微通道换热器及具有其的空调系统的制作方法

专利查询2022-05-26  2



1.本实用新型涉及制冷技术领域,特别是涉及一种微通道换热器及具有其的空调系统。


背景技术:

2.微通道换热器是一种高度紧凑的热交换器,微通道换热器的扁平管内有数十条细微流道,在扁平管的两端与圆形集管相联。集管内设置隔板,将换热器流道分隔成数个流程。
3.现有的微通道换热器中通常采用分配管进行分液,但是在常规设计的情况下,分配管的末端易产生液态制冷剂的聚集和回弹,导致分配管的末端供液过多,分配管的前端供液过少,导致分液不均,进而影响蒸发器性能。


技术实现要素:

4.有鉴于此,针对上述技术问题,本实用新型一实施方式中提供了一种避免分配管内制冷剂聚集的微通道换热器。
5.本实用新型一实施方式中为解决上述技术问题,提供了如下技术方案:
6.一种微通道换热器,包括集流管组件,所述集流管组件包括互相连通的分配管和回流管,且所述分配管的两端分别与所述回流管连接,并形成内部循环通道;所述分配管的一端连接有供制冷剂流入的入口管,所述入口管、所述分配管以及所述回流管的交汇处设有文丘里管,且所述文丘里管与所述分配管、所述入口管和所述回流管均互相相通。
7.可以理解的是,本技术通过在所述入口管和所述分配管之间设置所述文丘里管,从而利用所述文丘里管自身的抽吸原理,将聚集于所述分配管远离所述入口管一端的多余制冷剂吸附回所述分配管靠近所述入口管一端,然后再朝向所述分配管远离所述入口管的方向喷射回去,形成循环回路,进而避免了所述分配管末端产生液态制冷剂的聚集和回弹。
8.在其中一个实施例中,所述文丘里管的两端分别与所述分配管和所述入口管连接,且所述文丘里管的侧面开设有流通口,所述流通口连通于所述回流管。
9.可以理解的是,通过使得所述文丘里管的两端分别与所述分配管和所述入口管连接,所述文丘里管的中间段侧面与所述回流管连通,从而使得所述文丘里管内部对制冷剂的抽吸与喷射在所述分配管和所述回流管中形成循环回路,进而使得所述微通道换热器的运行过程中通过内部的不断循环实现避免所述分配管末端产生液态制冷剂的聚集和回弹。
10.在其中一个实施例中,所述回流管包括第一管段和连接于所述第一管段两端的第二管段,所述第一管段靠近所述入口管的一端的所述第二管段连接于所述文丘里管的所述流通口处,所述第一管段远离所述入口管的一端的所述第二管段与所述分配管远离所述入口管的一端相连接;连接于所述文丘里管的所述第二管段的轴线垂直于所述文丘里管的轴线;所述流通口设置于所述文丘里管的中间段。
11.在其中一个实施例中,所述文丘里管包括互相连接的第一锥形段和喉部,所述喉
部靠近所述流通口设置,所述第一锥形段靠近所述入口管设置,且所述第一锥形段与所述入口管相连接;所述第一锥形段的直径自所述分配管至所述入口管的方向逐渐增大,所述喉部的内径与所述第一锥形段的最小内径等径设置。
12.在其中一个实施例中,所述文丘里管包括依次连接的第二锥形段、喉部和第三锥形段,所述第二锥形段靠近所述分配管设置,且所述第二锥形段与所述分配管相连接;所述喉部靠近所述流通口设置;所述第三锥形段靠近所述入口管设置,且所述第三锥形段与所述入口管相连接;所述第二锥形段的内径自所述入口管至所述分配管的方向逐渐增大,所述第三锥形段的内径自所述分配管至所述入口管的方向逐渐增大;所述喉部的内径与所述第三锥形段的最小内径等径设置;所述第二锥形段的最小内径大于所述喉部的内径。
13.可以理解的是,通过使得所述第二锥形段的最小内径大于所述喉部的内径,从而使得制冷剂从所述回流管中回流入所述文丘里管中。
14.在其中一个实施例中,所述文丘里管包括依次连接的第四锥形段、喉部和第五锥形段,所述第四锥形段靠近所述分配管设置,且所述第四锥形段与所述分配管相连接;所述喉部靠近所述流通口设置,且与所述文丘里管内部相通;所述第五锥形段靠近所述入口管设置,且所述第五锥形段与所述入口管相连接;所述第四锥形段的内径自所述入口管至所述分配管的方向逐渐增大,所述第五锥形段的内径自所述分配管至所述入口管的方向逐渐增大;所述喉部的内径与所述第四锥形段和所述第五锥形段的最小内径等径设置。
15.在其中一个实施例中,所述回流管包括第一管段和连接于所述第一管段两端的第二管段,所述第一管段靠近所述入口管的一端的所述第二管段连接于所述文丘里管的所述流通口处,所述第一管段远离所述入口管的一端的所述第二管段与所述分配管远离所述入口管的一端相连接;连接于所述文丘里管的所述第二管段的轴线与所述文丘里管的轴线呈角度设置,且连接于所述文丘里管的所述第二管段相对于所述文丘里管朝向所述入口管的方向倾斜设置。
