微通道换热器及冰箱、风冷冰箱的制作方法

本发明涉及制冷和散热设备领域，尤其是涉及一种微通道换热器及冰箱、风冷冰箱。

背景技术：

微通道换热技术工程上的发展源自于高密度电子器件冷却及微电子机械系统传热的需求，由于其结构紧凑、换热效率高，国内市场上微通道技术最先在汽车空调行业得到了产业化发展。

应用了新一代自然冷媒CO2的制冷系统为超临界循环，系统压力很高。例如在空调系统中，系统高压工作压力要到13MPa以上，设计压力要达到42.5MPa，这对压缩机和换热器的耐压性均提出了很高的要求。在结构紧凑的前提下，微通道冷凝器可以同时满足耐压性、耐久性和系统安全性。随着生产技术提高，微通道换热器逐渐成为换热器界的宠儿，应用行业越来越多。由于现在冰箱容积率要求越来越高，冰箱使用微通道蒸发器成为冰箱发展趋势之一。

常见的微通道蒸发器翅片间隙较小，且翅片长度较小，应用到冰箱中会存在霜层积累速度过快，霜层容易堵塞翅片间隙，导致冰箱化霜间隔时间短、化霜频繁。同时化霜过程中由于翅片较短，翅片上水分不容易积聚成滴滴落，导致化霜水难以排尽，最终在蒸发器表面形成顽冰，影响换热效果。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明一个方面旨在提出一种微通道换热器，该微通道换热器在除霜时容易排尽化霜水。

本发明的另一个目的在于提供一种具有上述微通道换热器的冰箱及风冷冰箱。

根据本发明的微通道换热器，包括：两个集流管，所述两个集流管平行设置；多个换热管，所述多个换热管的两端分别连接所述两个集流管，所述多个换热管沿其长度方向弯折形成多个管层；至少一个翅片，每个所述翅片设在相邻两个所述管层之间或设在最外层的所述管层的外侧，在所述换热管的延伸方向上每个所述翅片呈波纹状延伸，在所述集流管的延伸方向上每个所述翅片连续延伸，且每个所述翅片与其所在的所述管层中的至少两个所述换热管相连，所述翅片上设有通风孔。

根据本发明实施例的微通道换热器，通过在相邻管层或者最外侧管层的外侧设置翅片，在换热管的延伸方向上每个翅片呈波纹状延伸，在集流管的延伸方向上每个翅片连续延伸，从而微通道换热器在除霜过程中，翅片表面霜化水可积聚成水滴，水滴可沿连续的翅片顺畅地滑落并排走，解决了翅片表面挂水量较大、无法排尽的问题，可防止微通道换热器表面产生顽冰而影响换热效率。另外，通过在翅片上设置通风孔，促进翅片不同位置处空气相互流动，防止翅片局部间隙被霜层堵塞导致的其他区域没有空气流通，从而增加换热器的整体换热量。

在一些实施例中，至少一个所述翅片包括第一翅片段和第二翅片段，在所述集流管的延伸方向上所述第一翅片段的尺寸大于所述第二翅片段的尺寸。由此，空气能容易地吹入微通道换热器的内部管层之间，增大了霜层的分布空间，减小了翅片底部霜层积聚量和速度，减小了结霜对微通道换热器的性能影响，延长化霜周期。

可选地，在所述集流管的延伸方向上，所述第二翅片段的尺寸为所述第一翅片段的尺寸的0.67-0.75。

在一些实施例中，每个所述翅片中所述第一翅片段和所述第二翅片段均与其所在的所述管层中所有所述换热管相连。这样可保证全部的换热管均能与翅片连接、固定。

具体地，在沿所述集流管的延伸方向上，所述第二翅片段的迎风侧与其所在的所述管层中最外侧的所述换热管之间的接触尺寸为5-10毫米。由此，保证翅片与最外侧的换热管相接触，防止翅片悬空时翅片上水滴不能顺流到最外侧的换热管上。

在一些实施例中，所述通风孔设在所述翅片所在的所述管层的相邻两个所述扁管之间的空隙处。这样通过通风孔不仅可以将同一管层的空间连通起来，还能将不同管层的空间连通起来，使换热器不同位置的空气能够进一步充分混合，使得送风温度更加均匀。

在一些实施例中，在所述集流管的延伸方向上所述通风孔的尺寸为15-18毫米，在垂直于所述集流管的延伸方向上所述通风孔的尺寸为4-7毫米。

在一些实施例中，在所述换热管的延伸方向上，每个所述翅片均包括交错连接的平行壁和垂直壁以形成锯齿形，所述平行壁与所述换热管的延伸方向相平行，所述垂直壁与所述换热管的延伸方向相垂直，所述通风孔设在所述垂直壁上。这样可保证通风效果，同时也不会减小换热管和翅片之间的接触面积，不会影响换热管向翅片传热。

