专利名称：一种微通道、平行流、全铝扁管焊接式结构换热器及应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种换热器及应用，特别涉及一种微通道、平行流、全铝扁管焊接式结 构换热器及应用。该全新系列换热器的全部主材选用铝它是一种易于再循环使用的材料， 和铜管铝片式换热器相比还有较高的抗腐蚀能力；此外，微通道扁管设计使换热器冷媒侧 的效率提高，平行流的结构+翅片的先进设计使换热器空气侧的效率大幅提高，从而使整 体的换热器效率大幅提升。该全新系列换热器具有环保、冷媒用量少、耐压、可靠性高、回收 成本低、无电位差无原电池效应等优点。
背景技术：
传统热交换器系统中的换热器主要采用铜管铝片涨管形式；如图1所示的传统热 交换器系统中的室外机组，其换热器部分10采用如图3和图4所示的铜管11加铝片12的 涨管式结构；同样如图2所示的传统热交换器系统中的室内机组，其换热器20采用如图5 所示的铜管21加铝片22的涨管式结构。这类传统的热交换器系统存在着如下问题1、制冷剂侧中的制冷剂与铜管内壁之间换热效率低，制冷剂在换热器铜管中的流 阻大。2、空气侧的翘片换热效率低，风阻大。3、使用的制冷剂量大，不符合环保要求。4、铝片与铜管之间存在电位差，容易腐蚀，使用寿命短。5、整个换热器的厚度后，重量重，物流成本很高。6、风机和压缩机的功率大，耗能现象严重。本申请人于2006年发明了一种铝制挤压薄壁型材，并向中国国家知识产权局专 利递交了实用新型专利申请并已授权，授权公告号为CN201007423。该铝制挤压薄壁型材， 采用铝锭熔炼挤压成型，由至少一个以上的扁平状的通道管构成。通道管之间相互平行且 独立并通过连接部横向连接，以构成对称结构或非对称结构的多通道的平行流管。通道管 内具有至少一个以上的冷热制剂流道。且至少有一部分冷热制剂流道的横截面形状为圆形 或椭圆形或多边形或波浪形或以及它们的任意组合，以适应各种产品设计要求和不同的冷 热制剂的要求。各冷热制剂流道相互平行设置，构成双流道铝制挤压薄壁型材或多通道的 铝制挤压薄壁型材。各冷热制剂流道之间采用鳍翅分隔。以替代传统的电解铜管，有效地 降低能耗、环境的污染和提高资源的有效利用。具有回收成本低，行业利用面广等优势。本申请人还于2006年利用上述铝制挤压薄壁型材发明了一种冷热交换器，并向 中国国家知识产权局专利递交了实用新型专利申请并已授权，授权公告号为CN2932273。该 换热器包括其上有联结孔的第一、第二集流管以及插入所述第一、第二集流管中的联结孔 将第一、第二集流管联结起来的许多根彼此平行的扁管，和设置在相邻扁管之间的外鳍翅， 每一个扁管单元由至少一个扁平状通道管构成，扁平状通道管之间具有一并联部。这种冷 热交换器适用于汽车自动变速器冷却油的平行流油冷器，和汽车发动机冷却水的平行流水 箱以及汽车空调用暖风的平行流暖风芯体。
目前上述铝制挤压薄壁型材构成的换热器还没有发现在以R12、R22、R410A、 R407C、R123、HFC134A等通过气液二相物理变化进行热量交换的冷媒介质的房间及类似用 途的空气调节系统、冷冻冷藏系统、制冷除湿用空调系统、热泵制热及水冷/取暖空调系 统、IT行业中计算机冷却模块、设备中冷却系统等其它行业各类热交换系统中应用的相关 报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题第一方面在于提供一种利用上述铝制挤压薄壁型材 和高效翅片通过组装制成的适应于制冷剂进行热交换的微通道、平行流、全铝扁管焊接式 结构换热器。本发明所要解决的技术问题第二方面在于提供上述微通道、平行流、全铝扁管焊 接式结构换热器的应用。作为本发明第一方面的微通道、平行流、全铝扁管焊接式结构换热器，其特征在 于，所述换热器的热交换部分由铝制挤压薄壁型材构成的扁管以平行方式排列形成。在本发明的换热器第一个优选实施例中，所述扁管为一根，以水平方向多次往返 弯折构成换热器的热交换部分。在本发明的换热器第二个优选实施例中，所述扁管为一根，以垂直方向多次往返 弯折构成换热器的热交换部分。在本发明的换热器第三个优选实施例中，所述扁管为二根，以相互平行且水平方 向或垂直方向多次往返弯折构成换热器的热交换部分。在上述第一、第二和第三优选实施例中，所述扁管的一端为热交换介质的进口端， 所述扁管的另一端为热交换介质的出口端。在本发明的换热器第四个优选实施例中，所述扁管为两根以上，以平行方式水平 间隔成一排排列；该实施例的换热器还包括连通所述两根以上扁管一端的第一集流管以及 连通所述两根以上扁管另一端的第二集流管。在本发明的换热器第五个优选实施例中，所述扁管为两根以上，以平行方式垂直 间隔成一排排列；该实施例的换热器还包括连通所述两根以上扁管一端的第一集流管以及 连通所述两根以上扁管另一端的第二集流管。在本发明的换热器第六实施例中，所述扁管为两根以上，以平行方式垂直间隔成 二排排列；该实施例的换热器还包括连通第一排扁管一端的第一集流管、连通第一排扁管 另一端的第二集流管、连通第二排扁管一端的第三集流管、连通第二排扁管另一端的第四 集流管；其中第一集流管与第三集流管位于两排扁管的同一方向且相互平行并依据热交换 介质的流向而沟通，第二集流管与第四集流管位于两排扁管的同一方向且相互平行并依据 热交换介质的流向而沟通。在本发明的换热器第七实施例中，所述扁管为两根以上，以平行方式水平间隔成 二排排列；该实施例的换热器还包括连通第一排扁管一端的第一集流管、连通第一排扁管 另一端的第二集流管、连通第二排扁管一端的第三集流管、连通第二排扁管另一端的第四 集流管；其中第一集流管与第三集流管位于两排扁管的同一方向且相互平行并依据热交换 介质的流向而沟通，第二集流管与第四集流管位于两排扁管的同一方向且相互平行并依据
8热交换介质的流向而沟通。在本发明的换热器第八实施例中，所述扁管为两根以上，以平行方式水平或垂直 间隔排列；该实施例的换热器还包括连通扁管一端的第一集流管和连通扁管另一端的第二
集流管。在上述实施例中，所述扁管扭曲成螺旋状，该螺旋状的螺旋升角小于68. 2度，即 螺距彡扁管宽度的2. 5倍。所述扁管的厚度为1. Omm-2. 5mm，优选为1. 3mm_2. 0mm。在本发明的换热器第九实施例中，所述扁管为两根以上的U型扁管，每根U型扁管 以平行方式水平或垂直间隔成一排排列，每一根U型扁管的两端分别第一集流管和第二集 流管连通，所述第一集流管和第二集流管相互平行并依据热交换介质的流向而沟通。在上述第九实施例中，所述U型扁管扭曲成螺旋状，该螺旋状的螺旋升角小 于68.2度，即螺距彡扁管宽度的2.5倍。所述扁管的厚度为1. Omm-2. 5mm，优选为 1. 3mm-2. Omm0在上述实施例中，所述热交换介质的进口端和出口端可以分别设置在集流管的端 部；也可以同时设置在一根集流管的管壁上。当设置有所述热交换介质的进口端或出口端 的集流管的长度> 300mm时，所述热交换介质的进口端或出口端为多个，且相邻两热交换 介质的进口端或相邻两热交换介质的出口端之间的距离小于150mm并所有的热交换介质 的进口端或出口端呈等距分布。上述第四和第五实施例中，所述换热器分为奇数回路单排平行流换热器和偶数回 路单排平行流换热器。对于奇数回路单排平行流换热器来说，热交换介质的进口端和出口 端分别设置在第一集流管和第二集流管的端部，呈对角分布。在偶数回路平行流换热器中， 所述进、出口端均设置在第一集流管或第二集流管上。尤其是当第五实施例为奇数回路单 排平行流换热器时，可以用作冷凝器或蒸发器，当作为当用作蒸发器时，热交换介质的进口 端设置在换热器的底部，而出口端设置在换热器的顶部；当用作冷凝器时，热交换介质的进 口端设置在换热器的顶部，出口端设置在换热器的底部。当第五实施例为偶数回路单排平 行流换热器时，无论是作为冷凝器还是蒸发器，其热交换介质的进口端和出口端均位于换 热器的底部。对于奇数回路单排平行流换热器和偶数回路单排平行流换热器来说，当回路数为 一个以上时，各个回路的容积按照一定比例进行分配，例如对于双回路单排平行流换热器 来说，第一回路的容积占回路总容积的80%，第二回路的容积占回路总容积的20%。对于 三回路单排平行流换热器来说，第一回路的容积占回路总容积的55%，第二回路的容积占 回路总容积的30%，第三回路的容积占回路总容积的15%。对于四回路单排平行流换热器 来说，第一回路的容积占回路总容积的40%，第二回路的容积占回路总容积的27%，第三 回路的容积占回路总容积的20%，第四回路的容积占回路总容积的13%。对于五回路单排 平行流换热器来说，第一回路的容积占回路总容积的34%，第二回路的容积占回路总容积 的24%，第三回路的容积占回路总容积的18%，第四回路的容积占回路总容积的13%，第 五回路的容积占回路总容积的13%。对于六回路单排平行流换热器来说，第一回路的容积 占回路总容积的30%，第二回路的容积占回路总容积的20%，第三回路的容积占回路总容 积的17%，第四回路的容积占回路总容积的14%，第五回路的容积占回路总容积的10%， 第六回路的容积占回路总容积的9% ；上述各个回路之间通过设置在第一集流管或第二集流管内的阻挡板进行分隔。