换热管组件、微通道换热器、空调系统及换热器设计方法技术方案

本发明专利技术提供了一种换热管组件、微通道换热器、空调系统及换热器设计方法，换热管组件适用于换热器，换热管组件包括沿换热管组件的长度方向依次连接的至少两个管体部，各个管体部均具有多个微通道；沿换热管组件的第一端至换热管组件的第二端延伸的方向，至少两个管体部中的多个微通道的总横截面积依次减小。本发明专利技术的换热管组件解决了现有技术中的微通道换热器作为蒸发器时，冷媒流程的中后部换热效果较差的问题。

【技术实现步骤摘要】
换热管组件、微通道换热器、空调系统及换热器设计方法
本专利技术涉及换热器领域，具体而言，涉及一种换热管组件、微通道换热器、空调系统及换热器设计方法。
技术介绍
全铝微通道换热器具有工作高效、结构紧凑且加工成本低等特点，其作为冷凝器已广泛应用于汽车以及分体空调中，但作为蒸发器时，同翅片管式换热器相比，微通道换热器特殊的扁管平行结构存在分流不均的问题，使其发展收到制约。现有技术的微通道换热器的结构一般包括集流管、扁管、翅片、隔板及进、出流管等，其冷媒主流方式为，由进流管进入集流管，通过“下进上出”或“上进下出”的方式流动。当其作为蒸发器使用时，冷媒在换热器的集流管内会发生气液分离，导致不同扁管中的冷媒的干度相差较大，一部分扁管中的冷媒蒸发不完全，不能起到换热的作用，造成了换热面积的浪费，导致换热器的性能大幅度衰减。而且，如果因分流不均导致冷媒蒸发不完全，使液态冷媒进入压缩机内，则会加剧压缩机的内部磨损，降低压缩机的可靠性和使用寿命。另外，由于冷暖空调中换热器作为冷凝器时要保证冷媒有较长的流程(冷媒流动的行程)，作为蒸发器时，冷媒逆流，此时要保证冷媒有较小的流动阻力，但是现有技术中的微通道换热器作为蒸发器时由于管内阻力损失较大从而导致换热性能较差。现有技术中常见的微通道换热器作为蒸发器时，随着在扁管中流动的冷媒的干度的逐渐增大，分流不均的影响越来越严重，虽然现在已经有很多解决分流不均的方案，如通过控制微通道换热器中每一流程的扁管的数量来解决其分流不均的问题，但是由于重力的作用，气液混合物从一个流程的扁管中进入集流管后再进入另一个流程的扁管的过程中，当流程中部(此时干度已上升)的冷媒干度较大时，扁管内部对冷媒有较大的流动阻力，冷媒在扁管内的阻力损失较大，这就导致了换热器的换热性能较差。对此，有人提出采用隔片将集流管分为多个相互并联的流程，使用管外分流装置对来流冷媒进行分流，使分流后的冷媒分别进入各个流程中。但是这只解决了由外部进液管进入集流管与扁管时的分流不均问题，没有解决扁管内冷媒量较多时，冷媒的流程中后部大部分液态冷媒转化为气态冷媒，剩余的蒸发不完全的液态冷媒因与扁管内微通道管壁接触面积较小而换热效果较差的问题。具体地，冷媒的干度是指每千克湿蒸汽(气液两相)中含有的干蒸汽(气相)的质量百分数，干度增大就是说气态冷媒的量增加。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种换热管组件、微通道换热器、空调系统及换热器设计方法，以解决现有技术中的微通道换热器作为蒸发器时，冷媒流程的中后部换热效果较差的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的第一方面，提供了一种换热管组件，适用于换热器，换热管组件包括：沿换热管组件的长度方向依次连接的至少两个管体部，各个管体部均具有多个微通道；沿换热管组件的第一端至换热管组件的第二端延伸的方向，至少两个管体部中的多个微通道的总横截面积依次减小。进一步地，当换热器作为冷凝器时，换热管组件的第一端为冷媒输入端，换热管组件的第二端为冷媒输出端；当换热器作为蒸发器时，换热管组件的第一端为冷媒输出端，换热管组件的第二端为冷媒输入端。进一步地，任意相邻两个管体部分别为第一管体部和第二管体部，第一管体部中的多个微通道的总横截面积大于第二管体部中的多个微通道的总横截面积；换热管组件还包括过渡管，过渡管设置在第一管体部和第二管体部之间，以连接第一管体部和第二管体部；过渡管具有用于与第一管体部和第二管体部均连通的过渡连通腔；沿第一管体部至第二管体部的方向，过渡连通腔的冷媒流通截面积逐渐减小。进一步地，过渡管具有第一连通腔和第二连通腔，过渡连通腔位于第一连通腔和第二连通腔之间；第一连通腔套设在第一管体部上，第二连通腔套设在第二管体部上。进一步地，管体部和过渡管均为扁管状，在过渡管的宽度方向的截面上，过渡连通腔的宽度方向的相对两侧的边线之间所夹的夹角为α，其中，α的取值范围为5°至30°。进一步地，过渡连通腔的大端的冷媒流通截面积A1等于第一管体部的横截面积，过渡连通腔的小端的冷媒流通截面积A2等于第二管体部的横截面积，其中，A1/A2的取值范围为1.1至1.83。进一步地，任意相邻两个管体部分别为第一管体部和第二管体部，第一管体部中的多个微通道的总横截面积大于第二管体部中的多个微通道的总横截面积；其中，第一管体部中的任意一个微通道的横截面积等于第二管体部中的任意一个微通道的横截面积，第一管体部中的微通道的个数大于第二管体部中的微通道的个数；或者第一管体部中的微通道的个数等于第二管体部中的微通道的个数。进一步地，管体部为两个，两个管体部分别为第一管体部和第二管体部，第一管体部中的多个微通道的总横截面积大于第二管体部中的多个微通道的总横截面积，第一管体部的长度大于第二管体部的长度。进一步地，管体部中的多个微通道沿管体部的宽度方向间隔布置。进一步地，任意相邻两个管体部分别为第一管体部和第二管体部，第一管体部中的多个微通道的总横截面积大于第二管体部中的多个微通道的总横截面积；其中，第一管体部包括并联布置的多个扁管结构，第二管体部包括一个扁管结构或者并联布置的多个扁管结构。进一步地，任意相邻两个管体部中，一个管体部具有容纳部和用于与另一个管体部连接的过渡部，沿换热管组件的第一端至换热管组件的第二端延伸的方向，过渡部的管腔的横截面积逐渐缩小；容纳部与过渡部一体成型。进一步地，至少两个管体部的内壁面为锥形面，由至少两个管体部的中心线至管壁的方向，多个微通道的长度逐渐减小。根据本专利技术的第二方面，提供了一种微通道换热器，包括：集流管组件，集流管组件包括多个依次间隔布置的腔体单元，每个腔体单元均包括第一腔体部和第二腔体部；第一腔体部上设置有用于供冷媒进出微通道换热器的第一进出口，第二腔体部上设置有用于供冷媒进出微通道换热器的第二进出口；上述的换热管组件，各个腔体单元均对应至少一个换热管组件，各个换热管组件的第一端与相应的腔体单元中的第一腔体部连通，各个换热管组件的第二端与相应的腔体单元中的第二腔体部连通。进一步地，集流管组件包括第一集流管和第二集流管；多个腔体单元的第一腔体部均位于第一集流管中，多个第一腔体部沿第一集流管的延伸方向间隔布置；多个腔体单元的第二腔体部均位于第二集流管中，多个第二腔体部沿第二集流管的延伸方向间隔布置。进一步地，各个腔体单元均包括至少一个过渡腔体部；管体部为扁管状，换热管组件包括沿换热管组件的宽度方向并排设置且首尾串联的至少两个管段，至少两个管段均包括至少一个管体部，任意相邻两个管段之间通过过渡腔体部连通。进一步地，集流管组件包括第一集流管和第二集流管，多个腔体单元的第一腔体部和第二腔体部均位于第一集流管中；各个腔体单元中的过渡腔体部均为一个，各个换热管组件中的管段均为两个，两个管段分别为第一管段和第二管段，第一管段的两端分别与第一腔体部和过渡腔体部连接，第二管段的两端分别与过渡腔体部和第二腔体部连接；过渡腔体部位于第二集流管中，多个腔体单元的过渡腔体部沿第二集流管的延本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种换热管组件，适用于换热器，其特征在于，所述换热管组件包括：/n沿所述换热管组件的长度方向依次连接的至少两个管体部(20)，各个所述管体部(20)均具有多个微通道(200)；/n沿所述换热管组件的第一端至所述换热管组件的第二端延伸的方向，所述至少两个管体部(20)中的所述多个微通道(200)的总横截面积依次减小。/n

