微通道换热器及换热设备制造技术

本实用新型专利技术公开一种微通道换热器及换热设备，该换热器包括两集流管以及设置在两集流管之间的扁管，扁管上设有翅片，集流管由外部实心管壁和内部多孔微通道结构组成；和/或，扁管由外部实心管壁和内部多孔微通道结构组成。本实用新型专利技术可提高制冷剂分配到每根扁管中的均匀性，扁管强制换热作用增强，提高换热效率，此外，还可以提升换热器的耐电化学腐蚀性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开一种微通道换热器及换热设备，该换热器包括两集流管以及设置在两集流管之间的扁管，扁管上设有翅片，集流管由外部实心管壁和内部多孔微通道结构组成；和/或，扁管由外部实心管壁和内部多孔微通道结构组成。本技术可提高制冷剂分配到每根扁管中的均匀性，扁管强制换热作用增强，提高换热效率，此外，还可以提升换热器的耐电化学腐蚀性。【专利说明】微通道换热器及换热设备
本技术涉及换热
，尤其涉及一种微通道换热器及换热设备。
技术介绍
微通道换热器是一种采用铝扁管、铝翅片制作的新型高效换热器，具有换热效率 高、成本低、抗电化学腐蚀能力强等优点，目前已大量应用于汽车空调、散热器以及热水器 行业，在家用空调上也有了初步的应用。 传统的微通道换热器主要由微通道扁管、设置于微通道扁管上的翅片、放置于微 通道扁管两端的集流管、用来分流密封的集流管隔片、端盖以及输入/输出管组件组成。换 热器经装配、钎焊后完成。 目前，微通道换热器使用的微通道扁管主要如图la及图lb所示，此类微通道扁管 一般采用模具挤压法成型，扁管内的微通道数量可以相对较多，扁管材料采用耐蚀性较高 的3系铝合金，扁管表面一般采用喷锌处理，以提高换热器的耐腐蚀性。 如图2a及图2b所示，目前也有一种复合折叠扁管，该类型扁管采用铝板折叠成 型，铝板一般由芯层、防腐层及钎焊层组成，该类型扁管成型方法整体上分为两类：一种是 采用铝板直接折叠成型，另一种方法为将扁管内部的扁管孔隔板折叠成型后包覆于扁管外 壁铝板后成型。此类型扁管可以做得更薄，同时由于防腐层材料及成型工艺具有更好的可 控性，复合折叠扁管具有更好的耐腐蚀性。虽然理论上该类型扁管可成型的微通道数量更 多，但目前由于设备及模具的原因，该类型的扁管微通道数量较挤压扁管少。 微通道换热器一般采用挤压扁管和带钎料翅片进行钎焊，钎焊后换热器翅片上很 难避免钎料残留问题，这会导致微通道换热器翅片表面相对经过表面处理的铜管铝翅片换 热器粗糙度较大，一方面为换热器壁面湿空气凝结时提供了凝结核心，另一方面也增加了 凝结水排除的难度，堆积在换热器表面的凝结水形成了很大的传热热阻，制约着换热器传 热性能的发挥；另外，由于微通道换热器排水不畅及表面相对粗糙，表面残留的膜状或珠状 水滴在粗糙的表面上更容易形核，从而加速微通道换热器结霜。 此外，影响微通道换热器换热效率的另外一个重要因素是微通道换热器作为蒸发 器使用时，制冷剂分配很不均匀，存在"干蒸"与"供液过多"现象。微通道换热器一般通过 在集流管上开设的隔板及输入/输出管来进行制冷剂分配，但由于换热集流管为坚直放置 空管，在重力作用下，液相制冷剂会聚集于靠隔板下端的扁管，很难保证制冷剂均匀分配， 从而不能充分发挥微通道换热器的换热能力。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种结构简单、制冷剂分布均匀、换热效果好的 微通道换热器及换热设备。 为了达到上述目的，本技术提出一种微通道换热器，包括两集流管以及设置 在所述两集流管之间的扁管，所述扁管上设有翅片，所述集流管由外部实心管壁和内部多 孔微通道结构组成；和/或，所述扁管由外部实心管壁和内部多孔微通道结构组成。 优选地，所述集流管内部多孔微通道结构的孔隙率和孔隙大小沿集流管长度和圆 周方向均匀分布；或者，所述集流管内部多孔微通道结构的孔隙率和孔隙大小沿集流管长 度和圆周方向非均匀分布。 优选地，所述集流管的外部实心管壁和内部多孔微通道结构分体设置或一体成 型。 