用于风冷式冷却器的热交换器的制造方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本发明总体涉及热交换器，并且更具体地，涉及用于风冷式冷却器的多管束热交换器。
[0002]在常规空气调节系统中，制冷电路的冷凝器位于建筑物外部。通常，冷凝器包括冷凝热交换器和用于使冷却介质(例如，空气)在冷凝热交换器上流通的风扇。空气调节系统还包括具有蒸发器的室内单元，所述蒸发器用于将来自待调节的室内空气的热能传递到流过蒸发器和风扇的制冷剂以便使室内空气以与蒸发器进行热交换的关系来流通。
[0003]风冷式冷凝器，包括风冷式冷却器和屋顶，常常被用于需要大容量冷却和供暖的应用。因为系统的功能需要较大的冷凝器热交换器表面，所以冷凝器通常包括多个冷凝器单元。多个风扇位于每个单元的冷凝器外壳的顶部上。
[0004]历史上，冷凝器中的这些热交换器是圆管和板翅式(RTPF)热交换器。然而，所有铝扁平管蛇形翅片热交换器正在越来越广泛地用于工业中，包括供暖、通风、空气调节和制冷(HVACR)工业，这是由于其与常规RTPF热交换器相比的紧凑性、热液压性能、结构刚性、较轻重量和减少的制冷剂填充量。常用于HVACR应用中的扁平管通常具有细分成多个并行的流动通道的内部。此类扁平管在本领域中通常被称为多通道管、微型通道管或微通道管。
[0005]典型的扁平管蛇形翅片热交换器包括第一歧管、第二歧管以及由多个纵向延伸的扁平热交换管形成的单个管束，所述多个纵向延伸的扁平热交换管以间隔开的并行关系设置并且在第一歧管与第二歧管之间延伸。第一歧管，第二歧管和管束组件在热交换器领域中通常被称为平板。另外，多个翅片设置在相邻的热交换器对之间，以增加在扁平管的外表面上且沿翅片表面流动的流体(在HVACR应用中通常为空气)与在扁平管内部流动的流体(在HVACR应用中通常为制冷剂)之间的热传递。此类单管束热交换器，也被称为平板式热交换器，具有纯交叉流构型。
[0006]双束扁平管和蛇形翅片热交换器在本领域中也是已知的。常规的双束扁平管和蛇形翅片热交换器通常是由两个常规的翅片和管板形成，一个翅片和管板定位在另一个后方，其中通过外部管道实现歧管之间的流体连通。然而，以除并行交叉流构型之外的其他构型连接处于流体流动连通的两个平板需要复杂的外部管道和精确的热交换器平板对准。例如，美国专利6，964，296 B2和美国专利申请公布2009/0025914 Al公开了双束多通道扁平管热交换器的实施例。
发明概要
[0007]—个实施例包括一种风冷式冷却器系统，其包括热交换器，所述热交换器包括:第一管束，所述第一管束至少包括以隔开的平行关系纵向延伸的第一扁平管片段和第二扁平管片段；第二管束，所述第二管束至少包括以隔开的平行关系纵向延伸的第一扁平管片段和第二扁平管片段，所述第二管束设置在所述第一管束后方，其中所述第二管束的前缘与所述第一管束的后缘间隔开；风扇，所述风扇形成跨过所述热交换器的空气流，所述空气流在流动越过所述第二管束之前流动越过所述第一管束，其中制冷剂在所述热交换器中沿与所述空气流方向相反的交叉逆流方向流动。
[0008]附图简述
[0009]为了进一步理解本公开，将参考以下应结合附图来阅读的详细描述，在附图中:
[0010]图1描绘示例性实施例中的空气调节系统的蒸汽压缩循环；
[0011]图2描绘示例性实施例中的多管束扁平管翅片式热交换器；
[0012]图3是示出图2的热交换器的翅片和一组整体扁平管片段组件的部分剖面侧正视图；
[0013]图4描绘以V形取向安装的图2的热交换器；
[0014]图5描绘示例性实施例中的扁平管片段和腹板(web);
[0015]图6是示例性实施例中的冷凝器的透视图；并且
[0016]图7是示例性实施例中的冷凝器模块的部分剖面前视图。
【具体实施方式】
