專利背景
微通道換熱器主要由兩個圓柱形的集液管、扁管、翅片、加強板及固定塊等幾部分構成。扁管安裝在左右集液管之間,通過扁管內部的微通道使得左、右集液管與微通道相互連通,形成一個密閉的空間,翅片固定在扁管與扁管之間,主要是與微通道成為N個散熱單元,負責把微通道內部流體熱量傳遞到空氣中。
截至2015年11月16日,空調器內設定的微通道換熱器散熱方式單一,如遇夏天氣溫高,
空調在高溫環境下會出現頻繁跳機保護,容易引起客戶投訴。此外,由於翅片片距密,空氣通過阻力大,因此換熱器迎風側的風速較背風側的大。但是換熱器迎風側與背風側的單位換熱係數與換熱面積相同,背風側的風速低,該區域散去的單位熱量比迎風側小,使得微通道換熱器背風側溫度高,而迎風側散熱好,溫度低,影響了換熱器散熱效率。
發明內容
專利目的
《微通道換熱器及其空調器》的主要目的是提供一種微通道換熱器及其空調器,旨在實現水冷風冷複合式散熱,提升換熱器換熱效率。
技術方案
《微通道換熱器及其空調器》提出一種微通道換熱器,包括呈並排設定的第一集液管和第二集液管、以及自所述第一集液管向第二集液管延伸的多個扁管,每一扁管的內部設定至少一噴水通道及多個冷媒通道,每一扁管設有連通所述噴水通道、且朝向鄰近的扁管設定的噴水孔,所述多個冷媒通道與所述第一集液管和第二集液管相連通,所述第一集液管或第二集液管設有冷媒入口和冷媒出口,所述第二集液管內設定有與所述多個扁管的噴水通道相連通的水腔、以及與所述水腔間隔設定的冷媒腔,所述第二集液管設有連通所述水腔的水入口。
優選地,位於同一扁管上的噴水通道和多個冷媒通道,沿迎風側向背風側的方向,依次排布成至少一排。
優選地,所述噴水孔在自所述噴水通道內向外,向出風側方向傾斜設定。
優選地,每一扁管的厚度在自迎風側向背風側的方向上,呈逐漸減小設定;於每一扁管中,所述多個冷媒通道的橫截面積,在自迎風側向背風側的方向上,依次遞減設定。
優選地,所述第一集液管和所述第二集液管呈豎向設定,所述多個扁管呈橫向延伸設定,所述噴水孔設於每一扁管的底部,每一扁管的底面水平設定,每一扁管的頂面在自迎風側向背風側的方向上,呈向下傾斜設定。
優選地,於每一扁管的與所述第一集液管連線的一端,所述多個冷媒通道的一端突出於所述噴水通道的一端設定,以與設於所述第一集液管的第一冷媒通道插孔插接;每一扁管的與所述第二集液管連線的一端設有缺口,所述缺口位於所述多個冷媒通道的另一端與所述噴水通道的另一端之間,所述多個冷媒通道的另一端與設於所述第二集液管的第二冷媒通道插孔插接,所述噴水通道的另一端與所述第二集液管的噴水管道插孔插接。
優選地,所述第一集液管和所述第二集液管呈豎向設定,所述多個扁管呈橫向延伸設定,所述第一集液管內設定有第一隔板,所述第一隔板將所述第一集液管的冷媒腔上下分隔為多個第一分隔腔,所述第二集液管內設定有第二隔板,所述第二隔板將所述第二集液管的冷媒腔上下分隔為多個第二分隔腔,所述第一隔板與所述第二隔板在上下方向相互錯開。
優選地,所述第一集液管和所述第二集液管呈豎向設定,所述多個扁管呈橫向延伸設定,所述第一集液管內設定有第一隔板,所述第一隔板將所述第一集液管的冷媒腔上下分隔為多個第一分隔腔,所述第二集液管內設定有第二隔板,所述第二隔板將所述第二集液管的冷媒腔上下分隔為多個第二分隔腔,所述第一隔板與所述第二隔板在上下方向相互錯開。
優選地,所述多個扁管、第一集液管、第二集液管及翅片管均採用鋁質材料。
《微通道換熱器及其空調器》還提出一種空調器,包括微通道換熱器、溫度感測器、電磁閥以及控制器:
所述微通道換熱器包括呈並排設定的第一集液管和第二集液管、以及自所述第一集液管向第二集液管延伸的多個扁管,每一扁管的內部設定至少一噴水通道及多個冷媒通道,每一扁管設有連通所述噴水通道、且朝向鄰近的扁管設定的噴水孔,所述多個冷媒通道與所述第一集液管和第二集液管相連通,所述第一集液管或第二集液管設有冷媒入口和冷媒出口,所述第二集液管內設定有與所述多個扁管的噴水通道相連通的水腔、以及與所述水腔間隔設定的冷媒腔,所述第二集液管設有連通所述水腔的水入口;
所述溫度感測器鄰近所述冷媒出口設定,用以檢測所述微通道換熱器的冷媒出口處的冷媒溫度;
所述電磁閥設於所述入水口與水源之間的管路上;
所述控制器與所述電磁閥以及所述溫度感測器電性連線,用以在所述微通道換熱器的冷媒出口處的冷媒溫度大於安全溫度時,控制所述電磁閥導通。
改善效果
《微通道換熱器及其空調器》技術方案通過在第二集液管上設定水腔,在扁管上設定與該水腔相連通的噴水通道,該噴水通道的噴水孔可噴水對相鄰的扁管進行噴水降溫,結合風冷散熱,實現了風冷和水冷的複合式散熱,提升了換熱器換熱效率,而能夠有效防止空調在高溫環境下頻繁停機的現象。
附圖說明
圖1為《微通道換熱器及其空調器》提供的微通道換熱器一實施例的結構示意圖;
圖2為圖1所示微通道換熱器的剖視示意圖;
圖3為圖1所示微通道換熱器的俯視示意圖;
圖4為圖1所示微通道換熱器的第一集流管的側視示意圖;
圖5為圖1所示微通道換熱器的第一集流管的立體示意圖;
圖6為圖1所示微通道換熱器的第一集流管的剖視示意圖;
圖7為圖1所示微通道換熱器的第二集流管的側視示意圖;
圖8為圖1所示微通道換熱器的第二集流管的立體示意圖;
圖9為圖1所示微通道換熱器的第二集流管的剖視示意圖;
圖10為圖1所示微通道換熱器的扁管與翅片組合的示意圖;
圖11為圖1所示微通道換熱器的扁管的立體示意圖;
圖12為圖1所示微通道換熱器的扁管的正面示意圖;
圖13為圖1所示微通道換熱器的集液管端蓋的立體結構示意圖;
圖14為圖1所示微通道換熱器的水管端蓋立體結構示意圖;
圖15為《微通道換熱器及其空調器》空調器的一實施例的控制部分的框架示意圖。
技術領域
《微通道換熱器及其空調器》涉及空調技術領域,特別涉及一種微通道換熱器及其空調器。
權利要求
1.一種微通道換熱器,其特徵在於,包括第一集液管和第二集液管、以及多個設定在所述第一集液管與所述第二集液管之間的扁管,每一扁管的內部設定至少一噴水通道及多個冷媒通道,每一扁管設有連通所述噴水通道、且朝向鄰近的扁管設定的噴水孔,所述冷媒通道與所述第一集液管和第二集液管相連通,所述第一集液管或第二集液管設有冷媒入口和冷媒出口,所述第二集液管內設定有與所述扁管的噴水通道相連通的水腔、以及與所述水腔間隔設定的冷媒腔,所述第二集液管設有連通所述水腔的水入口。2.如權利要求1所述的微通道換熱器,其特徵在於,所述第一集液管和第二集液管並排設定,多個所述扁管自所述第一集液管向第二集液管延伸,所述噴水孔的出口向下。3.如權利要求2所述的微通道換熱器,其特徵在於,位於同一扁管上的噴水通道和多個冷媒通道,沿迎風側向背風側的方向,依次排布成至少一排。4.如權利要求3所述的微通道換熱器,其特徵在於,所述噴水孔在自所述噴水通道內向外,向出風側方向傾斜設定。5.如權利要求3所述的微通道換熱器,其特徵在於,每一扁管的厚度在自迎風側向背風側的方向上,呈逐漸減小設定;於每一扁管中,所述多個冷媒通道的橫截面積,在自迎風側向背風側的方向上,依次遞減設定。6.如權利要求1-5任意一項所述的微通道換熱器,其特徵在於,所述第一集液管和所述第二集液管呈豎向設定,所述扁管呈橫向延伸設定,所述噴水孔設於所述扁管的底部,所述扁管的底面水平設定,所述扁管的頂面在自迎風側向背風側的方向上,呈向下傾斜設定。7.