作出落入權(quán)利要求書的等同物范圍內(nèi)的針對細(xì)節(jié)的各種修改。
權(quán)利要求1.一種換熱器，包括入口集流管、出口集流管、連通于所述入口集流管和所述出口集流管之間的多個扁管， 每個扁管分別具有插入到所述入口集流管和所述出口集流管中的引入端口和排出端π ；其特征在于，所述換熱器還包括分流擋板，其設(shè)置在所述入口集流管中并且沿所述入口集流管中的制冷劑流動方向位于最上游扁管引入端口的上游；連通管，其設(shè)置在所述入口集流管外部，并且具有分別伸入到所述入口集流管中的進(jìn)口和排口，所述進(jìn)口在所述入口集流管中沿所述入口集流管中的制冷劑流動方向位于所述分流擋板的上游；其中，所述分流擋板的上部與所述入口集流管密封連接，而所述分流擋板的下部具有供液態(tài)制冷劑流過的開口，所述連通管的進(jìn)口位于所述開口的上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于，所述開口設(shè)置在所述入口集流管中的位于分流擋板上游側(cè)的氣態(tài)和液態(tài)制冷劑之間界面的下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的換熱器，其特征在于，所述開口由所述分流擋板中開設(shè)的孔形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的換熱器，其特征在于，所述開口由所述分流擋板的下邊緣與所述入口集流管的底部內(nèi)壁之間的間隙形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的換熱器，其特征在于，所述入口集流管具有分別位于所述分流擋板兩側(cè)的兩個區(qū)段，所述兩個區(qū)段分別彼此平齊地連接在所述分流擋板的兩個側(cè)面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的換熱器，其特征在于，所述分流擋板的邊緣與所述入口集流管的內(nèi)壁密封連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的換熱器，其特征在于，所述連通管的排口在所述入口集流管中沿入口集流管中的制冷劑流動方向位于最下游扁管引入端口的下游。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的換熱器，其特征在于，在彼此相鄰的扁管之間設(shè)有翅片市ο
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的換熱器，其特征在于，所述扁管是微通道扁管。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的換熱器，其特征在于，所述開口的面積是所述入口集流管的橫截面積的20% 30%。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種換熱器，包括入口集流管、出口集流管、連通于入口集流管和出口集流管之間的多個扁管，每個扁管分別具有插入到入口集流管和出口集流管中的引入端口和排出端口，其中，換熱器還包括分流擋板，所述分流擋板設(shè)置在入口集流管中并且沿入口集流管中的制冷劑流動方向位于最上游扁管引入端口的上游；連通管，其設(shè)置在入口集流管外部，并且具有分別伸入到入口集流管中的進(jìn)口和排口，所述進(jìn)口在入口集流管中沿入口集流管中的制冷劑流動方向位于分流擋板的上游；其中，分流擋板的上部與入口集流管的內(nèi)壁密封連接，而分流擋板的下部具有供液態(tài)制冷劑流過的開口，連通管的進(jìn)口位于所述開口的上方。
文檔編號F28F9/02GK201983686SQ20102069955
公開日2011年9月21日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者徐坤豪 申請人:薩帕鋁熱傳輸(上海)有限公司