專利名稱：平行流換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種換熱器，特別是一種改善換熱工質(zhì)流動均勻性的平行流換熱器。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，冷媒進入平行流換熱器的集流管后，當(dāng)冷媒的流量較大時，冷媒更易于流向處于遠端的扁管，因此，往往通過采用在集流管中設(shè)置縮流孔，使得在流程中的各個扁管中的冷媒的量相對均勻一些，但是這樣對均流性的改變比較有限，同時會增加冷媒流動的阻力，增加了冷媒流動的動力消耗。為了提高均流性，可以在集流管的外面設(shè)置分配器，在分配器上設(shè)置能連通分配器和集流管內(nèi)腔的的通孔，通過通孔把冷媒分散進入到集流管的內(nèi)腔。但是，在集流管外面設(shè)置分配器，需要多個通孔連到集流管內(nèi)，加工很不方便，且當(dāng)產(chǎn)量較大時，較多的焊接口必然導(dǎo)致易于出現(xiàn)泄漏的情況。為了減少泄漏的風(fēng)險，也有把管式的分配器設(shè)置在集流管內(nèi)的情況，但是，往往單純的考慮當(dāng)冷媒的流量較多情況下，采用減少分配器的末端的流通面積的方式，來實現(xiàn)分配器的均勻的分流，而很少考慮在多種工況運行下，如何設(shè)計一種能在不同的冷媒流量情況下，都有比較好的均流效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理、操作靈活、制作成本低、均流效果好、 適用范圍廣的平行流換熱器，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。按此目的設(shè)計的一種平行流換熱器，包括設(shè)置在氣側(cè)集流管和液側(cè)集流管之間的扁管，扁管上設(shè)置有翅片，其結(jié)構(gòu)特征是插入管的一端伸入液側(cè)集流管內(nèi)，該一端的末端封閉，插入管的另一端為固定端，該固定端固定在液側(cè)集流管端部的封板上，插入管的內(nèi)部構(gòu)成第一腔體，插入管和液側(cè)集流管共同圍成第二腔體，該第二腔體與扁管連通，插入管位于液側(cè)集流管內(nèi)的側(cè)壁上設(shè)置有三個以上的通孔，第一腔體與第二腔體通過通孔連通，其中， 靠近末端的通孔的流通面積大于遠離末端的通孔的流通面積。所述通孔位于液側(cè)集流管的下部。所述通孔為橢圓孔、圓孔、條形孔、方孔、三角孔、梯形孔或菱形孔。所述靠近末端的相鄰?fù)字g的間距小于遠離末端的相鄰?fù)字g的間距，冷媒從固定端向末端流動。所述靠近末端的通孔的孔徑大于遠離末端的通孔孔徑，冷媒從固定端向末端流動。所述靠近末端的通孔的數(shù)量大于遠離末端的通孔的數(shù)量，冷媒從固定端向末端流動。從插入管的中間位置到末端之間的通孔的總流通面積，與從插入管的中間位置到固定端之間的通孔的總流通面積的比為2. 3 1. 1。
從插入管的中間位置到末端之間的通孔的總流通面積，與從插入管的中間位置到固定端之間的通孔的總流通面積的比為1. 50 1. 20。將插入管進行四等份，靠近末端的四分之一的范圍內(nèi)的通孔的總流通面積，與靠近固定端的四分之一的范圍內(nèi)的通孔的總流通面積的比為2. 8 1. 2。 將插入管進行四等份，靠近末端的四分之一的范圍內(nèi)的通孔的總流通面積，與靠近固定端的四分之一的范圍內(nèi)的通孔的總流通面積的比為2. 0 1. 30。采用了本發(fā)明的上述技術(shù)方案之后，冷媒在平行流換熱器內(nèi)的流動的均勻性得到了極大的提高，從而提高了換熱效率，能夠滿足空調(diào)有比較高的能效。特別是在冷媒流量較小時，也就是在部分負荷工況下，使得較多的冷媒流向遠端，提高遠端的冷媒流量，從而提高整個換熱器的均流性，即提高部分負荷情況下冷媒的均流性，同時，在滿負荷情況下均流性也比較好，能同時滿足在各種工況下，冷媒的均流性，確保各工況下，換熱器有較高的換熱效率。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的平行流換熱器冷媒流量不均勻的情況，特別是， 在進入平行流換熱器的冷媒流量變化的情況下，解決冷媒在不同的流量情況下的冷媒流量不均勻的情況，具有結(jié)構(gòu)簡單合理、操作靈活、制作成本低、均流效果好和適用范圍廣的特
