專利名稱：平行流換熱器裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平行流換熱器裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
平行流換熱器裝置作為一種用于空調(diào)的新型換熱器，越來越受到廣泛的應(yīng)用。平 行流換熱器裝置的冷媒側(cè)的不均勻流動(dòng)，導(dǎo)致了部分扁管的冷媒比較充分，部分扁管的冷 媒流量不足，造成平行流換熱器裝置在不同位置的溫度分布不均勻，從而使平行流換熱器 裝置的換熱效率降低。如圖1所示，為現(xiàn)有的平行流換熱器裝置，其中以平行流換熱器裝置 作為蒸發(fā)器為例，液態(tài)的冷媒從液側(cè)冷媒管4進(jìn)入液側(cè)集流管11，從液側(cè)集流管11流入各 扁管的微通道內(nèi)，在扁管的流動(dòng)過程中，冷媒和空氣進(jìn)行換熱后，冷媒匯集到氣側(cè)集流管12 內(nèi)，并從氣側(cè)冷媒管5排出。由于冷媒從液側(cè)冷媒管4流入到液側(cè)集流管11中時(shí)，不同的 冷媒流量會(huì)產(chǎn)生不同的流動(dòng)狀況，當(dāng)冷媒流量比較大時(shí)，遠(yuǎn)端的冷媒流量會(huì)偏大，而流量小 的時(shí)候，冷媒管入口處的流量會(huì)比較大。另一方面，為了提高均勻性，往往通過減少冷媒的進(jìn)入通道的面積，增加冷媒流動(dòng) 的流程，提高換熱效率并提高冷媒效果，但是，這樣的改變會(huì)增加冷媒的流動(dòng)長度，從而增 加冷媒的壓力損失。如何提高冷媒流動(dòng)的均勻性，同時(shí)減小冷媒在換熱器中流動(dòng)的阻力，成 為目前平行流換熱器裝置所面臨的主要問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理、流路均勻性好、流動(dòng)阻力小、系統(tǒng)的換 熱能力和換熱能效均比較高的平行流換熱器裝置及其控制方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足 之處。按此目的設(shè)計(jì)的一種平行流換熱器裝置，包括若干個(gè)具有中間通道的扁管，翅片 設(shè)置在扁管之間，扁管的一端與液側(cè)集流管相通，扁管的另一端與氣側(cè)集流管相通，其結(jié)構(gòu) 特征是還包括液側(cè)冷媒管，設(shè)置在液側(cè)冷媒管上將冷媒分成多路的液側(cè)分配器，三個(gè)以上 的液側(cè)分支管的一端分別與液側(cè)分配器相通，三個(gè)以上的液側(cè)分支管的另一端分別與液側(cè) 集流管相通。所述液側(cè)集流管為水平布置或豎向布置。所述液側(cè)集流管上設(shè)置有三個(gè)以上互不連通的隔斷區(qū)，每個(gè)液側(cè)分支管的另一端 與一個(gè)隔斷區(qū)相通。所述每個(gè)液側(cè)分支管的另一端與一個(gè)隔斷區(qū)的中央相通。所述隔斷區(qū)的數(shù)量為3 30個(gè)，每個(gè)隔斷區(qū)的長度為30 150mm。所述隔斷區(qū)的數(shù)量為5 20個(gè)，每個(gè)隔斷區(qū)的長度為40 60mm。還包括氣側(cè)冷媒管，該氣側(cè)冷媒管與氣側(cè)集流管相通；或者，還包括氣側(cè)冷媒管和N個(gè)氣側(cè)分支管，該N個(gè)氣側(cè)分支管的一端匯總后與氣 側(cè)冷媒管相通，該N個(gè)氣側(cè)分支管的另一端分別與氣側(cè)集流管相通，其中，N <液側(cè)分支管
3的數(shù)量；或者，還包括氣側(cè)冷媒管、N個(gè)氣側(cè)分支管和氣側(cè)分配器，該N個(gè)氣側(cè)分支管的一 端分別與氣側(cè)分配器相通，該N個(gè)氣側(cè)分支管的另一端分別與氣側(cè)集流管相通，氣側(cè)冷媒 管與氣側(cè)分配器相通，其中，N <液側(cè)分支管的數(shù)量。所述氣側(cè)集流管上設(shè)置有一個(gè)以上的隔斷區(qū)。一種平行流換熱器裝置的控制方法，其特征是位于液側(cè)集流管中的冷媒直接流向 氣側(cè)集流管，并從氣側(cè)集流管流出平行流換熱器裝置；或者，位于液側(cè)集流管中的冷媒直接 流向氣側(cè)集流管，再從氣側(cè)集流管折返回下游的扁管直到液側(cè)集流管，最后再由氣側(cè)集流 管流出平行流換熱器裝置，且這樣的折返流程多于一次。