如權利要求1所述的微通道換熱器,其特徵在於,在所述扁管與所述第一集液管連線處的所述冷媒通道所處的部分相對於所述噴水通道所處的部分向外突出設定,以與設於所述第一集液管的第一冷媒通道插孔插接;所述多個冷媒通道的另一端與設於所述第二集液管的第二冷媒通道插孔插接,所述噴水通道的另一端與所述第二集液管的噴水管道插孔插接。8.如權利要求1所述的微通道換熱器,其特徵在於,所述第一集液管和所述第二集液管呈豎向設定,所述扁管呈橫向延伸設定,所述第一集液管內設定有第一隔板,所述第一隔板將所述第一集液管的冷媒腔上下分隔為多個第一分隔腔,所述第二集液管內設定有第二隔板,所述第二隔板將所述第二集液管的冷媒腔上下分隔為多個第二分隔腔,所述第一隔板與所述第二隔板在上下方向相互錯開。9.如權利要求8所述的微通道換熱器,其特徵在於,所述冷媒入口和所述冷媒出口設於所述第二集液管上,其中,所述冷媒入口設定在所述第二集液管的上端,且與最上方的第二分隔腔連通,所述冷媒出口設定在所述第二集液管的下端,且與最下方的第二分隔腔連通。10.一種空調器,其特徵在於,包括權利要求1-9任意一項所述的微通道換熱器,所述空調器還包括溫度感測器、電磁閥以及控制器:所述溫度感測器鄰近所述冷媒出口設定,用以檢測所述微通道換熱器的冷媒出口處的冷媒溫度;所述電磁閥設於所述水入口與水源之間的管路上;所述控制器與所述電磁閥以及所述溫度感測器電性連線,用以在所述微通道換熱器的冷媒出口處的冷媒溫度大於安全溫度時,控制所述電磁閥導通。
實施方式
《微通道換熱器及其空調器》實施例中所有方向性指示(諸如上、下、左、右、前、後……)僅用於解釋在某一特定姿態(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關係、運動情況等,如果該特定姿態發生改變時,則該方向性指示也相應地隨之改變。
另外,在《微通道換熱器及其空調器》中涉及“第一”、“第二”等的描述僅用於描述目的,而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此,限定有“第一”、“第二”的特徵可以明示或者隱含地包括至少一個該特徵。另外,各個實施例之間的技術方案可以相互結合,但是必須是以該領域普通技術人員能夠實現為基礎,當技術方案的結合出現相互矛盾或無法實現時應當認為這種技術方案的結合不存在,也不在《微通道換熱器及其空調器》要求的保護範圍之內。
《微通道換熱器及其空調器》提出一種微通道換熱器。
圖1為《微通道換熱器及其空調器》提供的微通道換熱器一實施例的結構示意圖;圖2為圖1所示微通道換熱器的剖視示意圖;圖3為圖1所示微通道換熱器的俯視示意圖;圖4為圖1所示微通道換熱器的第一集流管的側視示意圖;圖5為圖1所示微通道換熱器的第一集流管的立體示意圖;圖6為圖1所示微通道換熱器的第一集流管的剖視示意圖;圖7為圖1所示微通道換熱器的第二集流管的側視示意圖;圖8為圖1所示微通道換熱器的第二集流管的立體示意圖;圖9為圖1所示微通道換熱器的第二集流管的剖視示意圖;圖10為圖1所示微通道換熱器的扁管與翅片組合的示意圖;圖11為圖1所示微通道換熱器的扁管的立體示意圖;圖12為圖1所示微通道換熱器的扁管的正面示意圖;圖13為圖1所示微通道換熱器的集液管端蓋的立體結構示意圖;圖14為圖1所示微通道換熱器的水管端蓋立體結構示意圖。
