微通道换热器和热泵系统的制作方法

本申请涉及空气调节技术领域，具体涉及一种微通道换热器和热泵系统。

背景技术：

随着空调换热技术的不断发展，微通道换热器以其结构紧凑、重量轻、成本低、换热效率高和耐压能力强等优点成为换热器发展的主要方向之一。但是微通道换热器的发展一方面受制于扁管微通道迎风面和背风面换热不均匀问题，另一方面，当微通道换热器在热泵系统中作为蒸发器时，表面生成的冷凝水不容易排出，结构紧凑的特点会导致冷凝水集聚在扁管和翅片之间形成水桥，不仅阻碍了空气的流通降低换热效率，更容易在换热器表面形成结霜和结冰的情况，进一步降低了换热效率。即便扁管采用竖直安装或对翅片进行不断优化也很难完全解决结霜的问题，这也正是微通道换热器一般不应用于热泵系统中的主要原因。

因此，如何将换热器上的冷凝水迅速排走是解决微通道应用于热泵系统的关键技术问题。

技术实现要素：

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种微通道换热器和热泵系统，能够破坏扁管和翅片之间的水桥，使冷凝水迅速排走，增大空气的流通率，提高换热效率。

为了解决上述问题，本申请提供一种微通道换热器，包括第一集流管、第二集流管、转动连接组件和扁管，扁管的第一端与第一集流管连通，扁管的第二端与第二集流管连通，扁管的第一端能够通过转动连接组件与第一集流管之间转动连接，扁管的第二端能够通过转动连接组件与第二集流管之间转动连接。

优选地，微通道换热器还包括驱动机构，驱动机构与扁管驱动连接，驱动扁管绕转动连接组件的转动轴线转动。

优选地，转动连接组件包括转接件和连接件，转接件安装在第一集流管和第二集流管上，连接件与转接件能够转动地密封连接，扁管的两端分别安装在连接件上，扁管通过连接件、转接件与第一集流管和第二集流管连通。

优选地，连接件为分液器，分液器包括连接部和分液部，连接部与转接件转动连接，分液部包括至少两个分液腔，分液部朝向扁管的一侧开设有安装槽，每个分液腔对应设置有至少一个安装槽，扁管一一对应地安装在安装槽内，扁管与分液腔连通。

优选地，分液部截面为圆形，安装槽沿分液部的周向均匀间隔设置，安装槽沿分液部的径向延伸。

优选地，安装槽与分液腔一一对应设置。

优选地，连接部包括过流通道，分液部包括壳体和盖体，壳体包括内环和外环，内环与过流通道连通，内环与外环之间的环形腔内设置有隔板，隔板将环形腔分隔成多个分液腔，分液腔与内环的内腔连通，盖体盖设在壳体上，并封闭内环的端部开口，安装槽开设在盖体上。

优选地，内环与连接部的连接位置处设置有第一分液孔，内环的内腔通过第一分液孔与过流通道连通，内环的周壁上开设有第二分液孔，第二分液孔与分液腔一一对应，分液腔通过第二分液孔与内腔连通。

优选地，隔板两两为一组，位于同一组的两个隔板间隔设置，且在两个隔板之间形成分液腔，两个隔板之间的间隔等于或大于扁管的厚度，扁管伸入分液腔内，盖体与隔板之间密封配合。