16.可以理解的是,通过使得所述第一管段靠近所述入口管一端的所述第二管段的轴线与所述文丘里管的轴线呈角度设置,从而使得制冷剂从所述回流管流入所述文丘里管中的流动更加顺畅,减少了制冷剂流动过程中的压力损失。
17.在其中一个实施例中,连接于所述文丘里管的所述第二管段的轴线与所述文丘里管靠近所述入口管方向的轴线之间的夹角小于90度。
18.在其中一个实施例中,所述微通道换热器还包括芯体,所述芯体包括有多根扁管,所述分配管上开设有多个分流孔,多个所述分流孔流出的制冷剂分配至所述扁管。
19.本实用新型一实施方式中还提供如下技术方案:
20.一种空调系统,包括微通道换热器。
21.与现有技术相比,本实用新型一实施方式中提供的微通道换热器,通过在所述入口管和所述分配管之间设置所述文丘里管,从而利用所述文丘里管自身的抽吸原理,将聚集于所述分配管远离所述入口管一端的多余制冷剂吸附回所述分配管靠近所述入口管一端,然后再朝向所述分配管远离所述入口管的方向喷射回去,形成循环回路,进而避免了所述分配管末端产生液态制冷剂的聚集和回弹。
附图说明
22.图1为本实用新型提供的微通道换热器的结构示意图;
23.图2为本实用新型提供的微通道换热器的剖面结构示意图;
24.图3为图2中a处的局部放大其中一实施例的结构示意图;
25.图4为图2中a处的局部放大其中一实施例的结构示意图;
26.图5为图2中a处的局部放大其中一实施例的结构示意图;
27.图6为图2中a处的局部放大其中一实施例的结构示意图。
28.图中各符号表示含义如下:
29.100、微通道换热器;10、集流管组件;11、分配管;111、分流孔;12、回流管;121、第一管段;122、第二管段;13、入口管;14、文丘里管;141、第一锥形段;142、第二锥形段;143、第三锥形段;144、第四锥形段;145、第五锥形段;146、第六锥形段;147、第七锥形段;148、喉部;149、流通口;20、芯体;21、扁管。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
31.需要说明的是,当组件被称为“装设于”另一个组件,它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件,它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件,它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
32.除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
33.请参见图1至图6,本实用新型一实施方式中提供的一种微通道换热器100,该微通道换热器100应用于空调系统中,微通道换热器100是为了满足电子工业发展的需要而设计的一类结构紧凑、轻巧、高效的换热器,这种换热器的扁管21内有数十条细微流道,在扁管21的两端与集流管相联,集流管内设置隔板,将换热器流道分隔成数个流程,以此实现微通道换热器100的整个换热过程。
34.微通道换热器100包括集流管组件10以及与集流管组件10相连接的芯体20。集流管组件10包括互相连通的入口管13、分配管11和回流管12。分配管11上开设有多个分流孔111,芯体20内设有多根分别与分流孔111连通的扁管21,制冷剂从入口管13流入分配管11中,一部分制冷剂通过分流孔111流入扁管21中进行热交换,另一部分制冷剂流入回流管12中继续进入分配管11中实现循环回路。
35.具体地,回流管12包括第一管段121和连接于第一管段121两端的第二管段122。第一管段121靠近入口管13的一端的第二管段122与分配管11靠近入口管13的一端相连接,第一管段121远离入口管13的一端的第二管段122与分配管11远离入口管13的一端相连接。
36.需要注意的是,第一管段121和第二管段122之间呈夹角设置。也就是说,第一管段121和第二管段122之间可以呈30
°
夹角设置、可以呈60
°
夹角设置,也可以呈直角夹角设置,在此不作限定。由于现有的微通道换热器中,制冷剂从分配管流入回流管中需要经过一个转角,因此制冷剂在分配管和回流管之间循环流动的过程中,难免会存在部分液态制冷剂聚集在分配管远离入口管一端与第二管段的交汇处,从而造成分配管的两端供液量不同,以至于使得从分配孔流入扁管中的制冷剂量不一致,进而导致分液不均,影响微通道换热器的性能。