在第六实施例中，热交换介质在所述第一集流管和第三集流管内轴向流动的长度 大于热交换介质在第二集流管和第四集流管内轴向流动的长度，且在所述第一集流管和第 三集流管内轴向流动的长度尽可能地长，而在第二集流管和第四集流管内轴向流动的长度 尽可能的短。尤其是热交换介质在所述第一集流管和第三集流管内轴向流动的长度占热交 换介质在第一、第二、第三以及第四集流管内轴向流动的长度70%以上，而热交换介质在所 述第二集流管和第四集流管内轴向流动的长度占热交换介质在第一、第二、第三以及第四 集流管内轴向流动的长度30%以下。在第六实施例中，所述第一集流管和第三集流管之间不直接连通，而第二集流管 与第四集流管之间部分相互直接连通。尤其是在该实施例中，热交换介质的轴向流动全部 在第一集流管和第三集流管内完成，而第一排扁管与第二排扁管之间的热交换介质流动则 全部由第二集流管与第四集流管之间互通的孔对接完成；该换热器内通过设置在集流管内 阻挡板分成若干个回路，这些回路串联起来。尤其是沿热交换介质流动方向，各回路的容积 逐步增大，但最后一个回路的容积不得大于第一回路的容积的2. 5倍。优选方案是后一回 路的容积大于前一回路容积的20-60%。更优选方案是后一回路的容积大于前一回路容 积的 40-50% ο在第六实施例中，所述最后两段回路上设置有向该最后两段回路内补充热交换介 质的补给口，该补给口可以以不同的形状、数量和位置来设计，只要其控制补充的介质量不 实质性破坏其原介质流速即可；其中最后一个回路补充的热交换介质可为总热交换介质重 量的 15-20% ο在第六实施例中，所述热交换介质的进口端和出口端设置在第一集流管或第三集 流管的侧管壁上。在上述技术方案中，在所述集流管内间隔设置有若干个节流孔板，每一节流孔板 上具有节流孔，以起到紊流和喷射作用，解决气液分离的问题。所述节流孔板之间的间隔距 离小于80mm，优选为50mm。在上述技术方案中，所述扁管的厚度为1.0mm-2.5mm，在单冷冷凝器中优选方 案1. Omm-1. 5mm、在单冷蒸发器中优选方案为1. 6mm_2. Omm ；在热泵型室内外换热器中 优选方案为1.3mm-l. 6mm，同时对扁管内部多孔微通道中单一孔流道截面积优选方案在 0. 36mm2-1. 00mm2。在上述技术方案中，在所述扁管之间设置有翘片，其中，1.5M/s-2M/s风速翘片窗 口角为22度-45度，优选为27度-33度。1. 5M/s_2M/s风速翘片节距为2. Omm-4. 0mm,在高 效换热器中优选方案为2. 2mm-2. 8mm，在兼顾高效换热和除湿时优选方案为2. 6mm_3. Omm ； 在冷冻冷藏或单一除湿时优选方案为3. 6mm-4. 0mm。当上述扁管翘片弯管式换热器应用于 无鼓风机换热系统中时，采用无窗口设计，翘片节距等于翘片高度。上述换热器，利用扁管垂直设计解决了冷凝水排放问题，利用节流孔板的紊流河 喷射作用解决了气液分离问题，利用改变回路容积方法来提高换热效率。在上述换热器中，所述扁管内设置有至少一个以上跟随扁管长度方向延伸的微通 道。在上述换热器中，所述集流管的横断面形状为D型集流管，可以进一步降低热交换介质在集流管中的损失。为了增加集流管的强度，在所述D型集流管没有与扁管连接的三侧管壁上沿着集 流管长度方向间隔开设有加强筋，相邻两条加强筋的间距为25. 4mm。在上述实施例中，所述扁管的表面镀锌，镀锌层的厚度为？ _ (请补充)。上述微通道、平行流、全铝扁管焊接式结构换热器可以在房间空调、商用空调及其 他各专业热交换系统中的应用。尤其是在房间及类似用途的空气调节系统、冷冻冷藏系统、 制冷除湿用空调系统、热泵制热及水冷/取暖空调系统、IT行业中计算机冷却模块、设备中 冷却系统中的应用。本发明设计采用微通道扁管通过弯管形成有效的换热流道和换热面积，在扁管弯 管后相邻的二根扁管间装配高效翅片，钎焊后形成全铝换热器，可最大限度承受耐压要求、 产品结构紧凑、单位重量轻、工艺流程短、制造可靠性高、成本相对较低，特殊设计能使产品 迎风面积在0. 2m2以下发挥较好换热效果，性能高于传统铜管+铝片结构20%。由于采用了如上的技术方案，本发明与现有技术相比具有如下优点1.制冷剂与扁管内壁换热效率提高40%，制冷剂在换热器中的流阻降低40%。2.空气侧的翅片换热效率提高40%，空气侧换热器的风阻降低40%。3.整个换热器的换热性能提高40%。4.在制冷剂占用上与传统技术相比少30%5.全铝结构与铜铝结构对比因无铜_铝电位差，寿命更长本发明采用扁管可承受高压、产品结构紧凑、单位重量轻、工艺流程短、制造可靠 性高、成本相对较低。
下面结合附图和具体实施方式
来进一步详细说明本发明。图1为传统热交换器系统中的室外机组结构示意图。图2为传统热交换器系统中的室内机组结构示意图。图3为传统热交换器系统中室外机组中采用铜管铝片涨管式换热器的结构示意 图。图4为图3的左视图。图5为传统热交换器系统中的室内机组中采用铜管铝片涨管式换热器的结构示 意图。图6为本发明换热器实施例1的原理示意图。图7为本发明换热器实施例2的原理示意图。图8为本发明换热器实施例3的原理示意图。图9为本发明实施例3性能测试时的热成像图。图10为本发明换热器实施例4的原理示意图。图11为本发明换热器实施例5的结构示意图。图12为图11的仰视图。图13为图11的左视图。图14为实施例5的扁管与翘片之间的连接关系图。
图15为图14的A向视图。图16为本发明换热器实施例6的结构示意图。图17为本发明换热器实施例7的结构示意图。图18为本发明换热器实施例8的结构示意图。图19为本发明换热器实施例9的结构示意图。图20为图19的仰视图。图21为图19的左视图。图22为本发明换热器实施例10的结构示意图。图23为本发明换热器实施例11的结构示意图。图24为图23的俯视图。图25为图23的左视图。图26为本发明换热器实施例12的结构示意图。图27为本发明换热器实施例13的结构示意图。图28为图27的仰视图。图29为图27的左视图。图30为本发明换热器实施例14的结构示意图。图31为本发明换热器实施例15的结构示意图。图32为图31的俯视图。图33为图31的左视图。图34为本发明换热器实施例15制冷时的工作原理示意图。图35为图34的I处放大示意图。图36为实施例15制冷运行时的热成像图。图37为本发明换热器实施例15制热时的工作原理示意图。图38为图37的I处放大示意图。图39为实施例15制热运行时的热成像图。图40为本发明换热器实施例16的结构示意图。图41为图40的俯视图。图42为图40的左视图。图43为本发明换热器实施例17的结构示意图。图44为图43的俯视图。图45为图43的左视图。图46为本发明换热器实施例18的原理示意图。图47为本发明换热器实施例19的原理示意图。图48为本发明换热器实施例20的原理示意图。图49为本发明换热器实施例21的原理示意图。图50为传统结构中圆形集流管与扁管之间的连接关系示意图。图51为传统结构中圆形集流管内的流阻示意图。图52为本发明的D型集流管与扁管之间的连接关系示意图。图53为本发明的D型集流管内的流阻示意图。
图54为本发明的本发明的D型集流管的结构示意图。图55为本发明D型集流管中加强筋的结构示意图。图56为本发明上述实施例应用于空冷侧的示意图。图57为本发明上述实施例应用于空热侧的示意图。
具体实施例方式为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实 施例，进一步阐述本发明。实施例1该实施例的微通道、平行流、全铝扁管焊接式结构换热器为一具有双回路单排平 行流换热器，其做热泵型室内换热器制热使用。参看图6，该换热器包括第一集流管100、第 二集流管200以及连接在第一集流管100和第二集流管200之间的若干扁管300，扁管300 由铝制挤压薄壁型材构成，扁管300的厚度1. 3mm-l. 6mm。在该实施例中，若干根扁管300以平行方式垂直间隔成一排排列，第一集流管100 位于整个换热器的顶部，第二集流管200整个换热器的底部，热交换介质的进口端400位于 第一集流管100的左端部，出口端500位于第一集流管100的右端部。在第一集流管100 和第二集流管200内分别设置有阻挡板110、210，阻挡板110、210将整个换热器分隔成第 一回路610和第二回路620，第一回路610的容积占回路总容积的80%，第二回路620的容 积占回路总容积的20%。在第二集流管200内间隔设置有三个节流孔板700，每一节流孔 板700上具有节流孔710，以起到紊流和喷射作用，每个节流孔板700之间的间隔距离小于 80mm，最优为50mm。