專利名稱：包括多流體回路的微通道熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體而言涉及包括多流體回路的微通道熱交換器。
背景技術(shù)：
微通道熱交換器(MCHX)在制冷劑與諸如空氣的流體之間進(jìn)行熱交換。微通道 熱交換器包括多個(gè)微通道管。制冷劑流經(jīng)多個(gè)微通道管且空氣在多個(gè)微通道管上流動(dòng)。微通道熱交換器利用單個(gè)制冷劑回路。制冷劑通過入口進(jìn)入到該回路且可獲得 通過微通道熱交換器的多個(gè)流程。然后制冷劑通過出口從回路退出。對(duì)于給定量制冷劑 側(cè)傳熱，這導(dǎo)致高制冷劑側(cè)壓降。這種不利的關(guān)系會(huì)影響總系統(tǒng)性能，特別是在高室外 環(huán)境條件下，這會(huì)造成排放壓力高于相當(dāng)?shù)膱A管板翅(RTPF)熱交換器。

發(fā)明內(nèi)容
微通道熱交換器包括多個(gè)微通道管，微通道管包括第一批微通道管和第二批微 通道管。微通道熱交換器的第一回路包括第一批微通道管，且第一流體的一部分流經(jīng)第 一批微通道管且與第二流體進(jìn)行熱交換。微通道熱交換器的第二回路包括第二批微通道 管，且第一流體的其余部分流經(jīng)第二批微通道管且與第二流體進(jìn)行熱交換。來自第一回路的第一流體和來自第二回路的第一流體合并成共同流。在另一實(shí)例中，制冷系統(tǒng)包括壓縮機(jī)，其用于壓縮制冷劑；冷凝器，其用于 冷卻制冷劑；膨脹裝置，其使制冷劑膨脹；以及，蒸發(fā)器，其用于加熱制冷劑。冷凝器 和蒸發(fā)器之一是微通道熱交換器。微通道熱交換器包括多個(gè)微通道管，微通道管包括第 一批微通道管和第二批微通道管。微通道熱交換器的第一回路包括第一批微通道管，且 制冷劑的一部分流經(jīng)第一批微通道管且與空氣進(jìn)行熱交換。微通道熱交換器的第二回路 包括第二批微通道管，且制冷劑的其余部分流經(jīng)第二批微通道管且與空氣進(jìn)行熱交換。 來自第一回路的制冷劑和來自第二回路的制冷劑合并成共同流。通過下文的說明書和附圖，本發(fā)明的這些和其它特點(diǎn)將會(huì)被更好地理解。


通過對(duì)下文當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明的 各種特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得顯然。詳細(xì)描述所附的附圖可簡要地描述如下圖1示出現(xiàn)有技術(shù)制冷系統(tǒng)；圖2示出多回路微通道熱交換器；圖3示出多回路微通道熱交換器，其包括過冷器；
具體實(shí)施例方式圖1示出制冷系統(tǒng)20，其包括壓縮機(jī)22，第一熱交換器24，膨脹裝置26，以及第二熱交換器28。制冷劑通過閉合回路制冷系統(tǒng)20循環(huán)。當(dāng)制冷系統(tǒng)20以冷卻模式操作時(shí)，制冷劑以高壓和高焓從壓縮機(jī)22退出且流經(jīng) 第一熱交換器24，第一熱交換器24充當(dāng)冷凝器。在第一熱交換器24中，制冷劑向空氣 散熱且被冷凝為液體，液體以低焓和高壓從第一熱交換器24退出。風(fēng)扇30引導(dǎo)空氣經(jīng) 過第一熱交換器24。冷卻的制冷劑然后穿過膨脹裝置26，將制冷劑膨脹為低壓。在膨 脹之后，制冷劑流經(jīng)第二熱交換器28，第二熱交換器28充當(dāng)蒸發(fā)器。在第二熱交換器 28中，制冷劑從空氣受熱且以高焓和低壓離開第二熱交換器28。風(fēng)扇32引導(dǎo)空氣經(jīng)過 第二熱交換器28。然后制冷劑流到壓縮機(jī)22，完成該循環(huán)。當(dāng)制冷系統(tǒng)20以加熱模式操作時(shí)，利用四通閥34使制冷劑流動(dòng)反向。