【技术特征摘要】
1.一种换热管组件，适用于换热器，其特征在于，所述换热管组件包括：
沿所述换热管组件的长度方向依次连接的至少两个管体部(20)，各个所述管体部(20)均具有多个微通道(200)；
沿所述换热管组件的第一端至所述换热管组件的第二端延伸的方向，所述至少两个管体部(20)中的所述多个微通道(200)的总横截面积依次减小。


2.根据权利要求1所述的换热管组件，其特征在于，
当所述换热器作为冷凝器时，所述换热管组件的第一端为冷媒输入端，所述换热管组件的第二端为冷媒输出端；当所述换热器作为蒸发器时，所述换热管组件的第一端为冷媒输出端，所述换热管组件的第二端为冷媒输入端。


3.根据权利要求1所述的换热管组件，其特征在于，
任意相邻两个所述管体部(20)分别为第一管体部(21)和第二管体部(22)，所述第一管体部(21)中的所述多个微通道(200)的总横截面积大于所述第二管体部(22)中的所述多个微通道(200)的总横截面积；
所述换热管组件还包括过渡管(23)，所述过渡管(23)设置在所述第一管体部(21)和所述第二管体部(22)之间，以连接所述第一管体部(21)和所述第二管体部(22)；所述过渡管(23)具有用于与所述第一管体部(21)和所述第二管体部(22)均连通的过渡连通腔(230)；沿所述第一管体部(21)至所述第二管体部(22)的方向，所述过渡连通腔(230)的冷媒流通截面积逐渐减小。