该实施例的工作原理是；热交换介质，如制冷剂从第一集流管100左端 部的进口端400进，通过第一回路610的扁管垂直向下流到第二集流管200安装有节流孔 板700的一侧，通过节流孔板700节流后，流到第二集流管200没有安装有节流孔板700的 一侧，再通过第二回路620的扁管垂直向上流到第一集流管100内，由出口端500流出。实施例2该实施例的微通道、平行流、全铝扁管焊接式结构换热器为一具有双回路单排平 行流换热器，其做热泵型室内换热器制冷使用。参看图7，结构同实施例1，只是热交换介质 的进口端400和出口端500处于的位置不同，在该实施例中，热交换介质的进口端400位于 第一集流管100的右端部，出口端500位于第一集流管100的左端部。该实施例的工作原理是；热交换介质，如制热剂从第一集流管100右端部的进口 端400进，通过第二回路620的扁管垂直向下流到第二集流管200没有安装有节流孔板700 的一侧，再流到第二集流管200安装有节流孔板700的一侧。通过节流孔板700节流后，通 过第一回路610的扁管垂直向上流到第一集流管100内，由出口端500流出。实施例3该实施例的微通道、平行流、全铝扁管焊接式结构换热器为一具有三回路单排平 行流换热器，其制冷剂流向被设计为做热泵型室内换热器制热使用。参看图8，该换热器包 括第一集流管100、第二集流管200以及连接在第一集流管100和第二集流管200之间的若 干扁管300，扁管300由铝制挤压薄壁型材构成，扁管300的厚度1. 3mm-l. 6mm。在该实施例中，若干根扁管300以平行方式垂直间隔成一排排列，第一集流管100位于整个换热器的顶部，第二集流管200整个换热器的底部，热交换介质的进口端400位于 第一集流管100的左端部，出口端500位于第二集流管200的右端部，进口端400和出口 端500成对角分布。在第一集流管100和第二集流管200内分别设置有阻挡板110、120、 210,220,阻挡板110、120、210、220将整个换热器分隔成第一回路610、第二回路620和第 三回路630，第一回路610的容积占回路总容积的55%，第二回路620的容积占回路总容积 的30%，第三回路630的容积占回路总容积的15%。在第二集流管200内间隔设置有三个 节流孔板700，每一节流孔板700上具有节流孔710，以起到紊流和喷射作用，每个节流孔板 700之间的间隔距离小于80mm，最好为50mm。该实施例的工作原理是；热交换介质，如制冷 剂从第一集流管100左端部的进口端400进，通过第一回路610的扁管垂直向下流到第二 集流管200安装有节流孔板700的一侧，通过节流孔板700节流后，流到第二集流管200没 有安装有节流孔板700的中间侧，再通过第二回路620的扁管垂直向上流到第一集流管100 内，接着通过第一集流管100由第三回路630的扁管垂直向下流到第二集流管200没有安 装有节流孔板700的另一侧，由出口端500流出。参看图9，该实施例中通过热成像显示微通道平行流换热器内部冷媒在各回路的 温度分布合理，过冷度控制有效，换热效率高。实施例4该实施例的微通道、平行流、全铝扁管焊接式结构换热器为一具有三回路单排平 行流换热器，其制冷剂流向被设计为做热泵型室内换热器制冷使用。参看图10，该换热器包 括第一集流管100、第二集流管200以及连接在第一集流管100和第二集流管200之间的若 干扁管300，扁管300由铝制挤压薄壁型材构成，扁管300的厚度1. 3mm-l. 6mm。在该实施例中，若干根扁管300以平行方式垂直间隔成一排排列，第一集流管100 位于整个换热器的顶部，第二集流管200整个换热器的底部，热交换介质的进口端400位于 第二集流管200的右端部，出口端500位于第一集流管100的左端部，进口端400和出口 端500成对角分布。在第一集流管100和第二集流管200内分别设置有阻挡板110、120、 210,220,阻挡板110、120、210、220将整个换热器分隔成第一回路610、第二回路620和第 三回路630，第一回路610的容积占回路总容积的55%，第二回路620的容积占回路总容积 的30%，第三回路630的容积占回路总容积的15%。在第二集流管200内间隔设置有三个 节流孔板700，每一节流孔板700上具有节流孔710，以起到紊流和喷射作用，每个节流孔板 700之间的间隔距离小于80mm，最好为50mm。该实施例的工作原理是；热交换介质，如制冷 剂从第二集流管200右端部的进口端400进，通过第三回路630的扁管垂直向上流到第一 集流管100的一侧，再通过第一集流管100的中间侧以及第二回路620流到第二集流管200 的中间侧，接着制冷剂流到第二集流管200安装有节流孔板700的一侧，通过节流孔板700 节流后，再通过第一回路610的扁管垂直向上流到第一集流管100内，由出口端500流出。实施例5该实施例的微通道、平行流、全铝扁管焊接式结构换热器为一具有双回路单排平 行流换热器，其做热泵型室内换热器制冷制热使用。参见图11至图13，该换热器包括第一 集流管100、第二集流管200以及连接在第一集流管100和第二集流管200之间的若干扁管 300，扁管300由铝制挤压薄壁型材构成，扁管300的厚度1. 3mm-1. 6mm。在该实施例中，若干根扁管300以平行方式垂直间隔成一排排列，第一集流管100位于整个换热器的顶部，第二集流管200整个换热器的底部，热交换介质的进口端400和出 口端500位于第二集流管200上，在第二集流管200内分别设置有阻挡板210，阻挡板210将 整个换热器分隔成第一回路610、第二回路620，第一回路610的容积占回路总容积的80%， 第二回路620的容积占回路总容积的20%。该实施例的工作原理是；热交换介质，如制冷剂从第二集流管200左侧的进口端 400进，通过第一回路610的扁管垂直向上流到第一集流管100的一侧，再流到第一集流管 100的另一侧，接着通过第二回路620的扁管垂直向上流到第二集流管100的另一侧，由出 口端500流出。参看图14和图15，相邻两扁管300之间设置有翘片800，翘片800为蛇形折叠形 状，其中2M/s风速翘片窗口角为22度-45度，优选为27度-33度。1. 5M/s-2M/s风速翘 片节距H为2. Omm-4. 0mm,优选为2. 2mm_3. 6mm。当上述换热器应用于无鼓风机换热系统中 时，采用无窗口设计，翘片800节距H等于翘片800高度。扁管300顺出风方向采用A°设计来导流换热器冷凝水，其中30°彡A°彡60° ； 利用翅片800窗口长度阻止冷凝积水的形成，B彡0. 3mm，其最优值为0. 10 0. 15mm。实施例6该实施例的微通道、平行流、全铝扁管焊接式结构换热器为一单回路单排平行流 换热器，其做水冷系统中的蒸发器或冷凝器使用。参见图16，该换热器包括第一集流管 100、第二集流管200以及连接在第一集流管100和第二集流管200之间的若干扁管300，扁 管300由铝制挤压薄壁型材构成，扁管300的厚度1. 6mm-2. 0mm。在该实施例中，若干根扁管300以平行方式垂直间隔成一排排列，第一集流管100 位于整个换热器的顶部，第二集流管200整个换热器的底部，热交换介质的进口端400位于 第一集流管100的左端部，出口端500位于第二集流管200的右端部，进口端400和出口端 500成对角分布。扁管300扭曲成螺旋状，该螺旋状的螺旋升角小于等于68. 2度，螺距<扁 管300宽度的2. 5倍。该实施例的工作原理是；热交换介质，如制冷剂从第一集流管100左侧的进口端 400进，通过扁管300垂直向下流到第二集流管200，由出口端500流出。实施例7该实施例的微通道、平行流、全铝扁管焊接式结构换热器为一单回路单排平行流 换热器，其做水冷系统中的蒸发器或冷凝器使用。参见图16，该换热器包括第一集流管 100、第二集流管200以及连接在第一集流管100和第二集流管200之间的若干扁管300，扁 管300由铝制挤压薄壁型材构成，扁管300的厚度1. 6mm-2. 0mm。在该实施例中，若干根扁管300以平行方式水平间隔成一排排列，第一集流管100 位于整个换热器的一侧，第二集流管200整个换热器的另一侧，热交换介质的进口端400位 于第一集流管100的下端部，出口端500位于第二集流管200的上端部，进口端400和出口 端500成对角分布。扁管300扭曲成螺旋状，该螺旋状的螺旋升角小于等于68. 2度，螺距 彡扁管300宽度的2. 5倍。该实施例的工作原理是；热交换介质，如制冷剂从第一集流管100下端部的进口 端400进，通过扁管300水平流到第二集流管200，由出口端500流出。实施例8
15
