專利名稱：帶自分液結(jié)構(gòu)的微細(xì)多通道熱泵型空調(diào)換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種空調(diào)用風(fēng)冷換熱器，尤其是一種微細(xì)多通道鋁帶管式空調(diào)換 熱器，屬于空調(diào)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，空調(diào)用換熱器以翅片管為主。主要管材是銅管。如何在消耗較少的材料成 本、提高空調(diào)器能效為目的前提下達(dá)到節(jié)能；推進(jìn)我國(guó)節(jié)能意識(shí)、節(jié)省材料消耗以提高空調(diào) 器生產(chǎn)成本市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，顯得越發(fā)突出。近年來(lái)，隨著微細(xì)尺度傳熱技術(shù)的迅速發(fā)展，微細(xì) 多通道鋁帶管換熱器正在汽車領(lǐng)域逐漸被推廣、應(yīng)用。但汽車空調(diào)器不能直接引入家用空 調(diào)行業(yè)，主要因?yàn)闅怏w冷卻器不能做蒸發(fā)器。目前，空調(diào)用換熱器以翅片管為主。主要管材是銅管。如何在消耗較少的材料成 本、提高空調(diào)器能效為目的前提下達(dá)到節(jié)能；推進(jìn)我國(guó)節(jié)能意識(shí)、節(jié)省材料消耗以提高空 調(diào)器生產(chǎn)成本市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，顯得越發(fā)突出。近年來(lái)，隨著微細(xì)尺度傳熱技術(shù)的迅速發(fā)展，微 細(xì)多通道鋁帶管換熱器正在汽車領(lǐng)域逐漸被推廣、應(yīng)用。微細(xì)多通道換熱器用作冷凝器已 經(jīng)在汽車空調(diào)、空冷器等得到應(yīng)用，但用作蒸發(fā)器正在研發(fā)中，逐漸成為國(guó)際的熱點(diǎn)問(wèn)題之
ο將微細(xì)多通道換熱器用作熱泵型空調(diào)器的蒸發(fā)器，具有更好的傳熱性能和空氣側(cè) 較小的壓降，但存在如下技術(shù)難點(diǎn)a、用做蒸發(fā)器時(shí)，制冷劑兩相流體在子通路中的均勻分 配問(wèn)題；b、換熱器在制冷和供熱工況間切換的穩(wěn)定、安全運(yùn)行問(wèn)題；C、融霜、除霜和凝結(jié)水 的排泄問(wèn)題。中國(guó)專利公開(kāi)(CN :101093123A)采用自分液結(jié)構(gòu)，較好地解決了上述制冷劑兩相 流體在子通路中均勻分配問(wèn)題。但通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，這種布置形式又產(chǎn)生了新的問(wèn)題首先， 設(shè)置的連通管個(gè)數(shù)不能有效的實(shí)現(xiàn)氣體流通，需要較多的連通管，這就增加了無(wú)效換熱面 積；其次，無(wú)論是制冷負(fù)荷還是制熱負(fù)荷都會(huì)隨著季節(jié)的變化而變化，固定個(gè)數(shù)的連通管不 能實(shí)現(xiàn)不同季節(jié)的通氣量要求，導(dǎo)致在下集管內(nèi)的制冷劑兩相流體液面頻繁變化，波動(dòng)較 大，因而在不同運(yùn)行工況之間切換的穩(wěn)定性很差；較窄的波紋片間距致使結(jié)霜運(yùn)行時(shí)頻繁 除霜，影響了換熱器的運(yùn)行性能。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)當(dāng)今社會(huì)各地區(qū)對(duì)空調(diào)能效的標(biāo)準(zhǔn)要求、現(xiàn)有技術(shù)的缺陷以及實(shí)現(xiàn)鋁代銅的 換熱器領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)，本實(shí)用新型的目的是提供一種帶自分液結(jié)構(gòu)的微細(xì)通道熱泵型空調(diào) 換熱器，以解決在不同運(yùn)行工況、氣液兩相制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)各通道分配不均的問(wèn)題穩(wěn)定 運(yùn)行的前提下，消除無(wú)效換熱面積，實(shí)現(xiàn)更緊湊的換熱器，并達(dá)到節(jié)省材料的目的，解決了 