CN109708512A - 换热管、换热器及热泵空调机组 - Google Patents

换热管、换热器及热泵空调机组 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种换热管、换热器及热泵空调机组，采用换热管内部流道分组的方法，以换热管的流道组为基本设计单位，设计每个分流孔道孔径的大小，精确控制从集流管流入每个均液腔的换热流体流量、压力，达到换热管的各流道均匀换热的目的；实现换热管内的单一换热介质的多个换热流程与外部介质逆流均匀换热、换热管内多介质间回收换热的同时与外部介质换热；每组流道的多个流道口共用一个接口引出，且相邻流道组的组间距较大，便于采用现有加工技术将该共用接口引出，可靠焊接；包括这种换热管的换热器及热泵空调机组效率高、体积小、成本低。

Description

换热管、换热器及热泵空调机组
技术领域
本发明涉及换热和热泵空调技术领域，特别涉及一种换热管、换热器及热泵空调机组。
背景技术
流通截面积相等的多流道扁管比单孔圆管具有更高的换热效率，是换热领域技术人员的共识，多流道扁管的宽度、厚度、流道通径、流道间距尺寸的微小化，成为换热领域的研究应用方向；一方面，现有技术设计的微通道扁管换热器以换热管为设计单位，实现对换热流体的简单控制调节，而对换热管内部的各条流道的流量没有控制调节，不同位置的流道换热极不均匀，阻碍微通道换热器换热效率的提高；另一方面，集成一体的多介质换热可以减小换热器体积、提高换热效率、实现多介质换热的热回收利用，CN205403264U公开的一种换热器，采用两个扁管贴靠的方法实现三种介质换热，但效率低、实用性差；如何设计简单高效的多介质换热器，也是本领域研究的难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种换热管，采用换热管内部流道分组的方法，以换热管的流道组为基本设计单位，实现对换热管内多条流道的流体介质精确控制、均匀换热，同一换热管同时流通多种换热介质，提高换热管换热效率。
本发明的另一目的是提供一种流体介质精确控制的高效、多介质换热器及热泵空调机组。
为实现本发明目的，本发明公开一种换热管，包括端面、换热表面、换热管内部沿长度方向延伸的多条流道；所述每条流道在换热管的首端、尾端分别设有流道口，用于换热流体的流入或流出，根据流道口的位置及方向，所述多条流道划分为至少两个流道组；位于换热管同一端部的同一流道组内的流道口，设置在同一个端面或换热表面上；方便每个流道组一端的多个流道口汇接为一个共用接口引出。
进一步的，设置在所述换热表面上的流道口，其开口方向与其所在的换热表面垂直、其开口宽度不大于与其对应的一条流道的宽度、其开口深度不深于与该流道口对应相通的流道的中心位置。
进一步的，所述换热管一个端部的相邻的不同流道组的流道口，设置在不同的端面或换热表面上；相邻流道组的组间距较大，方便每个流道组内多条流道口共用一个接口引出。
优选的，所述换热管内的一个流道组的每一条或每多条流道，与其它至少一个流道组的流道间隔排列；不同的流道组形成不同介质的换热通道，所述换热管本体内部的介质进行组间不同介质高效换热，同时与换热管本体外部的介质换热。
优选的，所述换热管内的各流道组，在换热管宽度方向并列排列；多个并列的流道组串联后，形成一个换热管内单一换热介质的多个换热流程，实现换热管内部与外部换热介质的逆流均匀换热。
为实现本发明另一目的，本发明还公开一种换热器，包括前述的换热管和与换热管连接的集流组件。
进一步的，所述集流组件包括集流管、分流孔道、均液腔、第一换热管插孔；所述换热管从所述集流组件的第一换热管插孔***集流组件，所述换热管的各流道组与对应的所述集流组件的均液腔连通，所述集流组件的均液腔连通对应的分流孔道，分流孔道与对应的集流管连通；设计分流孔道孔径的大小，控制从集流管流入均液腔的换热流体流量、压力，对所述换热管内多条流道的流体介质精确分配，达到均匀换热的目的。
进一步的，所述集流组件还包括密封体，密封体具有与所述集流组件的第一换热管插孔位置对应、数量相等的第二换热管插孔；所述换热管经过所述密封体的第二换热管插孔***所述集流组件的第一换热管插孔，这三部分密封固定连接。
优选的，所述集流组件还包括流程组件，每个流程组件设有至少一个汇流腔，每一个汇流腔将两组流道的流道口连通在一起，形成多个换热流程，实现换热管内部与外部换热介质的逆流均匀换热。
优选的，所述换热器还包括设于若干换热管之间的换热翅片，用以进一步增强换热管换热效率。
为实现本发明另一目的，本发明还公开一种热泵空调机组，包括前述的换热管，热泵空调机组的其它部分采用成熟的现有技术，在此不再赘述。
有益效果：根据本发明的换热管、换热器及热泵空调机组，采用换热管内部流道分组的方法，以换热管的流道组为基本设计单位，设计每个分流孔道孔径的大小，精确控制从集流管流入每个均液腔的换热流体流量、压力，达到换热管的各流道均匀换热的目的。
