本發(fā)明涉及換熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微通道換熱器及熱泵熱水器。

背景技術(shù)：

為了提高熱泵熱水器的換熱效率，目前熱泵熱水器中更傾向于安裝微通道換熱器。

微通道換熱器與常規(guī)換熱器的不同之處在于，由于微通道換熱器中通道孔的橫截面積較小，故微型通道的傳熱、傳質(zhì)和流動有其特殊的“尺寸效應(yīng)”，主要表現(xiàn)在：1、熱慣性隨尺寸減小而減小，熱慣性的減小使得在常規(guī)尺寸下較難實現(xiàn)的過程(例如：相變過程)，可以在微小尺度下短時間內(nèi)實現(xiàn)。2、熱流密度較大，研究表明當(dāng)流動尺寸小到0.5～1mm時，對流換熱系數(shù)可增大50－100％。因而采用微通道換熱器，能有效提高換熱效率，同時減少系統(tǒng)冷媒的充注量及減輕水箱整體重量。

現(xiàn)有技術(shù)中的微通道換熱器通常采用的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括：多個扁管3a和兩個集流管2a，每個扁管3a內(nèi)并排設(shè)置多個微通道管，兩個集流管2a分別設(shè)在多個扁管3a的兩端，且兩個集流管2a上分別設(shè)有冷媒入口1a和冷媒出口5a，每個集流管2a內(nèi)均設(shè)有隔熱板4a，用于延長冷媒的流動路徑。

此種微通道換熱器在工作時，冷媒從冷媒入口1a進入集流管2a后分配流入到多個微通道管中，到達對側(cè)的集流管2a后，由隔熱板4a進行換向，由此在迂回流通的過程中實現(xiàn)換熱，最后冷媒從冷媒出口5a流出實現(xiàn)狀態(tài)的改變。

然而，對于此種微通道換熱器，冷媒在沿著集流管2a流動的過 程中，隨著流動路徑的增加，冷媒流量逐漸減少，因而還存在各微通道內(nèi)冷媒流量分布不均的現(xiàn)象，各微通道內(nèi)流量分布不均直接造成其換熱截面溫度場、速度場的分布不均，從而導(dǎo)致水箱內(nèi)水溫上下分層的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種微通道換熱器及熱泵熱水器，能夠使微通道換熱器的換熱更加均勻。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供了一種微通道換熱器，包括增壓部、多組微通道管和兩個集流管，多組所述微通道管的兩端各設(shè)有一個所述集流管，至少一個所述集流管設(shè)有所述增壓部，用于增加冷媒在所述集流管內(nèi)的流動壓力。

進一步地，所述增壓部至少位于所述集流管沿冷媒流動方向的中下游位置。

進一步地，所述增壓部由所述集流管形成，所述增壓部沿著所述集流管的長度方向朝向冷媒的流動方向漸縮。

進一步地，所述增壓部由所述集流管的一段長度或整個長度形成。

進一步地，所述增壓部沿著所述集流管的長度方向為錐筒形。

進一步地，所述微通道管設(shè)在所述增壓部之外的區(qū)域。

進一步地，還包括消音結(jié)構(gòu)，所述消音結(jié)構(gòu)設(shè)在所述增壓部中。

進一步地，所述消音結(jié)構(gòu)為設(shè)在所述增壓部內(nèi)壁上的凸出部。

進一步地，所述凸出部包括設(shè)在所述增壓部內(nèi)壁上的至少兩個離散凸起。

進一步地，所述離散凸起呈三角形狀。

進一步地，所述增壓部內(nèi)壁上設(shè)有多排離散凸起，相鄰的兩排所述離散凸起交錯排布。

進一步地，所述凸出部包括設(shè)在所述增壓部內(nèi)壁上的連續(xù)凸起。

進一步地，所述連續(xù)凸起呈螺紋狀。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明另一方面提供了一種熱泵熱水器，包括上述實施例所述的微通道換熱器。