冬、夏季存在的除霜和排水問(wèn)題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種帶自分液結(jié)構(gòu)的微細(xì)多通道熱泵型空調(diào)換熱器，該換熱器包括上集管、下集管、制冷劑入口、制冷劑出口、設(shè)置在上集管和下集管之間平行布置的微細(xì)多通道鋁帶管， 以及鋁帶管與鋁帶管之間的肋片，所述的微細(xì)多通道鋁帶管上、下端部分別插入到上集管 和下集管內(nèi)，所述的制冷劑入口和制冷劑入口設(shè)置在微細(xì)多通道鋁帶管的同側(cè)或異側(cè)，其 特征在于所述的微細(xì)多通道鋁帶管的上端部和下端部結(jié)構(gòu)為曲面、斜面和折面中的一種， 或由平面、曲面和斜面中的任意兩種組成的結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型提供的另一種帶自分液結(jié)構(gòu)的微細(xì)多通道熱泵型空調(diào)換熱器，該換熱 器包括上集管、下集管、制冷劑入口、制冷劑出口、設(shè)置在上集管和下集管之間平行布置的 微細(xì)多通道鋁帶管，以及鋁帶管與鋁帶管之間的肋片，所述的微細(xì)多通道鋁帶管上、下端部 分別插入到上集管和下集管內(nèi)，所述的制冷劑入口和制冷劑入口設(shè)置在微細(xì)多通道鋁帶管 的同側(cè)或異側(cè)，其特征在于所述的微細(xì)多通道鋁帶管上端部結(jié)構(gòu)為平面，下端部結(jié)構(gòu)為曲 面、斜面和折面中的一種，或下端部結(jié)構(gòu)由平面、曲面和斜面中的任意兩種組成的結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型提供的又一種帶自分液結(jié)構(gòu)的微細(xì)多通道熱泵型空調(diào)換熱器，該換熱 器包括上集管、下集管、制冷劑入口、制冷劑出口、設(shè)置在上集管和下集管之間平行布置的 微細(xì)多通道鋁帶管，以及鋁帶管與鋁帶管之間的肋片，所述的微細(xì)多通道鋁帶管上、下端部 分別插入到上集管和下集管內(nèi)，所述的制冷劑入口和制冷劑入口設(shè)置在微細(xì)多通道鋁帶管 的同側(cè)或異側(cè) ，其特征在于所述的微細(xì)多通道鋁帶管下端部結(jié)構(gòu)為平面，上端部結(jié)構(gòu)為曲 面、斜面和折面中的一種，或上端部結(jié)構(gòu)由平面、曲面和斜面中的任意兩種組成的結(jié)構(gòu)。上述技術(shù)方案中所述的上集管和下集管的斷面形狀為圓形、橢圓形、矩形、半圓形 或半橢圓形。所述的肋片采用波形肋片，或采用帶百葉孔結(jié)構(gòu)的波形肋；肋片與水平方向的傾 角為α = 5 45°，肋片與肋片之間距離為d = 1.5mm 7mm;本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果①消除無(wú)效換熱面積 插入上集管、下集管的微細(xì)多通道鋁帶管的端部采用特殊的結(jié)構(gòu)，消除了因連通管數(shù)目較 多引起的無(wú)效換熱面積；并且，解決了制冷劑兩相流在蒸發(fā)器中流動(dòng)不均問(wèn)題；②各種工 況下穩(wěn)定運(yùn)行空調(diào)器不同季節(jié)的各種工況下運(yùn)行時(shí)，該換熱器能夠?qū)崿F(xiàn)自調(diào)節(jié)功能，工況 運(yùn)行穩(wěn)定；③便于夏季工況空氣側(cè)凝結(jié)液排泄，冬季工況結(jié)霜、除霜的穩(wěn)定運(yùn)行；④減少制 冷劑的充灌量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)上集管和下集管選用不同的橫截形狀時(shí)，能減少制冷劑的充灌 量30%左右；由于制冷劑的溫室效應(yīng)(GWP)是二氧化碳的1700倍左右，對(duì)節(jié)能和減排有雙 重現(xiàn)實(shí)意義。