參閱圖1至圖3、以及圖9至圖10,微通道換熱器100,包括第一集液管110、第二集液管120和扁管130,扁管130設定在第一集液管110與第二集液管120之間,具有噴水通道131、冷媒通道132以及連通噴水通道131且朝向外側的噴水孔130a。冷媒通道132的兩端分別連通第一集液管110和第二集液管120,在第一集液管110或第二集液管120設有冷媒入口和冷媒出口,第二集液管120內設定有與扁管130的噴水通道131相連通的水腔120a、以及與水腔間隔設定的冷媒腔120b,第二集液管120設有連通水腔120a的水入口121c。《微通道換熱器及其空調器》一實施例中,該微通道換熱100包括呈並排設定的第一集液管110和第二集液管120、以及自所述第一集液管110向第二集液管120延伸的多個扁管130,每一扁管130的內部設定至少一噴水通道131及多個冷媒通道132,每一扁管130設有連通所述噴水通道131、且朝向鄰近的扁管130設定的噴水孔130a,所述多個冷媒通道132與所述第一集液管110和第二集液管120相連通,所述第一集液管110或第二集液管120設有冷媒入口(冷媒入口連線有冷媒輸入管121a)和冷媒出口(冷媒出口連線有冷媒輸出管121b)。
《微通道換熱器及其空調器》技術方案通過在第二集液管120上設定水腔120a,在扁管130上設定與該水腔120a相連通的噴水通道131,該噴水通道131的噴水孔130a可通過向外噴水對鄰近的扁管130(特別是噴水孔130a朝向的相鄰的扁管130)進行噴水降溫,結合風冷散熱,實現了風冷和水冷的複合式散熱,提升了換熱器換熱效率,而能夠有效防止空調在高溫環境下頻繁停機的現象。
通常為了增加所述微通道換熱器散熱面積,參閱圖10,相鄰的兩個扁管130之間設有翅片140,可看出所述多個翅片140並行間隔設定,自迎風側的氣流流過所述翅片140之間的間隙,與所述翅片140進行熱交換。
需要注意的是:《微通道換熱器及其空調器》中,所述第一集液管110和所述第二集液管120的位置可以互換,相應的,可以是,所述第一集液管110內設定有與所述多個扁管130的噴水通道131相連通的水腔120a、以及與所述水腔120a間隔設定的冷媒腔120b,所述第一集液管110設有連通所述水腔120a的水入口。
於《微通道換熱器及其空調器》中,所述冷媒入口和冷媒出口可根據微通道換熱器的性能需求或者結構設計要求等設於所述第一集液管110,或者是,所述冷媒入口和冷媒出口設於所述第二集液管120,亦或者,所述冷媒入口和冷媒出口分開設於所述第一集液管110和所述第二集液管120。
以下結構具體附圖,介紹所述扁管130與所述第一集液管110和所述第二集液管120之間的連線方式:
參閱圖1及圖4至圖5,該第一集液管110與該多個扁管130相接合處設定有多個第一冷媒通道插孔111。參閱圖1及圖7至圖8,該第二集液管120與該多個扁管130相接合處設定有多個噴水通道插孔122a和多個第二冷媒通道插孔122b。
參閱圖1及圖4至圖9,於該實施例中,於每一扁管130的與所述第一集液管120連線的一端,所述多個冷媒通道132的一端突出於所述噴水通道131的一端設定,以與設於所述第一集液管120的第一冷媒通道插孔111插接。每一扁管130的與所述第二集液管120連線的一端設有缺口133,所述缺口133位於所述多個冷媒通道132的另一端與所述噴水通道131的另一端之間,所述多個冷媒通道132的另一端與設於所述第二集液管120的第二冷媒通道插孔122b插接,所述噴水通道131的另一端與所述第二集液管120的噴水通道插孔122a插接。該多個扁管130與第一集液管110、第二集液管120之間以及該翅片140與相應的扁管130之間也均通過釺焊固定。
並且進一步地,為增強多個扁管130與第一集液管110、第二集液管120之間的連線強度,再參閱圖1,該多個扁管130最外兩側還分別設定一加強板151,該加強板151的兩端分別與第一集液管110、第二集液管120相連線。該加強板151兩端與第一集液管110和第二集液管120之間均通過釺焊固定連線。通過設定實心的加強板151能夠加強換熱器的結構強度,支撐和保護扁管130與第一集液管110和第二集液管120。
