用于風(fēng)冷式冷卻器的熱交換器的制造方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明總體涉及熱交換器，并且更具體地，涉及用于風(fēng)冷式冷卻器的多管束熱交換器。
[0002]在常規(guī)空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，制冷電路的冷凝器位于建筑物外部。通常，冷凝器包括冷凝熱交換器和用于使冷卻介質(zhì)(例如，空氣)在冷凝熱交換器上流通的風(fēng)扇?？諝庹{(diào)節(jié)系統(tǒng)還包括具有蒸發(fā)器的室內(nèi)單元，所述蒸發(fā)器用于將來自待調(diào)節(jié)的室內(nèi)空氣的熱能傳遞到流過蒸發(fā)器和風(fēng)扇的制冷劑以便使室內(nèi)空氣以與蒸發(fā)器進(jìn)行熱交換的關(guān)系來流通。
[0003]風(fēng)冷式冷凝器，包括風(fēng)冷式冷卻器和屋頂，常常被用于需要大容量冷卻和供暖的應(yīng)用。因?yàn)橄到y(tǒng)的功能需要較大的冷凝器熱交換器表面，所以冷凝器通常包括多個(gè)冷凝器單元。多個(gè)風(fēng)扇位于每個(gè)單元的冷凝器外殼的頂部上。
[0004]歷史上，冷凝器中的這些熱交換器是圓管和板翅式(RTPF)熱交換器。然而，所有鋁扁平管蛇形翅片熱交換器正在越來越廣泛地用于工業(yè)中，包括供暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)和制冷(HVACR)工業(yè)，這是由于其與常規(guī)RTPF熱交換器相比的緊湊性、熱液壓性能、結(jié)構(gòu)剛性、較輕重量和減少的制冷劑填充量。常用于HVACR應(yīng)用中的扁平管通常具有細(xì)分成多個(gè)并行的流動(dòng)通道的內(nèi)部。此類扁平管在本領(lǐng)域中通常被稱為多通道管、微型通道管或微通道管。
[0005]典型的扁平管蛇形翅片熱交換器包括第一歧管、第二歧管以及由多個(gè)縱向延伸的扁平熱交換管形成的單個(gè)管束，所述多個(gè)縱向延伸的扁平熱交換管以間隔開的并行關(guān)系設(shè)置并且在第一歧管與第二歧管之間延伸。第一歧管，第二歧管和管束組件在熱交換器領(lǐng)域中通常被稱為平板。另外，多個(gè)翅片設(shè)置在相鄰的熱交換器對(duì)之間，以增加在扁平管的外表面上且沿翅片表面流動(dòng)的流體(在HVACR應(yīng)用中通常為空氣)與在扁平管內(nèi)部流動(dòng)的流體(在HVACR應(yīng)用中通常為制冷劑)之間的熱傳遞。此類單管束熱交換器，也被稱為平板式熱交換器，具有純交叉流構(gòu)型。
[0006]雙束扁平管和蛇形翅片熱交換器在本領(lǐng)域中也是已知的。常規(guī)的雙束扁平管和蛇形翅片熱交換器通常是由兩個(gè)常規(guī)的翅片和管板形成，一個(gè)翅片和管板定位在另一個(gè)后方，其中通過外部管道實(shí)現(xiàn)歧管之間的流體連通。然而，以除并行交叉流構(gòu)型之外的其他構(gòu)型連接處于流體流動(dòng)連通的兩個(gè)平板需要復(fù)雜的外部管道和精確的熱交換器平板對(duì)準(zhǔn)。例如，美國專利6，964，296 B2和美國專利申請(qǐng)公布2009/0025914 Al公開了雙束多通道扁平管熱交換器的實(shí)施例。
發(fā)明概要
[0007]—個(gè)實(shí)施例包括一種風(fēng)冷式冷卻器系統(tǒng)，其包括熱交換器，所述熱交換器包括:第一管束，所述第一管束至少包括以隔開的平行關(guān)系縱向延伸的第一扁平管片段和第二扁平管片段；第二管束，所述第二管束至少包括以隔開的平行關(guān)系縱向延伸的第一扁平管片段和第二扁平管片段，所述第二管束設(shè)置在所述第一管束后方，其中所述第二管束的前緣與所述第一管束的后緣間隔開；風(fēng)扇，所述風(fēng)扇形成跨過所述熱交換器的空氣流，所述空氣流在流動(dòng)越過所述第二管束之前流動(dòng)越過所述第一管束，其中制冷劑在所述熱交換器中沿與所述空氣流方向相反的交叉逆流方向流動(dòng)。
[0008]附圖簡(jiǎn)述
[0009]為了進(jìn)一步理解本公開，將參考以下應(yīng)結(jié)合附圖來閱讀的詳細(xì)描述，在附圖中:
[0010]圖1描繪示例性實(shí)施例中的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的蒸汽壓縮循環(huán)；
[0011]圖2描繪示例性實(shí)施例中的多管束扁平管翅片式熱交換器；
[0012]圖3是示出圖2的熱交換器的翅片和一組整體扁平管片段組件的部分剖面?zhèn)日晥D；
[0013]圖4描繪以V形取向安裝的圖2的熱交換器；
[0014]圖5描繪示例性實(shí)施例中的扁平管片段和腹板(web);
[0015]圖6是示例性實(shí)施例中的冷凝器的透視圖；并且