圖1為本實(shí)用新型提供的帶自分液結(jié)構(gòu)的微細(xì)通道熱泵型空調(diào)換熱器第一種實(shí) 施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型提供的帶自分液結(jié)構(gòu)的微細(xì)通道熱泵型空調(diào)換熱器第二種實(shí) 施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為波形肋片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為帶百葉孔的波形肋片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為另一種波形肋片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為另一種帶百葉孔的波形肋片的結(jié)構(gòu)示意圖。[0020]圖7為圖1的A-A截面圖。圖8為插入上集管或下集管的微細(xì)通道鋁帶管的端部結(jié)構(gòu)。圖9為上集管和下集管的截面圖。圖中1_上集管；2-微細(xì)多通道鋁帶管；3-肋片；4-下集管。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理、結(jié)構(gòu)和具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1、圖2為本實(shí)用新型提供的帶自分液結(jié)構(gòu)的微細(xì)通道熱泵型空調(diào)換熱器實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該換熱器包括上集管1、下集管4、制冷劑入口、制冷劑出口、設(shè)置在上集 管和下集管之間平行布置的微細(xì)多通道鋁帶管2，以及鋁帶管與鋁帶管之間的肋片3，所述 的微細(xì)多通道鋁帶管上、下端部分別插入到上集管和下集管內(nèi)，所述的制冷劑入口和制冷 劑出口設(shè)置在微細(xì)多通道鋁帶管的同側(cè)或異側(cè)；微細(xì)多通道鋁帶管的上端部和下端部結(jié)構(gòu) 為曲面、斜面和折面中的一種，或由平面、曲面和斜面中的任意兩種組成的結(jié)構(gòu)(如圖7a所 示)；或采用上端部結(jié)構(gòu)為平面，下端部結(jié)構(gòu)為曲面、斜面和折面中的一種(如圖7b所示)； 也可采用下端部結(jié)構(gòu)由平面、曲面和斜面中的任意兩種組成的結(jié)構(gòu)(如圖7c所示)。圖8為插入上集管或下集管的微細(xì)通道鋁帶管的端部結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖8a、8b 為曲面；圖8c為斜面；8d、8e為折面，8f、8g、8n為平面和斜面構(gòu)成；8h為平面和曲面構(gòu)成； 8i為曲面和折面構(gòu)成；8j、8k、81、8m、8o為平面和折面構(gòu)成；8p為斜面和曲面構(gòu)成。所述上集管和下集管的斷面形狀為圓形、橢圓形、矩形、半圓形和半橢圓形等(參 見(jiàn)圖9a 9h)。所述的肋片可采用波形肋片，或采用帶百葉孔結(jié)構(gòu)的波形肋(如圖3、圖4、圖5和 圖6所示)；肋片與水平方向的傾角一般為α =5 45°，肋片與肋片之間距離一般為d =1.5mm 7mm(如圖1、圖2所示)。在制冷工況下，該換熱器充當(dāng)冷凝器使用。過(guò)熱制冷劑蒸汽從上集管1進(jìn)入到帶 自分液結(jié)構(gòu)的微細(xì)通道熱泵型空調(diào)換熱器中，根據(jù)設(shè)計(jì)的上集管和微細(xì)多通道鋁帶管間的 自分液結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)過(guò)熱制冷劑蒸汽自動(dòng)均勻分配，流體流經(jīng)微細(xì)多通道鋁帶管2被冷卻降 溫、凝結(jié)、過(guò)冷后，流出微細(xì)多通道鋁帶管，液態(tài)制冷劑進(jìn)入下集管4，然后該換熱器，實(shí)現(xiàn)冷 凝器的作用。在制熱工況下，該換熱器充當(dāng)蒸發(fā)器使用。從節(jié)流裝置出來(lái)的氣液兩相制冷劑首 先流入下集管4，進(jìn)入帶自分液結(jié)構(gòu)的微細(xì)通道熱泵型空調(diào)換熱器中，根據(jù)設(shè)計(jì)的下集管和 微細(xì)多通道鋁帶管的自分液結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)氣液兩相流均勻進(jìn)入每個(gè)微細(xì)多通道鋁帶管2，隨著 流動(dòng)的進(jìn)行制冷劑吸熱、蒸發(fā)、過(guò)熱后，流入上集管，通過(guò)上集管流出該換熱器，實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)器 的作用。該換熱器在用作蒸發(fā)器的時(shí)候，在有凝結(jié)水或者有除霜過(guò)程的融霜水產(chǎn)生時(shí)，根據(jù) 采用相應(yīng)的肋片結(jié)構(gòu)和尺寸，凝結(jié)水很容易排除掉。 本實(shí)用新型不僅可以應(yīng)用于熱泵型空調(diào)器，也適用于其他采用風(fēng)冷換熱的各種場(chǎng)合。