根据本发明一个方面的冰箱，包括根据本发明上述实施例所述的微通道换热器。

根据本发明实施例的冰箱，通过设置上述微通道换热器，有利于化霜时微通道换热器上化霜水排尽，防止微通道换热器表面产生顽冰而影响换热效率。

根据本发明另一个方面的风冷冰箱，所述风冷冰箱内限定出制冷间室和风道，所述风道具有用于从所述制冷间室进风的回风口，所述风冷冰箱包括根据本发明上述的所述翅片包括第一翅片段和第二翅片段的所有实施例所述的微通道换热器，所述微通道换热器设在所述风道内，所述两个集流管竖向设置，所述翅片的所述第二翅片段设置在所述回风口的上方。

根据本发明实施例的风冷冰箱，通过设置上述微通道换热器，增大了霜层的分布空间，减小了翅片底部霜层积聚量和速度，减小了结霜对微通道换热器的性能影响，延长化霜周期。

具体地，所述第二翅片段的水平宽度大体为相应的所述回风口的水平宽度的1.1-1.4倍。这样，可使翅片尽可能避开回风口，方便回风吹向微通道换热器。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的微通道换热器的立体图。

图2是根据本发明实施例的微通道换热器的俯视图。

图3是根据本发明一个实施例的翅片的立体图。

图4是根据本发明实施例的微通道换热器剖视图。

附图标记：

微通道换热器100、

集流管1、

换热管2、管层20、管段21、平直段211、弯曲段212、

翅片3、第一翅片段31、第二翅片段32、通风孔33、第一通风孔331、第二通风孔332、平行壁301、垂直壁302。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的微通道换热器100。

根据本发明实施例的微通道换热器100，如图1和图2所示，微通道换热器100包括：两个集流管1、多个换热管2和至少一个翅片3，两个集流管1平行设置。多个换热管2的两端分别连接两个集流管1，多个换热管2沿其长度方向(图1中箭头P所示方向)弯折形成多个管层20。

具体地，两个集流管1彼此间隔布置，多个换热管2弯折形成至少两层管层20，每个换热管2弯折形成一个或者多个管段21，在平行于集流管1的延伸方向(图1中箭头M所示方向)上，位于同一平面上的一个或者多个管段21构成一个管层20。可选地，多个换热管2沿箭头M所示的集流管1的延伸方向平行间隔设置。在图1所示示例中，每个换热管2的多个管段21均包括平直段211和位于平直段211之间的弯曲段212，弯曲段212绕平行于集流管1的延伸方向(箭头M所示方向)相对于平直段211弯曲预定角度。在图1中每个弯曲段212的弯曲角度均为180度，多个换热管2的长度相等，多个换热管2弯折的次数相等，多个换热管2弯折后形成的平直段211的长度相等，形成的弯曲段212的长度也相等。多个换热管2的位于同一排的多个平直段211构成一个管层20，当某一层的管层20连接有翅片3时，翅片3可以连接在该管层20上换热管2的平直段211上。

可选地，换热管2的横截面轮廓为两头圆弧中间直线的跑道形，其中，换热管2的直边段与集流管1的延伸方向(箭头M所示方向)相平行，翅片3与换热管2的直边段相连。为方便描述，称换热管2在集流管1的延伸方向(箭头M所示方向)上的尺寸为换热管2的宽度，称换热管2在垂直于换热管2的宽度方向(箭头M所示方向)且垂直于换热管2的长度方向(箭头P所示方向)上的尺寸为换热管2的厚度，换热管2的厚度方向为图1中箭头Q所示方向。在图1中，换热管2的宽度大于换热管2的厚度。

具体地，每个翅片3设在相邻两个管层20之间或设在最外层的管层20的外侧，这里，翅片3可为一个或者多个。在本发明的一个具体示例中，如图1所示，翅片3为多个，每相邻的两个管层20之间设有一个翅片3，在多个管层20中最外侧的管层20的外侧也分别设有翅片3。微通道换热器100为多层罗列的换热器，换热器通过翅片3把各层管层20连接起来。