參閱圖1,所述微通道換熱器還包括多個固定塊152,該多個固定塊152分別連線於第一集液管110、第二集液管120上。優選地,採用四個固定塊152,分別固定在第一集液管110、第二集液管120的端部的位置。《微通道換熱器及其空調器》技術方案通過設定四固定塊152以便於該微通道換熱器的安裝固定。在其他實施例中,該固定塊152的數量、安裝位置和結構形式可以根據具體情況進行設計。
以下結合具體附圖,介紹所述第一集液管110和第二集液管120的基本構造:
參閱圖1至圖3、以及圖6和圖9,所述第一集液管110和第二集液管120呈管狀(通常為圓管狀設定),該第一集液管110的兩端分別設定集液管端蓋161,該第二集水管120的兩端均設有所述集液管端蓋161和水管端蓋162。該集液管端蓋161具有可伸入相應第一集液管110或第二集液管120的冷媒腔120b內並與之相配合的集液管延伸部1611,該水管端蓋162具有可伸入第二集液管120的水腔120a內並與之相配合的水管延伸部1621。《微通道換熱器及其空調器》實施例通過設定上述延伸部結構,以便於增加端蓋與第一集液管110和第二集液管120的接觸面,增加焊接面積,使密封效果更好,提升產品安全性,防止壓力過高導致焊接處出現微漏。
於該實施例中,所述第一集液管110和所述第二集液管120呈豎向設定,所述多個扁管130呈橫向延伸設定,所述第一集液管110內設定有第一隔板112,所述第一隔板112將所述第一集液管110的冷媒腔(未標號)上下分隔為多個第一分隔腔113,所述第二集液管120內設定有第二隔板123,所述第二隔板123將所述第二集液管120的冷媒腔120b上下分隔為多個第二分隔腔124,所述第一隔板112與所述第二隔板123在上下方向相互錯開,以便於冷媒在冷媒通道132內形成迂迴循環的迴路,提升熱交換的效率。
進一步地,所述冷媒入口和所述冷媒出口設於所述第二集液管120上,其中,所述冷媒入口設定在所述第二集液管120的上端,且與最上方的第二分隔腔124連通,所述冷媒出口設定在所述第二集液管120的下端,且與最下方的第二分隔腔124連通。《微通道換熱器及其空調器》技術方案通過將冷媒入口設定第二集液管120最上方的第二分隔腔124,以便冷媒通過冷媒入口進入到該第二分隔腔124後能迅速均勻分流道各個冷媒通道132中。而最下方的第二分隔腔124中的大部分冷媒已經成為液態,在重力作用下,冷媒出口設計在該冷媒腔下部,有利於液態冷媒的迅速排出,降低一些冷媒流動阻力。
以下結合具體附圖,介紹所述扁管130的基本構造:
參閱圖1至圖3、及圖10至圖13,於該實施例中,該多個扁管130、第一集液管110、第二集液管120以及翅片140均採用鋁質材料。採用鋁質材料在保證具有較高可以降低成本,因為鋁材延展性好,熔點低,鑄造簡單,因此能大量生產。
於該實施例中,位於同一扁管130上的噴水通道131和多個冷媒通道132,沿迎風側向背風側的方向,依次排布成至少一排(並且具體地,於該實施例中,位於同一扁管130上的噴水通道131和多個冷媒通道132排列成一排),所述噴水通道131靠近所述迎風側,所述多個冷媒通道132靠近所述出風側。
於該實施例中,每一扁管130的厚度在自迎風側向背風側的方向上,呈逐漸減小設定,即所述扁管130呈楔形設定。於每一扁管130中,所述多個冷媒通道132的橫截面積,在自迎風側向背風側的方向上,依次遞減設定。該冷媒通道132的截面形狀呈圓形(參閱圖6)或多邊形以及其他形狀。當所述冷媒通道132的截面形狀呈圓形時,於每一扁管130中,所述多個冷媒通道132的橫截面積表現為管徑,所述多個冷媒通道132的管徑,在自迎風側向背風側的方向上,依次遞減設定。
