本發(fā)明涉及熱交換技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微通道換熱器。

背景技術(shù)：

微通道換熱器在制冷領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用。微通道換熱器主要包括集流管、扁管和翅片，其中集流管用于將換熱介質(zhì)導(dǎo)向流入每個(gè)扁管，扁管主要用于換熱介質(zhì)的流通和換熱，翅片通過焊接和扁管連接，通過氣體流動(dòng)實(shí)現(xiàn)扁管內(nèi)的換熱介質(zhì)的換熱功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

微通道換熱器在系統(tǒng)中一般要配合風(fēng)機(jī)帶動(dòng)氣流流動(dòng)進(jìn)行換熱，氣體的流動(dòng)主要由軸流式風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)氣體從微通道換熱器的氣側(cè)通過，請參圖1所示，風(fēng)機(jī)10與換熱器相對設(shè)置，圖2是運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的風(fēng)場仿真圖，從中可以看出風(fēng)機(jī)基座對應(yīng)的換熱器部分存在風(fēng)場的盲區(qū)，換熱器的中間部分，即對應(yīng)的風(fēng)機(jī)基座部分的風(fēng)速較小，換熱器的換熱面積不能有效利用。

本發(fā)明正是為了解決上述問題而提出的，其目的在于，提供一種環(huán)形換熱器。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種微通道換熱器，包括：第一集流管、第二集流管、設(shè)于第一和第二集流管之間的多個(gè)扁管及設(shè)于相鄰扁管之間的翅片；所述微通道換熱器的中部包括一個(gè)大致封閉或非封閉的孔部，所述孔部沒有設(shè)置扁管與翅片；每個(gè)所述扁管具有面積較大的兩相對承載表面，所述扁管包括至少一個(gè)非直線段，該非直線段的彎折方向?yàn)槌蛩銎渲幸粋€(gè)承載表面一側(cè)彎折；所述翅片兩側(cè)具有相對的峰部，所述翅片分別設(shè)于相鄰所述扁管之間，翅片隨扁管同向延伸，所述翅片的兩峰部分別與相鄰扁管相對的兩承載表面相接；每一扁管均具有至少一個(gè)內(nèi)部通道，所述內(nèi)部通道沿所述扁管的長 度方向延伸；所述第一集流管內(nèi)具有至少兩個(gè)互相隔絕的腔體，即第一腔和第二腔，所述第一腔相對第二腔離換熱器中心更近，所述第一集流管的腔中至少有一腔設(shè)置有用于外接的第一接口；所述第二集流管內(nèi)具有至少一個(gè)腔體，即第三腔；所述第一集流管的除設(shè)置第一接口之外的其他腔或者第二集流管設(shè)置有第二接口；所述扁管至少包括兩組，即第一管組和第二管組，第一管組的一端連通所述第一腔，另一端連通所述第三腔，第二管組的一端連通所述第三腔，另一端連通所述第二腔。

所述第一管組的扁管數(shù)量小于等于其他各管組的扁管數(shù)量。

所述扁管包括兩端的平直段與主體部，所述非直線段設(shè)置在所述主體部，所述非直線段為折彎段或弧段，主體部的相鄰所述扁管的兩個(gè)表面之間設(shè)置有所述翅片；同一翅片的兩端的峰部連接的兩個(gè)扁管，沿所述長度方向的不同位置其主體部之間的間距大致相等。

所述第一集流管管與第二集流管大致為中空結(jié)構(gòu)，沿所述第一集流管、第二集流管的軸向設(shè)置有多個(gè)與扁管的端部配合的孔，所述第一集流管的孔之間大致平行設(shè)置，所述第二集流管的孔之間大致平行設(shè)置。

所述微通道換熱器大致為環(huán)狀結(jié)構(gòu)或包括環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述第一集流管與第二集流管大致平行設(shè)置，所述第一集流管與扁管的配合的孔與所述第一集流管的軸線大致垂直設(shè)置，所述第二集流管與扁管的配合的孔與所述第二集流管的軸線大致垂直設(shè)置。

