专利名称：微通道热交换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及热质交换技术领域，具体涉及一种微通道热交换器。
背景技术：
热交换器经历了由管翅式到微通道平行流换热器的发展过程。相对于传统管翅式 换热器，微通道换热器具有高传热系数、高表面积-体积比、低传热温差、低流动阻力等特 点，其能效和可靠性均较高，主要应用于家用、轻型商用空调和制冷冷冻市场。现有的微通道换热器主要由集液管、微通道扁管、翅片和边板构成。请参见图1，该 图为现有的微通道换热器的整体结构示意图。图中所示，两根集液管之间平行设置有多根 扁管，在相邻扁管之间设置有若干翅片，其中，多根扁管的两端分别与两根集液管连通，各 扁管以并联的形式置在制冷剂的流通回路中。工作状态下，制冷剂首先经制冷剂进口管A 进入第一集液管7，然后流经各扁管流入第二集液管8，最后经制冷剂出口管B流出微通道 换热器。制冷剂通过各扁管构成不同的流程通道，以图1中所示热交换器的六根扁管为例 定义流经第一扁管1的制冷剂流程为第一流程，以此类推，流通第六扁管6的制冷剂流程 为第六流程。对于有分液器的微通道换热器来说，制冷剂流经分液器后进入第一集流管7 内腔时分配比较均勻，然后分别流经各扁管后进入第二集液管8，经第六扁管6流出的制冷 剂至出口的距离最远，此外，由于该微通道换热器中采用的扁管的结构参数是完全相同的， 因此，与其他流程相比第六流程的流动阻力最大，流量最小。对于没有分液器的微通道换热 器来说，制冷剂进入第一集液管7内腔后流入第六扁管6的距离最远，从而经第六扁管6的 第六流程的流动阻力更大，制冷剂流量更小。显然，对制冷剂通过的不同流程通道进行比较可知，第一流程距离最短，流动阻力 最小，第六流程距离最长，流动阻力最大；经各扁管的流程阻力的关系为第一扁管1 <第 二扁管2 <第三扁管3 <第四扁管4 <第五扁管5 <第六扁管6。因此，经各流程的制冷剂 流量随之呈逐渐递减的趋势变化，从而造成了各流程中制冷剂流量分配不均的问题，进而 导致换热器存在局部换热不佳，影响整机换热效率。有鉴于此，亟待研制开发出一种微通道热交换器，以有效解决各流程通道中制冷 剂流量分配不均的问题。
发明内容
针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种微通道热交换器，以平衡各 个流程的流动阻力，解决制冷剂流量分配不均问题。本发明提供的微通道换热器，包括两个集液管、若干根扁管和若干个翅片，其中， 所述两个集液管的同侧端部分别设置有进口和出口 ；所述若干根扁管沿集液管的长度方向 依次设置在两个集液管之间，每个扁管具有若干个通流孔且分别与两个集液管连通；所述 若干个翅片设置在相邻扁管之间；所述扁管的流动阻力由接近集液管的进、出口处至远离集液管的进、出口处呈逐渐减小的趋势变化。优选地，扁管流动阻力的变化具体为扁管流通面积的变化。优选地，沿集液管的长度方向，所述若干根扁管划分为若干组，每组扁管的通流孔 径由接近集液管的进、出口处至远离集液管的进、出口处呈逐渐增大的趋势变化。优选地，每根所述扁管的通流孔径由接近集液管的进、出口处至远离集液体管的 进、出口处呈逐渐增大的趋势变化。优选地，沿集液管的长度方向，所述若干根扁管划分为若干组，每组扁管的宽度由 接近集液管的进、出口处至远离集液管的进、出口处呈逐渐增大的趋势变化。优选地，每根所述扁管的宽度由接近集液管的进、出口处至远离集液体管的进、出 口处呈逐渐增大的趋势变化。优选地，沿集液管的长度方向，所述若干根扁管划分为若干组，每组扁管的厚度由 接近集液管的进、出口处至远离集液管的进、出口处呈逐渐增大的趋势变化。