该实施例的微通道、全铝单一扁管通过弯管形成有效制冷剂流道和换热空间，通 过与高效换热翅片焊接为一单回路单排微通道换热器，其做单冷系统中的蒸发器使用。参 见图18，该换热器由一根扁管300以垂直方向多次往返弯折构成换热器的热交换部分，在 相邻两扁管300之间设置有翘片800，翘片800为蛇形折叠形状，结合参看图14和图15，其 中2M/s风速翘片窗口角A为22度-45度，优选为27度_33度。2M/s风速翘片节距H为 2. Omm-4. 0mm，优选为2. 2mm_3. 6mm。当上述换热器应用于无鼓风机换热系统中时，采用无窗 口设计，翘片800节距H等于翘片800高度。扁管300的一端为热交换介质的进口端400，扁管300的另一端为热交换介质的出 口端 500。该实施例的工作原理是；热交换介质，如制冷剂从进口端400进入扁管300，经过 扁管300热交换，由出口端500流出。实施例9该实施例的微通道、全铝单一扁管焊接式结构换热器为一单回路单排换热器，其 做水冷系统中的蒸发器使用。参见图19至图21，该换热器由一根扁管300以垂直方向多次 往返弯折构成换热器的热交换部分，扁管300的一端为热交换介质的进口端400，扁管300 的另一端为热交换介质的出口端500。扁管300扭曲成螺旋状，该螺旋状的螺旋升角小于等 于68. 2度，螺距<扁管300宽度的2. 5倍。该实施例的工作原理是；热交换介质，如制冷剂从进口端400进入扁管300，经过 扁管300热交换，由出口端500流出。实施例10该实施例的微通道、平行流、全铝扁管焊接式结构换热器为双回路单排平行流换 热器，其做房间或商用冷凝器使用。参见图22，该换热器包括第一集流管100、第二集流管 200以及连接在第一集流管100和第二集流管200之间的若干扁管300，扁管300由铝制挤 压薄壁型材构成，扁管300的厚度1. Omm-1. 3mm。在该实施例中，若干根扁管300以平行方式水平间隔成一排排列，第一集流管100 位于整个换热器的一侧，第二集流管200整个换热器的另一侧，热交换介质的进口端400和 出口端500位于第一集流管100的上下端部。该实施例的工作原理是；热交换介质，如制冷剂从进口端400进入第一集流管100 上侧，再通过整个换热器上部的扁管300，流到第二集流管200上侧中，然后沿着第二集流 管200向下流动，经整个换热器下部的扁管300返回到第一集流管100下侧由出口端500 流出。实施例11该实施例的微通道、全铝单一扁管通过弯管形成有效制冷剂流道和换热空间，通 过与高效换热翅片焊接为一单回路单排微通道换热器，其做单冷系统中的冷凝器使用。参 见图23至图24，该换热器由一根扁管300以水平方向多次往返弯折构成换热器的热交换 部分，在相邻两扁管300之间设置有翘片800，翘片800为蛇形折叠形状，结合参看图14和 图15，其中2M/s风速翘片窗口角A为22度-45度，优选为27度_33度。2M/s风速翘片节 距H为2. Omm-4. 0mm，优选为2. 2mm_3. 6mm。当上述换热器应用于无鼓风机换热系统中时， 采用无窗口设计，翘片800节距H等于翘片800高度。
扁管300的一端为热交换介质的进口端400，扁管300的另一端为热交换介质的出 口端 500。该实施例的工作原理是；热交换介质，如制冷剂从进口端400进入扁管300，经过 扁管300热交换，由出口端500流出。实施例12该实施例的微通道、全铝单一扁管焊接式结构换热器为一单回路单排换热器，其 做水冷系统中的冷凝器使用。参见图26，该换热器由一根扁管300以水平方向多次往返弯 折构成换热器的热交换部分，扁管300的一端为热交换介质的进口端400，扁管300的另一 端为热交换介质的出口端500。扁管300扭曲成螺旋状，该螺旋状的螺旋升角小于等于68. 2 度，螺距<扁管300宽度的2. 5倍。该实施例的工作原理是；热交换介质，如制冷剂从进口端400进入扁管300，经过 扁管300热交换，由出口端500流出。实施例13该实施例的微通道、全铝扁管焊接式结构换热器为同向并联单回路单排换热器， 其做蒸发器使用。参见图27至图29，该换热器由两根扁管300以相互平行且垂直方向多次 往返弯折构成换热器的热交换部分，在相邻两扁管300之间设置有翘片800，翘片800为蛇 形折叠形状，结合参看图14和图15，其中2M/s风速翘片窗口角A为22度-45度，优选为 27度-33度。2M/s风速翘片节距H为2. Omm-4. 0_，优选为2. 2mm-3. 6_。当上述换热器 应用于无鼓风机换热系统中时，采用无窗口设计，翘片800节距H等于翘片800高度。两根扁管300的一端并接为热交换介质的进口端400，两根扁管300的另一端并接 为热交换介质的出口端500。该实施例的工作原理是；热交换介质，如制冷剂从进口端400进入两根扁管300， 经过两根扁管300热交换，由出口端500流出。实施例14该实施例的微通道、全铝扁管焊接式结构换热器为同向并联单回路单排换热器， 其做冷凝器使用。参见图30，该换热器由两根扁管300以相互平行且水平方向多次往返弯 折构成换热器的热交换部分，在相邻两扁管300之间设置有翘片800，翘片800为蛇形折叠 形状，结合参看图14和图15，其中2M/s风速翘片窗口角A为22度-45度，优选为27度-33 度。2M/s风速翘片节距H为2.0111111-4.0111111，优选为2.2111111-3.6111111。当上述换热器应用于无鼓 风机换热系统中时，采用无窗口设计，翘片800节距H等于翘片800高度。两根扁管300的一端并接为热交换介质的进口端400，两根扁管300的另一端并接 为热交换介质的出口端500。该实施例的工作原理是；热交换介质，如制冷剂从进口端400进入两根扁管300， 经过两根扁管300热交换，由出口端500流出。实施例15该实施例的微通道、平行流、全铝扁管焊接式结构换热器为双排双交换平行流换 热器，其做热泵型蒸发器或冷凝器使用。参见图31至图33，该换热器包括第一集流管100、 第二集流管200、第三集流管100a、第四集流管200a以及若干根扁管300，扁管300由铝制 挤压薄壁型材构成，扁管300的厚度在热泵型换热器中优选方案为1. 3mm-l. 6mm,同时对扁管内部多孔微通道中单一孔流道截面积优选方案在0. 36mm2-l. 00mm2。若干根扁管300以 平行方式垂直间隔成二排排列，第一排扁管300的上端与第一集流管100连通，第一排扁管 300的下端与第二集流管200连通，第二排扁管300的上端与第三集流管IOOa连通，第二 排扁管300的下端与第四集流管200a连通，第一集流管100与第三集流管IOOa位于两排 扁管300的同一方向且相互平行，位于整个换热器的顶部，两者不直接沟通，只是通过扁管 300依据热交换介质的流向而沟通。第二集流管200与第四集流管200a位于两排扁管300 的同一方向且相互平行，位于整个换热器的底部，依据热交换介质的流向而直接沟通。在相邻两扁管300之间设置有翘片800，翘片800为蛇形折叠形状，结合参看图14 和图15，其中1.5M/s-2M/s风速翘片窗口角A为22度-45度，优选为27度-33度。2M/s风 速翘片节距H为2. Omm-4. 0mm，在高效换热器中优选方案为2. 2mm_2. 8mm，在兼顾高效换热 和除湿时优选方案为2. 6mm-3. Omm ；在冷冻冷藏或单一除湿时优选方案为3. 6mm_4. Omm0当 上述换热器应用于无鼓风机换热系统中时，采用无窗口设计，翘片800节距H等于翘片800 尚度。参看图34和图35，当该实施例的换热器应用于制冷场合时，热交换介质的进口端 400为两个，布置在第一集流管100的右侧。热交换介质的出口端500为三个，布置在第一 集流管100的左侧并成等距分布。第一集流管100的右侧与左侧之间设置有一阻挡板110， 在第二集流管200的右侧与左侧之间设置有一节流孔板700，节流孔板700上具有节流孔 710，在第四集流管200a的左侧与右侧之间设置有一阻挡板210a，阻挡板210a、节流孔板 700、阻挡板110位于同一平面上。第二集流管200的右侧与第四集流管200a的右侧直接 连通，如通过小孔(图中未示出)直接连通，第二集流管200的左侧与第四集流管200a的 左 侧直接连通，如通过小孔(图中未示出)直接连通。制冷时，该实施例的工作原理是；热 交换介质由两个进口端400进入到第一集流管100的右侧，然后顺着一部分扁管300向下 流到第二集流管200的右侧，流入第二集流管200右侧的一部分液相通过节流孔板700上 的节流孔710流入到第二集流管200的左侧，以平衡第二集流管200左侧的气液两相，另一 部分液相横向流入到第四集流管200a的右侧。进入第四集流管200a右侧的液相顺着一部 分扁管300向上流入到第三集流管IOOa的右侧，而进入第三集流管IOOa右侧的液相通过 第三集流管IOOa轴向流至第三集流管IOOa的左侧，接着顺着一部分扁管300向下流入第 四集流管200a的左侧，这时流入第四集流管200a左侧的热交换介质已经是气液两相，由于 在重力作用下，气液两相不容易分层。该气液两相接着横向流入第二集流管200的左侧，与 通过节流孔板700过来的液相混合后，再顺着一部分扁管向上流入到第一集流管100的左 侧，再从三个出口端500流出。由于在第二集流管200内设置了节流孔板700，整个换热器 过热度相对于现有技术来说，过热度区域很小(参见图36)，只有接近于出口端500 —小块 区域，实现了平行流换热器在系统中能量的高效转换。