优选地，扁管距离壳体的底面最小间距大于第二分液孔与壳体的底面之间的最大间距。

优选地，转接件与连接部套接，连接部的套管内壁上包括有环形凸起，转接件的内周壁上设置有环形凹槽，环形凸起卡入环形凹槽内，形成转动密封连接。

优选地，转接件的安装端具有弧形槽，弧形槽与第一集流管或第二集流管的外表面相适配，转接件通过弧形槽与第一集流管或者第二集流管焊接固定。

优选地，位于同一分液器上的相邻扁管之间设置有翅片。

优选地，位于扁管同一端的连接件上设置有从动齿轮，驱动机构通过传动件与从动齿轮驱动连接，驱动扁管转动。

优选地，传动件为传动链条，传动链条与各从动齿轮啮合，驱动机构的输出端设置有驱动齿轮，驱动齿轮与传动链条啮合传动。

优选地，第一集流管中间设置有隔片，隔片将第一集流管分为进液部和出液部，进液部连接有进管组件，出液部连接有出管组件。

根据本申请的另一方面，提供了一种热泵系统，包括微通道换热器，该微通道换热器为上述的微通道换热器。

本申请提供的微通道换热器，包括第一集流管、第二集流管、转动连接组件和扁管，扁管的第一端与第一集流管连通，扁管的第二端与第二集流管连通，扁管的第一端能够通过转动连接组件与第一集流管之间转动连接，扁管的第二端能够通过转动连接组件与第二集流管之间转动连接。本申请的微通道换热器，由于扁管与集流管之间通过转动连接组件转动连接，因此使得扁管能够相对于集流管转动，在工作过程中，当微通道换热器作为蒸发器使用时，可以通过控制扁管转动形成的离心作用以及冷凝水自身的重力作用破坏扁管和翅片之间的水桥，使冷凝水迅速排走，增大空气的流通率，提高换热效率，可以解决换热器表面结霜和结冰的问题，实现连续制热，提高制热时房间的舒适性。此外，由于扁管在微通道换热器工作过程中可以转动，因此能够使得扁管的迎风面和背风面不断交替，从而能够有效解决换热不均匀的问题，进一步提高换热效率。

附图说明

图1为本申请实施例的微通道换热器的分解结构图；

图2为本申请实施例的微通道换热器的立体结构图；

图3为本申请实施例的微通道换热器的连接件与转接件的分解结构图；

图4为本申请实施例的微通道换热器的转接件的结构图；

图5为本申请实施例的微通道换热器的分液器的分解结构图；

图6为本申请实施例的微通道换热器的分液器的内部结构图；

图7为本申请实施例的微通道换热器的分液器的立体剖视结构图；

图8为本申请实施例的微通道换热器的分液器的剖视图。

附图标记表示为：

1、第一集流管；2、第二集流管；3、扁管；4、驱动机构；5、转接件；6、分液器；7、连接部；8、分液腔；9、安装槽；10、壳体；11、盖体；12、内环；13、外环；14、隔板；15、第一分液孔；16、第二分液孔；17、环形凹槽；18、环形凸起；19、从动齿轮；20、传动链条；21、驱动齿轮；22、进管组件；23、出管组件；24、隔片；25、安装架。

具体实施方式

结合参见图1至图8所示，根据本申请的实施例，微通道换热器包括第一集流管1、第二集流管2、转动连接组件和扁管3，扁管3的第一端与第一集流管1连通，扁管3的第二端与第二集流管2连通，扁管3的第一端能够通过转动连接组件与第一集流管1之间转动连接，扁管3的第二端能够通过转动连接组件与第二集流管2之间转动连接。

本申请的微通道换热器，由于扁管3与集流管之间通过转动连接组件转动连接，因此使得扁管3能够相对于集流管转动，在工作过程中，当微通道换热器作为蒸发器使用时，可以通过控制扁管3转动形成的离心作用以及冷凝水自身的重力作用破坏扁管3和翅片之间的水桥，使冷凝水迅速排走，增大空气的流通率，提高换热效率，可以解决换热器表面结霜和结冰的问题，实现连续制热，提高制热时房间的舒适性。此外，由于扁管3在微通道换热器工作过程中可以转动，因此能够使得扁管3的迎风面和背风面不断交替，从而能够有效解决换热不均匀的问题，进一步提高换热效率。

在微通道换热器工作过程中，可以由人工根据需要进行干预，对扁管3进行翻转，调整扁管3的转动位置，改变扁管3的迎风面和背风面，避免扁管3的换热不均导致的表面结霜的问题，同时还能够及时调整扁管3的翻转状态，使得扁管3上的冷凝水能够及时排走。扁管3的转动也可以由驱动机构驱动，并由控制器进行控制，从而实现对扁管3转动控制的自动化。

