优化微通道换热器传热性能的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种微通道换热器，尤其是一种优化微通道换热器传热性能的装置。
【背景技术】
[0002]微通道换热器可以应用于传统的工业制冷、余热利用、汽车空调、家用空调、热栗热水器等。其工作原理是:在空气侧，百叶窗翅片属于间断式翅片表面，翅片表面沿气流方向逐渐断开，以阻止翅片表面空气层流边界层的发展，使边界层在各表面不断地被破坏，又在下一个冲条形成新的边界层，不断利用冲条的前缘效应，达到强化传热的目的，因此百叶窗翅片间距、高度、长度、换向长度等均影响空气与变管内制冷剂的换热，选择合适的百叶窗翅片有利于换热器的换热；在制冷剂侧，制冷剂进入换热器时，首先进入集流管，集流管内的分流板将制冷剂均匀分流，均匀分流后，制冷剂进入扁管内的微通道进行换热，或者首先进入集流管内的小圆管然后再喷射出来，均匀分配到每根扁管内，这均有利于换热器内各扁管的制冷剂流量分配均匀，增强换热器的换热效果，达到高效、节能的目的。
[0003]与常规换热器相比，微通道换热器不仅体积小换热系数大，换热效率高，可满足更高的能效标准，而且具有优良的耐压性能，可以以C02为工质制冷，符合环保要求，已引起国内外学术界和工业界的广泛关注。目前，微通道换热器的关键技术:微通道平行流管的生产方法在国内已渐趋成熟，使得微通道换热器的规模化使用成为可能。
[0004]但是微通道换热器由于压降大，制造成本高，容易堵塞和流动分配不均现象。微通道换热器作为蒸发器使用时，制冷剂在各换热管中的分配很不均匀，干蒸与供液过多现象在换热器各换热管间非常普遍，而制冷剂分配的不均匀性对系统的性能影响很大。
[0005]基于以上缺陷，因此微通道换热器有待进一步改进优化。
【发明内容】
[0006]本实用新型提出一种优化微通道换热器传热性能的装置，在空气侧改变翅片结构以提高空气侧换热系数并且降低其压降；在制冷剂侧改变集流管内结构以解决微通道内因制冷剂分配不均而使其换热效果不佳的问题；一方面改变空气侧百叶窗翅片结构形式以提高其传热系数并降低其压降；另一方面改变制冷剂侧集流管内布局，以提高制冷剂在通道内的均匀分配，从而提高换热器换热效率。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下:
[0008]—种优化微通道换热器传热性能的装置，包括扁管、翅片、集流管，两根所述集流管之间通过若干根扁管连接，扁管之间设有用于增加与空气接触面的百叶窗的翅片组成一个微通道换热器。
[0009]所述百叶窗为矩形百叶窗或梭形或矩/梭形百叶窗结构，所述百叶窗的翅片在接近扁管壁处设有一个流体流动通道。所述百叶窗的翅片具有一个用于提高换热器换热性能的开窗角度Θ。所述集流管内设置分流板。所述集流管内套有一根布满细孔的内管。所述分流板上具有使制冷剂流量在每个扁管内分配均匀的可调的开孔及开孔位置。
[0010]本实用新型的有益效果是:
[0011]本实用新型可以应用于传统的工业制冷、余热利用、汽车空调、家用空调、热栗热水器等。其工作原理是:在空气侧，百叶窗翅片属于间断式翅片表面，翅片表面沿气流方向逐渐断开，以阻止翅片表面空气层流边界层的发展，使边界层在各表面不断地被破坏，又在下一个冲条形成新的边界层，不断利用冲条的前缘效应，达到强化传热的目的，因此百叶窗翅片间距、高度、长度、换向长度等均影响空气与变管内制冷剂的换热，选择合适的百叶窗翅片有利于换热器的换热；在制冷剂侧，制冷剂进入换热器时，首先进入集流管，集流管内的分流板将制冷剂均匀分流，均匀分流后，进入扁管内的微通道进行换热，或者首先进入集流管内的小圆管然后在喷射出来，均匀分配到每根扁管内，这均有利于换热器内各扁管的制冷剂流量分配均匀，增强换热器的换热效果，达到高效、节能的目的。
[0012]本装置结构紧凑、简单，易于安装，换热效果好，可改善换热器换热效果，用于某些空间狭小而又需要换热器的场合，如汽车空调中。
【附图说明】
[0013]图1是微通道换热器结构示意图；
[0014]图2是微通道换热器的百叶窗的翅片结构示意图；
[0015]图3是图2提左视图；
[0016]图4是百叶窗的翅片布置截面图；
[0017]图5是微通道换热器的百叶窗形状示意图；
[0018]其中:(a)矩形，(b)梭形，(c)矩/梭形
[0019]图6是微通道换热器的阶梯百叶窗的翅片示意图；
[0020]图7是微通道换热器的分流板安装示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明:
[0022]如图1至图7所示，一种优化微通道换热器传热性能的装置，由扁管1、翅片2，集流管3、分流板4组成，两根所述集流管3之间通过若干根扁管1连接，扁管1之间设有百叶窗5的翅片2组成一个微通道换热器。使微通道换热器换热效果更优，合理的微通道结构有利于降低压降并且提高流量分配的均匀性，从而提高换热器的换热能力。
[0023]在微通道换热器空气侧设置百叶窗5的翅片2，增加与空气的接触面，即增大换热器的换热面积，这样可以提高空气侧百叶窗翅片的换热效率，相比而言不绕翅片的纯基管换热效率就大大的降低了。