所述微通道換熱器與同一翅片連接的兩根扁管中，所述翅片靠近外側(cè)的扁管的內(nèi)環(huán)面或承載表面的峰部之間的間距(L2)的平均值大于其靠近內(nèi)側(cè)的扁管的外環(huán)面或承載表面的峰部之間的間距(L1)的平均值；從所述微通道換熱器的中心向外，所述扁管的內(nèi)部通道的長度遞增。

從所述微通道換熱器中心向外，所述扁管的內(nèi)部通道的總通流面積逐步增加，相對位于外部的扁管的內(nèi)部通道的總通流面積大于等于相對位于內(nèi)部的扁管的內(nèi)部通道的總通流面積。

所述微通道換熱器還包括內(nèi)邊板與外邊板，內(nèi)邊板、外邊板與所述扁 管同向延伸，所述內(nèi)邊板與位于其相對外側(cè)且相鄰的扁管之間設(shè)置有翅片，所述外邊板與與位于其相對內(nèi)側(cè)且與其相鄰的扁管之間設(shè)置有翅片，所述第一集流管與第二集流管還分別包括兩個(gè)端蓋，所述第一集流管、第二集流管、扁管、翅片、內(nèi)邊板、外邊板之間均通過焊接固定設(shè)置。

不同的扁管的通流面積與其長度之比大致相同。

不同的所述翅片的密度，即單位長度內(nèi)的翅片峰數(shù)，從換熱器的中心向外圍逐漸變大。

所述第二集流管具有至少兩個(gè)互相隔絕的腔體，即第三腔和第四腔，所述第三腔相對第四腔離換熱器中心更近；所述扁管至少包括三組，即第一管組、第二管組和第三管組，第一管組的一端連通所述第一腔，另一端連通所述第三腔，第二管組的一端連通所述第三腔，另一端連通所述第二腔，第三管組的一端連通所述第二腔，另一端連通所述第四腔；第二管組位于所述第一管組與第三管組之間；所述第一腔及所述第四腔中至少其中一個(gè)具有用于外接的第一接口。

本發(fā)明換熱器的環(huán)形或環(huán)狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在與軸流式風(fēng)機(jī)配合使用時(shí)，中部留出空間和風(fēng)機(jī)的基座相對應(yīng)設(shè)置，避開了風(fēng)場的盲區(qū)，換熱器的換熱面積能夠很好的被利用，節(jié)省了換熱器的材料，同時(shí)集流管也會(huì)相對較短，進(jìn)一步省材，降低成本。

附圖說明

下面以微通道換熱器為示例進(jìn)行說明，附圖只是進(jìn)行了示意，而不能視作對發(fā)明實(shí)施例的限制。

圖1為目前所知的矩形微通道換熱器與軸流式風(fēng)機(jī)在系統(tǒng)中的相對設(shè)置示意圖。

圖2為軸流式風(fēng)機(jī)在矩形微通道換熱器表面的風(fēng)場仿真示意圖。

圖3為微通道換熱器一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3的主視示意圖，圖中省略翅片，且集流管處做局部剖。

圖5為圖2所示微通道換熱器的第一集流管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為圖2所示微通道換熱器的第二集流管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為圖2所示微通道換熱器的扁管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為圖2所示微通道換熱器的主視示意圖。

圖9為扁管內(nèi)部通道通流面積遞增的三種設(shè)計(jì)方案。

圖10為一種環(huán)形微通道換熱器，其翅片密度由內(nèi)而外遞增。

圖11為單層三流程微通道換熱器的一種結(jié)構(gòu)示意圖，圖中省略翅片。

圖12為單層兩流程微通道換熱器的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行具體說明，請參照圖3-圖12。