优选地，每根所述扁管的厚度由接近集液管的进、出口处至远离集液体管的进、出 口处呈逐渐增大的趋势变化。优选地，沿集液管的长度方向，所述若干根扁管划分为若干组，每组扁管中相邻两 根扁管之间的距离由接近集液管的进、出口处至远离集液管的进、出口处呈逐渐减小的趋 势变化。优选地，相邻两根扁管之间的距离由接近集液管的进、出口处至远离集液体管的 进、出口处呈逐渐减小的趋势变化。本发明提供的微通道换热器与现有技术相比，该方案中扁管流动阻力由接近集液 管的进、出口处至远离集液管的进、出口处呈逐渐减小的趋势变化。由于通过各扁管的流路 是并联管路，因此各流路的总压降相等，流动阻力小的扁管内有较高的流速。也就是说，由 接近进、出口处至远离进、出口处的扁管内制冷剂流量大致相同的，沿集液管的长度方向， 通过换热器的气流温差减小。综上，本发明能够平衡各个流程的流动阻力，有效地解决了制 冷剂流量分配不均问题，进而避免局部散热不佳影响整机的换热效率。本发明的优选方案通过改变各扁管的流通面积，调整各扁管的流动阻力；此外，本 发明的另一优选方案通过改变各扁管的设置密度，从而改变不同局部区域的制冷剂流量， 具有结构设计合理、可靠的优点。
图1是现有的微通道换热器的整体结构示意图；图2、图3和图4分别示出了本发明所述微通道换热器的一种实施例的三种不同流 通面积扁管的横截面示意图；图5、图6和图7分别示出了本发明所述微通道换热器的第二实施例的三种不同流 通面积扁管的横截面示意图；图8、图9和图10分别示出了本发明所述微通道换热器的第三种实施例的三种不 同流通面积扁管的横截面示意图；图11为本发明所述微通道换热器的第四种实施例的整体结构示意图。
具体实施例方式本发明是在现有微通道换热器的基础上作出的改进设计，包括两个集液管、若干 根扁管和若干个翅片，其中，所述两个集液管的同侧端部分别设置有进口和出口 ；所述若干 根扁管沿集液管的长度方向依次设置在两个集液管之间，每个扁管具有若干个通流孔且分 别与两个集液管连通；所述若干个翅片设置在相邻扁管之间；与现有技术相比，本发明的 技术要点在于扁管流动阻力由接近集液管的进、出口处至远离集液管的进、出口处呈逐渐 减小的趋势变化；以平衡各个流程的流动阻力，有效解决制冷剂流量分配不均问题，避免局 部散热不佳影响整机的换热效率。下面将结合说明书附图具体说明本实施方式。实施例1 本实施例所述微通道换热器的构成及各部件之间的连接关系与现有技术相同，本 文中不予赘述。整体结构可参见图1。本例通过改变各扁管的流通面积的方式调整各扁管的流动阻力。具体请参见图2、 图3和图4，分别示出了流通面积不同的三种扁管的横截面示意图。如图所示，相对来说，图 2中所示扁管为小孔径的通流孔，图3中所示扁管为中孔径的通流孔，图4中所示扁管为大 孔径通流孔。不失一般性，下面以图1中所示的六根扁管为例具体说明不同通流孔径扁管的布
置方式。第一扁管1和第二扁管2的流程阻力较小，采用图2中所示的小孔径的扁管。第 三扁管3和第四扁管4的流程阻力较大，采用图3中所示的中孔径的扁管。第五扁管5和 第六扁管6的流程阻力更大，采用图4中所示的大孔径的扁管。这样，可以弥补由于各个流 程中在集液管中流动阻力不同而引起的总阻力差异，达到平衡各流程阻力的发明目的。依此原理，沿集液管的长度方向，可将若干根扁管划分为若干组，每组扁管的通流 孔径由接近集液管的进、出口处至远离集液管的进、出口处呈逐渐增大的趋势变化，从而将 本方案应用于不同的换热器。也就是说，扁管的通流孔径不局限于前述三种孔径，只要与本 方案的设计思想相同均在本申请要求保护的范围内。此外，为确保各流程的流动阻力相同，精确分配流经每个流程的制冷剂流量。