4.根据权利要求3所述的换热管组件，其特征在于，
所述过渡管(23)具有第一连通腔(231)和第二连通腔(232)，所述过渡连通腔(230)位于所述第一连通腔(231)和所述第二连通腔(232)之间；
所述第一连通腔(231)套设在所述第一管体部(21)上，所述第二连通腔(232)套设在所述第二管体部(22)上。


5.根据权利要求3或4所述的换热管组件，其特征在于，所述管体部(20)和所述过渡管(23)均为扁管状，在所述过渡管(23)的宽度方向的截面上，所述过渡连通腔(230)的宽度方向的相对两侧的边线之间所夹的夹角为α，其中，所述α的取值范围为5°至30°。


6.根据权利要求5所述的换热管组件，其特征在于，所述过渡连通腔(230)的大端的冷媒流通截面积A1等于所述第一管体部(21)的横截面积，所述过渡连通腔(230)的小端的冷媒流通截面积A2等于所述第二管体部(22)的横截面积，其中，A1/A2的取值范围为1.1至1.83。


7.根据权利要求1所述的换热管组件，其特征在于，
任意相邻两个所述管体部(20)分别为第一管体部(21)和第二管体部(22)，所述第一管体部(21)中的所述多个微通道(200)的总横截面积大于所述第二管体部(22)中的所述多个微通道(200)的总横截面积；
其中，所述第一管体部(21)中的任意一个所述微通道(200)的横截面积等于所述第二管体部(22)中的任意一个所述微通道(200)的横截面积，所述第一管体部(21)中的所述微通道(200)的个数大于所述第二管体部(22)中的所述微通道(200)的个数；或者
所述第一管体部(21)中的所述微通道(200)的个数等于所述第二管体部(22)中的所述微通道(200)的个数。


8.根据权利要求1所述的换热管组件，其特征在于，所述管体部(20)为两个，两个所述管体部(20)分别为第一管体部(21)和第二管体部(22)，所述第一管体部(21)中的所述多个微通道(200)的总横截面积大于所述第二管体部(22)中的所述多个微通道(200)的总横截面积，所述第一管体部(21)的长度大于所述第二管体部(22)的长度。


9.根据权利要求1所述的换热管组件，其特征在于，所述管体部(20)中的多个所述微通道(200)沿所述管体部(20)的宽度方向间隔布置。


10.根据权利要求1所述的换热管组件，其特征在于，
任意相邻两个所述管体部(20)分别为第一管体部(21)和第二管体部(22)，所述第一管体部(21)中的所述多个微通道(200)的总横截面积大于所述第二管体部(22)中的所述多个微通道(200)的总横截面积；
其中，所述第一管体部(21)包括并联布置的多个扁管结构，所述第二管体部(22)包括一个所述扁管结构或者并联布置的多个所述扁管结构。


11.根据权利要求1所述的换热管组件，其特征在于，任意相邻两个管体部(20)中，一个所述管体部(20)具有容纳部(2001)和用于与另一个所述管体部(20)连接的过渡部(2002)，沿所述换热管组件的第一端至所述换热管组件的第二端延伸的方向，所述过渡部(2002)的管腔的横截面积逐渐缩小；所述容纳部(2001)与所述过渡部(2002)一体成型。


12.根据权利要求1所述的换热管组件，其特征在于，所述至少两个管体部(20)的内壁面为锥形面，由所述至少两个管体部(20)的中心线至管壁的方向，所述多个微通道(200)的长度逐渐减小。


13.一种微通道换热器，其特征在于，包括：
集流管组件(1)，所述集流管组件(1)包括多个依次间隔布置的腔体单元(10)，每个所述腔体单元(10)均包括第一腔体部(101)和第二腔体部(102)；所述第一腔体部(101)上设置有用于供冷媒进出所述微通道换热器的第一进出口，所述第二腔体部(102)上设置有用于供冷媒进出所述微通道换热器的第二进出口；
权利要求1至12中任一项所述的换热管组件，各个所述腔体单元(10)均对应至少一个所述换热管组件，各个所述换热管组件的第一端与相应的所述腔体单元(10)中的所述第一腔体部(101)连通，各个所述换热管组件的第二端与相应的所述腔体单元(10)中的所述第二腔体部(102)连通。


14.根据权利要求13所述的微通道换热器，其特征在于，
所述集流管组件(1)包括第一集流管(11)和第二集流管(12)；
多个所述腔体单元(10)的所述第一腔体部(101)均位于所述第一集流管(11)中，多个所述第一腔体部(101)沿所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金伟，肖庆，陈振明，越飞，李丽霞，张敏雄，
申请(专利权)人：格力电器武汉有限公司，珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42