基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明的微通道換熱器，通過在至少一個集流管中設(shè)置增壓部，當(dāng)冷媒沿著集流管長度方向流經(jīng)增壓部時，流動壓力就能在增壓部的作用下增加，可以補償冷媒沿集流管長度方向流動時的壓力損失，從而增大各微通道管中冷媒的流速，使各微通道管中的流速和流量分布更加均勻，進而使微通道換熱器的溫度場更加均勻，以改善微通道換熱器整體的換熱狀態(tài)，并提高換熱效率。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為現(xiàn)有技術(shù)微通道換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明微通道換熱器的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明微通道換熱器中消音結(jié)構(gòu)的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明微通道換熱器中消音結(jié)構(gòu)的另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明

1a－冷媒入口；2a－集流管；3a－扁管；4a－隔熱板；5a－冷媒出口；

1－第一冷媒流通口；2－集流管；3－扁管；4－隔熱板；5－第二冷媒流通口；6－增壓部；7－消音結(jié)構(gòu)；71－離散凸起；72－連續(xù)凸起。

具體實施方式

以下詳細說明本發(fā)明。在以下段落中，更為詳細地限定了實施例 的不同方面。如此限定的各方面可與任何其他的一個方面或多個方面組合，除非明確指出不可組合。尤其是，被認為是優(yōu)選的或有利的任何特征可與其他一個或多個被認為是優(yōu)選的或有利的特征組合。

本發(fā)明中出現(xiàn)的“第一”、“第二”等用語僅是為了方便描述，以區(qū)分具有相同名稱的不同組成部件，并不表示先后或主次關(guān)系。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“中”、“下”、“內(nèi)”、等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明，而不是指示或暗示所指的裝置必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。

為了改善現(xiàn)有技術(shù)中微通道換熱器存在冷媒流量和流速分布不均的現(xiàn)象，以解決微通道換熱器用于熱泵熱水器時水溫分層的問題，本發(fā)明提供了一種微通道換熱器。在一個示意性的實施例中，如圖2所示，該微通道換熱器包括增壓部6、多組微通道管和兩個集流管2，多組微通道管的兩端各設(shè)有一個集流管2，且微通道管與集流管2連通，兩個集流管2相互遠離的一端分別設(shè)有第一冷媒流通口1和第二冷媒流通口5，當(dāng)微通道換熱器的功能發(fā)生變化，即在蒸發(fā)器和冷凝器之間切換時，這兩個冷媒流通口作為進口或出口的功能隨之改變。而且，至少一個集流管2設(shè)有增壓部6，用于增加冷媒在集流管2內(nèi)的流動壓力。

在微通道管的一種設(shè)置形式中，如圖2所示，在每組微通道管對應(yīng)的位置設(shè)置一個扁管3，并將該組微通道管并排安裝在扁管3內(nèi)，以方便微通道管的安裝。

該實施例的微通道換熱器優(yōu)選地用作冷凝器，從一個冷媒流通口通入氣態(tài)冷媒，經(jīng)過微通道管時與外部環(huán)境進行熱交換，最終從另一個冷媒流通口流出液態(tài)冷媒。例如，對于圖2所示放置方位的微通道換熱器，可以從第一冷媒流通口1通入氣態(tài)冷媒，在進入微通道管實現(xiàn)熱交換的過程中，氣態(tài)冷媒逐漸轉(zhuǎn)化為液態(tài)冷媒，最終從第二冷媒流通口5流出。

在冷媒進入微通道管與外部環(huán)境進行熱交換的過程中，隨著冷媒流動路徑的增加，冷媒的壓力也在逐漸下降，本發(fā)明的實施例通過在至少一個集流管中設(shè)置增壓部，相當(dāng)于在冷媒流動的路徑上設(shè)置了增壓環(huán)節(jié)，當(dāng)冷媒沿著集流管長度方向流經(jīng)增壓部時，流動壓力就能在增壓部的作用下增加，可以補償冷媒沿集流管長度方向流動時的壓力損失，從而增大各微通道管中冷媒的流速，使各微通道管中的流速和流量分布更加均勻，進而使微通道換熱器的溫度場更加均勻，以改善微通道換熱器整體的換熱狀態(tài)，并提高換熱效率。