具体地，在换热管2的延伸方向(箭头P所示方向)上每个翅片3呈波纹状延伸，在集流管1的延伸方向(箭头M所示方向)上每个翅片3连续延伸，且每个翅片3与其所在的管层20中的至少两个换热管2相连。也就是说，翅片3在换热管2的长度方向上呈波纹状，翅片3在换热管2的宽度方向上连续设置。这里提到翅片3在换热管2的宽度方向上呈连续设置，是指在换热管的宽度方向上，翅片不会分成多段后间隔设置，也就是说，翅片在M所示方向上是不间断的。

可以理解的是，现有技术中大部分微通道换热器的翅片均是短小翅片，翅片设在相邻两个换热管之间，翅片长度小、间隙也小，加工复杂，低温下作蒸发器使用时霜层积累速度快，化霜时翅片上水分分散在各个小翅片上，水汽不容易积聚成滴滴落、难排尽。

而本发明实施例中通过将翅片3在换热管2的宽度方向(箭头M所示方向)上呈连续设置，不仅翅片3的加工得到了简化，例如可由整条平直板加工成翅片，加工成本低，易装配，而且在化霜时翅片3上的水汽容易聚集成滴且容易沿连续的翅片3滑落排尽，避免霜层在微通道换热器100表面形成顽冰，从而保证微通道换热器100的换热效果。

另外，翅片3在换热管2的宽度方向上至少与两个换热管2相连，用翅片将多个换热管2连接在一起，保证了微通道换热器100的结构强度。

可选地，每个翅片3均与其所在的管层20中所有换热管2相连，与翅片3相连的换热管2可通过翅片3连接成一体，结构牢固可靠。

在图1中，微通道换热器100包括三个换热管2，三个换热管2弯折后形成四排管层20，四排管层20之间的三个翅片3将这四排管层20连接在一起，每排管层20中相邻的翅片3与三个换热管2均连接在一起，位于最外侧的两个管层20的外侧也分别设有一个翅片3。这里由于管层20沿箭头Q所示方向间隔开分布，因此管层20的最外外层指的是多个管层20在沿Q所示方向的最外侧。

参照图1，翅片3上设有通风孔33，这样，吹入的空气可通过通风孔33穿过翅片3后吹入换热管2之间。这样，空气在流经最外侧的换热管2或者翅片3之后可以相互混合，一方面可以解决因某些翅片底部间隙被霜层堵塞后导致上部没有空气流通的问题，另一方面通过使流经换热器不同位置的空气混合，使得送风温度均匀，有助于提高箱温均匀性。

根据本发明实施例的微通道换热器100，通过在相邻管层20或者最外侧管层20的外侧设置翅片3，在换热管2的延伸方向上每个翅片3呈波纹状延伸，在集流管1的延伸方向上每个翅片3连续延伸，从而微通道换热器100在除霜过程中，翅片3表面霜化水可积聚成水滴，水滴可沿连续的翅片3顺畅地滑落并排走，解决了翅片3表面挂水量较大、无法排尽的问题，可防止微通道换热器100表面产生顽冰而影响换热效率。另外，通过在翅片3上设置通风孔33，促进翅片不同位置处空气相互流动，防止翅片局部间隙被霜层堵塞导致的其他区域没有空气流通，从而增加换热器的整体换热量。

在一些实施例中，通风孔33设在翅片3所在管层20的对应相邻两个扁管2之间的空隙处。这样通过通风孔33不仅可以将同一管层20的空间连通起来，还能将不同管层20的空间连通起来，使换热器不同位置的空气能够进一步充分混合，使得送风温度更加均匀。

具体地，如图4所示，在集流管1的延伸方向(箭头M所示方向)上通风孔33的尺寸a为15-18毫米，在垂直于集流管1的延伸方向上通风孔33的尺寸b为4-7毫米。

如图4中通风孔33为方形孔，通风孔33的长度a在15-18毫米之间，通风孔33的宽度b在4-7毫米之间。当然，通风孔33也可形成其他形状，且通风孔33也可设计成其他尺寸。

具体地，如图1所示，通风孔33包括第一通风孔331和第二通风孔332，第一通风孔331为环形孔，第二通风孔332朝向M所示方向的一侧敞开。

在一些实施例中，如图1所示，在换热管2的延伸方向(图1中箭头P所示方向)上，每个翅片3均包括交错连接的平行壁301和垂直壁302以形成锯齿形，平行壁301与换热管2的延伸方向相平行，垂直壁302与换热管2的延伸方向相垂直。也就是说，平行壁301沿方向P延伸，垂直壁302沿方向Q延伸。当翅片3位于相邻两个管层20之间时，平行壁301连接在管层20上，垂直壁302夹在两个管层20之间。此时，通风孔33可以设在垂直壁302上，这样可保证通风效果，同时也不会减小换热管2和翅片3之间的接触面积，不会影响换热管2向翅片3传热。