优选 地，每根所述扁管的通流孔径由接近集液管的进、出口处至远离集液体管的进、出口处呈逐 渐增大的趋势变化，确保每个流程的制冷剂流量都相同。实施例2 本例也是通过改变各扁管的流通面积的方式调整各扁管的流动阻力。具体请参见 图5、图6和图7，分别示出了宽度不同的三种扁管的横截面示意图。如图所示，相对来说， 图5中所示扁管的宽度较小，图6中所示扁管的宽度较宽，图7中所示扁管的宽度最大。本实施例中不同宽度的扁管的布置原理与实施例1相同。第一扁管1和第二扁管 2的流程阻力较小，采用图5中所示的宽度较小的扁管。第三扁管3和第四扁管4的流程阻 力较大，采用图6中所示的宽度较宽的扁管。第五扁管5和第六扁管6的流程阻力更大，采 用图7中所示的宽度最大的扁管；以弥补由于各个流程中在集液管中流动阻力不同而引起 的总阻力差异。依此原理，沿集液管的长度方向，所述若干根扁管划分为若干组，每组扁管的宽度由接近集液管的进、出口处至远离集液管的进、出口处呈逐渐增大的趋势变化，从而将本方 案应用于不同的换热器。显然，扁管的宽度不局限于前述三种宽度尺寸。此外，为确保各流程的流动阻力相同，精确分配流经每个流程的制冷剂流量。优选 地，每根所述扁管的宽度由接近集液管的进、出口处至远离集液体管的进、出口处呈逐渐增 大的趋势变化，确保每个流程的制冷剂流量都相同。实施例3 本例也是通过改变各扁管的流通面积的方式调整各扁管的流动阻力。具体请参见 图8、图9和图10，分别示出了厚度不同的三种扁管的横截面示意图。如图所示，相对来说， 图8中所示扁管的厚度较小，图9中所示扁管的厚度较宽，图10中所示扁管的厚度最大。本实施例中不同厚度的扁管的布置原理与实施例1、2相同。第一扁管1和第二扁 管2的流程阻力较小，采用图8中所示的厚度较小的扁管。第三扁管3和第四扁管4的流 程阻力较大，采用图9中所示的厚度较宽的扁管。第五扁管5和第六扁管6的流程阻力更 大，采用图10中所示的厚度最大的扁管；以弥补由于各个流程中在集液管中流动阻力不同 而引起的总阻力差异。依此原理，沿集液管的长度方向，所述若干根扁管划分为若干组，每组扁管的厚度 由接近集液管的进、出口处至远离集液管的进、出口处呈逐渐增大的趋势变化，从而将本方 案应用于不同的换热器。显然，扁管的厚度也不局限于前述三种厚度尺寸。此外，为确保各流程的流动阻力相同，精确分配流经每个流程的制冷剂流量。优选 地，每根所述扁管的厚度由接近集液管的进、出口处至远离集液体管的进、出口处呈逐渐增 大的趋势变化，确保每个流程的制冷剂流量都相同。实施例4 请参见图11，本实施例通过改变各扁管的设置密度，调整不同局部区域的制冷剂 流量，而调整各扁管流动阻力。如图所示，接近进口 A和出口 B区域的扁管设置密度较大，即扁管数量较少，显然， 此区域内相邻扁管之间的翅片高度较高；如图中所示的扁管10和扁管20。位于集液管中 部区域的扁管设置密度较小，即扁管数量较多，此区域内相邻扁管之间的翅片高度较低；如 图中所示的扁管30和扁管40。远离进口 A和出口 B区域的扁管设置密度最小，此区域的相 邻扁管之间的翅片高度最低；如图中所示的扁管50和扁管60。依此原理，沿集液管的长度方向，所述若干根扁管划分为若干组，每组扁管中相邻 两根扁管之间的距离由接近集液管的进、出口处至远离集液管的进、出口处呈逐渐减小的 趋势变化。优选地，相邻两根扁管之间的距离由接近集液管的进、出口处至远离集液体管的 进、出口处呈逐渐减小的趋势变化。应当理解，前述四种实施例所采取的技术措施不局限于单独应用，根据实际需要， 可以将前述两种、三种或者四种技术措施组合应用，获得最佳的使用效果。另外，扁管通流 小孔的横截面形状不局限于附图中所示的图例形状，比如，方形孔等。另外，本发明通过调整扁管的流动阻力改变各扁管内制冷剂流量的设计思想同样 适用于管翅式换热器，只要满足使用需要均在本申请要求保护的范围内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