一般來講，當(dāng)冷媒到達集流管2沿冷媒流動方向的中下游位置時，壓力會比較明顯地出現(xiàn)衰減，結(jié)合實際情況，在優(yōu)選的實施例中，增壓部6至少位于集流管2沿冷媒流動方向的中下游位置，這樣可以增加微通道換熱器下游的換熱效率，從而使整個微通道換熱器各部位的換熱比較均勻。

該實施例存在多種可能的實現(xiàn)形式，例如：在一個或兩個集流管2沿冷媒流動方向的中下游位置設(shè)置增壓部6，如果在兩個集流管2內(nèi)均設(shè)置增壓部6，優(yōu)選采用對稱設(shè)置的方式；在集流管2沿冷媒流動方向的中下游位置設(shè)置一處或多處增壓部6；在集流管2沿冷媒流動方向的中下游位置和上游位置均設(shè)置增壓部6，等等。其中，中下游位置是以冷媒從進口到出口沿著集流管2長度方向為參考來定義的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況對上游、中游和下游進行定義，例如，將其中一個集流管2從第一冷媒流通口1到第二冷媒流通口5之間的長度三等分，定義靠近冷媒進口的段為上游，中間段為中游，靠近冷媒出口的段為下游。

對于增壓部6的設(shè)置形式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在集流管2內(nèi)部需要增壓的位置設(shè)置增壓部6，也可以采用另一種結(jié)構(gòu)比較簡單、且不需要增加額外裝配環(huán)節(jié)的形式，具體地，增壓部6由集流管2形成，且增壓部6沿著集流管2的長度方向朝向冷媒的流動方向漸縮。漸縮狀的結(jié)構(gòu)由于管的橫截面積逐漸減小，因而能夠在冷媒流過增壓部6時實現(xiàn)壓力增加，以補償冷媒在流動過程中壓力的衰減。由于增壓部 6的設(shè)置，集流管2位于增壓部6兩側(cè)的直徑不同，在靠近冷媒出口段的直徑小于靠近冷媒入口段的直徑。如圖2所示，增壓部6從上至下是漸縮的，那么第一冷媒流通口1就作為進口，第二冷媒流通口5就作為出口。如果改變冷媒流通口作為進出口的功能，就需要相應(yīng)地改變增壓部6的漸縮方向。

優(yōu)選地，增壓部6沿著集流管2的長度方向為錐筒形，參見圖2至圖4。這種結(jié)構(gòu)加工比較方便，為常規(guī)選擇的結(jié)構(gòu)形式，而且能夠?qū)崿F(xiàn)較好的增壓效果。另外，作為擴展的實施例，增壓部6平行于集流管2長度方向的截面的內(nèi)壁也可以是彎曲的。

在實際設(shè)計時根據(jù)增壓程度的需求，增壓部6可由集流管2的一段長度形成。如圖2所示，為了有效地延長冷媒的流動路徑，可在兩個集流管2內(nèi)各設(shè)置至少一個隔熱板4，且兩個集流管2內(nèi)的隔熱板4沿集流管2的長度方向交錯設(shè)置，用于使冷媒在到達集流管2時起到換向作用，這樣可以使冷媒迂回流動，從而提高換熱效率。針對這種實施例，為了可靠地實現(xiàn)增壓效果，對于某個集流管2，增壓部6最好設(shè)在相鄰的兩個隔熱板4之間。另外，增壓部6也可以由整個集流管2形成，可使冷媒在進入集流管2后就開始逐漸增壓，盡量避免壓力損失的產(chǎn)生。

作為較佳的實現(xiàn)形式，微通道管設(shè)在增壓部6之外的區(qū)域，這樣可以使得在實現(xiàn)增壓時盡量減小壓力損失，從而較為有效地減小冷媒在各微通道管內(nèi)流動時的速度和流量衰減。