通风孔33可设置在翅片3的与换热管2不接触的位置处，这里对通风孔33的结构、位置不作限制。例如，当最外层管层20的外侧设有翅片3时，该翅片3上通风孔33可设在垂直壁302上，也可设在与管层20不接触的平行壁301上。

在一些实施例中，如图3所示，每个翅片3均包括第一翅片段31和第二翅片段32，在集流管1的延伸方向(箭头M所示方向)上第一翅片段31的尺寸h1大于第二翅片段32的尺寸h2。这里将翅片3设置得有长有短，相当于在翅片3上形成有缺口，第二翅片段32比第一翅片段31短的部分构成上述缺口，缺口的设置是微通道换热器100针对结霜及化霜特点进行优化的设计结构。

具体而言，当微通道换热器100用于输出冷量时，空气可从对应微通道换热器100的该缺口处吹向微通道换热器100。由于空气吸收冷量后湿度降低，空气中的水汽容易凝结在微通道换热器100的表面形成霜层。而空气从缺口处吹风后，在缺口处没有翅片3的阻挡，空气能容易地吹入微通道换热器100的内部管层20之间，增大了霜层的分布空间，减小了翅片3底部霜层积聚量和速度，减小了结霜对微通道换热器100的性能影响，延长化霜周期。

具体地，如图3所示，每个翅片3均包括至少两个第一翅片段31和/或至少两个第二翅片段32，在换热管2的延伸方向(箭头P所示方向)上，第一翅片段31和第二翅片段32交错设置。这样设置，一方面避免翅片3结构强度降低，另一方面将翅片上缺口间隔开，有利于微通道换热器100在结霜时霜层分散，从而化霜时能够更加快速去霜。

进一步地，当翅片3为多个时，多个翅片3上第二翅片段32对应设置。也就是说，当翅片3为多个时，在管层20所在的平面上，多个翅片3的投影形状大体相同，每个翅片3均在同一位置处形成缺口。这样多个翅片3的缺口位置一致，从而在提高微通道换热器100的换热效率的同时，可进一步增大霜层的分布空间，减小翅片3底部霜层积聚量和速度。

可选地，如图3所示，在集流管1的延伸方向(箭头M所示方向)上，第二翅片段32的尺寸h2为第一翅片段31的尺寸h1的0.67-0.75，也就是说，在集流管1的延伸方向上第二翅片段32比第一翅片段31短1/4-1/3。

可以理解的是，如果第二翅片段32过短，将会削弱翅片3在第二翅片段32处与管层2的连接强度，而如果第二翅片段32过长，又会对空气形成阻碍，综合考虑后优选第二翅片段32的尺寸h2为第一翅片段31的尺寸h1的0.67-0.75，可保证翅片3在全段均能顺畅排出化霜水，同时保证进风时霜层能均匀分布。

具体地，每个翅片3中第一翅片段31和第二翅片段32均与其所在的管层20中所有换热管2相连。

由于相邻两个换热管2之间是间隔开的，由翅片3将所有换热管2连接后，翅片3上的化霜水不会落到中间的换热管2上，微通道换热器100容易排尽化霜水。

具体地，如图4所示，在沿集流管1的延伸方向(箭头M所示方向)上，第二翅片段32的迎风侧与其所在的管层20上最外侧的换热管2之间的接触尺寸m为5-10毫米。也就是说，翅片3即使做了缺口设置，翅片3在缺口边缘的部分仍与最外侧的换热管2之间形成连接配合。

将第二翅片段32设计成迎风侧与最外侧的换热管2之间的接触尺寸m为5-10毫米，保证其与最外侧的换热管2相连接，防止翅片3悬空时翅片3上水滴不能顺流到最外侧的换热管2上。

在一些实施例中，微通道换热器100的管层20沿竖向设置，多个管层20沿水平方向间隔开排布。每个翅片3沿水平方向呈波纹状延伸，每个翅片3沿竖向连续延伸。翅片3在上端平齐，翅片3在下端形成缺口，翅片3分成第一翅片段31和第二翅片段32，其中，第二翅片段32与最下方的换热管2之间的接触高度m为5-10mm，该处翅片3与最下端的换热管2之间形成过盈配合。

进一步地，如图1所示，在换热管2的延伸方向(箭头P所示方向)上，每个翅片3均呈锯齿形延伸，如图3所示，相邻齿之间的间隙n为5-10毫米。其中，翅片3的齿间间隙n基本相同，各个翅片3的齿间间隙n的比值在110％-90％之间。

