CN106288912A - 一种微通道换热器及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微通道换热器及空调器，涉及热交换设备技术领域，为解决现有技术中微通道扁管尾迹区较长导致微通道换热器的换热效率降低的问题而发明。本发明一种微通道换热器，包括微通道扁管，所述微通道扁管的截面为对称翼型。本发明一种微通道换热器用于将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。

Description

一种微通道换热器及空调器

技术领域

本发明涉及热交换设备技术领域，尤其涉及一种微通道换热器及空调器。

背景技术

微通道换热器是指通道当量直径在1～1000um的换热器，其体积换热系数大、换热效率高，可满足较高的能效标准，并且具有优良的耐压能力，目前正逐步应用于商业、家用制冷空调行业。

微通道换热器包括多个微通道扁管01和两个集流管03，多个微通道扁管01位于两个集流管03之间，且每个微通道扁管01的两端分别与两个集流管03连通，相邻两个微通道扁管01之间设有多个翅片02，该微通道扁管01为扁平管，如图1～2所示。

空气进入微通道换热器后(图1中箭头所示方向为空气的流动方向)，因受到扁平管前端的圆弧段的阻碍，气流被分开并沿扁平管上下的平直段流动，当气体流至扁平管的后端时，扁平管上下的气体开始收束，部分气体因惯性继续沿直线流动，部分气流因不受阻碍而开始向扁平管的后端区域收紧，气流相互撞击导致扁平管后端产生的尾迹区02(尾迹是指运动物体后面或物体下游的紊乱旋涡流)较长，气体的能量损失较大，因此气体风速降低，压力损失较多，气流再与后端的微通道扁管换热时，换热效率降低，从而导致微通道换热器的换热效率降低。

发明内容

本发明的实施例提供了一种微通道换热器及空调器，可解决现有技术中微通道扁管尾迹区较长导致微通道换热器的换热效率降低的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种微通道换热器，包括微通道扁管，所述微通道扁管的截面为对称翼型。

本发明实施例还公开了一种空调器，包括上述技术方案所述的微通道换热器。

本发明实施例提供的微通道换热器及空调器，由于微通道扁管的截面为对称翼型，空气进入微通道换热器后，沿对称翼型的微通道扁管弧形的表面进行无分离的附着流动，且微通道扁管上空气边界层较薄，在具体应用时，使空气沿对称翼型的微通道扁管的弧形表面从前缘流至后缘处，上下气流自然收束，因此，空气形成的尾迹区较短，空气的能量损失较小，从而空气与微通道扁管换热后的压力损失也较小，空气的风速仍较快，再与安装于微通道换热器靠近背风侧的其他微通道扁管换热时，微通道扁管的换热效率较高，因此，微通道换热器的换热效率也较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中微通道换热器的结构示意图；

图2为现有技术微通道换热器中微通道扁管为扁平管的结构示意图；

图3为本发明实施例中微通道换热器的结构示意图；

图4为本发明实施例中微通道换热器中微通道扁管的截面为对称翼型的结构示意图之一；

图5为本发明实施例中微通道换热器中微通道扁管的截面为对称翼型的结构示意图之二；

图6为本发明实施例中微通道换热器中微通道扁管交错分布的结构示意图；

图7为本发明实施例中微通道换热器中微通道扁管平齐分布的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

翼型是指沿平行于飞机的对称面，在机翼展向任意位置切一刀，所切下来的机翼剖面，其中，上下弧线对称的翼型被称为对称翼型。参照图4，翼型上位于机翼最前方的端点为前缘点A，位于机翼最后方的端点为后缘点B，连接前缘点与后缘点的直线为翼型的弦线AB；翼型的弦线AB与来流速度之间的夹角为攻角α。

微通道换热器是一种内部流路直径较小的换热器，包括多个微通道扁管1和两个集流管3，多个微通道扁管1位于两个集流管3之间，且每个微通道扁管1的两端分别与两个集流管3连通，相邻两个微通道扁管1之间设有多个翅片2，如图3所示。

本发明实施例中微通道换热器包括微通道扁管1，该微通道扁管1的截面为对称翼型，如图3～4所示。

本发明实施例提供的微通道换热器，由于微通道扁管1的截面为对称翼型，空气进入微通道换热器后，沿对称翼型的微通道扁管1弧形的表面进行无分离的附着流动(如图5箭头所示方向)，且微通道扁管1上空气边界层较薄，在具体应用时，使空气沿对称翼型的微通道扁管1的弧形表面从前缘流至后缘处，上下气流自然收束，因此，空气形成的尾迹区较短，空气的能量损失较小，从而空气与微通道扁管1换热后的压力损失也较小，空气的风速仍较快，再与安装于微通道换热器靠近背风侧的其他微通道扁管1换热时，微通道扁管1的换热效率较高，因此，微通道换热器的换热效率也较高。

本发明实施例中微通道扁管1为多个，为了进一步减少前侧(此处的前侧指靠近换热器迎风侧)的微通道扁管对其后的微通道扁管1的影响，优选地，多个微通道扁管1呈多列分布，且将相邻两列的微通道扁管1相互错开安装，如图6所示，可减少前一列微通道扁管1尾迹区的紊流对后一列微通道扁管1的影响，保证微通道换热器的换热性能。