本發(fā)明為了提高冷媒流動(dòng)的均勻性，同時(shí)減小冷媒在平行流換熱器裝置中的流動(dòng) 阻力，采用液側(cè)分配器把液側(cè)的冷媒均勻的分成多個(gè)支路，從而使各個(gè)支路流路中的冷媒 量可以均勻的分布，減小了平行流換熱器裝置的不同扁管中的溫差。并且，在采用單一流程 時(shí)，減少了多流程時(shí)，從扁管到集流管，再從集流管到扁管的流動(dòng)，可以減少系統(tǒng)的流動(dòng)阻 力，提高系統(tǒng)的換熱能力和換熱能效。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單合理、流路均勻性好、流動(dòng)阻力小、系統(tǒng)的換熱能力和換熱能 效均比較高的特點(diǎn)。


圖1為現(xiàn)有的平行流換熱器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為第五實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為第六實(shí)施例用作冷凝器時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為第六實(shí)施例用作蒸發(fā)器時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為平行流換熱器裝置，2為扁管，3為翅片，4為液側(cè)冷媒管，5為氣側(cè)冷媒 管，6為液側(cè)分支管，7為氣側(cè)分支管，8為隔板，9為隔斷區(qū)，10為冷媒流動(dòng)方向，11為液側(cè) 集流管，12為氣側(cè)集流管，13為液側(cè)分配器，14為氣側(cè)分配器。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。第一實(shí)施例參見圖2，本實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)相比，其主要的改進(jìn)在于平行流換熱器裝置1中的 液側(cè)集流管11通過多個(gè)液側(cè)分支管6與液側(cè)分配器13連接。如圖2所示，包括扁管2、翅片3、液側(cè)集流管11、液側(cè)分配器13，液側(cè)冷媒管4和 液側(cè)分支管6。以該平行流換熱器裝置作為蒸發(fā)器為例，液側(cè)集流管11為水平布置，經(jīng)過節(jié) 流的液態(tài)冷媒從液側(cè)冷媒管4進(jìn)入液側(cè)分配器13，該液側(cè)分配器13為設(shè)置有三個(gè)出口的分 配器，分別接到三個(gè)液側(cè)分支管6，冷媒通過該三個(gè)液側(cè)分支管6進(jìn)入液側(cè)集流管11中。即包括液側(cè)冷媒管4，設(shè)置在液側(cè)冷媒管4上的液側(cè)分配器13，液側(cè)分配器13把冷媒分成多 路；與分配器13連接的三個(gè)以上的液側(cè)分支管6 ；液側(cè)分支管6與液側(cè)集流管11相連通。在本實(shí)施例中，液側(cè)分支管6的數(shù)量為三個(gè)，為了進(jìn)一步減少每一個(gè)液側(cè)分支管6 所對(duì)應(yīng)的扁管數(shù)量，可以采用較多的液側(cè)分支管6，使得扁管內(nèi)的冷媒流量更加均勻。但是，從后面的實(shí)施例五可以看出，太多的液側(cè)分支管6會(huì)增加從液側(cè)分支管6管 路引入液側(cè)集流管11的難度。并且，當(dāng)液側(cè)分配器13采用液側(cè)分支管6的數(shù)量太多時(shí)，也 會(huì)出現(xiàn)加工困難的情況，所以使用的液側(cè)分支管6的數(shù)量在3 30個(gè)之間，具體結(jié)合液側(cè) 集流管11的長度和冷媒流量，優(yōu)選的為5 20個(gè)。第二實(shí)施例參見圖3，本實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于，本實(shí)施例中的液側(cè)集流管11 為豎直方向布置，可以應(yīng)用于室外機(jī)的情況。在本實(shí)施例中，液側(cè)分配器13既可以采用水平布置的結(jié)構(gòu)，也可以采用豎直布置 的結(jié)構(gòu)，如其他的實(shí)施例所示。