优选地，所述扁管内部多孔微通道结构的孔隙率和孔隙大小沿扁管长度和宽度方 向均匀分布；或者，所述扁管内部多孔微通道结构的孔隙率和孔隙大小沿扁管长度和宽度 方向非均匀分布。 优选地，当所述扁管内部多孔微通道结构的孔隙率和孔隙大小非均匀分布且微通 道换热器作为蒸发器时，所述扁管内部多孔微通道结构的孔隙率和孔隙大小沿制冷剂流动 方向由小到大；微通道换热器作为冷凝器时则相反。 优选地，所述扁管的外部实心管壁和内部多孔微通道结构分体设置或一体成型。 优选地，所述扁管的外部实心管壁和内部多孔微通道结构焊接或辊压成型。 优选地，所述扁管的内部多孔微通道结构采用有序多孔材料制成；或者，所述扁管 的内部多孔微通道结构采用无序多孔材料制成。 优选地，所述扁管的外部实心管壁由内至外包括：芯层、阳极牺牲保护层和钎料 层；所述钎料层与所述翅片焊接。 本技术还提出一种换热设备，包括如上所述的微通道换热器。 本技术提出的一种微通道换热器及换热设备，一方面，换热器中的集流管内 设有多孔微通道，制冷剂在微通道中流动方向具有无序性，可减轻重力作用引起的气液分 离现象，提高制冷剂分配到每根扁管中的均匀性，提高换热效率；另一方面，扁管中设有多 孔材料组成的更为细小的多孔微通道，可提高扁管的内表面积，改变微通道内气液两相流 动与相变传热规律，起到强化换热作用，换热器换热效率更高；此外，作为蒸发器时，沿制冷 剂流动方向，扁管的多孔材料孔隙率及孔隙大小逐渐增大，液态制冷剂在经过扁管蒸发逐 渐转变成气态制冷剂时，比容及流速增大，阻力增大，此时扁管多孔微通道体积增大，可降 低流速，从而减小流动阻力，降低节流效应，提高系统换热效率；而作为冷凝器时，制冷剂由 气态逐渐变为液态，体积减小，孔隙率及孔隙大小由大变小，可以很好的控制制冷剂流速和 流阻，增强换热效率。进一步地，由于扁管带钎料，钎焊后换热器翅片表面较翅片带钎料的 翅片表面更为光滑，有利于排冷凝水，同时光滑表面较粗糙表面的异质形核点更少，可以抑 制换热器低温结霜，提升换热器低温换热性能；更进一步地，由于扁管的实心管壁材料有阳 极牺牲合金材料成分及材料厚度可精确控制，可以提升换热器的耐电化学腐蚀性。 【专利附图】【附图说明】 图la是现有的挤压微通道扁管的立体结构示意图； 图lb是现有的挤压微通道扁管的截面示意图； 图2a是现有的复合折叠扁管的立体结构示意图； 图2b是现有的复合折叠扁管的截面示意图； 图3是本技术微通道换热器实施例的主视图； 图4是本技术微通道换热器实施例的立体结构示意图； 图5是本技术微通道换热器第一实施例中集流管的主视图； 图6是本技术微通道换热器第一实施例中集流管的截面示意图； 图7是本技术微通道换热器第一实施例中扁管的立体结构示意图； 图8是本技术微通道换热器第一实施例中扁管的截面示意图； 图9是本技术微通道换热器第一实施例中扁管的孔隙均匀分布的图8所示的 A-A方向局部剖视图； 图10是本技术微通道换热器第一实施例中扁管的孔隙不均匀分布的图8所 示的A-A方向局部剖视图； 图11是本技术微通道换热器第一实施例中扁管的外部实心管壁的局部放大 剖视图； 图12是本技术微通道换热器第二实施例中扁管的孔隙均匀分布示意图； 图13是本技术微通道换热器第二实施例中扁管的孔隙不均匀分布示意图。 图14是本技术微通道换热器第三实施例中集流管的主视图； 图15是本技术微通道换热器第三实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微通道换热器，包括两集流管以及设置在所述两集流管之间的扁管，所述扁管上设有翅片，其特征在于，所述集流管由外部实心管壁和内部多孔微通道结构组成；和/或，所述扁管由外部实心管壁和内部多孔微通道结构组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪先送，程志明，
申请(专利权)人：广东美的制冷设备有限公司，美的集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44