蛇形管微通道換熱器的製作方法

2023-05-02 20:42:41

本實用新型涉及換熱技術領域，具體地，涉及一種蛇形管微通道換熱器。

背景技術：

近幾十年來，空調行業迅猛發展，而換熱器作為空調的主要組成部分之一，也需要根據市場方面的要求進行改進優化設計。微通道換熱器具有製冷效率高、體積小、重量輕、耐壓能力強等特點，能夠很好滿足市場的要求。

微通道換熱器主要由微通道扁管、散熱翅片和集流管組成。在微通道扁管的兩端設有集流管，用於分配和匯集製冷劑。在相鄰的微通道扁管之間設有波紋狀或帶有百葉窗形的散熱翅片，用以強化換熱器與空氣側的換熱效率。

蛇形管微通道換熱器是在普通微通道換熱器的基礎上，發展出來的一種新型的換熱器。微通道蛇形管換熱器的單根扁管較長，製冷劑的流程較大，因此蛇形管換熱器往往製冷劑側壓降過大。製冷系統的壓縮機功率額定時，製冷劑側壓降過大會影響換熱器的製冷劑冷凝溫度或蒸發溫度，製冷劑與空氣側的溫差縮小顯著，換熱效率降低，換熱量不滿足要求，使微通道蛇形管換熱器應用場合受限。

技術實現要素：

本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本實用新型提出一種減短製冷劑流程、降低製冷劑側壓降的蛇形管微通道換熱器。

根據本實用新型的一種蛇形管微通道換熱器，包括：兩個集流管，每個所述集流管均包括管體和分別設在所述管體兩端的端蓋，所述管體上設有多個流通孔，每個所述流通孔的長邊與相應的所述集流管的軸向方向直垂直；多個扁管，所述多個扁管並聯連接在所述兩個集流管之間，每個所述扁管蜿蜒延伸，每個所述扁管的兩端分別與所述兩個集流管上的所述流通孔一一對應地相連。

根據本實用新型實施例的蛇形管微通道換熱器，通過設置多根並聯的扁管，並聯的多流路共享同一進口集流管和出口集流管，可減短單個製冷劑流路的長度，以達到降低換熱器製冷劑側流阻及壓降的目的。應用該換熱器的製冷系統在壓縮機功率額定時，由於製冷劑側壓降減小，可增加製冷劑與空氣側的溫差，提高換熱效率。另外，還可擴大蛇形管微通道換熱器的應用場合。

在一些實施例中，每個所述集流管上所述多個流通孔的中軸線在相應所述集流管的橫截面上投影相重合。

在一些具體實施例中，當所述多個流通孔的中軸線在相應所述集流管的橫截面上投影之間的夾角為0度時，所述多個扁管同向延伸，且所述多個扁管的中軸線位於同一平面上。

在另一些具體實施例中，當每個所述集流管上，至少有兩個所述流通孔的中軸線在相應所述集流管的橫截面上投影之間的夾角為180度時，對應的所述兩個扁管反向延伸，且對應的所述兩個扁管的中軸線位於同一平面上。

在另一些實施例中，每個所述集流管上所述多個流通孔在周向上錯開設置。

在一些具體實施例中，每個所述扁管的中軸線形成一個中軸平面，每相鄰兩個所述扁管的所述中軸平面之間的夾角大於0度且小於等於180度。

在一些實施例中，所述扁管之間設有翅片。

在一些具體實施例中，當所述多個流通孔的中軸線在相應所述集流管的橫截面上投影之間的夾角為0度時，所述集流管上的每相鄰兩個所述流通孔的中軸線間距等於、一個所述扁管的厚度和所述翅片的高度之和。

在另一些具體實施例中，當每個所述集流管上所述多個流通孔在周向上錯開設置時，所述集流管上的每相鄰兩個所述流通孔的中軸線間距大於一個所述扁管的厚度。

在一些具體實施例中，所述兩個集流管同軸且間隔開設置，軸向上所述兩個集流管之間限定出中空區，所述兩個扁管的部分彎折段位於所述中空區內。

本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

附圖說明

本實用新型的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據本實用新型實施例一的蛇形管微通道換熱器的結構示意圖；

圖2是根據本實用新型一個實施例中集流管的分解圖；

圖3是根據本實用新型另一個實施例中集流管的分解圖；

圖4是根據本實用新型實施例二的蛇形管微通道換熱器的結構示意圖；

圖5是圖4中管體的立體圖；

圖6是圖4管體的主視圖；

圖7是根據本實用新型實施例三的蛇形管微通道換熱器的結構示意圖；

圖8是圖7中管體的立體圖。

附圖標記：

蛇形管微通道換熱器100、

集流管1、管體101、進出口1011、進出管1012、端蓋102、進口集流管11、出口集流管12、流通孔13、中空區17、

扁管2、直管段21、彎折段23、

翅片3、接管4。

具體實施方式

下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本實用新型實施例，而不能理解為對本實用新型實施例的限制。