[0016]圖7是示例性實(shí)施例中的冷凝器模塊的部分剖面前視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]現(xiàn)在參照?qǐng)D1，示意性地示出空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的蒸汽壓縮或制冷循環(huán)500。示例性空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括例如分體封裝的冷卻器和屋頂系統(tǒng)。制冷劑R被設(shè)置成流通穿過蒸汽壓縮循環(huán)500，以使得制冷劑R在低的溫度和壓力下蒸發(fā)時(shí)吸收熱并且在較高的溫度和壓力下冷凝時(shí)釋放熱。在這個(gè)循環(huán)500內(nèi)，制冷劑R以如由箭頭指示的逆時(shí)針方向流動(dòng)。壓縮機(jī)512接收來自蒸發(fā)器518的制冷劑蒸汽并且將其壓縮到較高的溫度和壓力下，然后相對(duì)熱的蒸汽行進(jìn)到冷凝器514，在所述冷凝器514中其通過與冷卻介質(zhì)(諸如空氣或水)進(jìn)行熱交換的關(guān)系而被冷卻和冷凝成液態(tài)。液體制冷劑R隨后從冷凝器514行進(jìn)到膨脹裝置516，其中當(dāng)制冷劑R行進(jìn)到蒸發(fā)器518時(shí)其被膨脹成低溫兩相液體/蒸汽狀態(tài)。然后，低壓蒸汽返回到壓縮機(jī)512，在所述壓縮機(jī)512中重復(fù)所述循環(huán)。應(yīng)當(dāng)理解，圖1中描繪的制冷循環(huán)500是HVAC&R系統(tǒng)的簡(jiǎn)單化表示，并且所述示意圖中可包括本領(lǐng)域中已知的許多增強(qiáng)功能和特征。此外，制冷循環(huán)500可在超臨界區(qū)域中進(jìn)行操作，其中高壓制冷劑狀態(tài)高于臨界點(diǎn)并且由單相介質(zhì)表示。
[0018]圖2是示例性實(shí)施例中的多束扁平管翅片式熱交換器、通常指定為10的透視圖。如圖中所描繪的，多束扁平管翅片式熱交換器10包括第一管束100和設(shè)置在第一管束100后方的第二管束200，所述后方是相對(duì)于穿過熱交換器10的空氣流A的下游。第一管束100在本文中也可以被稱為前熱交換器平板100并且第二管束200在本文中也可以被稱為后熱交換器平板200。
[0019]第一管束100包括:第一歧管102 ;與第一歧管102間隔開的第二歧管104 ;以及多個(gè)熱交換管片段106，至少包括以隔開的平行關(guān)系在處于流體連通的第一歧管102與第二歧管104之間縱向延伸并且連接所述第一歧管102和第二歧管104的第一管片段和第二管片段。第二管束200包括:第一歧管202 ;與第一歧管202間隔開的第二歧管204 ;以及多個(gè)熱交換管片段206，至少包括以隔開的平行關(guān)系在處于流體連通的第一歧管202與第二歧管204之間縱向延伸并且連接所述第一歧管202和第二歧管204的第一管片段和第二管片段。設(shè)置在雙束熱交換器10的任一側(cè)處的每一組歧管102、202和104、204可包括單獨(dú)的成對(duì)歧管，可包括在整體一件式折疊歧管組件內(nèi)的單獨(dú)腔室，或可包括在整體制造的(例如，擠出的、拉制的、乳制的和焊接的)歧管組件內(nèi)的單獨(dú)腔室。每個(gè)管束100、200還可包括在其第一歧管與第二歧管之間、在管束的頂部和管束的底部處延伸的防護(hù)件或“虛設(shè)”管(未示出)。這些“虛設(shè)”管并不運(yùn)送制冷劑流，而是添加用于管束的支撐件并且保護(hù)最上方和最下方的翅片。
[0020]現(xiàn)在參照?qǐng)D3，熱交換管片段106、206各自包括具有前緣108、208，后緣110、210，上表面112、212和下表面114、214的扁平熱交換管。每個(gè)熱交換管片段106、206的前緣108、208相對(duì)于穿過熱交換器10的空氣流是在其相應(yīng)后緣110、210的上游。在圖3所描繪的實(shí)施例中，扁平管片段106、206的相應(yīng)前沿部分和后沿部分被弄圓，從而提供鈍的前緣108、208和后緣110、210。然而，應(yīng)當(dāng)理解，扁平管片段106、206的相應(yīng)前沿部分和后沿可以其他構(gòu)型形成。
[0021]第一管束100和第二管束200的熱交換管片段106、206中的每一個(gè)的內(nèi)部流動(dòng)通路可分別由內(nèi)壁分成多個(gè)離散流動(dòng)通道120、220，所述多個(gè)離散流動(dòng)通道120、220從管的入口端到管的出口端縱向延伸管的長度并且建立第一管束100和第二管束200的相應(yīng)集管之間的流體連通。在圖3描繪的多通道熱交換管片段106、206的實(shí)施例中，第二管束200的熱交換管片段206具有比第一管束100的熱交換管片段106更大的寬度。此外，與由熱交換管片段106的內(nèi)部流動(dòng)通路分成的離散流動(dòng)通道120的數(shù)量相比，較寬的熱交換管片段206的內(nèi)部流動(dòng)通路可被分成更大數(shù)量的離散流動(dòng)通道220。流動(dòng)通道120、22