一種微細通道鋁帶管式熱泵型空調器/機換熱器的製作方法

2023-10-04 17:57:24 2

專利名稱：一種微細通道鋁帶管式熱泵型空調器/機換熱器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種空調用的風冷換熱器，尤其涉及一種微細通道鋁帶管式空調換熱器，屬於空調設備技術領域背景技術現有空調器大多採用翅片管式換熱器。隨著目前銅價上漲，現有空調的生產成本大大提高，急需採用新的強化傳熱技術，降低成本，同時達到節能的目的。近年來，微細尺度傳熱技術發展迅速，微細多通道鋁帶管式換熱器作為一種新型換熱器，在汽車空調領域正被廣泛應用。實用新型專利(200510012007.6)公開了一種用於跨臨界CO2循環的微細通道平行流換熱器及其製造方法，但其應用範圍僅限於跨臨界CO2汽車空調系統的氣體冷卻器，不宜用作蒸發器。
Kandlikar.S.G在文獻「Evolution of Microchannel Flow Passages-Thermohydraulic Performa-nce and Fabrication Technology(Heat Transfer Engineering，Vol.24，Issue 4，pp.3-17)」中對近年來關於微細通道的研究進行了總結，明確了微細通道的概念，指出水力直徑為0.01～0.2mm的通道稱為微通道，水力直徑為0.2～3mm的通道稱為細通道，水力直徑大於3mm的通道稱為傳統通道，採用微細通道作為換熱元件在國內外已有研究，但集中在汽車空調系統。
現有空調系統中，通常採用分液器進行分液。分液器是節流裝置和蒸發器之間的輔助設備，其作用就是把節流裝置出來的氣液兩相製冷劑均勻地分配到蒸發器各管道中去。但在實際運行中由於工況的變化或分液器選擇的不合理，造成不同管內流量不均，對系統性能造成嚴重影響。專利200510035660.4報告了一種分液器，採用混合腔和出液腔的中心線夾角小於90度，分液器內腔射流端採用內球面設計，自然圓弧過渡，但是結構仍顯複雜，工藝性不好。

發明內容
針對現有技術的不足和缺陷，本發明的目的是提供一種微細通道鋁帶管式熱泵型空調器/機換熱器，以解決氣液兩相製冷劑在蒸發器內各通道流動不均勻的問題；同時使其進一步降低成本，強化傳熱，提高換熱效果，並具有工藝簡單，價格低，換熱特性好的特點。
本發明的目的通過如下技術方案實現一種微細通道鋁帶管式熱泵型空調器/機換熱器，其特徵在於該換熱器由上集管、下集管、設置在上、下集管之間平行布置的連通管和連接管組成，所述的連通管和連接管採用帶肋片的微細通道鋁帶管，所述的連通管設置兩根或兩根以上，其中兩根分別布置在下集管的兩端，每根連通管與上集管和下集管直接連通；所述的連接管的上端與上集管直接連通，下端與下集管連通並深入到下集管的液體中。
本發明所述的肋片採用帶導液槽的波形肋或平片肋，並沿迎風面傾斜布置。
本發明的特徵還在於換熱器的製冷劑入口和出口設置在換熱器的同側或分別設置在換熱器的兩側。
本發明與現有技術相比，具有以優點和突出效果本發明採用自分液結構，即所述的連通管和連接管採用帶肋片的微細通道鋁帶管，所述的連通管設置兩根或兩根以上，其中兩根分別布置在下集管的兩端，每根連通管與上集管和下集管直接連通；所述的連接管的上端與上集管直接連通，下端與下集管連通並深入到下集管的液體中，使液相通過連接管流向上集管，而氣相則直接通過連通管流向上集管，從而解決了氣液兩相製冷劑在換熱器各通道流動不均勻的問題，實現了氣液自動分離，不再需要其他專門的分液裝置；本發明採用微細通道鋁帶管，鋁帶管各通道的水力直徑較小，屬於微細通道的範圍，不僅可強化傳熱並提高管道的抗壓能力，而且可減小總換熱面積及製冷劑充注量，節省材料，降低成本；同時採用帶導液槽的波形肋或平片肋，並沿迎風面傾斜布置，使凝結液或融霜水得到及時排洩，減小了空調器啟動的頻率，提高了能效，具有換熱能力強，結構簡單，易於加工的優點。