當(dāng)冷媒在增壓部6內(nèi)對增壓的過程中，流速會增加，這就增加了對增壓部6內(nèi)壁造成的沖擊，從而產(chǎn)生較大的噪音。為解決該問題，在上述各個實施例的基礎(chǔ)上，作為進一步的改進，如圖3和圖4，本發(fā)明的微通道換熱器還包括消音結(jié)構(gòu)7，消音結(jié)構(gòu)7設(shè)在增壓部6中，能夠增大對內(nèi)部冷媒產(chǎn)生的擾流，從而減小對增壓部6內(nèi)壁的沖擊，達到消音的效果，進而降低整個微通道換熱器在工作時產(chǎn)生的噪音。在前面的一個實施例中到，微通道管優(yōu)選設(shè)在增壓部6之外的區(qū)域，這種結(jié)構(gòu)的另一個優(yōu)點在于能夠方便消音結(jié)構(gòu)7的設(shè)置。

優(yōu)選地，消音結(jié)構(gòu)7為設(shè)在增壓部6內(nèi)壁上的凸出部。冷媒在增壓部6內(nèi)流動時，一旦遇到凸出部就會改變流動方向，由此產(chǎn)生的擾流作用能夠達到消音的效果。凸出部可采用不同的形狀及排布方式，下面將列舉出具體的實施例以供參考。

在一種結(jié)構(gòu)形式中，凸出部包括設(shè)在增壓部6內(nèi)壁上的至少兩個離散凸起71。此種實施例能夠增大氣態(tài)冷媒擾流和散流的效果，從而減小氣流沖擊，降低噪音。優(yōu)選地，如圖3所示，離散凸起71呈三角形，或者作為擴展離散凸起71也可以是菱形狀。進一步地，為了達到較好的消音效果，可以在增壓部6內(nèi)壁上設(shè)置多排離散凸起71，相鄰的兩排離散凸起71交錯排布，這樣冷媒流動方向的改變較有規(guī)律，容易保證消音效果。

對于圖3所示的消音結(jié)構(gòu)7，包括多排頂點朝上的三角形離散凸起71，相鄰兩排離散凸起71交錯排布，冷媒流經(jīng)第一排三角形時，從相鄰兩個三角形之間的通道流過，在遇到下一排的三角形時，在冷媒流動方向正對著的三角形的引導(dǎo)下，從該三角形的頂點處分叉并從兩側(cè)流過，接著每一股冷媒都按照相同的方法進行流動，在冷媒流動路徑不斷改變的過程中達到消音效果。

在另一種結(jié)構(gòu)形式中，凸出部包括設(shè)在增壓部6內(nèi)壁上的連續(xù)凸起72。此種實施例能夠增大聲波的反射幾率及對聲波的捕獲，通過聲波的分散、吸收、干涉和抵消實現(xiàn)聲波的衰減。優(yōu)選地，如圖4所示，連續(xù)凸起72呈螺紋狀，螺紋狀凸起的捕獲機理能夠有效地保證消聲的頻譜性能。另外，連續(xù)凸起72的軌跡也可以設(shè)置為其它形狀。

另外，本發(fā)明還提供了一種熱泵熱水器，包括上述實施例所述的微通道換熱器。由于本發(fā)明的微通道換熱器能夠使冷媒在各微通道管中的流速和流量分布比較均勻，從而使微通道換熱器整體實現(xiàn)比較均勻的換熱狀態(tài)，因而采用了此種微通道換熱器的熱泵熱水器能使水箱內(nèi)各處的水溫比較均勻，盡量避免出現(xiàn)分層的現(xiàn)象，這樣可以提高熱泵熱水器的工作效率，并提高使用者的舒適度感受。例如，當(dāng)微通道換熱器在熱泵熱水器內(nèi)按照圖2所示方位安裝時，就可以盡量避免水 溫出現(xiàn)上下分層的現(xiàn)象。

以上對本發(fā)明所提供的一種微通道換熱器及熱泵熱水器進行了詳細介紹。本文中應(yīng)用了具體的實施例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。