参看图37和图38，当该实施例的换热器应用于制热场合时，热交换介质的进口 端400为三个，布置在第一集流管100的左侧并成等距分布。热交换介质的出口端500为 二个，布置在第一集流管100的右侧。第一集流管100的右侧与左侧之间设置有一阻挡板 110，在第二集流管200的右侧与左侧之间设置有一节流孔板700，节流孔板700上具有节流 孔710，在第四集流管200a的左侧与右侧之间设置有一阻挡板210a，阻挡板210a、节流孔板 700、阻挡板110位于同一平面上。第二集流管200的右侧与第四集流管200a的右侧直接连通，如通过小孔(图中未示出)直接连通，第二集流管200的左侧与第四集流管200a的 左侧直接连通，如通过小孔(图中未示出)直接连通。制热时，该实施例的工作原理是；热 交换介质由三个进口端400进入到第一集流管100的左侧，然后顺着一部分扁管300向下 流到第二集流管200的左侧，流入第二集流管200右侧的一部分气相通过节流孔板700上 的节流孔710流入到第二集流管200的右侧，以平衡第二集流管200右侧的气液两相，另一 部分气相横向流入到第四集流管200a的左侧。进入第四集流管200a左侧的气相顺着一部 分扁管300向上流入到第三集流管IOOa的左侧，而进入第三集流管IOOa左侧的气相通过 第三集流管IOOa轴向流至第三集流管IOOa的右侧，接着顺着一部分扁管300向下流入第 四集流管200a的右侧，这时流入第四集流管200a左侧的热交换介质已经是气液两相，由于 在重力作用下，气液两相不容易分层。该气液两相接着横向流入第二集流管200的右侧，与 通过节流孔板700过来的气相混合后，再顺着一部分扁管向上流入到第一集流管100的右 侧，再从两个出口端500流出。由于在第二集流管200内设置了节流孔板700，整个换热器 过冷度相对于现有技术来说，过热度区域很小(参见图37)，只有接近于出口端500 —小块 区域，实现了平行流换热器在系统中能量的高效转换。实施例16该实施例的微通道、平行流、全铝扁管焊接式结构换热器为双排双交换平行流换 热器，其做蒸发器使用。参见图40至图41，该换热器包括第一集流管100、第二集流管200 以及若干根扁管300，扁管300的厚度1. 6mm-2. 0mm。每一根扁管300弯成U型，每根U型 扁管以平行方式垂直间隔成一排排列，每一根U型扁管的两端分别第一集流管100和第二 集流管200连通，第一集流管100和第二集流管200相互平行，位置整个换热器的顶部。第 一集流管100和第二集流管200之间不直接连通，而是通过扁管300依据热交换介质的流 向而沟通。在相邻两扁管300之间设置有翘片800，翘片800为蛇形折叠形状，结合参看图 14和图15，其中2M/s风速翘片窗口角A为22度-45度，优选为27度-33度。2M/s风速翘 片节距H为2. Omm-4. 0mm,优选为2. 2mm_3. 6mm。当上述换热器应用于无鼓风机换热系统中 时，采用无窗口设计，翘片800节距H等于翘片800高度。在第一集流管100上间隔设置有 热交换介质的进口端400和出口端500。该实施例的换热器工作原理如下热交换介质由进口端400进入到第一集流管 100的左侧，再由整个换热器左侧的扁管300流入到第二集流管200的左侧；流入第二集流 管200内的热交换介质顺着第二集流管200轴向流入到第二集流管200的右侧，再通过整 个换热器右侧的扁管300流入到第一集流管100的右侧，由出口端500出来。实施例17该实施例的换热器结构基本上同实施例16，参看图43至图45，只是扁管300扭曲 成螺旋状，该螺旋状的螺旋升角小于等于68. 2度，螺距<扁管300宽度的2. 5倍。相邻两 扁管300之间没有设置翘片800。实施例18该实施例的微通道、平行流、全铝扁管焊接式结构换热器为双排双交换平行流换 热器，其做蒸发器或冷凝器使用。参看图46，该换热器包括第一集流管100、第二集流管 200、第三集流管100a、第四集流管200a以及若干根扁管300，扁管300由铝制挤压薄壁型 材构成，扁管300的厚度1. 6mm-2. 0mm。若干根扁管300以平行方式垂直间隔成二排排列，第一排扁管300的上端与第一集流管100连通，第一排扁管300的下端与第二集流管200 连通，第二排扁管300的上端与第三集流管IOOa连通，第二排扁管300的下端与第四集流 管200a连通，第一集流管100与第三集流管IOOa位于两排扁管300的同一方向且相互平 行，位于整个换热器的顶部，第二集流管200与第四集流管200a位于两排扁管300的同一 方向且相互平行，位于整个换热器的底部。出口端设置在第三集流管IOOa的一个端部，进 口端400和出口端500位于整个换热器的顶部同侧。在第一集流管100和第三集流管IOOa 内的中间分别设置有阻挡板110、110a，热交换介质的进口端400设置在第一集流管100的 一个端部，阻挡板IlOUlOa将整个换热器的流道分隔成第一回路610、第二回路620、第三 回路630和第四回路640，第一集流管100和第三集流管IOOa远离进口端400、出口端500 的一侧之间通过小孔900直接连通，第二集流管200与第四集流管200a不直接连通。该实施例的工作原理是热交换介质通过进口端400进入到第一集流管100靠近 进口端400 —侧内，由于阻挡板110的作用，热交换介质将顺着第一回路610的扁管300向 下流入到第二集流管200 —侧内。流入第二集流管200 —侧内的热交换介质顺着第二集流 管200轴向流到第二集流管200另一侧内，接着通过第二回路620中的扁管300向上流到 第一集流管100远离进口端400 —侧内。流入第一集流管100远离进口端400 —侧内的热 交换介质通过小孔900流入到第三集流管IOOa远离出口端500 —侧内，由于阻挡板IlOa 的阻挡，进入第三集流管IOOa远离出口端500 —侧内的热交换介质顺着第三回路630中的 扁管300向下流入第四集流管200a的一侧内，流入第四集流管200a —侧内的热交换介质 顺着第四集流管200a轴向流到第四集流管200a另一侧内，接着通过第四回路640中的扁 管300向上流到第三集流管IOOa靠近出口端400 —侧内，通过出口端400流出。实施例19该实施例的微通道、平行流、全铝扁管焊接式结构换热器为双排双交换平行流换 热器，其做蒸发器或冷凝器使用。参看图47，该实施例的换热器包括第一集流管100、第二 集流管200、第三集流管100a、第四集流管200a以及若干根扁管300，扁管300由铝制挤压 薄壁型材构成，扁管300的厚度1. 6mm-2. Omm0若干根扁管300以平行方式垂直间隔成二排 排列，第一排扁管300的上端与第一集流管100连通，第一排扁管300的下端与第二集流管 200连通，第二排扁管300的上端与第三集流管IOOa连通，第二排扁管300的下端与第四集 流管200a连通，第一集流管100与第三集流管IOOa位于两排扁管300的同一方向且相互平 行，位于整个换热器的顶部，第二集流管200与第四集流管200a位于两排扁管300的同一 方向且相互平行，位于整个换热器的底部。出口端设置在第三集流管IOOa的一个端部，进 口端400和出口端500位于整个换热器的顶部同侧。在第一集流管100和第三集流管IOOa 内的中间分别设置有阻挡板110、110a，热交换介质的进口端400设置在第一集流管100的 一个端部，阻挡板IlOUlOa将整个换热器的流道分隔成第一回路610、第二回路620、第三 回路630和第四回路640，第一集流管100和第三集流管IOOa远离进口端400、出口端500 的一侧之间通过小孔900直接连通，第二集流管200与第四集流管200a不直接连通。在第 二集流管200和第四集流管200a内分别设置有三块节流孔板700，每一块节流孔板700上 设置有节流孔710。该实施例的工作原理是热交换介质通过进口端400进入到第一集流管100靠近 进口端400 —侧内，由于阻挡板110的作用，热交换介质将顺着第一回路610的扁管300向下流入到第二集流管200 —侧内。流入第二集流管200 —侧内的热交换介质顺着第二集流 管200轴向，并通过第二集流管200内的三块节流孔板700节流后流到第二集流管200另 一侧内，接着通过第二回路620中的扁管300向上流到第一集流管100远离进口端400 — 侧内。流入第一集流管100远离进口端400 —侧内的热交换介质通过小孔900流入到第三 集流管IOOa远离出口端500 —侧内，由于阻挡板IlOa的阻挡，进入第三集流管IOOa远离 出口端500 —侧内的热交换介质顺着第三回路630中的扁管300向下流入第四集流管200a 的一侧内，流入第四集流管200a —侧内的热交换介质顺着第四集流管200a轴向，并通过第 四集流管200a内的三块节流孔板700节流后流到第四集流管200a另一侧内，接着通过第 四回路640中的扁管300向上流到第三集流管IOOa靠近出口端400 —侧内，通过出口端 400流出。