[0017]现在参照图1，示意性地示出空气调节系统的蒸汽压缩或制冷循环500。示例性空气调节系统包括例如分体封装的冷却器和屋顶系统。制冷剂R被设置成流通穿过蒸汽压缩循环500，以使得制冷剂R在低的温度和压力下蒸发时吸收热并且在较高的温度和压力下冷凝时释放热。在这个循环500内，制冷剂R以如由箭头指示的逆时针方向流动。压缩机512接收来自蒸发器518的制冷剂蒸汽并且将其压缩到较高的温度和压力下，然后相对热的蒸汽行进到冷凝器514，在所述冷凝器514中其通过与冷却介质(诸如空气或水)进行热交换的关系而被冷却和冷凝成液态。液体制冷剂R随后从冷凝器514行进到膨胀装置516，其中当制冷剂R行进到蒸发器518时其被膨胀成低温两相液体/蒸汽状态。然后，低压蒸汽返回到压缩机512，在所述压缩机512中重复所述循环。应当理解，图1中描绘的制冷循环500是HVAC&R系统的简单化表示，并且所述示意图中可包括本领域中已知的许多增强功能和特征。此外，制冷循环500可在超临界区域中进行操作，其中高压制冷剂状态高于临界点并且由单相介质表示。
[0018]图2是示例性实施例中的多束扁平管翅片式热交换器、通常指定为10的透视图。如图中所描绘的，多束扁平管翅片式热交换器10包括第一管束100和设置在第一管束100后方的第二管束200，所述后方是相对于穿过热交换器10的空气流A的下游。第一管束100在本文中也可以被称为前热交换器平板100并且第二管束200在本文中也可以被称为后热交换器平板200。
[0019]第一管束100包括:第一歧管102 ;与第一歧管102间隔开的第二歧管104 ;以及多个热交换管片段106，至少包括以隔开的平行关系在处于流体连通的第一歧管102与第二歧管104之间纵向延伸并且连接所述第一歧管102和第二歧管104的第一管片段和第二管片段。第二管束200包括:第一歧管202 ;与第一歧管202间隔开的第二歧管204 ;以及多个热交换管片段206，至少包括以隔开的平行关系在处于流体连通的第一歧管202与第二歧管204之间纵向延伸并且连接所述第一歧管202和第二歧管204的第一管片段和第二管片段。设置在双束热交换器10的任一侧处的每一组歧管102、202和104、204可包括单独的成对歧管，可包括在整体一件式折叠歧管组件内的单独腔室，或可包括在整体制造的(例如，挤出的、拉制的、乳制的和焊接的)歧管组件内的单独腔室。每个管束100、200还可包括在其第一歧管与第二歧管之间、在管束的顶部和管束的底部处延伸的防护件或“虚设”管(未示出)。这些“虚设”管并不运送制冷剂流，而是添加用于管束的支撑件并且保护最上方和最下方的翅片。
[0020]现在参照图3，热交换管片段106、206各自包括具有前缘108、208，后缘110、210，上表面112、212和下表面114、214的扁平热交换管。每个热交换管片段106、206的前缘108、208相对于穿过热交换器10的空气流是在其相应后缘110、210的上游。在图3所描绘的实施例中，扁平管片段106、206的相应前沿部分和后沿部分被弄圆，从而提供钝的前缘108、208和后缘110、210。然而，应当理解，扁平管片段106、206的相应前沿部分和后沿可以其他构型形成。
[0021]第一管束100和第二管束200的热交换管片段106、206中的每一个的内部流动通路可分别由内壁分成多个离散流动通道120、220，所述多个离散流动通道120、220从管的入口端到管的出口端纵向延伸管的长度并且建立第一管束100和第二管束200的相应集管之间的流体连通。在图3描绘的多通道热交换管片段106、206的实施例中，第二管束200的热交换管片段206具有比第一管束100的热交换管片段106更大的宽度。此外，与由热交换管片段106的内部流动通路分成的离散流动通道120的数量相比，较宽的热交换管片段206的内部流动通路可被分成更大数量的离散流动通道220。流动通道120、22