如圖3、4所示，以單層兩流程微通道換熱器為例，圖4中箭頭示意制冷劑流向，微通道換熱器包括第一集流管20、第二集流管30、若干扁管40、若干翅片50，微通道換熱器的中部區(qū)域沒有設(shè)置扁管與翅片，而形成一個(gè)大致閉環(huán)或不閉環(huán)的孔部63。扁管40的兩端分別插入第一集流管20與第二集流管30對應(yīng)的孔并通過焊接與第一集流管20、第二集流管30固定，第一集流管20與第二集流管30平行且毗鄰設(shè)置，扁管40的兩端分別連通第一集流管20與第二集流管30，翅片50設(shè)置于相鄰的扁管40之間，另外換熱器還設(shè)置有位于內(nèi)外兩邊的邊板61,62，扁管與邊板之間也設(shè)置有翅片。

如圖5所示，第一集流管20包括第一集流管管體21及其兩端的第一端蓋22、第一接管座23、第一接管24，第二接管座33、第二接管34，第一接管24通過第一接管座23與第一集流管管體21連接固定并連通，第一接管24所在的接口作為換熱器與系統(tǒng)連接的第一接口，第二接管34通過第一接管座33與第一集流管管體21連接固定并連通。第一集流管管體21為中空結(jié)構(gòu)，沿第一集流管管體21軸向設(shè)置有多個(gè)供扁管40的端部插入的孔211，扁管40的一端伸入孔211并通過焊接固定，第一集流管20兩端分別固定連接第一端蓋22，使第一集流管20內(nèi)形成相對封閉的腔體。如圖6所示，第二集流管30包括第二集流管管體31及其兩端的第二端蓋 32。第二集流管管體31也為中空結(jié)構(gòu)，上面設(shè)置有多個(gè)供扁管40的端部插入的孔311，扁管40的另一端伸入孔311并通過焊接固定，第二集流管管體31的兩端分別固定連接第二端蓋32，使第二集流管30內(nèi)形成相對封閉的腔體。

第一接管座23與第二接管座33與第一集流管管體21的側(cè)壁固定設(shè)置，在第一集流管管體21設(shè)置有隔板槽，隔板100插入隔板槽并通過焊接固定，通過隔板100的設(shè)置，將第一集流管20的內(nèi)腔分為兩個(gè)相互隔絕的腔體，即第一集流腔25和第二集流腔26，第一接管33、第二接管34分別與所述第一集流腔25和第二集流腔26連通。通過隔板100的設(shè)置，扁管40被分為兩組，即第一管組40a和第二管組40b，第一管組40a的一端與第一集流腔25連通，另一端則插入第二集流管管體31的孔而與第二集流管的內(nèi)腔連通；第二管組40b的一端與第二集流腔26連通，另一端插入第二集流管管體31的孔與第二集流管的內(nèi)腔連通。這樣，該微通道換熱器具有兩個(gè)流程，制冷劑從第一接管進(jìn)入到第一集流腔25，再通過第一管組40a到第二集流管30的腔體，此為第一個(gè)流程；第二集流管30的腔體是連通的，制冷劑從第二集流管30再進(jìn)入第二管組40b，流到第二集流腔26，最后從第二接管流出，此為第二個(gè)流程。第一管組40a與第二管組40b的扁管數(shù)可以設(shè)置為相同，也可以設(shè)置成不同。由于內(nèi)側(cè)扁管比較短同時(shí)風(fēng)速相對較低，換熱系數(shù)較低氣態(tài)制冷劑換熱主要集中在內(nèi)側(cè)扁管內(nèi)，中部和外側(cè)風(fēng)速比較大，所以，在第一流程相對靠近內(nèi)側(cè)設(shè)置的情況下，在扁管數(shù)的設(shè)置上，可優(yōu)化為第一管組40a的扁管數(shù)少于第二管組40b的扁管數(shù)，圖中的配比只是示例，其可以是根據(jù)換熱面積、風(fēng)速、制冷劑系數(shù)等優(yōu)化出的一個(gè)管組的配比，而不是拘泥于圖示。這樣的流程設(shè)置能夠使換熱器的流程更優(yōu)化，微通道換熱器的換熱面積得到更合理利用，性能進(jìn)一步得到提高。其中第二集流管30的腔體作為聯(lián)接腔之用。另外，兩個(gè)流程可以根據(jù)系統(tǒng)需要調(diào)整，使第一流程相對靠近外側(cè)，而使第二流程相對靠近內(nèi)側(cè)，或者說使制冷劑流動(dòng)方向與圖4所示的反向流動(dòng)