37.为解决现有的微通道换热器中存在的分配管内部因产生液态制冷剂的聚集和回弹而导致分液不均的问题。本实用新型提供了一种微通道换热器100,包括集流管组件10,集流管组件10包括互相连通的分配管11和回流管12,且分配管11的两端分别与回流管12连接,并形成内部循环通道;分配管11的一端连接有供制冷剂流入的入口管13,入口管13、分配管11以及回流管12的交汇处设有文丘里管14,且文丘里管14与分配管11、入口管13和回流管12均互相相通。
38.本技术通过在入口管13和分配管11之间设置文丘里管14,从而利用文丘里管14自身的抽吸原理,将聚集于分配管11远离入口管13一端的多余制冷剂吸附回分配管11靠近入口管13一端,然后再朝向分配管11远离入口管13的方向喷射回去,形成循环回路,进而避免了分配管11末端产生液态制冷剂的聚集和回弹。
39.如图1及图2所示,文丘里管14的两端分别与分配管11和入口管13连接。如此使得文丘里管14的内部通道与分配管11和入口管13的内部通道均相通,制冷剂从入口管13流入文丘里管14中,再从文丘里管14中流入分配管11中。
40.需要说明的是,沿自分配管11朝向入口管13的方向,文丘里管14是先收缩而后逐渐扩大的管道。也就是说,文丘里管14为两端大中间小的管道。假设文丘里管14靠近分配管11一端横截面处的平均速度和平均压力分别为v1和p1,文丘里管14中间最小径截面处的平均速度和平均压力分别为v2和p2,应用伯努利定理并注意到平均运动的流线是等高的,可得出关系式:针对该关系式进行文丘里管14的原理分析如下:
41.由于文丘里管14靠近分配管11一端横截面面积大于文丘里管14中间最小径截面处的横截面面积,因此文丘里管14中间最小径处的制冷剂流速v2大于文丘里管14靠近分配管11一端的制冷剂流速v1,那么根据上述关系式可知,文丘里管14中间最小径处的压力p2小于文丘里管14靠近分配管11一端的压力p1,同时文丘里管14中间最小径处的压力p2也要低于分配管11和回流管12的静压。因此聚集在分配管11远离入口管13一端与第二管段122的交汇处的液态制冷剂会被文丘里管14吸附至文丘里管14中间最小径处,此时文丘里管14中间最小径处的压力p2将远远大于文丘里管14靠近分配管11一端的压力p1以及分配管11和回流管12的静压,然后被吸附回文丘里管14中间最小径处的制冷剂又会以更快的速度喷射回分配管11中。并且这种吸附和喷射的过程会反复循环进行,以此避免微通道换热器100的工作运行全过程不会发生液态制冷剂的聚集和回弹,从而保证微通道换热器100的正常运行。
42.进一步地,文丘里管14的中间最小径处的侧面开设有流通口149,流通口149连通于回流管12。如此不仅使得制冷剂能够通过入口管13进入分配管11中,再从分配管11流入回流管12中,最后通过流通口149从回流管12中流入分配管11中,以此形成循环回路;而且
还使得文丘里管14内部对制冷剂的抽吸与喷射在分配管11和回流管12中形成循环回路,进而使得微通道换热器100的运行过程中通过内部的不断循环实现避免分配管11末端产生液态制冷剂的聚集和回弹。
43.如图3所示,在其中一实施例中,回流管12连接于流通口149处的第二管段122的轴线垂直于文丘里管14的轴线。文丘里管14包括互相依次连接的第四锥形段144、喉部148和第五锥形段145。第四锥形段144与分配管11相连接,第五锥形段145与入口管13相连接,流通口149开设于靠近喉部148处,且与文丘里管14内部相通。回流管12靠近入口管13一端的第二管段122连接于流通口149处。
44.具体地,第四锥形段144的直径自分配管11朝向入口管13的方向逐渐减小,第五锥形段145的直径自分配管11朝向入口管13的方向逐渐增大,喉部148的直径与第四锥形段144和第五锥形段145的最小径相等。
45.可以理解的是,在该实施例中,制冷剂从入口管13流入文丘里管14中,再通过文丘里管14流入分配管11中,再通过分配管11流入回流管12中,最后通过回流管12从流通口149流回文丘里管14的喉部148处,再从喉部148通过第四锥形段144流入分配管11中,以此形成制冷剂的循环流通通道。在制冷剂的循环流动过程中,利用文丘里管14自身的吸附特性,将聚集于分配管11远离入口管13一端与第二管段122的交汇处的液态制冷剂再吸附回喉部148,再通过喉部148的压力将制冷剂以更快的速度喷射回分配管11中,再继续制冷剂的循环流动,如此往复,从而实现了分配管11内处处制冷剂流量相等。
46.如图4所示,在其中一实施例中,回流管12连接于文丘里管14处的第二管段122的轴线垂直于文丘里管14的轴线。文丘里管14包括互相依次连接的喉部148和第一锥形段141,喉部148靠近第二管段122设置,第一锥形段141靠近入口管13设置,且第一锥形段141与入口管13相连接;第一锥形段141的直径自分配管11至入口管13的方向逐渐增大,喉部148的内径与第一锥形段141的最小内径等径设置。