點ο


圖1為現(xiàn)有平行流換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明實施例一的局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2中的A向的插入管的正視圖。圖4為實施例二中的插入管的正視圖。圖5為實施例五中的插入管的正視圖。圖6為實施例六中的插入管的正視圖。圖中，1為平行流換熱器，2為氣側(cè)集流管，3為液側(cè)集流管，4為扁管，5為翅片，6 為插入管，7為通孔，8為插入管的一端的末端，9為液側(cè)集流管3的下內(nèi)側(cè)壁，10為引入管， 11為冷媒流動方向，12為第一腔體，13為第二腔體，14為固定端，Ll L5為相鄰?fù)字g的間距，31為封板。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述。實施例一參見圖1-圖3，本平行流換熱器1包括氣側(cè)集流管2、液側(cè)集流管3、扁管4、翅片 5和引入管10，扁管4設(shè)置在氣側(cè)集流管2和液側(cè)集流管3之間，扁管4上設(shè)置有翅片5。在液側(cè)集流管3內(nèi)設(shè)置有插入管6，插入管6的一端伸入液側(cè)集流管3內(nèi)，該插入管6的一端的末端封閉，插入管6的另一端為固定端14。該固定端14固定在液側(cè)集流管3 的封板31上。插入管6把液側(cè)集流管3的內(nèi)部空間分成兩個腔體，分別是第一腔體12和第二腔體13。插入管6的內(nèi)部構(gòu)成第一腔體12，插入管6和液側(cè)集流管3共同圍成第二腔體13，第一腔體12與設(shè)置在液側(cè)集流管3 —側(cè)的引入管10連通。第二腔體13與各扁管4連通。插入管6位于液側(cè)集流管3內(nèi)的側(cè)壁上設(shè)置有三個以上的通孔7，通孔7位于液側(cè)集流管3的下部。通孔7連通第一腔體12和第二腔體13，這樣從引入管10進入的液態(tài)冷媒進入第一腔體12后，通過插入管6上的各個通孔7沿冷媒流動方向11，也就是圖中的箭頭11，進入到第二腔體13，從而進入各扁管4與氣體側(cè)的工質(zhì)進行熱交換。即在液側(cè)集流管3內(nèi)有第一腔體12，冷媒通過引入管10進入第一腔體12，第一腔體12與第二腔體13之間通過插入管6上的至少三個以上的通孔7連通，第二腔體13與扁管4連通，冷媒經(jīng)過引入管10，從固定端14向插入管6的末端8流動，其中，靠近末端8的通孔7的流通面積大于遠離末端8的通孔7的流通面積。以下將從幾個方面來詳細介紹 1)靠近末端8的相鄰?fù)?之間的間距小于遠離末端8的相鄰?fù)?之間的間距，冷媒從固定端14向末端8流動；2)靠近末端8的通孔7的孔徑大于遠離末端8的通孔7孔徑，冷媒從固定端14向末端8流動；3)靠近末端8的通孔7的數(shù)量大于遠離末端8的通孔7的數(shù)量，冷媒從固定端14向末端8流動。采用插入管6來進行冷媒分配，管狀的分配器制造和通孔的加工簡易，這里的分配器是指插入管；與通過板狀的隔板把液側(cè)集流管3分成第一腔體和第二腔體的情況比較，板狀的隔板的焊接要求較高，需要在整體焊接過程中成型，在隔板的兩側(cè)都必須和液側(cè)集流管3的內(nèi)壁緊密焊接密封，不然，泄漏口將形成冷媒的連通孔，而使設(shè)計的流形變差， 品質(zhì)很難保證。結(jié)合圖2和圖3，其中圖3為從A方向看到的插入管6的正視圖，即在本實施例中， 插入管6的通孔7位于液側(cè)集流管3的下部、且朝向液側(cè)集流管3的下內(nèi)側(cè)壁9，液側(cè)集流管3與扁管4在上部連接，其對面的下內(nèi)側(cè)壁9為最遠離扁管4。這樣，可以使得冷媒?jīng)_刷并引流位于遠側(cè)的冷媒以及冷凍油，使得液態(tài)冷媒和氣態(tài)冷媒充分混合后，再進入扁管4 和空氣側(cè)的工質(zhì)進行換熱，從而提高換熱器的整體效率。結(jié)合圖2和圖3還可以看出，靠近入口管10 —側(cè)的通孔7的間距Ll要大于靠近末端8 一側(cè)的通孔間距L5，同時也大于靠近末端8 一側(cè)的通孔間距L4。