扁管40在成形前為縱向延伸的扁平狀結(jié)構(gòu)，其具有面積較大的兩相對承載表面，所述扁管大體呈弧形延伸，該弧形的彎折方向?yàn)槌蛩銎渲幸粋€(gè)承載表面一側(cè)彎折，扁管40成形后包括兩端的平直段42及環(huán)狀的主體段41，環(huán)狀的主體段41包括內(nèi)環(huán)面411、外環(huán)面411’、面積較小的側(cè)表面412，扁管40內(nèi)具有內(nèi)部通道，內(nèi)部通道沿扁管40的長度方向延伸，扁管40兩端分別為一個(gè)平直段42，平直段42的端部插入第一集流管20與第二集流管30從而連通第一集流管20與第二集流管30。

第一集流管管體21側(cè)壁上設(shè)置的多個(gè)孔211沿第一集流管管體21的軸向排列。第二集流管管體31側(cè)壁上設(shè)置的多個(gè)孔311沿第二集流管管體31的軸向排列。這些扁管40大致成同心環(huán)狀設(shè)置，扁管40之間大致互相平行，這樣，當(dāng)?shù)谝患鞴?0與第二集流管30并排在一起，側(cè)壁大致貼合或貼近時(shí)，多條扁管40與并排在一起的第一集流管20、第二集流管30共同構(gòu)成一個(gè)大致完整的環(huán)形幅面。

由于在管壁上開孔，徑向孔比斜向孔加工更方便，成本低，故第一集流管管體21與第二集流管管體31側(cè)壁上的孔都開在徑向上，孔之間平行設(shè)置。扁管40包括主體段41及位于主體段兩端的平直段42，如圖7所示，主體段41呈弧形延伸，平直段42呈直線形延伸，兩端的平直段42的至少一部分分別插入第一集流管管體21和第二集流管管體31的孔中，平直段42與集流管管體中心軸大致垂直，即便在組裝扁管時(shí)，直插比斜插也更加方便快速。

相鄰的扁管40之間設(shè)置有翅片，具體地，位于相對外側(cè)的扁管的主體部41a的內(nèi)環(huán)面411與位于其內(nèi)側(cè)相鄰的扁管的主體部41b的外環(huán)面411’之間設(shè)置有翅片50，翅片的主體大致呈三角形或波浪形，這組翅片靠近外側(cè)的扁管的主體部41a的內(nèi)環(huán)面411的頂端部或者說峰部之間的間距L2的平均值大于其靠近內(nèi)側(cè)的扁管的主體部41b的外環(huán)面411’的端部或峰部之間的間距L1的平均值。假設(shè)集流管外徑為d，壁厚為t，扁管40任一端的平直段42的縱向長度為s，則s≥(1/3～1/2)d；假設(shè)扁管平直段42插 入開口內(nèi)部分的深度為h，則t＜h≤(1/3～1/2)d。

扁管40的主體段41為C形，第一集流管20與第二集流管30并排大致貼合在一起，構(gòu)成大致圓環(huán)形換熱器。

扁管40內(nèi)具有多個(gè)內(nèi)部通道，由于不同扁管40內(nèi)部通道的長度不同，從換熱器中心向外通道長度遞增，在通道大小流量相同時(shí)其流阻也隨長度變化而不同，即從換熱器中心向外流阻遞增。為了保證微通道換熱器各部分的換熱性能大致均勻，使進(jìn)入各不同扁管40的制冷劑量大致與其換熱面積匹配，各扁管的內(nèi)部通道的通流面積也可以設(shè)計(jì)成不同，具體來說，從換熱器中心向外，扁管40的通流面積遞增。如使不同扁管的通流面積與該扁管的長度成正比，如可以使相對外面的扁管400’的通流面積與其長度l’之比大致與相對內(nèi)部的扁管400的通流面積與其長度l之比相同，這樣換熱器整體換熱均勻，效率相對較好。

