具有进口分配器和出口收集器的改进的热交换器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种热交换器组件，包括：进口集管，其限定出沿着轴线A1延伸的进口集管空腔；出口集管，其限定出沿着与轴线A1间隔分布且基本平行于轴线A1的轴线A2延伸的出口集管空腔；所述进口集管包括多个集管槽并且所述出口集管包括多个与进口集管的集管槽相对应的集管槽；多个多通道扁平制冷剂管限定流体通道并且穿过所述集管槽延伸，由此提供用于制冷剂流的所述集管之间的水力连通，其中多个多通道扁平制冷剂管基本垂直于所述轴线A1和轴线A2；设置在进口集管空腔中的分配管；以及设置在出口集管空腔中的收集管。上述热交换器组件较少受用于实现制冷剂均匀分配的标准的影响。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种具有从进口集管延伸至出口集管的多个制冷剂管且采用两相制冷剂的热交换器；更特别地，涉及一种具有位于进口集管内的进口分配器以及位于出口集管内的出口收集器的热交换器，进口分配器和出口收集器用于均勻分布通过热交换器的核心的制冷剂。技术的背景由于汽车用热交换器的高换热率，耐久力，并且相对容易制造，因此住宅和商用空调以及热泵系统中使用改进的汽车用热交换器是已知的。汽车用热交换器典型地包括进口集管，出口集管，以及多个用于在进口和出口集管之间提供水力连通的挤压成型的多孔制冷剂管。热交换器的芯部由多个制冷剂管以及位于制冷剂管之间用于改进换热效率并且提高结构强度的波纹状翅片限定。对于热泵装置，在冷却模式下，室内热交换器作为蒸发器工作。在加热模式下，室外热交换器作为蒸发器工作。在蒸发模式运行的过程中，部分膨胀的两相制冷剂从进口集管进入制冷剂管较低的部分，当其在管内上升时膨胀吸收空气的热量并且转化成气相。由液相和气相之间巨大的质量差产生的动量和重力效应能够导致进口集管内相态的分离并且导致贯穿制冷剂管的差的制冷剂分布。差的制冷剂分布降低蒸发器性能并且能导致整个芯部的温度分布不均勻。居住和商用的汽车用热交换器尺寸的增大显著地增加了进口和出口集管的长度， 这会导致增加穿过热交换器的芯部的制冷剂的分布不均。已知的改进的汽车用热交换器使用分配器或者收集器，而不是将两者组合使用。进口分配器和出口收集器的几何结构受到各种因素的限定。这些因素包括，但不局限于，横截面积，小孔尺寸，小孔形状，小孔间隔，小孔倾斜的方向，等等。对于每组给定的操作参数都必须调整这些各种因素以获得期望的均勻的制冷剂分配。换言之，每组不同的操作参数将需要大量的设计以及计算来达到分配管或者收集管所期望的几何结构，这种几何结构可以提供穿过热交换器核心的均勻的制冷剂分配。因此，对于这种热交换器仍然存在一个长期迫切的需求，即提供穿过热交换器芯部的改进的均勻的制冷剂分配。对这种热交换器还有一个长期迫切的需求，即可以在更宽的操作参数的范围内使用而不需要调整上面提到的几何结构因素。
技术实现思路
具有通过多个多通道扁平制冷剂管与出口集管水力连通的进口集管的热交换器组件，其中多通道扁平制冷剂管与集管基本垂直。波纹状翅片相互连接制冷剂管。多个制冷剂管与翅片一起限定出热交换器组件的芯部。热交换器组件同时还包括设置在进口集管空腔中的分配管以及设置在出口集管空腔中的收集管，两者具有共同合作的特征以提供穿过芯部的均勻的制冷剂和温度分布。具体地说，根据本技术的一个方面，一种热交换器组件包括进口集管，其限定出沿着轴线A1延伸的进口集管空腔；出口集管，其限定出沿着与轴线A1间隔分布且基本平行于轴线A1的轴线A2延伸的出口集管空腔；所述进口集管包括多个集管槽并且所述出口集管包括多个与进口集管的集管槽相对应的集管槽；多个多通道扁平制冷剂管限定流体通道并且穿过所述集管槽延伸，由此提供用于制冷剂流的所述集管之间的水力连通，其中多个多通道扁平制冷剂管基本垂直于所述轴线A1和轴线A2 ；设置在进口集管空腔中的分配管；以及设置在出口集管空腔中的收集管。上述收集管包括限定出多个小孔的向内弯曲的表面，其中向内弯曲的表面定向为朝向多个直的多通道扁平制冷剂管。