第一熱 交換器24從空氣受熱且充當(dāng)蒸發(fā)器，且第二熱交換器28向空氣散熱且充當(dāng)冷凝器。為 了易于參考，微通道熱交換器可被稱作微通道熱交換器38且在圖2中更詳細(xì)地示出。熱交換器24和28中的任一個(gè)或二者可為微通道熱交換器38。微通道熱交換器 38可為用于微型裝置、汽車空調(diào)或住宅系統(tǒng)的制冷系統(tǒng)20的部分。圖2示出第一實(shí)例微通道熱交換器38。微通道熱交換器38包括進(jìn)入/退出集 管40，返回集管42以及在集管40與42之間延伸的微通道管44。微通道管44基本上平 行。每個(gè)微通道管44是扁平多端口管，且每個(gè)端口具有小于Imm的水力直徑。微通道熱交換器38包括多個(gè)獨(dú)立且分開的制冷劑部段或回路。在一個(gè)實(shí)例中， 微通道熱交換器38包括彼此分開的第一回路46和第二回路48。在下文描述的實(shí)例中， 制冷劑獲得通過每個(gè)制冷劑回路46和48的兩個(gè)流程。但是，制冷劑可獲得通過每個(gè)制 冷劑回路46和48的任意數(shù)目的流程。舉例而言，制冷劑可僅獲得通過微通道熱交換器 38的一個(gè)流程或者可獲得通過微通道熱交換器38的多于兩個(gè)的流程。流程定義為通過集 管40與42之間的微通道44的一個(gè)行程。因此，制冷劑獲得通過微通道管44的兩個(gè)流 程以完成回路。在一個(gè)實(shí)例中，微通道熱交換器38是冷凝器，且分配器112將來自壓縮機(jī)22的 制冷劑分成兩路。一路制冷劑流經(jīng)第一回路46的盤管，且一路制冷劑流經(jīng)第二回路48 的盤管。在一個(gè)實(shí)例中，制冷劑在兩個(gè)回路46與48之間等分。分隔壁56將進(jìn)入/退出集管40分成第一進(jìn)入/退出部段52和第二進(jìn)入/退出 部段54，阻止制冷劑在部段52與54之間流動(dòng)。分隔壁100將第一進(jìn)入/退出部段52分 成第一進(jìn)入部段104和第一退出部段102。分隔壁106將第二進(jìn)入/退出部段54分成第 二進(jìn)入部段108和第二退出部段110。分隔壁62將返回集管42分成第一返回部段58和 第二返回部段60，阻止制冷劑在部段58與60之間流動(dòng)。制冷劑通過入口 64進(jìn)入第一回路46。在一個(gè)實(shí)例中，在進(jìn)入/退出集管40的 第一進(jìn)入/退出部段52的第一進(jìn)入部段104中的制冷劑在方向A中流經(jīng)微通道管44的組 114，向在微通道管44上流動(dòng)的空氣散熱。然后，制冷劑流到返回集管42的第一返回部 段58中。制冷劑流然后在第一返回部段58中轉(zhuǎn)彎180°且在相反的第二方向B中流回 到微通道管44的另一組116中，將額外熱散發(fā)到在微通道管44上流動(dòng)的空氣。對(duì)于額外流程，重復(fù)這種模式。然后，制冷劑進(jìn)入到該進(jìn)入/退出集管40的第一進(jìn)入/退出部 段52的第一退出部段102且通過出口 68從第一回路46退出。微通道管44的組114和 組116是第一回路46專用的。 在另一實(shí)例中，制冷劑通過第一退出部段102進(jìn)入第一回路46且通過第一進(jìn)入 部段104從第一回路46退出。制冷劑通過入口 70進(jìn)入第二回路48。在進(jìn)入/退出集管40的第二進(jìn)入/退出 部段54的第二進(jìn)入部段108中的制冷劑在方向A中流經(jīng)微通道管44的一組118且向在微 通道管44上流動(dòng)的空氣散熱。然后，制冷劑流到返回集管42的第二返回部段60。制 冷劑流然后在第二返回部段60中轉(zhuǎn)彎180°且在相反的第二方向B中流回到微通道管44 的另一組120，將額外熱散發(fā)到在微通道管44上流動(dòng)的空氣。對(duì)于額外流程，重復(fù)這種 模式。