在本实施例中，微通道换热器还包括驱动机构4，驱动机构4与扁管3驱动连接，驱动扁管3绕转动连接组件的转动轴线转动。由于扁管3为多个，因此，如果需要驱动扁管3转动，可以采用一个扁管3配置一个驱动机构的方式进行扁管3的转动驱动，也可以采用一组扁管3配置一个驱动机构的方式进行扁管3的转动驱动，还可以将所有的扁管3通过传动机构与一个驱动机构进行驱动连接，利用一个驱动机构实现对所有的扁管3的同步转动控制。

在本实施例中，转动连接组件包括转接件5和连接件，转接件5安装在第一集流管1和第二集流管2上，连接件与转接件5能够转动地密封连接，扁管3的两端分别安装在连接件上，扁管3通过连接件、转接件5与第一集流管1和第二集流管2连通。由于扁管3本身截面为类似矩形的结构，因此，如果直接将扁管3与集流管进行连接，想要实现扁管3与集流管之间的转动连接十分困难，因此，本申请中增加了转动连接组件，来作为扁管3与集流管之间转动连接的中间转换结构，可以方便实现扁管3与集流管之间的转动连接。本实施例中的转动连接组件分成两个部分，即转接件5和连接件，其中转接件5固定设置在集流管上，连接件与扁管3之间固定连接，这样一来，就可以将转接件5与集流管配合的一端配置为与集流管相适配的结构，将连接件与扁管3相连的一端配置为与扁管3相适配的结构，在转接件5与连接件的连接位置处形成转动连接结构，相当于将转动连接组件分成了两个部分，从而将实现固定连接和实现转动连接的部分进行了分解，简化了各自的结构，能够方便实现转动连接功能。

为了方便实现连接和转动连接，转接件5的一端为与集流管的外表面相适配的结构，另一端为套管结构，连接件的一端设置有扁管槽，扁管3安装在扁管槽内，连接件的另一端为套管结构，转接件5的套管结构与连接件的套管结构密封套接，从而实现转动密封连接。

在本实施例中，连接件为分液器6，分液器6包括连接部7和分液部，连接部7与转接件5转动连接，分液部包括至少两个分液腔8，分液部朝向扁管3的一侧开设有安装槽9，每个分液腔8对应设置有至少一个安装槽9，扁管3一一对应地安装在安装槽9内，扁管3与分液腔8连通。本实施例中，分液部包括至少两个分液腔，分液腔之间相互间隔开，而每个分液腔对应有至少一个扁管3，因此在每个分液部上均可以设置多个扁管3，从而能够增大扁管3的数量，加大换热面积，提高换热效率。

分液部截面为圆形，安装槽9沿分液部的周向均匀间隔设置，安装槽9沿分液部的径向延伸，可以使得扁管3沿着分液部的周向均匀分布，从而提高分液效率和分液效果。

在本实施例中，安装槽9与分液腔8一一对应设置，从而使得扁管3与分液腔8一一对应，使得分液完全通过分液器6进行，可以更进一步提高分液效率，提高分液均匀性。由于每个分液部对应多个扁管3，因此可以利用分液部的分液腔8对进入到各扁管3内的冷媒进行分液，提高冷媒在各个扁管3内的均匀性，进而提高扁管3的换热均匀性。

连接部7包括过流通道，分液部包括壳体10和盖体11，壳体10包括内环12和外环13，内环12与过流通道连通，内环12与外环13之间的环形腔内设置有隔板14，隔板14将环形腔分隔成多个分液腔8，分液腔8与内环12的内腔连通，盖体11盖设在壳体10上，并封闭内环12的端部开口，安装槽9开设在盖体11上。

冷媒到达连接部7时，通过过流通道进入到连接部7内，然后到达内环12，并从内环12侧壁上的分液孔进入到各分液腔8内进行分液，然后从各分液腔8进入到相应的扁管3内进行换热。盖体11与壳体10分体设置，之后固定连接在一起，可以方便进行壳体10内的分液结构的加工，能够降低加工难度。此外，通过在盖体11上加工安装槽9，可以利用安装槽9对扁管3进行安装定位，提高扁管3的安装效率。