实施例20该实施例的微通道、平行流、全铝扁管焊接式结构换热器为双排双交换平行流换 热器，其做蒸发器或冷凝器使用。参看图48，该换热器包括第一集流管100、第二集流管 200、第三集流管100a、第四集流管200a以及若干根扁管300，扁管300由铝制挤压薄壁型 材构成，扁管300的厚度1. 6mm-2. 0mm。若干根扁管300以平行方式垂直间隔成二排排列， 第一排扁管300的上端与第一集流管100连通，第一排扁管300的下端与第二集流管200 连通，第二排扁管300的上端与第三集流管IOOa连通，第二排扁管300的下端与第四集流 管200a连通，第一集流管100与第三集流管IOOa位于两排扁管300的同一方向且相互平 行，位于整个换热器的顶部，第二集流管200与第四集流管200a位于两排扁管300的同一 方向且相互平行，位于整个换热器的底部。第一集流管100和第三集流管IOOa之间不直接连通，而第二集流管200和第四集 流管200a之间部分相互直接连通，这样第一集流管100、第二集流管200、第三集流管100a、 第四集流管200a以及扁管300构成该实施例的整个热交换流道。整个热交换流道的热交 换介质的进口端400和出口端500设置在第一集流管100的侧管壁上。在第一集流管100和第二集流管200内各设有一块阻挡板110和210，其中阻挡板 110和210将第一集流管100和第二集流管200之间的扁管300分为m排流道和N2+N3排 流道，阻挡板110和210位于同一平面上。在第四集流管210a内设有一块阻挡板210a，在第三集流管IlOa内设置有一块节 流孔板700，其中阻挡板210a和节流孔板700将第三集流管100a、第四集流管200a之间的 扁管300分为m+N2排流道和N3排流道。第二集流管200内的m排流道与第四集流管 210a内的m+N2排流道通过第二集流管200与第四集流管210a之间的小孔910沟通，第二 集流管200内的N2+N3排流道与第四集流管210a内的N3排流道通过第二集流管200与第 四集流管210a之间的小孔920沟通，第一集流管100与第二集流管200之间m排流道的 扁管300构成第一回路610，第三集流管IOOa与第四集流管200a之间m+N2排流道的扁管 300构成第二回路620，第三集流管IOOa与第四集流管200a之间N3排流道的扁管300构 成第三回路630，第一集流管100与第二集流管200之间N2+N3排流道的扁管300构成第四 回路640。制冷剂在整个流道中的流向是由进口端400进入第一集流管100的m排流道 中，顺着第一回路的扁管130向下流到第二集流管200的m排流道中，再由小孔910横向流入第四集流管200a的m+N2排流道中，接着顺着第二回路的扁管300上升至第三集流管 IOOa的m+N2排流道中。进入第三集流管IOOa的m+N2排流道内的制冷剂通过节流孔板 700沿着第三集流管IOOa的轴向流动至第三集流管IOOa的N3排流道中，再顺着第三回路 630的扁管300下降至第四集流管200a的N3排流道中。接着通过小孔920横向流入第二 集流管200的N2+N3排流道中。流入第二集流管200的N2+N3排流道中顺着第四回路640 中的扁管300上升至第一集流管100的N2+N3排流道中，由出口端500流出。整个制冷剂在流动过程经过四个回路，即第一回路610、第二回路620、第三回路 630和第四回路640。制冷剂在流动过程中，四个回路的容积是逐步增大的，即各流道的容 积是第一回路610 <第二回路620 <第三回路630 <第四回路640，第二回路620的容积 大于第一回路610容积的40-50%，第三回路630的容积大于第二回路620容积的40-50%， 第四回路640的容积大于第三回路630容积的40-50 %，第四回路640的容积为第一回路 610容积的2. 5倍。从图48中可以看出，制冷剂在第四集流管200a内沿第四集流管200a轴向流动的 长度最多只有W+N2，而在第三集流管IlOa内轴向流动的长度为N2+N3，由于N3的长度大 于Ni，所以制冷剂在第三集流管IOOa沿第三集流管IOOa轴向流动的长度大于第四集流管 200a沿第四集流管200a轴向流动的长度。在设置时，可以使制冷剂在第三集流管IlOa内轴向流动的长度尽可能地长，占制 冷剂在第一集流管100和第三集流管IOOa沿第一集流管100和第三集流管IOOa轴向流动 的长度与在第二集流管200和第四集流管200a沿第二集流管200和第四集流管200a轴向 流动的长度之和的70%，而在第四集流管200a沿第四集流管200a轴向流动的长度仅可能 的短，占制冷剂在第一集流管100和第三集流管IOOa沿第一集流管100和第三集流管IOOa 轴向流动的长度与在第二集流管200和第四集流管200a沿第二集流管200和第四集流管 200a轴向流动的长度之和的30%。实施例21该实施例的微通道、平行流、全铝扁管焊接式结构换热器为双排双交换平行流换 热器，其做蒸发器或冷凝器使用。参看图49，该换热器包括第一集流管100、第二集流管 200、第三集流管100a、第四集流管200a以及若干根扁管300，扁管300由铝制挤压薄壁型 材构成，扁管300的厚度1. 6mm-2. 0mm。若干根扁管300以平行方式垂直间隔成二排排列， 第一排扁管300的上端与第一集流管100连通，第一排扁管300的下端与第二集流管200 连通，第二排扁管300的上端与第三集流管IOOa连通，第二排扁管300的下端与第四集流 管200a连通，第一集流管100与第三集流管IOOa位于两排扁管300的同一方向且相互平 行，位于整个换热器的顶部，第二集流管200与第四集流管200a位于两排扁管300的同一 方向且相互平行，位于整个换热器的底部。第一集流管100和第三集流管IOOa之间不直接连通，而第二集流管200和第四集 流管200a之间部分相互直接连通，这样第一集流管100、第二集流管200、第三集流管100a、 第四集流管200a以及扁管300构成该实施例的整个热交换流道。整个热交换流道的热交换 介质的进口端400设置在第三集流管IOOa的一侧端部，出口端500设置在第一集流管100 的一侧端部。在第二集流管200内设有两块阻挡板210和220，两块阻挡板210和220将第二集流管200内分为m排流道、N2排流道、N3+N4排流道；在第一集流管100内设置有一块阻 挡板110和一块节流孔板700，阻挡板110和节流孔板700将第一集流管100内分为m排 流道、N2排流道和N3+N4排流道。在第四集流管200a内设有两块阻挡板210和220，两块阻挡板210和220将第四 集流管200a内分为m排流道、N2+N3排流道、N4排流道；在第三集流管IOOa内设置有一 块阻挡板IlOa和一块节流孔板700，阻挡板IlOa和节流孔板700将第三集流管IOOa内分 为附排流道、N2+N3排流道、N4排流道。导流管410插入到第三集流管IOOa内，其进口接 进口端400，出口位于第三集流管IOOa内的附排流道内。第二集流管200内的m排流道与第四集流管200a内的附排流道之间通过第二 集流管200和第四集流管200a之间的小孔910沟通，第二集流管200内的N2排流道与第 四集流管200a内的N2+N3排流道通过第二集流管200和第四集流管200a之间的小孔920 沟通，第二集流管200内的N3+N4排流道与第四集流管200a内的N4排流道通过第二集流 管200和第四集流管200a之间的小孔930沟通。第三集流管IOOa与第四集流管200a之间附排流道的扁管300构成第一回路610， 第二集流管200与第一集流管100之间m排流道的扁管300构成第二回路620，第一集流 管100与第二集流管200之间N2排流道的扁管300构成第三回路630，第四集流管200a与 第三集流管IOOa之间N2+N3排流道的扁管300构成第四回路640，第三集流管IOOa与第四 集流管200a之间N4排流道的扁管300构成第五回路650，第二集流管200与第一集流管 100之间N4排流道的扁管300构成第六回路660。制冷剂在整个流道中的流向是由进口端400进入到导流管410中，由导流管410 进入到第三集流管IOOaWm排流道中，顺着第一回路610的扁管230向下流到第四集流 管200a的m排流道中，再由小孔122横向流入第二集流管200的m排流道中，接着顺着 第二回路620的扁管130上升至第一集流管100的m排流道中。进入第一集流管100的 Nl排流道中制冷剂沿着第一集流管100轴向流动，通过节流孔板700流至第一集流管100 的N2排流道中。流入第一集流管100的N2排流道中的制冷剂顺着第三回路630的扁管300流到 第二集流管200的N2排流道中，再由小孔123横向流入到第四集流管200a的N2+N3排流 道中。