同樣的，靠近入口管10 —側(cè)的通孔7的間距L2要大于靠近末端8 一側(cè)的通孔間距L5，同時也大于靠近末端 8 —側(cè)的通孔間距L4。換句話說，就是，靠近末端8的相鄰?fù)?之間的間距小于遠離末端 8的相鄰?fù)?之間的間距。這時的各個通孔的孔徑是相等。在部分負荷工況下，冷媒的循環(huán)流量不足，冷媒的流速較低，靠近固定端14處的冷媒較充足，在本實施例中，由于靠近固定端14處的通孔間距比較大，也即在相同管長情況下的通孔的數(shù)量較小，通孔的總流通面積較小，因此，會有更多的冷媒流向插入管的末端 8，而在插入管的末端的通孔間距比較小，也即在相同的管長情況下的通孔的數(shù)量較多，通孔的總流通面積較大，冷媒流到這里會有比較小的流動阻力，這樣冷媒流動穩(wěn)定后，會出現(xiàn)在末端和固定端14處流出的冷媒流量是相對均勻的。 由于一個換熱器除了要在部分負荷時有好的均流性能，同時，在標準負荷情況下， 冷媒循環(huán)流量充足時，也要保證有好的均流性能。在冷媒流量充足的情況下，由于固定端14 處，也就是冷媒的入口處，冷媒的流速較快，冷媒流向插入管的末端會在插入管的末端形成較大的壓力，從而使得處于末端側(cè)的通孔的流量要多于其他處的通孔，同時，由于在固定端 14處的冷媒的靜壓力較小，所以會使得在靠近固定端14側(cè)的通孔的流量比靠近末端側(cè)的通孔的流量小，而且，由于在靠近固定端14處的通孔的間距較大，靠近插入管的末端處的通孔間距較小，使得兩端的冷媒流量進一步不均勻。但是，怎么樣的冷媒流通孔的設(shè)置才是即可以保證部分負荷工況下，同時兼顧標準工況下的冷媒都有較均勻的分布呢？在本發(fā)明的實 施例一中，采用的插入管的各個通孔有相同的流通面積，沿冷媒的流動方向，通孔設(shè)置成在靠近固定端14側(cè)的通孔間距大，在靠近插入管的末端側(cè)的通孔間距小，才能兼顧冷媒循環(huán)流量充足和部分負荷下冷媒循環(huán)流量不充足兩個工況都有較好的冷媒分配均勻性。以下分兩種情況進行介紹。第一種，經(jīng)過試驗研究和經(jīng)驗積累，為了保證能夠?qū)崿F(xiàn)有較好的冷媒分配均勻性， 需要滿足以下條件，如圖3所示，有三條虛線把插入管6從末端8到固定端14之間的部分劃分成4段，以位于中間位置的虛線為準，將插入管6劃分兩段，則中間位置到插入管末端之間的通孔的總流通面積與中間位置到固定端14之間的通孔的總流通面積的比值A(chǔ)為 2. 3 1. 1。當(dāng)A值偏向2. 3時，將更加有利于部分負荷情況下，冷媒流量不足時的均流情況，當(dāng)A值偏向1. 1時，將更加有利于標準負荷情況下，冷媒流量充足時的均流情況。更優(yōu)選的范圍是中間位置到插入管末端之間的通孔的總流通面積與中間位置到固定端14之間的通孔的總流通面積的比值A(chǔ)為1. 50 1. 20，當(dāng)A值在這個范圍時，將更有利于獲得同時滿足在滿負荷和部分負荷情況下都有較為均勻流動性能。在本實施例一中的比值A(chǔ)取值為2. 0。第二種，經(jīng)過試驗研究和經(jīng)驗積累，為了保證能夠?qū)崿F(xiàn)有較好的冷媒分配均勻性， 需要滿足以下條件，如圖3所示，有三條虛線把插入管從末端8到固定端14之間的部分劃分成4段，進行四等份，位于左側(cè)的虛線與插入管的末端8之間的通孔的總流通面積與位于右側(cè)的虛線與固定端14之間的通孔總面積的比值B為2. 8 1. 2。當(dāng)B值偏向2. 8時，將更加有利于部分負荷情況下，冷媒流量不足時的均流情況，當(dāng)B值偏向1. 2時，將更加有利于標準負荷情況下，冷媒流量充足時的均流情況。更優(yōu)選的范圍是左側(cè)的虛線與插入管末端8之間的通孔總面積與右側(cè)的虛線與冷媒引入處之間的通孔總面積的比值B為2. 0 1. 3。當(dāng)B值在這個范圍，將更有利于獲得同時滿足在滿負荷和部分負荷情況下都有較為均勻流動性能。在本實施例一中的比值B取值為2.0。實施例二參見圖4，為本發(fā)明的實施例二，與實施例一的區(qū)別在于，采用的通孔7的形狀與實施例一不同，在本實施例中，通孔7的形狀為長軸方向與冷媒流動方向相同的橢圓，從而有利于冷媒順利的流入和流出通孔7。可以知道，通孔7的形狀還可以是圓孔、條形孔、方孔、三角孔、梯形孔或菱形孔等多種，也可以是以上多種形狀的組合。其余未述部分見實施例一，不再重復(fù)。實施例三與本發(fā)明的實施例一的不同之處在于，采用的通孔7為長方形的孔，其中，從中間位置的虛線到插入管的末端之間的通孔的總流通面積與從中間位置的虛線到固定端14之間的通孔的總流通面積的比值A(chǔ)為1.2。從左側(cè)的虛線與插入管的末端8之間的通孔的總流通面積與從右側(cè)的虛線與固定端14之間的通孔的總流通面積的比值B為1.4。采用本實施例三的設(shè)置方式，可以獲得同時滿足在滿負荷和部分負荷情況下都有較為均勻流動性能，特別是，將更加有利于標準負荷情況下，冷媒流量充足時的均流情況。