在本实施例中，分液器的壳体10顶部端面与盖体11的内底部端面通过毛细焊接连接，壳体10的外环壁和盖体11焊接，在分液器内部形成四个密封空间进行分液，四个密封空间即为上述的分液腔8。

本实施例中，分液腔8为四个，且沿分液器的周向均匀分布，每个分液器所对应的扁管3也为四个，对应于分液腔8设置，且沿分液器的周向均匀分布，相邻的两个扁管3之间相互垂直，位于同一分液器上的各扁管3在分液器的中心位置处间隔设置，从而能够形成气流流动通道，方便气流能够顺利从迎风侧到达背风侧，提高气流与扁管3之间的换热效率。本实施例中位于同一分液器上的四个扁管3为一组，每一组扁管3进行单独分流设计，从而能够提高扁管3分流的均匀性，进而提高换热器的换热效率，本实施方式每个分液器对应的扁管3不限于四个，也可以为两个、三个或者其他个数。

内环12与连接部7的连接位置处设置有第一分液孔15，内环12的内腔通过第一分液孔15与过流通道连通，内环12的周壁上开设有第二分液孔16，第二分液孔16与分液腔8一一对应，分液腔8通过第二分液孔16与内腔连通。第一分液孔15位于壳体10与连接部7的连接位置处，第一分液孔15为多个，并且沿着内环12的周向均匀分布，在本实施例中，第一分液孔15的形状为扇形。冷媒从过流通道进入到连接部7之后，经第一分液孔15的第一次分液，进入到内环12的内腔，然后经内环12侧壁上的第二分液孔16进行二次分液之后，进入分液腔8内，之后从分液腔8进入到扁管3进行换热。

在本实施例中，隔板14两两为一组，位于同一组的两个隔板14间隔设置，且在两个隔板14之间形成分液腔8，两个隔板14之间的间隔等于或大于扁管3的厚度，扁管3伸入分液腔8内，盖体11与隔板14之间密封配合。本实施例中，利用隔板14间隔出分液腔8，并使得分液腔8的厚度与扁管3的厚度相匹配，使得分液腔8内的冷媒能够完全进入到对应的扁管3内，减小了分液腔8的无用容积，提高了冷媒的流动效率，提高了冷媒利用率。

扁管3距离壳体10的底面最小间距大于第二分液孔16与壳体10的底面之间的最大间距，从而使得冷媒能够顺利流入及流出分液腔8。在本实施例中，其中第一分液孔15的轴向高度为l1，第二分液孔16的轴向高度为l2，分液腔8的轴向高度为h，其中l1的大小可以根据分液要求进行设置，或者根据壳体10的厚度进行设置，l2＜h，从而使得分液腔8预留有一定的高度，可以使得扁管3伸入到分液腔8内，与分液器之间实现良好的密封连接。理论上而言，由于分液腔8的厚度与扁管3的厚度相匹配，因此厚度会受到扁管3的制约，此种情况下，第二分液孔16的过流面积主要受到l2的影响，l2的高度越小，第二分液孔16的面积越小，对于冷媒可以产生一定的喷射作用，从而提高冷媒的流动效果，同时可以利用冷媒的喷射作用，使得冷媒在扁管3内的分布和流动更加均匀，进一步提高扁管3的换热效率。

从第一集流管1出来的冷媒通过转接件5，从位于扁管3第一端的分液器的连接部7进入，经过第一分液孔15初步分液之后，再进入位于分液器的壳体内环壁的第二分液孔16进行再次分液，之后分别进入四个分液腔8，最后通过分液腔8进入扁管3的微通道中进行换热，换热之后，冷媒再通过分液器汇总进入转接件5及第二第一集流管1内。