下面參考圖1-圖8描述根據本實用新型實施例的蛇形管微通道換熱器100。

根據本實用新型實施例的蛇形管微通道換熱器100，如圖1所示，包括：兩個集流管1和多個扁管2。每個集流管1均包括管體101和分別設在管體101兩端的端蓋102，管體101上設有多個流通孔13，每個流通孔13的長邊與相應的集流管1的軸向方向相垂直。多個扁管2並聯連接在兩個集流管1之間，每個扁管2蜿蜒延伸，每個扁管2的兩端分別與兩個集流管1上的流通孔13一一對應地相連。

具體地，如圖1所示，兩個集流管1分別為進口集流管11和出口集流管12，每個集流管1上連接有接管4，多個並聯扁管2連接在進口集流管11和出口集流管12之間。扁管2之間可布置與之配合的翅片3。製冷劑經進口集流管11流入多個扁管2，製冷劑在多個扁管2中流動過程中與外界空氣換熱，而後流出扁管2於出口集流管12流出。

具體地，蛇形管微通道換熱器100中單根扁管2較長，因此，每根扁管2均需要經過多次彎折。現有技術公開的蛇形管微通道換熱器中，通常換熱器中僅設一根扁管，導致製冷劑路徑過長。

根據本實用新型實施例的蛇形管微通道換熱器100，通過設置多根並聯的扁管2，並聯的多流路共享同一進口集流管11和出口集流管12，可減短單個製冷劑流路的長度，以達到降低換熱器製冷劑側流阻及壓降的目的。應用該換熱器的製冷系統在壓縮機功率額定時，由於製冷劑側壓降減小，可增加製冷劑與空氣側的溫差，提高換熱效率。另外，還可擴大蛇形管微通道換熱器100的應用場合。

具體地，每個集流管1的管體101可形成為兩端敞開的圓管，管體101直徑大於流通孔13的長邊長度，兩個端蓋102分別蓋合在管體101兩端。

在一些示例中，如圖2所示，每個端蓋102可形成朝向管體101的方向敞開的筒形，端蓋102外徑大於管體101的外徑，端蓋102的外周緣外套在管體101上。

在另一些示例中，如圖3所示，每個端蓋103可堵在管體101的管口內，每個端蓋102可形成在遠離管體101的一側敞開的筒形，端蓋102外徑等於管體101的內徑，端蓋102的外周緣貼合在管體101的內周壁上。

集流管1的進出口1011設在管體101上，進出口1011用於流入或者流出集流管1。另外，如圖3和圖1所示，管體101的外周壁上可形成對應進出口1011的進出管1012，製冷劑通過進出管1012流入或者流出集流管1，接管4可連接在進出管1012上。

更具體地，由於蛇形管微通道換熱器100中單根扁管2較長，因此，每根扁管2均需要經過多次彎折。每上扁管2可如圖1所示的蜿蜒延伸，每根扁管2能夠多次彎折成多個直管段21和連接在直管段21之間的彎折段23，多個直管段21可形成至少一個管層，每個管層內多個直管段21相互平行。

在本實用新型實施例中，在集流管1上流通孔13的排布位置變化時，多個扁管2可排布成多種結構形式。扁管2之間可設有翅片3，因此不同結構形式下，受翅片3的設置影響集流管1上相鄰流通孔13之間的間距也會有所變化。

在一些具體實施例中，當多個流通孔13的中軸線在相應集流管1的橫截面上投影之間的夾角為0度時，集流管1上的每相鄰兩個流通孔13的中軸線間距等於、一個扁管的厚度和翅片的高度之和。也就是說，相鄰兩個扁管2之間的間隙恰好可以設置翅片3。

在另一些具體實施例中，當每個集流管1上多個流通孔13在周向上錯開設置時，集流管1上的每相鄰兩個流通孔13的中軸線間距大於一個扁管2的厚度。也就是說，當集流管1上多個流通孔13在周向上錯開時，鄰近集流管1處不同扁管2之間不再設翅片3，此時集流管1相鄰兩個流通孔13之間間隔開即可。

可選地，每個集流管1上至少兩個流通孔13之間可連接有加強筋(圖未示出)，加強筋的設置可增強承壓能力。

下面參考附圖描述根據本實用新型實施例的多個具體實施例中蛇形管微通道換熱器100的結構。

實施例一

圖1展示了實施例一中蛇形管微通道換熱器100的結構。

在實施例一中，蛇形管微通道換熱器100包括相互平行的進口集流管11和出口集流管12，兩個集流管1分別形成為圓管，每個集流管1上設有兩個流通孔13，兩個流通孔13的中軸線在相應集流管1的橫截面上投影相重合，具體而言，每個集流管1上兩個流通孔13的中軸線在集流管1的橫截面上投影之間的夾角為0度時，也可以說，每個集流管1上兩個流通孔13沿軸向間隔開設置。