本實(shí)施例與第一實(shí)施例的另一不同之處在于，本實(shí)施例采用的液側(cè)集流管11分 為多個(gè)相互不連通的隔斷區(qū)9，每個(gè)隔斷區(qū)9與一個(gè)液側(cè)分支管6相連通。本實(shí)施例中的液側(cè)集流管11由隔板8分成了五個(gè)隔斷區(qū)9，每一個(gè)液側(cè)分支管6 與液側(cè)集流管11的一個(gè)隔斷區(qū)9連通，且液側(cè)分支管6的進(jìn)口處位于該隔斷區(qū)9的中間位 置。隔斷區(qū)9的數(shù)量由液側(cè)集流管11的長度和單個(gè)隔斷區(qū)9的長度來決定。在本實(shí)施例中，隔斷區(qū)9的數(shù)量為五個(gè)，單個(gè)隔斷區(qū)9的長度為130mm，液側(cè)集流 管11的長度為650mm。為了保證每個(gè)隔斷區(qū)9中的冷媒流動(dòng)的均勻性，一般需要把隔斷區(qū) 9的長度控制的比較小。但是，如果設(shè)置了太多的隔斷區(qū)9數(shù)量，會(huì)增加液側(cè)分支管6和隔 板8的數(shù)量，從而造成工藝復(fù)雜，制作成本提高，液側(cè)分配器13的出口孔數(shù)也會(huì)比較多，造 成生產(chǎn)的加工難度，因此為了平衡兩者的數(shù)量關(guān)系，采用的隔斷區(qū)9的數(shù)量為3 30個(gè)，每 個(gè)隔斷區(qū)的長度為30 150mm。其余未述部分見第一實(shí)施例，不再重復(fù)。第三實(shí)施例參見圖4，本實(shí)施例與第二實(shí)施例的不同之處在于，本實(shí)施例中的平行流換熱器裝 置1為一個(gè)完整的平行流換熱器裝置。冷媒經(jīng)過換熱后，匯總在氣側(cè)集流管12中，并通過與之連接的氣側(cè)冷媒管5引出。 氣側(cè)冷媒管5從氣側(cè)集流管12的中間位置引出。冷媒從液側(cè)集流管11直接流向氣側(cè)集流 管12，并從氣側(cè)集流管12流出。其余未述部分見第二實(shí)施例，不再重復(fù)。第四實(shí)施例參見圖5，本實(shí)施例與第三實(shí)施例的不同之處在于，第三實(shí)施例中的氣側(cè)集流管 12設(shè)置有三個(gè)引出口，該三個(gè)引出口匯總在一個(gè)氣側(cè)冷媒管5中，通過從不同點(diǎn)引出氣態(tài) 冷媒，會(huì)使流路比較順暢，特別是提高兩側(cè)的氣態(tài)冷媒的流通性。氣側(cè)集流管12通過N個(gè)氣側(cè)分支管7匯總成為一個(gè)總的氣側(cè)冷媒管5，其中，N <液側(cè)分支管6的數(shù)量。即該N個(gè)氣側(cè)分支管7的一端匯總后與氣側(cè)冷媒管5相通，該N 個(gè)氣側(cè)分支管7的另一端分別與氣側(cè)集流管12相通。
在本實(shí)施例中的N為三，即三個(gè)氣側(cè)分支管7匯總成為一個(gè)總的氣側(cè)冷媒管5 ；且 N等于3，小于液側(cè)分支管6的數(shù)量5。其余未述部分見第三實(shí)施例，不再重復(fù)。第五實(shí)施例參見圖6，本實(shí)施例與第四實(shí)施例的不同之處在于，本實(shí)施例中的氣側(cè)集流管12 上設(shè)置有一個(gè)以上的隔斷區(qū)9。氣側(cè)集流管12上設(shè)置有隔板8，通過二個(gè)隔板8使得氣側(cè)集流管12分成三個(gè)隔斷 區(qū)9，各個(gè)隔斷區(qū)9的長度相近，在每個(gè)隔斷區(qū)9中設(shè)置有一個(gè)與其相通的氣側(cè)分支管7，該 三個(gè)氣側(cè)分支管7的一端匯總后與氣側(cè)冷媒管5相通。另一個(gè)不同之處在于，液側(cè)集流管11被分成十六個(gè)隔斷區(qū)9，液側(cè)冷媒管4經(jīng)過液 側(cè)分配器13的分流后，分成了十六個(gè)液側(cè)分支管6，各液側(cè)分支管6分別與對(duì)應(yīng)的隔斷區(qū)9 相連通，每個(gè)液側(cè)分支管6的進(jìn)口處位于該隔斷區(qū)9的中間位置。本實(shí)施例中的液側(cè)集流管11上的隔斷區(qū)9數(shù)量為十六個(gè)，液側(cè)分支管6的數(shù)量為 十六個(gè)，每個(gè)隔斷區(qū)9的長度為50mm，液側(cè)集流管11的長度為800mm。