转接件5与连接部7套接，连接部7的套管内壁上包括有环形凸起18，转接件5的外周壁上设置有环形凹槽17，环形凸起18卡入环形凹槽17内，形成转动密封连接。在分液器的连接部7的内部设置有环形凸起18，在转接件5的顶部设置有密封圈，此密封圈与转接件5一体加工而成，并且在密封圈上用橡胶涂层覆盖，以加强密封效果。在转接件5上靠近密封圈的位置设置有环形凹槽17。在装配时，转接件5插入连接部7之后，再向后稍微拉出，使得密封圈卡在环形凸起18的端部而不能继续拉出，同时，环形凸起18嵌入到环形凹槽17中。在齿轮带动分液器旋转时，环形凸起18在环形凹槽17中实现360°旋转，同时实现对冷媒的密封作用。

转接件5的安装端具有弧形槽，弧形槽与第一集流管1或第二集流管2的外表面相适配，转接件5通过弧形槽与第一集流管1或者第二集流管2焊接固定。本实施例中的转接件5与集流管之间通过毛细焊接连接。

位于同一分液器6上的相邻扁管3之间设置有翅片。翅片可以为各种结构形式，以进一步提高微通道换热器的换热性能。在本实施例中，相邻的扁管3之间的夹角为90°，扁管3与扁管3之间的翅片可以呈90°扇形，且均匀焊接在相邻的两个扁管3之间。

位于扁管同一端的连接件上设置有从动齿轮19，驱动机构4通过传动件与从动齿轮19驱动连接，驱动扁管3转动。

传动件为传动链条20，传动链条20与各从动齿轮19啮合，驱动机构4的输出端设置有驱动齿轮21，驱动齿轮21与传动链条20啮合传动。本实施例中的传动链条20的一侧与各从动齿轮19啮合传动，另一侧在驱动机构4的作用下远离各从动齿轮19，从而实现单侧驱动传动。驱动机构4也可以设置在微通道换热器的下方或者上方，使得传动链条20与从动齿轮19位于微通道换热器两侧的齿均与传动链条20形成啮合关系。传动件也可以为其他传动结构，例如传动带，此时在连接件上需要设置传动轮与传动带实现传动配合。在其他的实施例中，还可以利用齿轮齿条传动机构实现传动配合。

结合参见图2所示，本实施例中的从动齿轮19焊接固定在分液器的连接部7上，驱动齿轮21在驱动电机的带动下，再通过传动链条20带动扁管3上的从动齿轮19转动，竖直方向排列的八组扁管3上的从动齿轮19的齿有序嵌入到传动链条20的齿孔中，在传动链条20的传动下，八组扁管3逆时针或顺时针同时同速转动，从而产生旋转风，实现自风换热，在原换热方式吸风或吹风方式的基础上，进一步增大了换热器表面风速，同时，迎风面扁管和背风面扁管不断交换位置，使换热更加均匀，因此可以极大地提高制冷/制热时的换热性能，并且在制热时由于扁管3不断倒置，冷凝水更容易排出，使得扁管3表面不易于形成霜，有利于实现连续制热，提高制热舒适性。

第一集流管1中间设置有隔片24，隔片24将第一集流管1分为进液部和出液部，进液部连接有进管组件22，出液部连接有出管组件23。

微通道换热器还包括安装架25，安装架25与第一集流管1和第二集流管2固定连接，用于将微通道换热器安装在其他结构上，实现微通道换热器的固定安装。

以制冷运行为例(制热时冷媒逆向流动)，冷媒从进管组件22进入，经过转接件5进入第一集流管1，再通过转接件5进入分液器的壳体10和盖体11形成的分流区进行分流，本实施案例中分液器将冷媒分成四路，分别进入四个扁管3中，在扁管3中进行换热和冷凝之后，再由壳体10和盖体11通过转接件5将冷媒引入到第二集流管2中，完成第一流程的换热，之后冷媒从第二集流管2经过下部的扁管3进行换热之后流回第一集流管1中，完成第二流程的换热，最后从出管组件23中流出。在本实施案例中第一换热流程由五组扁管3组成，第二换热流程由三组扁管3组成，在第一集流管1中通过隔片24分割成两个独立的区间。

根据本申请的实施例，热泵系统包括微通道换热器，该微通道换热器为上述的微通道换热器。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。