扁管40的通流面積的遞增方式可以是逐級漸變式的，如1、2、3、4……；也可以是越級漸變式的，如1、1、2、2、3、3……，這里數(shù)字只是示意遞增的方式，并不限定具體比值。這里的通流面積指的是同一扁管40的多條內(nèi)部通道總的通流面積。因此，可以保持不同扁管40的每條內(nèi)部通道401的通流面積不變的情況下，逐漸增加扁管40’內(nèi)部通道401’的數(shù)量，如圖9a所示；也可以保持不同扁管40的內(nèi)部通道401數(shù)量不變，逐漸增大扁管40”每條內(nèi)部通道401”的通流面積，如圖9b所示；當(dāng)然，也可以是其他形式，如圖9c所示,相對內(nèi)側(cè)的扁管40具有多個(gè)內(nèi)部通道401，但相對外側(cè)的扁管40”’的內(nèi)部通道401”’數(shù)量較少但相對要大，而使其總的流通面積要大于相對內(nèi)側(cè)的扁管。

所述多個(gè)內(nèi)部通道在扁管40的橫向上依次排列，在扁管40的橫向大致均勻分布，以使流體能夠均勻地進(jìn)出各內(nèi)部通道，以達(dá)到最佳的換熱效果。

翅片50大體為縱向延伸，其兩側(cè)具有相對的峰部，翅片50分別設(shè)于相鄰所述扁管的主體段面積較大的內(nèi)外環(huán)面之間，翅片隨扁管同向延伸， 翅片的兩峰部分別與相鄰扁管相對的兩承載表面焊接固定。

本實(shí)施例翅片采用的是波浪形的翅片50，翅片具有彈性，可變形，可塑性好，可以根據(jù)扁管的彎曲程度進(jìn)行拉展延伸，以適合相鄰扁管之間的安裝空間，該翅片兩側(cè)的波峰即是上面所說的峰部。通過調(diào)整翅片50的密度也可以改善換熱效果，具體來說，鑒于風(fēng)速從換熱器中心向外遞增，可以從換熱器由內(nèi)向外，增加翅片50的密度。通常，采用單位長度內(nèi)的翅片的波峰數(shù)來衡量其密度。從圖10示例中可清楚地看出該換熱器的翅片密度由內(nèi)向外逐漸增加。

當(dāng)然，翅片50的密度的遞增方式可以是逐級漸變式的，如1、2、3、4……；也可以是越級漸變式的，如1、1、2、2、3、3……，這里數(shù)字只是示意遞增的方式，并不限定具體比值。

在微通道換熱器最內(nèi)側(cè)扁管40的內(nèi)側(cè)還設(shè)有內(nèi)邊板61，內(nèi)邊板61與最內(nèi)側(cè)扁管40大致保持平行延伸，二者之間設(shè)置有翅片50，內(nèi)邊板61也可選用扁管，只是其兩端不與集流管連通。在換熱器最外側(cè)扁管40的外側(cè)還設(shè)有外邊板62，外邊板62與最外側(cè)扁管40大致保持平行延伸，二者之間設(shè)置有翅片50，外邊板62也可選用扁管，其兩端不與集流管連通。如圖7所示，假設(shè)內(nèi)邊板61整體形成的環(huán)形孔部63的內(nèi)徑大致為d₀，則d₀＞2d(即集流管外徑的兩倍)。假設(shè)內(nèi)邊板61、外邊板62的徑向距離為r，集流管的長度為m，則r與m大致相同，以使換熱器整體更加美觀，且使集流管長度較短，節(jié)省了材料，降低了成本。