具體地，兩個扁管2同向延伸，且兩個扁管2的中軸線位於同一平面上，兩個扁管2形成一個管層，兩個扁管2的相鄰直管段21之間設有翅片3，相鄰兩個直管段21之間的間隙等於一個翅片3的高度，對應的兩個彎折段23之間的間隙也等於一個翅片3的高度。

如圖1所示，兩個扁管2均形成多個直管段21和多個彎折段23，兩個扁管2的多個直管段21一一對應地平行設置，兩個扁管2的多個彎折段23也一一對應。

在該實施例中，同管層內扁管2在彎折時繞扁管橫截面的長邊彎曲，這樣同一管層內扁管2的多個直管段21的中軸線均位於同一平面內。

具體地，每個扁管2的彎折段23均形成為中心角等於180度的圓弧形，兩個扁管2相對應的兩個彎折段23同軸設置。

在圖1中，在一排中布置兩根扁管2，形成兩個並列流路，與等迎風面積的單根扁管換熱器相比，該實施例中單根扁管2的長度約減少一半，從而換熱器製冷劑單個流路長度也減少了一半。

實施例二

圖4-圖6展示了實施例二中蛇形管微通道換熱器100的結構。

在實施例二中，蛇形管微通道換熱器100包括相互平行的進口集流管11和出口集流管12，兩個集流管1分別形成為圓管，每個集流管1上設有兩個流通孔13，每個集流管1上兩個流通孔13在周向上錯開設置。

在實施例二中，兩個流通孔13的中軸線在相應集流管1的橫截面上投影相重合，具體而言，如圖5和圖6所示，每個集流管1上兩個流通孔13的中軸線在集流管1的橫截面上投影之間的夾角為180度時，也可以說，每個集流管1上兩個流通孔13在集流管1的橫截面上投影中心對稱。

具體地，兩個扁管2反向延伸，且兩個扁管2的中軸線位於同一平面上，兩個扁管2形成一個管層，兩個扁管2之間不設翅片3，同一扁管2的相鄰直管段21之間設有翅片3。同一扁管2的相鄰兩個直管段21之間的間隙等於一個翅片3的高度。

如圖4所示，兩個扁管2均形成多個直管段21和多個彎折段23，兩個扁管2的多個直管段21相互平行設置，兩個扁管2的多個彎折段23也一一對應。

在該實施例中，同管層內扁管2在彎折時繞扁管橫截面的長邊彎曲，這樣同一管層內扁管2的多個直管段21的中軸線均位於同一平面內。

具體地，每個扁管2的彎折段23均形成為中心角等於180度的圓弧形，兩個扁管2相對應的兩個彎折段23彎折的方向相反。

在實施例二中，兩個集流管1同軸且間隔開設置，軸向上兩個集流管1之間限定出中空區17，兩個扁管2的部分彎折段23位於中空區17內。這樣一方面可充分利用換熱器空間，另一方面兩個扁管2之間形成緊密排布，有利於提高整體結構強度。

在圖4中，在一排中布置兩根扁管2，形成兩個並列流路，與等迎風面積的單根扁管換熱器相比，該實施例中單根扁管2的長度約減少一半，從而換熱器製冷劑單個流路長度也減少了一半。

實施例三

圖7和圖8展示了實施例三中蛇形管微通道換熱器100的結構，實施例三的換熱器結構與實施例二中換熱器的結構大體相同，相同部分不再贅述。所不同的是，在實施例三中，每個集流管1上兩個流通孔13的中軸線在集流管1的橫截面上投影之間的夾角為銳角，也可以說，每個集流管1上兩個流通孔13在集流管1的橫截面上投影相交。

每個扁管2的中軸線形成一個中軸平面，兩個扁管2的中軸平面之間的夾角大於0度且小於等於180度。這樣形成的換熱器大體為V形，可適應V形的安裝空間。

當然，在本實用新型實施例中，可根據安裝空間尺寸等環境條件而異，換熱器的扁管2的夾角可適當調整。

另外，本實用新型實施例中，所示的具體結構不限於圖中所示的三種結構，例如，每個集流管1上流通孔13分成兩組，同組中多個流通孔13沿軸向間隔開設置，不同組流通孔13在周向上相錯開設置，同組流通孔13對應的扁管2同向延伸。

在本實用新型實施例中，利用一排中布置多根扁管2，形成多個並列流路，與等迎風面積的單根扁管換熱器相比，該實施例中單根扁管2的長度大幅減少，從而換熱器製冷劑單個流路長度也相應減少。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「長度」、「厚度」、「頂」、「底」、「內」、「外」、「軸向」、「徑向」、「周向」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。在本實用新型的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上。

在本實用新型的描述中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

在本說明書的描述中，參考術語「實施例」、「示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

儘管已經示出和描述了本實用新型的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的範圍由權利要求及其等同物限定。