[0024]如图5所示，百叶窗5在矩形百叶窗(图5a)的基础上提出了梭形百叶窗(图5b)、矩/梭形百叶窗(图5c)结构，接近管壁附近部分翅片切除，形成流体流动通道。由于在接近管壁附近，边界层较厚，梭形、矩/梭形百叶窗形状为中间较宽，从中间向管连接方向渐缩，流体在接近管连接部位速度较高，以较高流速冲刷管壁，相对矩形百叶窗而言，梭形、矩/梭形百叶窗管壁附近流体边界层较薄，具有较高的温度梯度，从而增强了管壁附近换热。
[0025]如图4所示，百叶窗的翅片2的开窗角度对其传热和流动阻力的影响较大，窗翅有一定的倾角Θ,倾角不断破坏边界层的发展，而使流体沿着倾角方向改变流向并在流动方向上重新形成边界层，这使得流动区域内的平均边界层相对较薄，提高了表面传热系数，同时流动方向的改变也使流体的流动阻力增加，压降增加。传热系数随着角度的增大而增大，增大到一定程度后变化较小，而压降持续增加，因此合适的窗翅角有利于提高换热器换热性能。
[0026]翅片2的长度和翅片2间距对无量纲传热j因子和摩擦阻力f因子影响较大，翅片高度影响较小，对强化传热表面来说，在强化传热的同时，往往带来摩擦系数的提高，因此考虑到传热与压降，根据具体微通道换热器型号，选择合适的翅片长度与翅片间距利于换热器性能的提尚。
[0027]如图6所示，百叶窗的翅片2可以是阶梯型的，不连续的阶梯型百叶窗翅片兼具百叶窗翅片和锯齿型翅片的特点，可以进一步促进气流扰动，增强翅片的换热效果。
[0028]如图7所示，在集流管3内设置分流板4，使流入集流管的制冷剂首先经过分流板均匀分流后流入扁管微通道内，从而使每个通道内流量分配更加均匀，强化换热。
[0029]根据制冷剂流量大小，分流板开孔位置与大小可以而调节，以使制冷剂流量在每个扁管内分配均匀。
[0030]在集流管3内套一根布满细孔的内管，使制冷剂首先进入细管，然后再通过细管的小孔射出，均匀进入集流管内，这样可以保证每根扁管都充分进入制冷剂，从而使流量分配均匀。
[0031]本实用新型的工作原理是:在空气侧，百叶窗翅片属于间断式翅片表面，翅片表面沿气流方向逐渐断开，以阻止翅片表面空气层流边界层的发展，使边界层在各表面不断地被破坏，又在下一个冲条形成新的边界层，不断利用冲条的前缘效应，达到强化传热的目的，因此百叶窗翅片间距、高度、长度、换向长度等均影响空气与变管内制冷剂的换热，选择合适的百叶窗翅片有利于换热器的换热；在制冷剂侧，制冷剂进入换热器时，首先进入集流管，集流管内的分流板将制冷剂均匀分流，均匀分流后，进入扁管内的微通道进行换热，或者首先进入集流管内的小圆管然后在喷射出来，均匀分配到每根扁管内，有利于换热器内各扁管的制冷剂流量分配均匀，增强换热器的换热效果，达到高效、节能的目的。
【主权项】
1.一种优化微通道换热器传热性能的装置，包括扁管(1)、翅片(2)、集流管(3)，其特征在于:两根所述集流管(3)之间通过若干根扁管(1)连接，扁管(1)之间设有用于增加与空气接触面的百叶窗(5)的翅片(2)组成一个微通道换热器；所述百叶窗(5)为矩形百叶窗或梭形或矩/梭形百叶窗结构，所述百叶窗的翅片(2)在接近扁管(1)壁处设有一个流体流动通道；所述集流管(3)内设置分流板(4)。2.根据权利要求1所要求的优化微通道换热器传热性能的装置，其特征在于:所述百叶窗的翅片(2)具有一个用于提高换热器换热性能的开窗角度(Θ)。3.根据权利要求1所要求的优化微通道换热器传热性能的装置，其特征在于:所述百叶窗的翅片(2)为不连续的阶梯型百叶窗的翅片。4.根据权利要求1所要求的优化微通道换热器传热性能的装置，其特征在于:所述集流管(3)内套有一根布满细孔的内管。5.根据权利要求1所要求的优化微通道换热器传热性能的装置，其特征在于:所述分流板(4)上具有使制冷剂流量在每个扁管内分配均匀的可调的开孔及开孔位置。
【专利摘要】本实用新型涉及一种优化微通道换热器传热性能的装置，两根集流管之间通过若干根扁管连接，扁管之间设有用于增加与空气接触面的百叶窗的翅片组成一个微通道换热器。百叶窗为矩形百叶窗或梭形或矩/梭形百叶窗结构，百叶窗的翅片在接近扁管壁处设有一个流体流动通道。百叶窗的翅片具有一个用于提高换热器换热性能的开窗角度θ；集流管内设置分流板；集流管内套有一根布满细孔的内管。本实用新型通过改变内外部换热器结构来强化换热，在外部，通过改变空气侧百叶窗翅片的结构,增大换热面积，降低空气侧压降，提高空气侧的换热系数；在内部，通过改变集流管内部的结构，使制冷剂在微通道内分配更加均匀,从而使微通道换热器换热性能更优,达到高效、节能的目的。
【IPC分类】F28F1/32, F28F9/22, F25B39/00
【公开号】CN205027190
【申请号】CN201520533748
【发明人】曹科, 吕静, 杨喆, 金紫怡, 芮丽燕, 马逸平, 吕锋
【申请人】上海理工大学
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年7月22日