综上，根据本发明实施例的微通道换热器100，根据换热器上结霜及化霜特点进行了优化，通过贯穿多层管层20的翅片3、翅片3长度差异化及在翅片3表面开孔，降低了平行流换热器换热量对表面霜层积聚的敏感性，减缓了换热器表面霜层积聚对系统运行的影响，同时有利于化霜水排尽，尽可能延长化霜周期，提升换热性能。

根据本发明一个方面的冰箱(图未示出)，包括根据本发明上述实施例的微通道换热器100。可选地，微通道换热器100可用作冰箱的冷藏室或者变温室的蒸发器，微通道换热器100的结构已由上述实施例说明，这里不再赘述。

根据本发明实施例的冰箱，通过设置上述微通道换热器100，有利于化霜时微通道换热器100上化霜水排尽，防止微通道换热器100表面产生顽冰而影响换热效率。

根据本发明另一个方面的风冷冰箱(图未示出)，风冷冰箱内限定出制冷间室和风道，风道具有用于从制冷间室进风的回风口，风冷冰箱包括根据本发明上述的翅片3包括第一翅片段31和第二翅片段32的所有实施例的微通道换热器100。

微通道换热器100的结构已由上述实施例说明，这里不再赘述。微通道换热器100可用作风冷冰箱的冷藏室或者变温室的蒸发器，微通道换热器100设在风道内，微通道换热器100可以在冷藏室或变温室的回风口上方布置较短的第二翅片段32，其他位置布置较长的第一翅片段31。

具体地，在风道内微通道换热器100，两个集流管1竖向设置，翅片3的第二翅片段32设置在回风口的上方。也就是说风冷冰箱在制冷时，制冷间室内空气从回风口吹向风道，吹入的风从微通道换热器100的底部吹入微通道换热器100。

翅片3在第二翅片段32比第一翅片段31短的部分相当于缺口，空气可从对应微通道换热器100的该缺口处吹向微通道换热器100。空气吸收冷量后湿度降低，空气中的水汽容易凝结在微通道换热器100的表面形成霜层。由于空气从缺口处吹向微通道换热器100，在缺口处没有翅片3的阻挡后，空气能容易地吹入微通道换热器100的内部管层20之间，增大了霜层的分布空间，减小了翅片3底部霜层积聚量和速度，减小了结霜对微通道换热器100的性能影响，延长化霜周期。

具体地，第二翅片段32的水平宽度w(图3中标示出)大体为回风口的水平宽度的1.1-1.4倍，这样，可使翅片3尽可能避开回风口，方便回风吹向微通道换热器100的内部。

进一步地，当微通道换热器100的最外层的管层20上设有翅片3时，微通道换热器100最外侧的翅片3直接裸漏，且翅片3外侧无护板保护。也就是说，最外侧的翅片3不与其他部件相连，且没有防护设施，以减小其与制冷间室的箱胆和换热器的盖板接触，减小箱体漏冷量及换热器盖板表面结霜的可能。

根据本发明实施例的风冷冰箱，通过设置专门为单循环风冷冰箱设计的微通道换热器，具有以下特点：

1.使用整条平直翅片把3-4层平行的换热管管层连接到一块，减小化霜过程中翅片表面挂水量，防止换热器表面形成“顽冰”；

2.相邻两段翅片段长度比在75％-67％之间，可增大换热器底部迎风面翅片间隙，减小霜层积聚对冰箱送风量和送风温度的影响，延长化霜时间；

3.通过减短冷藏室和变温室回风口上方翅片长度，减小距回风口最近处霜层积累速度，减小霜层积聚对冷藏室和变温室的影响，延长化霜时间；

4.翅片3下边缘伸入或者伸出临近的换热管5-10mm，便于化霜水向下流，防止水滴在翅片端部积聚；

5.相邻两层换热管2之间的翅片3表面开孔，使得空气可以横向流动，防止因霜层堵塞底部翅片间隙导致上方没有空气流经翅片3，减小结霜对换热器换热影响；

6.两侧翅片3直接裸漏，没有保护层、加强板或支撑板，减小了保护层与箱胆接触带来的漏冷及换热器盖板结霜可能；

7.该设计解决了微通道换热器100使用到风冷冰箱中存在的蒸发器换热效果对表面结霜量增加较为敏感的问题，充分发挥平行流换热器特点，增大冰箱容积率。

可以理解，冰箱内还设有压缩机、冷凝器等其他制冷系统的部件等，制冷系统结构及工作原理已为现有技术，另外微通道换热器100在冰箱的制冷系统中的连接结构也已为现有技术，这里不再赘述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。