微通道换热器，包括两个集液管，两个集液管的同侧端部分别设置有进口和出口；若干根扁管，沿集液管的长度方向依次设置在两个集液管之间，每个扁管具有若干个通流孔且分别与两个集液管连通；和若干个翅片，设置在相邻扁管之间；其特征在于，扁管流动阻力由接近集液管的进、出口处至远离集液管的进、出口处呈逐渐减小的趋势变化。
2.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，扁管流动阻力的变化具体为扁 管流通面积的变化。
3.根据权利要求2所述的微通道换热器，其特征在于，沿集液管的长度方向，所述若干 根扁管划分为若干组，每组扁管的通流孔径由接近集液管的进、出口处至 远离集液管的进、 出口处呈逐渐增大的趋势变化。
4.根据权利要求2所述的微通道换热器，其特征在于，每根所述扁管的通流孔径由接 近集液管的进、出口处至远离集液体管的进、出口处呈逐渐增大的趋势变化。
5.根据权利要求2所述的微通道换热器，其特征在于，沿集液管的长度方向，所述若干 根扁管划分为若干组，每组扁管的宽度由接近集液管的进、出口处至远离集液管的进、出口 处呈逐渐增大的趋势变化。
6.根据权利要求2所述的微通道换热器，其特征在于，每根所述扁管的宽度由接近集 液管的进、出口处至远离集液体管的进、出口处呈逐渐增大的趋势变化。
7.根据权利要求2所述的微通道换热器，其特征在于，沿集液管的长度方向，所述若干 根扁管划分为若干组，每组扁管的厚度由接近集液管的进、出口处至远离集液管的进、出口 处呈逐渐增大的趋势变化。
8.根据权利要求2所述的微通道换热器，其特征在于，每根所述扁管的厚度由接近集 液管的进、出口处至远离集液体管的进、出口处呈逐渐增大的趋势变化。
9.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，沿集液管的长度方向，所述若干 根扁管划分为若干组，每组扁管中相邻两根扁管之间的距离由接近集液管的进、出口处至 远离集液管的进、出口处呈逐渐减小的趋势变化。
10.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，相邻两根扁管之间的距离由接 近集液管的进、出口处至远离集液体管的进、出口处呈逐渐减小的趋势变化。
全文摘要
本发明公开一种微通道换热器，包括两个集液管、若干根扁管和若干个翅片，其中，所述两个集液管的同侧端部分别设置有制冷剂进口和制冷剂出口；所述若干根扁管沿集液管的长度方向依次设置在两个集液管之间，每个扁管具有若干个通流孔且分别与两个集液管连通；所述若干个翅片设置在相邻扁管之间；所述扁管的流动阻力由接近集液管的进、出口处至远离集液管的进、出口处呈逐渐减小的趋势变化，以平衡各个流程的流动阻力，有效解决制冷剂流量分配不均问题，避免局部散热不佳影响整机的换热效率。优选地，扁管流动阻力的变化具体为扁管流通面积的变化。优选地，通过变化各扁管的设置密度，从而使得不同局部区域的制冷剂流量不同，结构设计合理、可靠。
文档编号F28F1/02GK101858698SQ20091013124
公开日2010年10月13日 申请日期2009年4月10日 优先权日2009年4月10日
发明者刘华钊, 黄宁杰 申请人:三花丹佛斯(杭州)微通道换热器有限公司