其余未述部分見實施例一，不再重復(fù)。實施例四與本發(fā)明的實施例一不同之處在于，采用的通孔7為梯形孔，其中，從中間位置的虛線到插入管的末端之間的通孔的總流通面積與從中間位置的虛線到固定端14之間的通孔的總流通面積的比值A(chǔ)為1.5。從左側(cè)的虛線與插入管的末端8之間的通孔的總流通面積與從右側(cè)的虛線與固定端14之間的通孔的總流通面積的比值B為1. 8。采用本實施例四的設(shè)置方式，可以獲得同時滿足在滿負荷和部分負荷情況下都有較為均勻流動性能。其余未述部分見實施例一，不再重復(fù)。實施例五參見圖5，本實施例五與實施例一的不同之處在于，通孔7的半徑是不同的，在靠近固定端14 一側(cè)的通孔的直徑小于靠近插入管的末端8 一側(cè)的通孔的直徑。在本實施例中，除了通過通孔間距的變化來調(diào)節(jié)通孔的總流通面積之外，還通過改變單個通孔的流通面積來調(diào)節(jié)不同區(qū)域的通孔的總流通面積。在本實施例中，從中間位置的虛線到插入管的末端之間的通孔的總流通面積與從中間位置的虛線到固定端14之間的通孔的總流通面積的比值A(chǔ)為2. 25。從左側(cè)的虛線與插入管的末端8之間的通孔的總流通面積與從右側(cè)的虛線與固定端14之間的通孔的總流通面積的比值B為2. 8。采用本實施例五的設(shè)置方式，可以獲得同時滿足在滿負荷和部分負荷情況下都有較為均勻流動性能。特別是，將更加有利于部分負荷情況下，冷媒流量充足時的均流情況。其余未述部分見實施例一，不再重復(fù)。實施例六參見圖6，本實施例六與實施例一的不同之處在于，通孔7的半徑是相同的，但是改變了整個插入管上的通孔的數(shù)量和分布，與實施例一相比，通孔的數(shù)量增加了近一倍，在插入管的末端側(cè)，通孔的密度都有提高。在本實施例中，通過通孔間距的變化來調(diào)節(jié)通孔的總流通面積，還通過改變通孔的數(shù)量來改變不同區(qū)域的通孔的總流通面積。在本實施例中，從中間位置的虛線到插入管的末端之間的通孔的總流通面積與從中間位置的虛線到固定端14之間的通孔的總流通面積的比值A(chǔ)為1.75。從左側(cè)的虛線與插入管末端8之間的通孔的總流通面積與從右側(cè)的虛線與固定端14之間的通孔的總流通面積的比值B為2. 25。采用本發(fā)明實施例六的設(shè)置方式，可以獲得同時滿足在滿負荷和部分負荷情況下都有較為均勻流動性能。其余未述部分見實施例一，不再重復(fù)。從以上的實施例可以看出，通過綜合改變通孔的流通面積、改變通孔的間距、改變通孔的數(shù)量、改變通孔的形狀等方式的一種、或者其中兩種、或者其中多種方式的結(jié)合來調(diào)整從中間位置的虛線到插入管末端之間的通孔的總流通面積與從中間位置的虛線到固定端14之間的通孔的總流通面積的比值A(chǔ)的大小，和/或從左側(cè)的虛線與插入管的末端8 之間的通孔的總流通面積與從右側(cè)的虛線與固定端14之間的通孔的總流通面積的比值B 的大小，從而實現(xiàn)可以獲得同時滿足在滿負荷和部分負荷情況下都有較為均勻流動性能， 都在本發(fā)明公開的范圍內(nèi)，通過其他本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員不需要創(chuàng)造性思考就能得到的方式， 也都在本發(fā)明保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種平行流換熱器，包括設(shè)置在氣側(cè)集流管(2)和液側(cè)集流管(3)之間的扁管(4)， 扁管(4)上設(shè)置有翅片(5)，其特征是插入管(6)的一端伸入液側(cè)集流管(3)內(nèi)，該一端的末端(8)封閉，插入管(6)的另一端為固定端(14)，該固定端(14)固定在液側(cè)集流管(3) 