專利名稱：一種帶自分液結(jié)構(gòu)的穿片式微通道換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種帶自分液結(jié)構(gòu)的穿片式微通道換熱器，用于家用空調(diào)器、商用空調(diào) 機或其它與氣體換熱的場合，屬于空調(diào)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在制冷空調(diào)系統(tǒng)中，目前空調(diào)器大多采用的翅片管式換熱器由蛇形管和穿在蛇形管上的 翅片構(gòu)成。蛇形管為圓銅管且多路通道并行，這種結(jié)構(gòu)的換熱器在作蒸發(fā)器使用時需要另外 的分液器分液，否則將存在各管內(nèi)流量分配不均勻的問題。進入蒸發(fā)器的制冷劑為氣液兩相 混合物，分為多路進入蒸發(fā)器中吸收熱量，液體蒸發(fā)為氣體以實現(xiàn)制冷空調(diào)的目的。制冷劑 兩相流體特別是其中的液體能否均勻分配到每一路通道中進行換熱是蒸發(fā)器設(shè)計和結(jié)構(gòu)的關(guān) 鍵。在實際運行中由于工況的變化或者分液器設(shè)計不合理造成各路分液不均時，將導(dǎo)致造成 管內(nèi)制冷劑流量分配不均勻，有的管路內(nèi)流量較少，過早蒸干，在管路出口出現(xiàn)過大的過熱 度；而有的管路內(nèi)流量過多，出口造成過小的過熱度，甚至含有部分液體。二者均使得蒸發(fā) 器換熱面積得不到充分的利用，從而對系統(tǒng)性能造成嚴(yán)重影響。
當(dāng)進入蒸發(fā)器各通道中的制冷劑為氣液混合物時，氣體部分的體積較大、占據(jù)了較大的 蒸發(fā)器換熱空間和面積，造成蒸發(fā)器換熱效率下降、體積龐大、成本提高。
翅片管式換熱器采用蛇形管道，中間存在多個彎頭來改變流動方向，且長度較長，流動 阻力較大，從而使得冷凝或者蒸發(fā)過程壓降較大。蛇形管的管徑較大，對流換熱比微通道管 內(nèi)的要小，并且要達到一定的換熱效果，必須充入足夠的制冷劑，而充入的制冷劑最終通過 泄漏或者設(shè)備損壞等原因排放到大氣中，對環(huán)境不利。
此外，現(xiàn)有換熱器通常采用銅管外穿鋁質(zhì)翅片的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)涉及到不同材料的接觸， 容易造成電化學(xué)腐蝕，特別是潮濕地區(qū)或者在濕工況下，容易因腐蝕造成翅片和銅管分離， 大大增加銅管和翅片間的接觸熱阻，換熱效果明顯降低。 實用新型內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)不足，本實用新型的目的是提供一種帶自分液結(jié)構(gòu)的穿片式微通道換熱器， 以解決蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑在各通道流量不均勻造成的換熱面積得不到充分利用以及進入蒸發(fā)器 的制冷劑氣體浪費換熱面積的問題，提高換熱效果，使其具有成本低、結(jié)構(gòu)簡單、換熱效率 高的特點。同時，當(dāng)換熱器作為熱泵型空調(diào)器的室外機換熱器時，便于實現(xiàn)冷凝器/蒸發(fā)器的 切換運行。
本實用新型的目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的 一種帶自分液結(jié)構(gòu)的穿片式微通道換熱器，其特征在于該換熱器包括上集管l，下集管2，布置在上、下集管之間的微通道帶狀管，穿在微通道帶狀管上的翅片5以及工質(zhì)入口 和出口，所述的微通道帶狀管由連通管3和換熱管4構(gòu)成，所述的換熱管4插入下集管深度 大于下集管內(nèi)半徑，所述的連通管3插入下集管的深度等于或小于下集管內(nèi)半徑；所述的翅 片5與氣流方向成-40 40°傾斜布置；所述的連通管3至少布置一根。 本實用新型中微通道帶狀管的子通道水力直徑在0.3 3mm之間； 本實用新型所述換熱器的工質(zhì)入口和出口可布置在換熱器的同側(cè)或兩側(cè)。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及突出效果①本實用新型提供的帶自分液
結(jié)構(gòu)的穿片式微通道換熱器，有效地解決了制冷劑的氣液混合物在蒸發(fā)器中的均勻分配問題， 特別是當(dāng)蒸發(fā)器使用時，解決了因分液不均造成蒸發(fā)器換熱面積浪費和換熱效率下降的問題。 并且本實用新型所涉及的分液結(jié)構(gòu)使進入蒸發(fā)器換熱管的制冷劑全部為液態(tài)，有效解決了氣 體進入蒸發(fā)器占據(jù)換熱面積使蒸發(fā)器體積龐大的問題，可望降低蒸發(fā)器的成本或在同樣換熱 面積的情況下明顯提高傳熱性能。②翅片和微通道帶狀管為同種材料，連接采用穿片工藝， 不僅避免了由于材料化學(xué)性質(zhì)不同造成的電化學(xué)腐蝕問題，使設(shè)備使用壽命明顯延長，而且
工藝簡單，成本低廉；③采用微通道帶狀管，其子通道水力直徑在0.3 3mm，在相同流動速 度下，對流換熱系數(shù)明顯高于目前所用的常規(guī)尺寸圓管。④所用的翅片沿風(fēng)向傾斜布置，這 種布置方式有利于管外的冷凝水或者融霜水的排泄，減小在濕工況下翅片表面的換熱熱阻， 有利于增強傳熱，提高制冷機能效。