进入第四集流管200a的N2+N3排流道中的制冷剂顺着第四回路640的扁管300向 上流到第三集流管IOOa的N2+N3排流道中。进入第三集流管IOOa的N2+N3排流道中的制冷剂沿着第三集流管IOOa轴向，通 过节流孔板700流至第三集流管IOOa的N4排流道中，再由第五回路650的扁管300向下 流到第四集流管200a的N4排流道中。进入第四集流管200a的N4排流道中的制冷剂经小 孔935横向流入第二集流管200的N4排流道中，接着顺着第六回路660的扁管300上升至 第一集流管100的N3+N4排流道中，由出口端500流出。整个制冷剂在流动过程经过六个回路，即第一回路610、第二回路620、第三回路 630、第四回路640、第五回路650和第六回路660，制冷剂在流动过程中，第一回路610至第 六回路660的容积是逐步增大的，即各回路的容积是第一回路610 <第二回路620 <第三 回路630 <第四回路640 <第五回路650 <第六回路660，第二回路620的容积大于第一回 路610容积的40-50%，第三回路630的容积大于第二回路620容积的40-50%，第四回路640的容积大于第三回路630容积的40-50%，第五回路650的容积大于第四回路640容积 的40-50%，第六回路660的容积大于第五回路650容积的40_50%，第六回路660的容积 为第一回路610容积的2. 5倍。从图49中可以看出，制冷剂在第四集流管200a和在第二集流管200内几 乎没有轴向的流动，而在第三集流管IOOa内沿第三集流管IOOa轴向流动的长度为 N4+N3+N2+N1+N2+N3+N4,在第一集流管100内沿第一集流管100轴向流动的长度为 N1+N2+N4,因此远远大于制冷剂在在第四集流管200a和在第二集流管200内轴向流动的长度。在设置时，可以使制冷剂在第三集流管IOOa沿第三集流管IOOa轴向流动的长度 和在第一集流管100沿第一集流管100轴向流动的长度尽可能地长，占制冷剂在第一集流 管100和第三集流管IOOa沿第一集流管100和第三集流管IOOa轴向流动的长度与在第二 集流管200和第四集流管200a沿第二集流管200和第四集流管200a轴向流动的长度之和 的70%，而在第二集流管200和第四集流管200a沿第二集流管200和第四集流管200a轴 向流动的长度仅可能的短，占制冷剂在第一集流管100和第三集流管IOOa沿第一集流管 100和第三集流管IOOa轴向流动的长度与在第二集流管200和第四集流管200a沿第二集 流管200和第四集流管200a轴向流动的长度之和的30%以下。为了防止过热现象，在导流管410位于第三集流管IOOa内的N3排流道和N4排流 道这一段开设有孔，通过该孔向第三集流管IOOa内的N3排流道和N4排流道补充制冷剂， 其中向N4排流道补充的制冷剂占整个制冷剂总量的15-20%。参看图50，现有的集流管a为圆形管结构，与扁管300连接后，形成的流阻很大 (参看图51)。而本发明上述实施例所采用的集流管为D型集流管b，与扁管300连接后，可 以进一步降低热交换介质在集流管中的损失(参看图53)。参看图54和图55，为了增加集流管的强度，在D型集流管b没有与扁管连接的三 侧管壁上沿着集流管长度方向间隔开设有加强筋bl，相邻两条加强筋bl的间距为25. 4mm, 加强筋bl为半圆形的凹筋，深度为1mm，半径为R1。
具体实施方式
中的扁管均采用镀锌处理，锌层厚度为？，这样可以延长扁管的使 用寿命。上述微通道、平行流、全铝扁管焊接式结构换热器可以在房间空调、商用空调及其 他各专业热交换系统中的应用。尤其是在房间及类似用途的空气调节系统、冷冻冷藏系统、 制冷除湿用空调系统、热泵制热及水冷/取暖空调系统、IT行业中计算机冷却模块、设备中 冷却系统中的应用。参看图56，为本发明应用于空冷系统的冷凝器一个示例图，整个工作原理为本领 域技术人员所熟悉，在此不再做详细描述。参看图57，为本发明应用于空冷系统的蒸发器一个示例图，整个工作原理为本领 域技术人员所熟悉，在此不再做详细描述。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
微通道、平行流、全铝扁管焊接式结构换热器，其特征在于，所述换热器的热交换部分由铝制挤压薄壁型材构成的扁管以平行方式排列形成。
2.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述扁管为一根，以水平方向多次往返弯 折构成换热器的热交换部分。
3.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述扁管为一根，以垂直方向多次往返弯 折构成换热器的热交换部分。
4.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述扁管为二根，以相互平行且水平方向 多次往返弯折构成换热器的热交换部分。
5.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述扁管为二根，以相互平行且垂直方向 多次往返弯折构成换热器的热交换部分。
6.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述扁管为两根以上，以平行方式水平间 隔成一排排列；还包括连通所述两根以上扁管一端的第一集流管以及连通所述两根以上扁 管另一端的第二集流管。
7.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述扁管为两根以上，以平行方式垂直间 隔成一排排列；还包括连通所述两根以上扁管一端的第一集流管以及连通所述两根以上扁 管另一端的第二集流管。
8.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述扁管为两根以上，以平行方式垂直间 隔成二排排列；还包括连通第一排扁管一端的第一集流管、连通第一排扁管另一端的第二 集流管、连通第二排扁管一端的第三集流管、连通第二排扁管另一端的第四集流管；其中第 一集流管与第三集流管位于两排扁管的同一方向且相互平行并依据热交换介质的流向而 沟通，第二集流管与第四集流管位于两排扁管的同一方向且相互平行并依据热交换介质的 流向而沟通。
9.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述扁管为两根以上，以平行方式水平间 隔成二排排列；还包括连通第一排扁管一端的第一集流管、连通第一排扁管另一端的第二 集流管、连通第二排扁管一端的第三集流管、连通第二排扁管另一端的第四集流管；其中第 一集流管与第三集流管位于两排扁管的同一方向且相互平行并依据热交换介质的流向而 沟通，第二集流管与第四集流管位于两排扁管的同一方向且相互平行并依据热交换介质的 流向而沟通。
10.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述扁管为两根以上，以平行方式水平 或垂直间隔排列；还包括连通扁管一端的第一集流管和连通扁管另一端的第二集流管。
11.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述扁管为两根以上的U型扁管，每根 U型扁管以平行方式水平或垂直间隔成一排排列，每一根U型扁管的两端分别第一集流管 和第二集流管连通，所述第一集流管和第二集流管相互平行并依据热交换介质的流向而沟ο
12.如权利要求2至5任一项权利要求所述的换热器，其特征在于，所述扁管的一端为 热交换介质的进口端，所述扁管的另一端为热交换介质的出口端。
13.如权利要求1至11任一项权利要求所述的换热器，其特征在于，所述扁管的厚度为 1. Omm-2. 5mm。
14.如权利要求1至11任一项权利要求所述的换热器，其特征在于，所述扁管的厚度在单冷冷凝器中为1. Omm-1. 5mm。
15.如权利要求1至11任一项权利要求所述的换热器，其特征在于，所述扁管的厚度在 单冷蒸发器中为1. 6mm-2. 0mm。
16.如权利要求1至11任一项权利要求所述的换热器，其特征在于，所述扁管的厚度在 热泵型室内外换热器中为1. 3mm-l. 6mm。
17.如权利要求1至11任一项权利要求所述的换热器，其特征在于，所述扁管的厚度 为所述扁管扭曲成螺旋状，该螺旋状的螺旋升角小于等于68. 2度，螺距<扁管300宽度的 2. 5 倍。
18.如权利要求1至11任一项权利要求所述的换热器，其特征在于，所述扁管内设置有 至少一个以上跟随扁管长度方向延伸的微通道。
19.如权利要求18所述的换热器，其特征在于，所述微通道中单一孔流道截面积在 0. 36mm2-1. OOmm2 之间。
20.如权利要求6至11任一项权利要求所述的换热器，其特征在于，所述热交换介质的 进口端和出口端分别设置在集流管的端部。
21.如权利要求6至11任一项权利要求所述的换热器，其特征在于，所述热交换介质的 进口端和出口端同时设置在一根集流管的管壁上。