端部的封板(31)上，插入管(6)的內(nèi)部構(gòu)成第一腔體(12)，插入管(6)和液側(cè)集流管(3) 共同圍成第二腔體(13)，該第二腔體(13)與扁管(4)連通，插入管(6)位于液側(cè)集流管(3) 內(nèi)的側(cè)壁上設(shè)置有三個以上的通孔(7)，第一腔體(12)與第二腔體(13)通過通孔(7)連通，其中，靠近末端⑶的通孔(7)的流通面積大于遠離末端(8)的通孔(7)的流通面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平行流換熱器，其特征是所述通孔(7)位于液側(cè)集流管(3) 的下部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平行流換熱器，其特征是所述通孔(7)為橢圓孔、圓孔、條形孔、方孔、三角孔、梯形孔或菱形孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平行流換熱器，其特征是所述靠近末端(8)的相鄰?fù)?7) 之間的間距小于遠離末端(8)的相鄰?fù)?7)之間的間距，冷媒從固定端(14)向末端(8)流動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平行流換熱器，其特征是所述靠近末端(8)的通孔(7)的孔徑大于遠離末端(8)的通孔(7)孔徑，冷媒從固定端(14)向末端(8)流動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平行流換熱器，其特征是所述靠近末端(8)的通孔(7)的數(shù)量大于遠離末端⑶的通孔(7)的數(shù)量，冷媒從固定端(14)向末端⑶流動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述的平行流換熱器，其特征是從插入管(6)的中間位置到末端⑶之間的通孔的總流通面積，與從插入管(6)的中間位置到固定端(14)之間的通孔的總流通面積的比為2. 3 1. 1。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的平行流換熱器，其特征是從插入管(6)的中間位置到末端 (8)之間的通孔的總流通面積，與從插入管(6)的中間位置到固定端(14)之間的通孔的總流通面積的比為1. 50 1. 20。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述的平行流換熱器，其特征是將插入管(6)進行四等份， 靠近末端⑶的四分之一的范圍內(nèi)的通孔的總流通面積，與靠近固定端(14)的四分之一的范圍內(nèi)的通孔的總流通面積的比為2. 8 1. 2。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的平行流換熱器，其特征是將插入管(6)進行四等份，靠近末端(8)的四分之一的范圍內(nèi)的通孔的總流通面積，與靠近固定端(14)的四分之一的范圍內(nèi)的通孔的總流通面積的比為2. 0 1. 30。
全文摘要
一種平行流換熱器，包括設(shè)置在氣側(cè)集流管和液側(cè)集流管之間的扁管，扁管上設(shè)置有翅片，插入管的一端伸入液側(cè)集流管內(nèi)，該一端的末端封閉，插入管的另一端為固定端，該固定端固定在液側(cè)集流管端部的封板上，插入管的內(nèi)部構(gòu)成第一腔體，插入管和液側(cè)集流管共同圍成第二腔體，該第二腔體與扁管連通，插入管位于液側(cè)集流管內(nèi)的側(cè)壁上設(shè)置有三個以上的通孔，第一腔體與第二腔體通過通孔連通，其中，靠近末端的通孔的流通面積大于遠離末端的通孔的流通面積。冷媒從固定端向末端流動。通孔位于液側(cè)集流管的下部。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單合理、操作靈活、制作成本低、均流效果好和適用范圍廣的特點。
文檔編號F25B39/00GK102287969SQ20111016285
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者劉陽, 李強 申請人:廣東美的電器股份有限公司