加工時(shí)，將微通道換熱器的所有零部件準(zhǔn)備好，并將相應(yīng)扁管加工成相應(yīng)所需的不同長度，并將不同長度的扁管彎折成具有平直段與主體段的結(jié)構(gòu)，然后將扁管分別裝入集流管對應(yīng)的孔211，將其余零部件組裝完成，并將相鄰扁管之間、最內(nèi)側(cè)的扁管與內(nèi)邊板之間、最外側(cè)的扁管與外邊板之間裝入長度不同的翅片，并進(jìn)行組裝固定，然后通過爐焊焊接固定。

單層三流程以上的換熱器可參照以上描述，所不同的是，設(shè)置的隔板數(shù)有所不同，扁管分組數(shù)不同，扁管的組數(shù)與流程數(shù)相同。隔板的設(shè)置符 合這樣的規(guī)律：兩集流管內(nèi)的隔板數(shù)相等或相差一個(gè)，即當(dāng)總共設(shè)置偶數(shù)個(gè)隔板時(shí)，兩集流管內(nèi)的隔板數(shù)相等，此時(shí)第一接管和第二接管分別設(shè)置在兩個(gè)集流管上；當(dāng)總共設(shè)置奇數(shù)個(gè)隔板時(shí)，兩集流管內(nèi)的隔板數(shù)相差一個(gè)，此時(shí)第一接管和第二接管均設(shè)置在隔板數(shù)量多的集流管上，與不同的腔體連通。當(dāng)總共設(shè)置的隔板數(shù)為n時(shí)，該換熱器的流程數(shù)為n+1，扁管分為n+1組。第一流程的扁管數(shù)可以小于等于其他流程的扁管數(shù)，其他流程的扁管數(shù)可以相等或不等。故各流程的扁管數(shù)配比方式可以是1、2、2……，也可以是1、2、1……，也可以是1、2、3、……，這里數(shù)字只是示意遞增的方式，并不限定具體比值。圖11給出了一個(gè)單層三流程換熱器的示意圖，圖中省略了翅片。第一集流管20a、第二集流管30a都設(shè)置有隔板100，制冷劑從第一接管進(jìn)入到第一集流腔201，再通過第一管組40a到第二集流管30b的第三集流腔301，此為第一個(gè)流程；從第二集流管30a的第三集流腔301經(jīng)與第三集流腔301連通的第二管組40b，流到第二集流腔202，此為第二個(gè)流程，再從第一集流管20a的第二集流腔202經(jīng)與第二集流腔202連通的第三管組40c，流到第二集流管30a的第四集流腔302，此為第三流程，再從第二接管流出。

換熱器除了是同心環(huán)形還可以是其他環(huán)狀結(jié)構(gòu)如扁管是由多個(gè)弧形與直線形的組合，如扁管是大致呈多邊形結(jié)構(gòu)而組合而成的換熱器，圖12示出了一個(gè)單層兩流程的多邊形微通道換熱器，其中扁管包括兩端的平直段42、主體部41c，主體部41c包括多個(gè)以形成大致多邊形的直段413及相鄰直段413之間以用于過渡的多個(gè)弧段414，由內(nèi)向外設(shè)置的兩個(gè)相鄰扁管之間在不同位置的間距大致相等，包括相鄰的扁管直段413之間的間距與相鄰弧段414之間的間距相等，且在相鄰的扁管直段之間及相鄰的扁管弧段之間均設(shè)置有翅片50。這里所說的多邊形包括但不限于三角形、四邊形、五邊形、六邊形等，其余結(jié)構(gòu)及組裝方式可參照上面，這里不再詳述。

需要說明的是：以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描 述的技術(shù)方案，例如對“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等方向性的界定，盡管本說明書參照上述的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員仍然可以對上述實(shí)施例進(jìn)行相互組合、修改或者等同替換，而一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。