因為翅片140對風速的阻力作用,以及散熱氣流與翅片140熱量之間的交換吸收作用,會造成微通道散熱器的迎風側比背風側,風速更高,相對溫差更大,散熱效果更好,且這種變化大致呈線性變化。所以,《微通道換熱器及其空調器》技術方案通過將扁管130上的多個冷媒通道132的橫截面積(例如孔徑)設定成,由迎風側往出風側逐漸遞減,優選地呈線性遞減,能夠充分利用了該微通道換熱器的迎風側比背風側風速更高,相對溫差大的規律,提升換熱效率,並使得換熱器迎風側和背風側的溫度相對平衡。在其他實施例中,該冷媒通道132的橫截面積(例如孔徑)也可以是根據換熱規律,非線性地遞減。
優選地,所述噴水孔130a在自所述噴水通道131內向外,向出風側方向傾斜設定,也即向鄰近的扁管130的冷媒通道132傾斜設定。
《微通道換熱器及其空調器》技術方案通過設定噴水孔130a自所述噴水通道131內向外,向出風側方向傾斜設定,也即向鄰近的扁管130的冷媒通道132傾斜設定,以便於噴水通道131噴出的水能以最佳的角度噴射,使噴水能覆蓋扁管130最大的面積,以便於高溫下進行水冷散熱,且提升了水的利用效率。在其他實施例中,該噴水孔130a的傾斜角度大小不限,具體根據水壓和鄰近的扁管130的寬度,以及該相鄰的兩扁管130之間的間距進行確定,以保證最佳的噴射角度,以能覆蓋鄰近的扁管130最大的面積為準。
於該實施例中,所述第一集液管110和所述第二集液管120呈豎向設定,所述多個扁管130呈橫向延伸設定,所述噴水孔130a設於每一扁管130的底部,噴水孔130a的出口可以向下方噴水,每一扁管130的底面水平設定,每一扁管130的頂面在自迎風側向背風側的方向上,呈向下傾斜設定。
《微通道換熱器及其空調器》技術方案通過設定底面水平,頂面傾斜底面,以便於噴水通道131噴出的水能夠沿著頂面往下流動,儘可能流過扁管130頂面較大的面積,進一步增強散熱效果。
《微通道換熱器及其空調器》還提出一種空調器,圖15為《微通道換熱器及其空調器》空調器的一實施例的控制部分的框架示意圖
參閱圖15,該空調器包括微通道換熱器100(具體參閱圖1)、溫度感測器101、電磁閥102以及控制器103,該微通道換熱器100的具體結構參照上述實施例,由於該空調器採用了上述所有實施例的全部技術方案,因此至少具有上述實施例的技術方案所帶來的所有有益效果,在此不再一一贅述。其中,所述溫度感測器101鄰近所述冷媒出口設定,用以檢測所述微通道換熱器100的冷媒出口處的冷媒溫度。所述電磁閥102設於所述入水口與水源之間的管路上,所述控制器103與所述電磁閥102以及所述溫度感測器101電性連線,用以在所述微通道換熱器100的冷媒出口處的冷媒溫度大於安全溫度時,控制所述電磁閥102導通。其中所述水源有一定壓力的水源,例如自來水,或者室內機冷凝器結合儲水箱、微型水泵也可以實現,用水量少,所述安全溫度視具體情況設定。
例如所述安全溫度為40°,當溫度感測器101感應到的溫度值大於40°並持續1分鐘時(在其他實施例中也可以採用根據實際情況設定的其他安全溫度值),該電磁閥102受控制器103控制通電開啟,反之(感應溫度持續1分鐘低於40℃),該電磁閥102斷電閉合。另外控制電路板可以增加快速製冷程式,當需要實現快速製冷時,用戶按快速製冷按鍵,電磁閥與壓縮機同時工作,設定電磁閥工作2分鐘後斷電關閉,壓縮機依然正常運行,可以實現快速製冷。
《微通道換熱器及其空調器》技術方案通過設定電磁閥102、控制器103以及在鄰近所述冷媒出口處設定溫度感測器101,能夠實行智慧型化的溫控保護,增強該空調器的複合式散熱功能,提升散熱效率,有效保證該空調器在高溫環境下仍能正常工作而不會頻繁停機。
榮譽表彰
2018年12月20日,《微通道換熱器及其空調器》獲得第二十屆中國專利優秀獎。