对于需要出风量大且风速较快的应用场合，基于上述实施例，可将多列微通道扁管1平齐安装，如图7所示，微通道扁管1对空气的阻力较小，如此空气可较快穿过微通道换热器(图7中箭头方向为空气的流动方向)，微通道换热器的出风速度较高。

目前，微通道扁管采用挤压成形工艺制造，其生产难度较大，尺寸精度也要求较高，本发明实施例要将微通道扁管截面的一端制作为尖头，其工艺难度太大，因此，优选地，本发明实施例将对称翼型的微通道扁管1的后缘设计为圆弧形，以方便生产制作。

具体地，对称翼型的微通道扁管1的后缘半径应小于前缘半径，且考虑到后缘的尾迹区大小，应在工艺条件允许下，对称翼型的微通道扁管1，其后缘半径越小越好。

进一步地，本发明实施例中微通道换热器还包括翅片2，翅片2上对应微通道扁管1开设有多个翼型通孔，且每个翼型通孔内安装有一个微通道扁管1，翅片2的设置可增加提高微通道换热器的换热面积，从而提高微通道换热器的换热效率。

具体地，本发明实施例中微通道扁管1截面所采用的对称翼型为NACA四位数对称翼型(NACA:National Advisory Committee for Aeronautics，美国国家航空咨询委员会)，这种翼型具有较高的最大升力系数和较低的阻力系数。在具体使用时，微通道扁管1的截面可采用NACA0006、NACA0009、NACA0012、NACA0015、NACA0018、NACA0021以及NACA0024等，上述翼型的第一位数代表弯度(是指翼型的中弧线与弦线之间的最大距离)，第二位数代表中弧线最高点的弦向位置，是弦长的十分数，最后两位数代表厚度，是弦长的百分数，例如NACA0012是指无弯度，中弧线与弦线重合(即对称)，厚度为弦长12％的翼型。具体NACA四位数对称翼型的基本厚度分布为：

$\stackrel{\‾}{y}=5\stackrel{\‾}{t}(0.2969\sqrt{\stackrel{\‾}{x}}-0.126\stackrel{\‾}{x}-0.3516{\stackrel{\‾}{x}}^2+0.2843{\stackrel{\‾}{x}}^3-0.1015{\stackrel{\‾}{x}}^4)$

式中，指上下翼面相对坐标，其中，y指上下翼面坐标，c指弦长；

指相对最大厚度，其中，t指最大厚度；

指厚度的相对位置，其中，x指厚度的位置。

根据具体需要，选择合适的NACA四位数对称翼型型号，确定好合适的弦线长度，再根据上述厚度分布公式，即可画出具体的翼型图。

进一步地，为了保证微通道扁管1与翅片2之间的连接强度，并减少接触热阻，本发明实施例将微通道扁管1与翅片2焊接在一起，并且优选地采用钎焊工艺，该工艺具有钎焊变形小，接头光滑美观等优点。

本发明实施例还公开了一种空调器，采用了上述所有的微通道换热器。由于在本实施例的空调器中安装的微通道换热器与上述微通道换热器的各实施例中提供的微通道换热器相同，因此二者能够解决相同的技术问题，并达到相同的预期效果。

进一步地，空调器内还设置有风扇，该风扇位于对称翼型的微通道扁管1前缘的一侧，且风扇的出风反向与对称翼型的微通道扁管1的弦线方向相同，如此，可使进入微通道换热器内空气的速度方向与该对称翼型的微通道扁管1的弦线AB之间的攻角α为零，如图5和图7所示，因此，升力为零，不会使对称翼型微通道扁管1与翅片2之间产生振动。在此过程中，对称翼型的微通道扁管对空气的阻力主要为摩擦阻力，因此，提高微通道扁管的表面平滑度，使得摩擦阻力系数约在0.005～0.008之间，从而进一步减少空气的压力损失。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种微通道换热器，包括微通道扁管，其特征在于，所述微通道扁管的截面为对称翼型。

2.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，所述微通道扁管为多个，且多个所述微通道扁管呈多列分布，相邻两列的所述微通道扁管相互错开安装。

3.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，所述微通道扁管为多个，且多个所述微通道扁管呈多列分布，多列所述微通道扁管平齐安装。

4.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，对称翼型的所述微通道扁管的后缘为圆弧形。

5.根据权利要求4所述的微通道换热器，其特征在于，对称翼型的所述微通道扁管的后缘半径小于前缘半径。

6.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，还包括翅片，所述翅片上对应所述微通道扁管开设有多个翼型通孔，每个所述翼型通孔安装有一个所述微通道扁管。

7.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，所述微通道扁管的截面所采用的对称翼型为NACA四位数对称翼型。

8.根据权利要求7所述的微通道换热器，其特征在于，所述微通道扁管的截面所采用的对称翼型为NACA0006、NACA0009、NACA0012、NACA0015、NACA0018、NACA0021或NACA0024。

9.根据权利要求6所述的微通道换热器，其特征在于，所述微通道扁管与所述翅片通过焊接方式连接。

10.一种空调器，其特征在于，包括上述权利要求1～9中任一项所述的微通道换热器。

11.根据权利要求10所述的空调器，其特征在于，还包括风扇，所述风扇位于对称翼型的所述微通道扁管前缘的一侧，且所述风扇的出风方向与对称翼型的所述微通道扁管的弦线平行。