然后，制冷劑進(jìn)入到該進(jìn)入/退出集管40的第二進(jìn)入/退出部段54的第二退出 部段110且通過出口 74從第二回路48退出。微通道管44的組118和組120是第二回路 48專用的。在另一實(shí)例中，制冷劑通過第二退出部段110進(jìn)入第二回路48且通過第二進(jìn)入 部段108從第二回路48退出。來自出口 68和74的制冷劑被合并成單個(gè)流動(dòng)路徑且然后被弓I導(dǎo)至膨脹裝置26。盡管示出并描述了兩個(gè)制冷劑回路46和48各包括通過微通道管44的兩個(gè)流 程，但是應(yīng)理解微通道熱交換器38可包括任意數(shù)目的回路，且在每個(gè)回路中的制冷劑可 獲得通過微通道熱交換器38的任意數(shù)目的流程。此外，微通道熱交換器38可為蒸發(fā)器，來自膨脹裝置26的制冷劑被分成多個(gè)回 路且在流到壓縮機(jī)22之前從在微通道管44上流動(dòng)的空氣接受熱。通過在微通道熱交換器38中采用多個(gè)制冷劑回路，制冷劑的質(zhì)量流在多個(gè)回 路之間等分，從而降低了制冷劑的制冷劑側(cè)壓降且改進(jìn)了制冷劑側(cè)傳熱。通過最佳地 選擇每個(gè)回路內(nèi)的流程數(shù)目和每個(gè)流程的微通道管44的數(shù)目可進(jìn)一步提高制冷劑側(cè)傳 熱。這有助于降低制冷劑側(cè)壓降，以及降低微通道熱交換器38的充注敏感性(charge sensitivity)。圖3示出第二實(shí)例微通道熱交換器76。微通道熱交換器76包括圖2中微通道熱 交換器38的特點(diǎn)和過冷器78 (第三回路)。在所示出和描述的實(shí)例中，微通道熱交換器 76是冷凝器。但微通道熱交換器76可為蒸發(fā)器。過冷器78由進(jìn)入/退出集管40的過冷器進(jìn)入/退出部段80、返回集管42的返 回過冷器部段82以及微通道管44的組122和組124形成。分隔壁86使過冷器進(jìn)入/退 出部段80與進(jìn)入/退出集管40的部段52和54分開以阻止制冷劑在部段52、54以及80 之間流動(dòng)，分隔壁88將返回過冷器部段82與返回集管42的部段58與60分開以阻止制 冷劑在部段58、60以及82之間流動(dòng)。過冷器進(jìn)入/退出部段80進(jìn)一步由分隔壁126分 開，分隔壁126將過冷器進(jìn)入/退出部段80分開為過冷器進(jìn)入部段128和過冷器退出部 段130以能使流在微通道熱交換器76的相同側(cè)上進(jìn)出。制冷劑與空氣進(jìn)行熱交換，如在上文參看圖2所述。來自出口 68和74的制冷 劑合并為單個(gè)路徑，且制冷劑進(jìn)入過冷器回路96的入口 90。在進(jìn)入/退出集管40的過 冷器進(jìn)入/退出部段80的過冷器進(jìn)入部段128中的制冷劑在方向A中流經(jīng)微通道管44的組122，向在微通道管44上流動(dòng)的空氣散熱。然后，制冷劑進(jìn)入返回集管42的返回過冷 器部段82。制冷劑流然后在返回過冷器部段82中轉(zhuǎn)彎180°且在相反的第二方向B中流 回到微通道管44的另一組124，將額外熱散發(fā)到在微通道管44上流動(dòng)的空氣。然后，制 冷劑進(jìn)入到該進(jìn)入/退出集管40的過冷器進(jìn)入/退出部段80的過冷器退出部段130且通 過出口 94從過冷器回路96退出。然后制冷劑被引導(dǎo)至膨脹裝置26。微通道管44的過 冷器組122和124是過冷器回路96專用的。盡管在圖示和描述的實(shí)例中，過冷器回路96包括兩個(gè)流程，但是可采用任意數(shù) 目的流程。舉例而言，制冷劑可獲得通過過冷器78的單個(gè)流程，或者獲得通過過冷器78 的多于兩個(gè)的流程。通過采用過冷器78，可進(jìn)一步優(yōu)化傳熱和 制冷劑側(cè)壓降。前文的描述只是示范本發(fā)明的原理。鑒于上述教導(dǎo)內(nèi)容，能對(duì)本發(fā)明做出許多 修改和變化。