22.如权利要求21所述的换热器，其特征在于，当设置有所述热交换介质的进口端或 出口端的集流管的长度> 300mm时，所述热交换介质的进口端或出口端为多个，且相邻两 热交换介质的进口端或相邻两热交换介质的出口端之间的距离小于150mm，并所有的热交 换介质的进口端或出口端呈等距分布。
23.如权利要求6或7所述的换热器，其特征在于，所述换热器分为奇数回路单排平行 流换热器和偶数回路单排平行流换热器。
24.如权利要求23所述的换热器，其特征在于，对于奇数回路单排平行流换热器来说， 热交换介质的进口端和出口端分别设置在第一集流管和第二集流管的端部，呈对角分布。
25.如权利要求23所述的换热器，其特征在于，在偶数回路平行流换热器中，所述进、 出口端均设置在第一集流管或第二集流管上。
26.如权利要求24所述的换热器，其特征在于，当作为蒸发器时，热交换介质的进口端 设置在换热器的底部，而出口端设置在换热器的顶部。
27.如权利要求24所述的换热器，其特征在于，当用作冷凝器时，热交换介质的进口端 设置在换热器的顶部，出口端设置在换热器的底部。
28.如权利要求25所述的换热器，其特征在于，热交换介质的进口端和出口端均位于 换热器的底部。
29.如权利要求6或7所述的换热器，其特征在于，当回路数为一个以上时，各个回路的 容积按照一定比例进行分配。
30.如权利要求29所述的换热器，其特征在于，所述换热器为双回路单排平行流换热 器，其中第一回路的容积占回路总容积的80%，第二回路的容积占回路总容积的20%。
31.如权利要求29所述的换热器，其特征在于，所述换热器为三回路单排平行流换热 器，其中第一回路的容积占回路总容积的55%，第二回路的容积占回路总容积的30%，第 三回路的容积占回路总容积的15%。
32.如权利要求29所述的换热器，其特征在于，所述换热器为四回路单排平行流换热 器，其中第一回路的容积占回路总容积的40%，第二回路的容积占回路总容积的27%，第 三回路的容积占回路总容积的20%，第四回路的容积占回路总容积的13%。
33.如权利要求29所述的换热器，其特征在于，所述换热器为五回路单排平行流换热 器，其中第一回路的容积占回路总容积的34%，第二回路的容积占回路总容积的24%，第 三回路的容积占回路总容积的18%，第四回路的容积占回路总容积的13%，第五回路的容 积占回路总容积的13%。
34.如权利要求29所述的换热器，其特征在于，所述换热器为六回路单排平行流换热 器，其中第一回路的容积占回路总容积的30%，第二回路的容积占回路总容积的20%，第 三回路的容积占回路总容积的17%，第四回路的容积占回路总容积的14%，第五回路的容 积占回路总容积的10%，第六回路的容积占回路总容积的9%。
35.如权利要求33所述的换热器，其特征在于，所述各个回路之间通过设置在第一集 流管或第二集流管内的阻挡板进行分隔。
36.如权利要求8所述的换热器，其特征在于，热交换介质在所述第一集流管和第三集 流管内轴向流动的长度大于热交换介质在第二集流管和第四集流管内轴向流动的长度，且 在所述第一集流管和第三集流管内轴向流动的长度尽可能地长，而在第二集流管和第四集 流管内轴向流动的长度仅可能的短。
37.如权利要求36所述的换热器，其特征在于，热交换介质在所述第一集流管和第三 集流管内轴向流动的长度占热交换介质在第一、第二、第三以及第四集流管内轴向流动的 长度70%以上，而热交换介质在所述第二集流管和第四集流管内轴向流动的长度占热交换 介质在第一、第二、第三以及第四集流管内轴向流动的长度30%以下。
38.如权利要求8所述的换热器，其特征在于，所述第一集流管和第三集流管之间不直 接连通，而第二集流管与第四集流管之间部分相互直接连通。
39.如权利要求38所述的换热器，其特征在于，热交换介质的轴向流动全部在第一集 流管和第三集流管内完成，而第一排扁管与第二排扁管之间的热交换介质流动则全部由第 二集流管与第四集流管之间互通的孔对接完成。
40.如权利要求39所述的换热器，其特征在于，该换热器内通过设置在集流管内阻挡 板分成若干个回路，这些回路串联起来。
41.如权利要求40所述的换热器，其特征在于，沿热交换介质流动方向，各回路的容积 逐步增大，但最后一个回路的容积不得大于第一回路的容积的2. 5倍。
42.如权利要求41所述的换热器，其特征在于，沿热交换介质流动方向，后一回路的容 积大于前一回路容积的20-60%。
43.如权利要求41所述的换热器，其特征在于，沿热交换介质流动方向，后一回路的容 积大于前一回路容积的40-50%。
44.如权利要求39所述的换热器，其特征在于，所述最后两段回路上设置有向该最后 两段回路内补充热交换介质的补给口，其中最后一个回路补充的热交换介质可为总热交换 介质重量的15-20%。
45.如权利要求8所述的换热器，其特征在于，所述热交换介质的进口端和出口端设置在第一集流管或第三集流管的侧管壁上。
46.如权利要求6至11任一项权利要求所述的换热器，其特征在于，在所述集流管内间 隔设置有若干个节流孔板，每一节流孔板上具有节流孔。
47.如权利要求46所述的换热器，其特征在于，所述节流孔板之间的间隔距离小于 80mmo
48.如权利要求46所述的换热器，其特征在于，所述节流孔板之间的间隔距离为50mm。
49.如权利要求2至11任一项权利要求所述的换热器，其特征在于，在所述扁管之间设 置有翘片。
50.如权利要求49所述的换热器，其特征在于，所述翘片高度为8mm-16mm。
51.如权利要求49所述的换热器，其特征在于，所述翘片高度为10mm-12mm。
52.如权利要求49所述的换热器，其特征在于，所述1.5M/s-2M/s风速翘片窗口角为 22度-45度。
53.如权利要求49所述的换热器，其特征在于，所述1.5M/s-2M/s风速翘片窗口角为 27度-33度。
54.如权利要求49所述的换热器，其特征在于，所述1.5M/s-2M/s风速翘片节距为 2. Omm-4. Omm0
55.如权利要求49所述的换热器，其特征在于，所述1.5M/s-2M/s风速翘片节距在高效 换热器中为2. 2mm-2. 8mm。
56.如权利要求49所述的换热器，其特征在于，所述1.5M/s-2M/s风速翘片节距在兼顾 高效换热和除湿时为2. 6mm-3. 0mm。
57.如权利要求49所述的换热器，其特征在于，所述1.5M/s-2M/s风速翘片节距在冷冻 冷藏或单一除湿时优选方案为3. 6mm-4. 0mm。
58.如权利要求49所述的换热器，其特征在于，当换热器应用于无鼓风机换热系统中 时，采用无窗口设计，翘片节距等于翘片高度。
59.如权利要求49所述的换热器，其特征在于，翘片窗口长度3mm。
60.如权利要求49所述的换热器，其特征在于，翘片窗口长度B为0.10 0. 15mm。
61.如权利要求49所述的换热器，其特征在于，所述扁管顺出风方向采用A°设计来导 流换热器冷凝水，其中30°<60°。
62.如权利要求6至11任一项权利要求所述的换热器，其特征在于，所述集流管的横断 面形状为D型集流管。
63.如权利要求62所述的换热器，其特征在于，在所述D型集流管没有与扁管连接的三 侧管壁上沿着集流管长度方向间隔开设有加强筋，相邻两条加强筋的间距为25. 4mm。
64.一种如上述权利要求所述的微通道、平行流、全铝扁管焊接式结构换热器可以在房 间空调、商用空调及其他各专业热交换系统中的应用。
65.如权利要求64所述的应用，是在空气调节系统中的应用。
66.如权利要求64所述的应用，是在冷冻冷藏系统中的应用。
67.如权利要求64所述的应用，是在制冷除湿用空调系统中的应用。
68.如权利要求64所述的应用，是在热泵制热系统中的应用。
69.如权利要求64所述的应用，是在水冷/取暖空调系统中的应用。
70.如权利要求64所述的应用，是在IT行业中计算机冷却模块中的应用。
71.如权利要求64所述的应用，是在设备冷却系统中的应用。
全文摘要
本发明公开的微通道、平行流、全铝扁管焊接式结构换热器，其所述换热器的热交换部分由铝制挤压薄壁型材构成的扁管以平行方式排列形成。本发明与现有技术相比具有如下优点1.制冷剂与扁管内壁换热效率提高40％，制冷剂在换热器集流管中的流阻降低40％。2.空气侧的翅片换热效率提高40％，空气侧换热器的风阻降低40％。3.整个换热器的换热性能提高40％。4.在制冷剂占用上与传统技术相比少40％。5.全铝结构与铜铝结构对比因无铜-铝电位差，寿命更长。本发明采用扁管可以承受现有制冷剂耐高压值限制、产品结构紧凑、单位重量轻、工艺流程短、制造可靠性高、成本相对较低。本发明还公开了上述换热器的应用。
文档编号F25B39/04GK101936670SQ200910054158
公开日2011年1月5日 申请日期2009年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者王磊 申请人:王磊