圖1為波型肋微細通道鋁帶管式熱泵型空調器/機換熱器結構示意圖。
圖2為帶導液槽的波形肋片示意圖。
圖3為平片肋微細通道鋁帶管式熱泵型空調器/機換熱器的結構示意圖。
圖4為A-A截面圖。
圖5為B-B截面圖。
圖6為C-C截面圖。
具體實施例方式
下面結合附圖，對本發明的原理和具體實施方式
作進一步說明。
圖1、圖3為微細通道鋁帶管式熱泵型空調器/機換熱器結構示意圖，該換熱器由上集管1、下集管2、設置在上、下集管之間平行布置的連通管3和連接管4組成，所述的連通管和連接管採用帶肋片5的微通道鋁帶管，所述的連通管3設置兩根或兩根以上，其中兩根分別布置在下集管的兩端，每根連通管與上集管和下集管直接連通(如圖5所示)；所述的連接管4的上端與上集管1直接連通，下端與下集管2連通並深入到下集管2的液體中(如圖4所示)。所述的肋片5採用帶導液槽6的波形肋或平片肋，並沿迎風面傾斜布置。該換熱器的製冷劑入口和出口分別設置在換熱器的兩側，也可設置在換熱器的同側。圖2為帶導液槽6的波形肋片示意圖，導液槽的形狀可以為圖中所示的三角形，也可以採用其他形狀。圖6為微細通道鋁帶管的C-C截面圖，圖中僅給出了通道截面為圓形的情況，事實上，通道截面可採用其它形狀，如矩形、橢圓形等。本發明中所用鋁帶管單個通道的水力直徑處於0.01～3mm範圍內。
在製冷工況下，該換熱器充當冷凝器使用，製冷劑過熱蒸氣從上集管1進入，沿連通管3和連接管4向下流動，同時對外散熱，到下集管2時凝結成為單相過冷液體，然後將進入節流裝置。換熱器製冷劑的入口可以在換熱器的同側或者分別布置在換熱器的兩側。換熱器製冷劑的入口布置在兩側時效果會更好，因為此時可使各連通管或連接管的上端和下端對應的壓差比較接近，各管道的流動將更加均勻，換熱效果會更好。
在制熱工況下，該換熱器充當蒸發器使用，從節流裝置出來的氣液兩相製冷劑，從下集管2進入該換熱器，下集管2內的自分液結構可以使氣液兩相製冷劑均勻地進入連通管3和連接管4，同時不斷吸熱蒸發。在蒸發過程中，由於管外壁面溫度較低，換熱器上可能有凝結水或結霜現象，對於凝結水或除霜過程的融霜水，可利用沿迎風面傾斜布置的肋片5及時排洩，防止凝結水或除霜過程的融霜水在肋片5上積累，增加換熱熱阻，影響換熱效果。隨著製冷劑向上集管的流動，逐漸吸熱成為過熱蒸汽，通過上集管流出該換熱器。
本發明不僅可以應用於熱泵型空調器，也適用於其他採用風冷換熱的類似場合。
權利要求
1.一種微細通道鋁帶管式熱泵型空調器/機換熱器，其特徵在於該換熱器由上集管(1)、下集管(2)、設置在上、下集管之間平行布置的連通管(3)和連接管(4)組成，所述的連通管和連接管採用帶肋片(5)的微細通道鋁帶管，所述的連通管(3)設置兩根或兩根以上，其中兩根分別布置在下集管的兩端，每根連通管與上集管和下集管直接連通；所述的連接管(4)的上端與上集管(1)直接連通，下端與下集管(2)連通並深入到下集管的液體中。
2.按照權利要求1所述的微細通道鋁帶管式熱泵型空調器/機換熱器，其特徵在於所述的肋片(5)採用平片肋或帶導液槽(6)的波形肋，並沿迎風面傾斜布置。
3.按照權利要求1所述的微細通道鋁帶管式熱泵型空調器/機換熱器，其特徵在於換熱器的製冷劑入口和出口設置在換熱器的同側或分別設置在換熱器的兩側。
全文摘要
一種微細通道帶鋁管式熱泵型空調器/機換熱器，該換熱器由上集管、下集管、微細通道鋁帶管以及肋片構成。本發明採用平片肋或帶導液槽的波型肋，並沿迎風面傾斜布置，以利於凝結水或融霜水的及時排洩。微細通道鋁帶管與上、下集管的連接採用自分液結構，解決了換熱器作蒸發器時製冷劑在各通道內流動不均勻造成的換熱面積得不到充分利用的問題，提高了換熱效果和空調器的能效。該換熱器具有結構簡單，成本低，製造工藝簡單，換熱特性好的特點。
文檔編號F25B39/00GK101093123SQ20071009960
公開日2007年12月26日 申請日期2007年5月25日 優先權日2007年5月25日
發明者李俊明, 李紅旗, 張會勇 申請人:清華大學