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以 知道，進(jìn)一步優(yōu)選的隔斷區(qū)9的數(shù)量為5 20個(gè)，每個(gè)隔斷區(qū)9的長度為40 60mm，會(huì)獲 得更好的冷媒流動(dòng)的均勻性。其余未述部分見第四實(shí)施例，不再重復(fù)。第六實(shí)施例參見圖7-圖8，本實(shí)施例與第五實(shí)施例五的不同之處在于，本實(shí)施例中的氣側(cè)集 流管12分成三個(gè)隔斷區(qū)9，引出的三個(gè)氣側(cè)分支管7匯總到一個(gè)氣側(cè)分配器14，該氣側(cè)分 配器14的出口與一個(gè)總的氣側(cè)冷媒管5相通。即該三個(gè)氣側(cè)分支管7的一端分別與氣側(cè)分配器14相通，氣側(cè)冷媒管5與氣側(cè)分 配器14相通；該三個(gè)氣側(cè)分支管7的另一端分別與氣側(cè)集流管12的三個(gè)隔斷區(qū)9相通。當(dāng)平行流換熱器裝置作為冷凝器時(shí)，如圖7所示與以上的實(shí)施例不同之處在于， 液態(tài)冷媒從氣側(cè)集流管12流向液側(cè)冷媒管4。液態(tài)冷媒從氣側(cè)集流管12首先沿圖7中氣側(cè)集流管12內(nèi)的直線箭頭流動(dòng)到液側(cè) 集流管11，然后再通過下游的扁管，也就是沿著圖7中液側(cè)集流管11內(nèi)的曲線箭頭，折返回 氣側(cè)集流管12，并在氣側(cè)集流管12中通過下游的扁管，也就是沿著圖7中的氣側(cè)集流管12 內(nèi)的曲線箭頭，再次流向液側(cè)集流管11后，最后沿著圖7中的液側(cè)集流管11內(nèi)的直線箭頭 流向液側(cè)分支管6，最后排出平行流換熱器裝置1。參考冷媒的流動(dòng)方向，可以看到氣態(tài)冷媒從氣側(cè)集流管12流向液側(cè)集流管11后， 再從液側(cè)集流管11通過下游的扁管返回氣側(cè)集流管12的折返流程有可以有多次，取決于 平行流換熱器裝置設(shè)計(jì)時(shí)，冷媒需要換熱的流道的長度。在本實(shí)施例中，流程的折返次數(shù)為 1. 5次，大于1次。即氣側(cè)集流管12中的冷媒直接流向液側(cè)集流管11，再從液側(cè)集流管11 通過另外的扁管返回氣側(cè)集流管12，且這樣的折返流程多于一次。當(dāng)平行流換熱器裝置作為蒸發(fā)器時(shí)，如圖8所示與以上的實(shí)施例不同之處在于， 液態(tài)冷媒從液側(cè)集流管11流向氣側(cè)集流管12。冷媒的流動(dòng)方向和上述的圖7中的冷媒流法基本相同，在此就不再累述。參考冷媒的流動(dòng)方向，可以看到液態(tài)冷媒從液側(cè)集流管11流向氣側(cè)集流管12后，
6再從氣側(cè)集流管12折返回下游的扁管直到液側(cè)集流管11的折返流程有可能有多次，取決
于平行流換熱器裝置設(shè)計(jì)時(shí)，冷媒需要換熱的流道的長度。在本實(shí)施例中，流程的折返次數(shù)
為1. 5次，大于1次。即液側(cè)集流管11中的冷媒直接流向氣側(cè)集流管12，再從氣側(cè)集流管
12通過另外的扁管返回液側(cè)集流管11，且這樣的折返流程多于一次。 采用本實(shí)施例提供的帶有折返流程的平行流換熱器裝置，在作為蒸發(fā)裝置時(shí)，有
比較好的性能，當(dāng)作為冷凝器時(shí)，由于冷媒的流通管路比較長，更易于獲得好的能效和制熱效果。
權(quán)利要求
1.一種平行流換熱器裝置，包括若干個(gè)具有中間通道的扁管O)，翅片C3)設(shè)置在扁管 (2)之間，扁管O)的一端與液側(cè)集流管(11)相通，扁管O)的另一端與氣側(cè)集流管(12) 相通，其特征是還包括液側(cè)冷媒管G)，設(shè)置在液側(cè)冷媒管(4)上將冷媒分成多路的液側(cè)分 配器(13)，三個(gè)以上的液側(cè)分支管(6)的一端分別與液側(cè)分配器(1 相通，三個(gè)以上的液 側(cè)分支管(6)的另一端分別與液側(cè)集流管(11)相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平行流換熱器裝置，其特征是所述液側(cè)集流管(11)為水平布 置或豎向布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平行流換熱器裝置，其特征是所述液側(cè)集流管(11)上設(shè)置有 三個(gè)以上互不連通的隔斷區(qū)(9)，每個(gè)液側(cè)分支管(6)的另一端與一個(gè)隔斷區(qū)(9)相通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平行流換熱器裝置，其特征是所述每個(gè)液側(cè)分支管(6)的另 一端與一個(gè)隔斷區(qū)(9)的中央相通。