已公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到屬于本發(fā) 明的范圍內(nèi)的某些修改。因此，應(yīng)理解，在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，可以以與具體描 述不同的其它方式實(shí)踐本發(fā)明。因此，應(yīng)研究下文的權(quán)利要求書來確定本發(fā)明的真實(shí)精 神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種微通道熱交換器，其包括多個(gè)微通道管，其包括第一批微通道管與第二批微通道管；第一回路，其包括第一批微通道管，其中第一流體的一部分流經(jīng)第一批微通道管且 與第二流體進(jìn)行熱交換；以及，第二回路，其包括第二批微通道管，其中所述第一流體的其余部分通過第二批微通 道管流動(dòng)且與所述第二流體進(jìn)行熱交換，其中來自所述第一回路的第一流體與來自第二 回路的第一流體合并成共同流。
2.如權(quán)利要求1所述的微通道熱交換器，其包括第三回路，第三回路包括第三批微通 道管，其中所述共同流流經(jīng)第三批微通道管以與所述第二流體進(jìn)行熱交換。
3.如權(quán)利要求2所述的微通道熱交換器，其包括第一集管，第二集管和在它們之間延 伸的多個(gè)微通道管，其中，第一分隔壁將第一集管和第二集管的每一個(gè)分成第一集管部段和第二集管部 段，且第二分隔壁將第一集管和第二集管的每一個(gè)分成第二集管部段與第三集管部段， 阻止第一流體在這些集管部段之間流動(dòng)，以及其中，所述第一集管部段與所述第一回路相關(guān)聯(lián)，所述第二集管部段與所述第二回 路相關(guān)聯(lián)，且所述第三集管部段與所述第三回路相關(guān)聯(lián)。
4.如權(quán)利要求3所述的微通道熱交換器，其中第一集管的所述第一集管部段、所述第 二集管部段和所述第三集管部段各包括附加壁，附加壁將所述集管部段的每一個(gè)分成進(jìn) 入部段與退出部段，其中所述第一流體通過所述進(jìn)入部段進(jìn)入到所述回路的每一個(gè)中且 通過所述退出部段從所述回路的每一個(gè)退出。
5.如權(quán)利要求2所述的微通道熱交換器，其中， 所述第一流體獲得通過所述多個(gè)微通道管的兩個(gè)流程，所述第一流體的一部分在第一方向流經(jīng)所述第一批微通道管的一組且然后在相反的 第二方向流經(jīng)所述第一批微通道管的另一組，所述第一流體的其余部分在第一方向流經(jīng)第二批微通道管的一組且然后在相反的第 二方向流經(jīng)所述第二批微通道管的另一組，以及所述第一流體的共同流在第一方向中流經(jīng)所述第三批微通道管的一組且然后在相反 的第二方向流經(jīng)所述第三批微通道管的另一組。
6.如權(quán)利要求2所述的微通道熱交換器，其中所述第一回路、所述第二回路以及所述 第三回路是分開的。
7.如權(quán)利要求1所述的微通道熱交換器，其中所述微通道熱交換器包括第一集管、第 二集管和在它們之間延伸的多個(gè)微通道管。
8.如權(quán)利要求1所述的微通道熱交換器，其中所述第一流體是制冷劑且所述第二流體是空氣。
9.如權(quán)利要求1所述的微通道熱交換器，其中所述微通道熱交換器是冷凝器和蒸發(fā)器之一。
10.如權(quán)利要求1所述的微通道熱交換器，其中所述第一流體獲得通過所述多個(gè)微通 道管的多個(gè)流程。
11.如權(quán)利要求1所述的微通道熱交換器，其中所述第一流體在所述第一回路與第二回路之間被等分。
12.如權(quán)利要求1所述的微通道熱交換器，其中所述多個(gè)微通道管基本平行。