47.具体地,喉部148靠近分配管11一端为与分配管11等径的圆筒管道。也就是说,沿自分配管11朝向入口管13的方向,该实施例中的文丘里管14为一段等径的大径管道突然变成等径的小径管道然后再逐渐扩大的管道。该实施例中的文丘里管14也能实现文丘里管14本身具有的吸附功能,在此不再赘述。
48.如图5所示,在其中一实施例中,回流管12连接于文丘里管14的第二管段122的轴线垂直于文丘里管14的轴线。文丘里管14包括依次连接的第二锥形段142、喉部148和第三锥形段143。第二锥形段142靠近分配管11设置,且第二锥形段142与分配管11相连接;喉部148靠近第二管段122设置;第三锥形段143靠近入口管13设置,且第三锥形段143与入口管13相连接。
49.具体地,第二锥形段142的内径自入口管13至分配管11的方向逐渐增大,第三锥形段143的内径自分配管11至入口管13的方向逐渐增大;喉部148的内径与第三锥形段143的最小内径等径设置;第二锥形段142的最小内径大于喉部148的内径。
50.需要说明的是,在该实施例中,未在喉部148开设使得回流管12与文丘里管14连通的流通口149。因此为了回流管12内的制冷剂能够回流至文丘里管14中,此处将第二锥形段142的最小内径设置为大于喉部148的内径,如此便使得第二锥形段142与喉部148之间的连接处形成了可供制冷剂流入的通道,从而便于回流管12中的制冷剂回流入文丘里管14中。
该实施例中的文丘里管14也能实现文丘里管14本身具有的吸附功能,在此不再赘述。
51.如图6所示,在其中一实施例中,连接于文丘里管14的第二管段122的轴线与文丘里管14的轴线呈角度设置。文丘里管14包括互相依次连接的第六锥形段146、喉部148和第七锥形段147。第六锥形段146与分配管11相连接,第七锥形段147与入口管13相连接,流通口149开设于靠近喉部148处,且与文丘里管14内部相通。回流管12靠近入口管13一端的第二管段122连接于流通口149处。
52.具体地,连接于文丘里管14的第二管段122相对于文丘里管14朝向入口管13的方向倾斜设置。如此使得从回流管12中通过流通口149回流入文丘里管14中的制冷剂的流通路径更加平稳缓和,避免在大的拐角处产生制冷剂的剧烈撞击而引起紊流。从而使得制冷剂从回流管12流入文丘里管14中的流动更加顺畅,减少了制冷剂流动过程中的压力损失。
53.优选地,在该实施例中,连接于文丘里管14的第二管段122的轴线与文丘里管14靠近入口管13方向的轴线之间的夹角小于90度。即,连接于文丘里管14的第二管段122的轴线与文丘里管14靠近入口管13方向的轴线之间的夹角可以为30度、45度、60度或其他任意小于90度的夹角度数。只要能够实现制冷剂从回流管12流入文丘里管14中的流动更加顺畅即可,在此不作限定。
54.在本实用新型提供的微通道换热器100的工作过程中,制冷剂从入口管13流入文丘里管14中,再通过文丘里管14流入分配管11内,然后部分制冷剂通过分配管11上的分流孔111流入芯体20内的扁管21中实现换热,部分制冷剂通过回流管12继续回流入文丘里管14的喉部148,进而继续流向分配管11内,以此实现制冷剂的正常循环回路。当分配管11远离入口管13一端与第二管段122的交汇处聚集有液态制冷剂时,利用文丘里管14的吸附特性将聚集的液态制冷剂吸附回喉部148处,此时喉部148的压力剧增,再从喉部148以更快的速度喷入分配管11中,如此继续使得制冷剂正常循环流动。
55.需要说明的是,除了上述描述的文丘里管的结构外,还可以采用其他管结构,只要该管结构能够起到文丘里效应即可。
56.本实用新型提供的微通道换热器100,通过在入口管13和分配管11之间设置文丘里管14,从而利用文丘里管14自身的抽吸原理,将聚集于分配管11远离入口管13一端的多余制冷剂吸附回分配管11靠近入口管13一端,然后再朝向分配管11远离入口管13的方向喷射回去,形成循环回路,进而避免了分配管11末端产生液态制冷剂的聚集和回弹。
57.本实用新型还提供了一种空调系统(图未示),包括微通道换热器100。
58.该空调系统也具有上述微通道换热器100同样的优点。
59.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
60.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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