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的平行流換熱器裝置，其特征是所述隔斷區(qū)(9)的數(shù)量為 3 30個(gè)，每個(gè)隔斷區(qū)(9)的長度為30 150_。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的平行流換熱器裝置，其特征是所述隔斷區(qū)(9)的數(shù)量為5 20個(gè)，每個(gè)隔斷區(qū)(9)的長度為40 60mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平行流換熱器裝置，其特征是還包括氣側(cè)冷媒管(5)，該氣側(cè) 冷媒管(5)與氣側(cè)集流管(12)相通；或者，還包括氣側(cè)冷媒管( 和N個(gè)氣側(cè)分支管(7)，該N個(gè)氣側(cè)分支管(7)的一端匯 總后與氣側(cè)冷媒管( 相通，該N個(gè)氣側(cè)分支管(7)的另一端分別與氣側(cè)集流管(1 相通， 其中，N <液側(cè)分支管(6)的數(shù)量；或者，還包括氣側(cè)冷媒管(5)、N個(gè)氣側(cè)分支管(7)和氣側(cè)分配器(14)，該N個(gè)氣側(cè)分 支管(7)的一端分別與氣側(cè)分配器(14)相通，該N個(gè)氣側(cè)分支管(7)的另一端分別與氣側(cè) 集流管(1 相通，氣側(cè)冷媒管(5)與氣側(cè)分配器(14)相通，其中，N <液側(cè)分支管(6)的 數(shù)量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的平行流換熱器裝置，其特征是所述氣側(cè)集流管(1 上設(shè)置有 一個(gè)以上的隔斷區(qū)(9)。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的平行流換熱器裝置的控制方法，其特征是位于液側(cè)集流 管(11)中的冷媒直接流向氣側(cè)集流管(12)，并從氣側(cè)集流管(1 流出平行流換熱器裝置； 或者，位于液側(cè)集流管(11)中的冷媒直接流向氣側(cè)集流管(12)，再從氣側(cè)集流管(1 折返 回下游的扁管直到液側(cè)集流管(11)，最后再由氣側(cè)集流管(1 流出平行流換熱器裝置，且 這樣的折返流程多于一次。
全文摘要
一種平行流換熱器裝置及其控制方法，平行流換熱器裝置包括若干個(gè)具有中間通道的扁管，翅片設(shè)置在扁管之間，扁管的一端與液側(cè)集流管相通，扁管的另一端與氣側(cè)集流管相通，其特征是還包括液側(cè)冷媒管，設(shè)置在液側(cè)冷媒管上將冷媒分成多路的液側(cè)分配器，三個(gè)以上的液側(cè)分支管的一端分別與液側(cè)分配器相通，三個(gè)以上的液側(cè)分支管的另一端分別與液側(cè)集流管相通。液側(cè)集流管為水平布置或豎向布置。液側(cè)集流管上設(shè)置有三個(gè)以上互不連通的隔斷區(qū)，每個(gè)液側(cè)分支管的另一端與一個(gè)隔斷區(qū)相通。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單合理、流路均勻性好、流動(dòng)阻力小、系統(tǒng)的換熱能力和換熱能效均比較高的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F25B39/00GK102062499SQ20101060034
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者佐藤憲一郎, 劉陽, 張智冬 申請(qǐng)人:廣東美的電器股份有限公司