13.—種制冷系統(tǒng)，其包括 壓縮機(jī)，其用于壓縮制冷劑；冷凝器，其用于冷卻所述制冷劑； 膨脹裝置，其用于使所述制冷劑膨脹；以及， 蒸發(fā)器，其用于加熱所述制冷劑，其中，所述冷凝器和所述蒸發(fā)器中的至少一個(gè)是微通道熱交換器，所述微通道熱交 換器包括多個(gè)微通道管，所述多個(gè)微通道管包括第一批微通道管和第二批微通道管，其中，第一回路包括所述第一批微通道管且第二回路包括所述第二批微通道管，所 述制冷劑的一部分流經(jīng)所述第一批微通道管且與空氣進(jìn)行熱交換，所述制冷劑的其余部 分流經(jīng)所述第二批微通道管且與空氣進(jìn)行熱交換，且來自所述第一回路的制冷劑和來自 所述第二回路的制冷劑合并成共同流。
14.如權(quán)利要求13所述的制冷系統(tǒng)，其包括第三回路，第三回路包括第三批微通道 管，其中共同流流經(jīng)所述第三批微通道管以與所述空氣進(jìn)行熱交換。
15.如權(quán)利要求14所述的制冷系統(tǒng)，其包括第一集管，第二集管和在它們之間延伸的 多個(gè)微通道管，其中，第一分隔壁將第一集管和第二集管的每一個(gè)分成第一集管部段和第二集管部 段，且第二分隔壁將第一集管和第二集管的每一個(gè)分成第二集管部段與第三集管部段， 阻止制冷劑在這些集管部段之間流動(dòng)，以及其中，所述第一集管部段與所述第一回路相關(guān)聯(lián)，所述第二集管部段與所述第二回 路相關(guān)聯(lián)，且所述第三集管部段與所述第三回路相關(guān)聯(lián)。
16.如權(quán)利要求15所述的制冷系統(tǒng)，其中，第一集管的所述第一集管部段、所述第二 集管部段和所述第三集管部段各包括附加壁，附加壁將所述集管部段的每一個(gè)分成進(jìn)入 部段與退出部段，所述制冷劑通過所述進(jìn)入部段進(jìn)入所述回路中的每一個(gè)且通過所述退 出部段從所述回路中的每一個(gè)退出。
17.如權(quán)利要求14所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述制冷劑獲得通過所述多個(gè)微通道管的兩個(gè)流程，所述制冷劑的一部分在第一方向流經(jīng)所述第一批微通道管的一組且然后在相反的第 二方向流經(jīng)所述第一批微通道管的另一組，所述制冷劑的其余部分在第一方向流經(jīng)所述第二批微通道管的一組且然后在相反的 第二方向流經(jīng)所述第二批微通道管的另一組，以及所述制冷劑的共同流在第一方向中流經(jīng)所述第三批微通道管的一組且然后在相反的 第二方向流經(jīng)所述第三批微通道管的另一組。
18.如權(quán)利要求14所述的制冷系統(tǒng)，其中所述第一回路，所述第二回路以及第三回路 是分開的。
19.如權(quán)利要求13所述的制冷系統(tǒng)，其中所述微通道熱交換器包括第一集管、第二集 管和在它們之間延伸的多個(gè)微通道管。
20.如權(quán)利要求13所述的制冷系統(tǒng)，其中所述制冷劑獲得通過所述多個(gè)微通道管的多個(gè)流程。
21.如權(quán)利要求13所述的制冷系統(tǒng)，其中所述制冷劑在所述第一回路與第二回路之間 被等分。
全文摘要
微通道熱交換器包括多個(gè)微通道管，微通道管包括第一批微通道管和第二批微通道管。微通道熱交換器的第一回路包括第一批微通道管，且第一流體的一部分流經(jīng)第一批微通道管且與第二流體進(jìn)行熱交換。微通道熱交換器的第二回路包括第二批微通道管，且第一流體的其余部分流經(jīng)第二批微通道管且與第二流體進(jìn)行熱交換。來自第一回路的第一流體和來自第二回路的第一流體合并成共同流。
文檔編號(hào)F25B39/00GK102016484SQ200980116250
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2009年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月5日
發(fā)明者A·C·柯克伍德 申請(qǐng)人:開利公司