圖1為帶自分液結(jié)構(gòu)的穿片式微通道換熱器結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為翅片結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為翅片傾斜布置方式示意圖。 圖4為微通道多孔帶狀管截面示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本實用新型的結(jié)構(gòu)及工作原理作進一步說明。
圖l為帶自分液結(jié)構(gòu)的穿片式微通道換熱器結(jié)構(gòu)示意圖，該換熱器包括上集管l，下集 管2，布置在上、下集管之間的微通道帶狀管，穿在微通道帶狀管上的翅片5以及工質(zhì)入口 和出口，所述的微通道帶狀管根據(jù)插入下集熱管的深度不同分為連通管3和換熱管4，換熱 管4插入下集管深度大于下集管內(nèi)半徑，連通管3插入下集管的深度等于或小于下集管內(nèi)半 徑；所述的翅片5與氣流方向成-40 40°傾斜布置；由于連通管3和換熱管4插入到下集 管內(nèi)的深度不同，從而可以自動實現(xiàn)氣液分離。其中連通管的個數(shù)可以根據(jù)實際工況的需要 在換熱管4的對應(yīng)位置上至少布置一根。微通道帶狀管的子通道水力直徑在0.3 3mm。換熱 器的工質(zhì)入口和出口可以布置在換熱器的同側(cè)，也可以布置在換熱器的兩側(cè)。
當(dāng)該換熱器作為制冷空調(diào)系統(tǒng)的蒸發(fā)器使用時，來自節(jié)流裝置的制冷劑氣液兩相混合物從下集管2的入口進入蒸發(fā)器，氣液兩相制冷劑在進入下集管2后，由于重力的作用，密度 較小的氣相在下集管上部分流動，密度較大的液相在下集管的下部分流動，中間存在一個氣 液界面。由于換熱管和連通管深入到下集管的深度不同，氣相將直接通過連通管3連通上集 管1和下集管2，并沿連通管3流向上集管，而液相則通過深入到下集管下部的換熱管4流 向上集管l，實現(xiàn)了氣相和液相的自動分離。外部空氣的熱量通過翅片5和微通道帶狀管本 身傳遞給管內(nèi)的制冷劑，制冷劑吸熱蒸發(fā)。在制冷劑蒸發(fā)過程中，微通道帶狀管及翅片的溫 度較低，外部空氣中的水分可能在換熱器外部如翅片上結(jié)露或結(jié)霜，傾斜布置的翅片利用氣 流的沖刷和重力的作用，有利于冷凝水或融霜水及時排泄。
當(dāng)該換熱器作為冷凝器使用時，來自壓縮機的高溫高壓氣體首先從上集管1的入口進入 換熱器。此時進入的制冷劑為單相過熱氣體，可以相對比較均勻地分配到各微通道帶狀管內(nèi)， 然后沿微通道帶狀管流向下集管2，在此過程中，通過微通道帶狀管本身的外表面和穿在其 上的翅片5與外界空氣換熱，從而不斷冷凝，到下集管2時冷凝成為單相過冷液體，從下集 管的出口流出換熱器，進入節(jié)流裝置。在作為冷凝器使用時，下集管2內(nèi)的由不同深度的微 通道帶狀管構(gòu)成的自分液結(jié)構(gòu)不起分液作用，也不影響下集管內(nèi)單相流體的流動。 本實用新型不僅可以用于各種空調(diào)器，或者其它于氣體換熱的場合。
權(quán)利要求
1.一種帶自分液結(jié)構(gòu)的穿片式微通道換熱器，其特征在于該換熱器包括上集管(1)，下集管(2)，布置在上、下集管之間的微通道帶狀管，穿在微通道帶狀管上的翅片(5)以及工質(zhì)入口和出口，所述的微通道帶狀管由連通管(3)和換熱管(4)構(gòu)成，換熱管(4)插入下集管深度大于下集管內(nèi)半徑，連通管(3)插入下集管的深度等于或小于下集管內(nèi)半徑；所述的翅片(5)與氣流方向成-40～40°傾斜布置；所述的連通管(3)至少布置一根。
2. 按照權(quán)利要求1所述的帶自分液結(jié)構(gòu)的穿片式微通道換熱器，其特征在于微通道 帶狀管的子通道水力直徑在0.3 3mm之間。
3. 按照權(quán)利要求1所述的帶自分液結(jié)構(gòu)的穿片式微通道換熱器，其特征在于換熱器 的工質(zhì)入口和出口布置在換熱器的同側(cè)或兩側(cè)。
全文摘要
一種帶自分液結(jié)構(gòu)的穿片式微通道換熱器，該換熱器由上集管、下集管和布置于上、下集管之間的微通道帶狀管以及穿在微通道帶狀管上的翅片構(gòu)成。翅片與氣流方向呈一定傾斜角布置，改善了換熱器的排水特性。根據(jù)帶狀管插入下集管深度的不同，分為起換熱作用的換熱管和起連通作用的連通管，換熱管插入下集管的深度較大，而連通管插入深度較小，從而可以在做蒸發(fā)器使用時起自動分液的作用。本發(fā)明采用微通道帶狀管，不僅增強了管內(nèi)換熱，而且提高了抗壓能力。換熱器可采用整體焊接工藝，接觸熱阻低。該換熱器具有換熱效果好、流動阻力小、制冷劑充注量小等特點，用于家用空調(diào)器、商用空調(diào)機或者其它采用風(fēng)冷換熱的場合。
文檔編號F25B39/00GK101298951SQ20081011527
公開日2008年11月5日 申請日期2008年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月20日
發(fā)明者張會勇, 李俊明, 李紅旗 申請人:清華大學(xué);北京工業(yè)大學(xué)