上述出口集管包括限定出第一形状的内表面；以及收集管包括与向内弯曲的表面相对的外表面，其中收集管的外表面与出口集管的内表面互补，以使得收集管的外表面紧靠出口集管的内表面，由此形成防止制冷剂蒸汽泄漏的装配。较佳地，收集管的多个小孔基本沿着所述收集管均勻地间隔。根据本技术的另一个方面，热交换器组件包括上游空气侧和下游空气侧，分配管包括多个小孔，其中这些小孔定向成相对0°方向以45°到135°之间的夹角朝向上游空气侧和/或以225°到315°的夹角朝向下游空气侧，其中0°方向定义为与重力的相反方向成一条直线的方向。较佳地，分配管的小孔定向成相对0°方向以90°角朝向热交换器组件的上游空气侧或分配管的小孔相对0°方向朝向热交换器组件的下游空气侧的夹角为270°，其中0°方向为与重力相反的方向成一条直线的方向。分配管具有1/4英寸到 3/8英寸的外径并且每个小孔的直径可以为0. 7mm到1. 5mm，沿着分配管基本线性布置并且相互之间的间隔为20mm到90mm。对于长度达到57英寸的出口集管，收集管包括多个小孔，每个小孔具有1/8英寸到1/4英寸的直径，并且沿着收集管基本线性布置并且相互之间的间隔大约27mm。对于长度在57英寸到96英寸之间的出口集管，收集管包括多个小孔，每个小孔的直径大约1/8英寸，沿着收集管基本线性布置并且相互之间的间隔大约60mm。同时具有分配管和收集管并且分配管和收集管具有共同合作的特征的改进的汽车用类型热交换器组件具有这样的优点，其较少受用于实现制冷剂均勻分配的标准的影响。设计用于一种特定的装置的分配管和收集管可以用于其它具有不同操作参数的装置而不需要重新设计或优化分配管和收集管。附图的简要说明本技术参照附图作进一步的说明，其中附图说明图1示出现有技术的具有进口分配器的热交换器组件的剖面图。图2示出同时具有进口分配器和出口收集器的改进的热交换器组件的一个实施例的剖面图。图3示出图2所示的热交换器组件沿着线3-3的剖面立体图。图4示出图2所示的热交换器组件沿着线4-4的剖面立体图。图如示出图1所示的现有技术的热交换器组件在蒸发模式下运行时的热像图，其中出口连接器与进口连接器位于热交换器组件的相同一侧。图恥示出图1所示的现有技术的热交换器组件在蒸发模式下运行时的热像图， 其中出口连接器与进口连接器位于热交换器组件的相对一侧。图5c示出图1所示的现有技术的热交换器组件在蒸发模式下运行时的热像图，其中出口集管在任一端都包括有出口连接器。图6示出图2所示的改进的热交换器组件在蒸发模式下运行时其核心的热像图。具体实施方式本技术将参照附图作进一步的说明，其中所有视图中相同的部分用相同的数字表不。图1所示的为现有技术的改进的汽车类型热交换器组件10，其在住宅或商用环境中固定使用。热交换器组件10包括入口集管12，其通过多个挤压成型的多孔制冷剂管16 与出口集管14水力连通。波纹状翅片18相互连接制冷剂管16，用于增强热传导并且提高热交换器组件10的结构的完整性。多个制冷剂管16与翅片18 —起构成热交换器组件10 的芯部30。分配管20位于入口集管12中用于帮助提高入口集管12中制冷剂分配的均勻性，同时通过多个制冷剂管16中的制冷剂的均勻分配来提高传热效率。分配管20大致与入口集管12的长度平行延伸并且包括分配入口 13和多个基本均勻间隔分布的在制冷剂管 16的方向上定向的分配孔22。在出口集管14的一端上设置有用于蒸发后的制冷剂返回空调系统的出口流体连接器15。在蒸发模式中，部分膨胀的两相制冷剂流入分配入口 13，流动通过分配管20，并且通过大致均勻间隔分布的分配孔22穿过入口集管12均衡分布。在制冷剂从入口集管12 流动通过多个制冷剂管16到达出口集管14的过程中，制冷剂从环境空气中吸收热量由此经历液体到气体的相变过程。图如-c为图1中所示的现有技术的改进的具有长度大于36英寸的出口集管14的汽车类型热交换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D·C·温特斯汀，D·E·萨木尔森，R·S·约翰逊，D·R·保特勒，夏燕萍，
申请(专利权)人：德尔福技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：