權(quán)利要求一種帶自分液結(jié)構(gòu)的微細(xì)多通道熱泵型空調(diào)換熱器，該換熱器包括上集管(1)、下集管(4)、制冷劑入口、制冷劑出口、設(shè)置在上集管和下集管之間平行布置的微細(xì)多通道鋁帶管(2)，以及鋁帶管與鋁帶管之間的肋片(3)，所述的微細(xì)多通道鋁帶管上、下端部分別插入到上集管和下集管內(nèi)，所述的制冷劑入口和制冷劑出口設(shè)置在微細(xì)多通道鋁帶管的同側(cè)或異側(cè)，其特征在于所述的微細(xì)多通道鋁帶管的上端部和下端部結(jié)構(gòu)為曲面、斜面和折面中的一種，或由平面、曲面和斜面中的任意兩種組成的結(jié)構(gòu)。
2.一種帶自分液結(jié)構(gòu)的微細(xì)多通道熱泵型空調(diào)換熱器，該換熱器包括上集管(1)、下 集管(4)、制冷劑入口、制冷劑出口、設(shè)置在上集管和下集管之間平行布置的微細(xì)多通道鋁 帶管(2)，以及鋁帶管與鋁帶管之間的肋片(3)，所述的微細(xì)多通道鋁帶管上、下端部分別 插入到上集管和下集管內(nèi)，所述的制冷劑入口和制冷劑出口設(shè)置在微細(xì)多通道鋁帶管的同 側(cè)或異側(cè)，其特征在于所述的微細(xì)多通道鋁帶管上端部結(jié)構(gòu)為平面，下端部結(jié)構(gòu)為曲面、 斜面和折面中的一種，或下端部結(jié)構(gòu)由平面、曲面和斜面中的任意兩種組成的結(jié)構(gòu)。
3.一種帶自分液結(jié)構(gòu)的微細(xì)多通道熱泵型空調(diào)換熱器，該換熱器包括上集管(1)、下 集管(4)、制冷劑入口、制冷劑出口、設(shè)置在上集管和下集管之間平行布置的微細(xì)多通道鋁 帶管(2)，以及鋁帶管與鋁帶管之間的肋片(3)，所述的微細(xì)多通道鋁帶管上、下端部分別 插入到上集管和下集管內(nèi)，所述的制冷劑入口和制冷劑出口設(shè)置在微細(xì)多通道鋁帶管的同 側(cè)或異側(cè)，其特征在于所述的微細(xì)多通道鋁帶管下端部結(jié)構(gòu)為平面，上端部結(jié)構(gòu)為曲面、 斜面和折面中的一種，或上端部結(jié)構(gòu)由平面、曲面和斜面中的任意兩種組成的結(jié)構(gòu)。
4.按照權(quán)利要求1、2或3所述的一種帶自分液結(jié)構(gòu)的微細(xì)多通道熱泵型空調(diào)換熱器， 其特征在于所述的上集管(1)和下集管(4)的斷面形狀為圓形、橢圓形、矩形、半圓形或半 橢圓形。
5.按照權(quán)利要求1、2或3所述的帶自分液結(jié)構(gòu)的微細(xì)多通道熱泵型空調(diào)換熱器，所述 的肋片采用波形肋片，肋片與水平方向的傾角為α =5 45°，肋片與肋片之間距離為d =1. 5mm 7mm。
6.按照權(quán)利要求5所述的帶自分液結(jié)構(gòu)的微細(xì)多通道熱泵型空調(diào)換熱器，所述的波形 肋片采用帶百葉孔結(jié)構(gòu)的波形肋片。
專利摘要帶自分液結(jié)構(gòu)的微細(xì)多通道熱泵型空調(diào)換熱器，該換熱器由上集管、下集管、微細(xì)通道鋁帶管及波型肋構(gòu)成。本實(shí)用新型采用波型或帶百葉孔的波型肋片，微細(xì)通道鋁帶管與上集管、下集管的連接采用自分液結(jié)構(gòu)，解決了換熱器作蒸發(fā)器時(shí)制冷劑在各通道內(nèi)流動(dòng)不均勻造成的換熱面積得不到充分利用的問(wèn)題，提高了換熱效果和空調(diào)器的能效；解決了換熱器作冷凝器時(shí)，被冷卻的液體制冷劑中混有蒸汽的問(wèn)題，消除了節(jié)流失效問(wèn)題；解決了換熱器內(nèi)制冷劑在非設(shè)計(jì)工況下不穩(wěn)定流動(dòng)問(wèn)題，通過(guò)合理布置上集管、下集管與微細(xì)通道鋁帶管連接的組合方式，換熱器內(nèi)制冷劑實(shí)現(xiàn)自調(diào)節(jié)穩(wěn)定運(yùn)行。該換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，換熱性能好。
文檔編號(hào)F25B39/00GK201555396SQ200920292978
公開(kāi)日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者李俊明, 李成, 李紅旗 申請(qǐng)人:清華大學(xué);北京工業(yè)大學(xué)