一方面，利用一根换热管的多个串联的流道组，形成一个换热管内单一换热介质的多个换热流程，实现换热管内部与外部换热介质的逆流均匀换热，提高了换热管整体的换热效率。
另一方面，利用一根换热管内的流道间隔排列的多个流道组，形成多个不同介质的换热通道，实现一个换热管内多种介质之间热能回收换热，同时换热管内部与外部介质的同步换热。
本发明中，换热管内每组流道的多个流道口共用一个接口引出，且相邻流道组的组间距较大，便于采用现有加工技术将该共用接口引出，可靠焊接。
包括这种换热管的换热器及热泵空调机组效率高、体积小、成本低。
附图说明
图1是本发明一种换热管的具体实施例一换热管结构示意图。
图2是本发明一种换热管的具体实施例一换热管中部剖面结构示意图。
图3是本发明一种换热管的具体实施例一换热管首端多视角示意图。
图4是本发明一种换热管的具体实施例二换热管首端的结构示意图。
图5是本发明一种换热管的具体实施例二换热管尾端的结构示意图。
图6是本发明一种换热器的具体实施例三换热器组装分解的结构示意图。
图7是本发明一种换热器的具体实施例三换热器局部A1的放大结构示意图。
图8是本发明一种换热器的具体实施例三换热器局部A2的多视角结构示意图。
图9是本发明一种换热器的具体实施例四换热器的组装分解的结构示意图。
图10是本发明一种换热器的具体实施例四换热器局部A3的放大结构示意图。
图11是本发明一种换热器的具体实施例四换热器局部A4的放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施例进行描述。
本发明一种换热管的具体实施例一如图1、图2、图3所示。
本具体实施例中，换热管1包括首端的端面11a、尾端的端面11b、第一换热表面12a、第二换热表面12b、换热管1内部沿长度方向延伸的多条流道13。
本具体实施例中，所述每条流道13在换热管1的首端、尾端分别设有流道口，用于换热流体的流入或流出；根据流道口的位置及方向，所述多条流道13划分为三个流道组：第一流道组131、第二流道组132和第二流道组133。
本具体实施例中，第一流道组131半数的流道口131a，设置在换热管1首端的端面11a上；第一流道组131另半数的流道口，设置在换热管1尾端的端面11b上。
本具体实施例中，第二流道组132半数的流道口132a，设置在换热管1首端的第一换热表面12a上；第二流道组132另半数的流道口，设置在换热管1尾端的第一换热表面12a上。
本具体实施例中，设置在换热表面12a上的第二流道组132全部流道口的开口方向与换热表面12a垂直，且每个流道口的宽度都不大于与其对应的一条流道13的宽度，这些流道口的开口深度，不深于与这些流道口对应相通的流道13的中心位置。
本具体实施例中，第三流道组133半数的流道口133a，设置在换热管1首端的第二换热表面12b上；第二流道组133另半数的流道口133b，设置在换热管1尾端的第二换热表面12b上。
本具体实施例中，设置在换热表面12b上的流道口133a、133b的开口方向与换热表面12b垂直，每个流道口133a、133b的宽度都不大于与其对应的一条流道13的宽度，流道口133a、133b的开口深度，不深于与这些流道口对应相通的流道13的中心位置。
本具体实施例中，换热管1内的第二流道组132的每一条流道13，与第三流道组133的每一条流道13间隔排列；第二流道组132与第三流道组133，形成不同介质的既互不连通又相互间隔排列的两组换热通道，换热管1本体内部介质进行组间不同介质换热的同时，与换热管1本体外部的介质换热。
本具体实施例中，换热管1内的第一流道组131，在换热管1的宽度方向与第二流道组132、第三流道组133并列排列，形成一个换热管1内另一组换热介质的换热通道，与换热管1本体外部的介质换热。
本发明一种换热管的具体实施例二如图4、图5所示。
本具体实施例中，换热管1内部的每条流道13在换热管1的首、尾端部分别设有流道口，用于换热流体的流入或流出；根据流道口的位置及方向，所述多条流道13划分为四个流道组：第一流道组、第二流道组、第三流道组、第四流道组，该四个流道组在换热管1首端分别对应的流道口是流道口131a、流道口132a、流道口133a、流道口134a，该四个流道组在换热管1尾端分别对应的流道口是流道口131b、流道口132b、流道口133b、流道口134b。
本具体实施例中，在 换热管1首端，第一流道组的流道口131a设置在端面11a1上，与第一流道组相邻的第二流道组的流道口132a设置在端面11a2上，第三流道组的流道口133a设置在端面11a2上，与第三流道组相邻的第四流道组的流道口134a设置在端面11a3上。
本具体实施例中，在换热管1尾端，第一流道组的流道口131b、第二流道组的流道口132b设置在同一个端面11b1上，第三流道组的流道口133b、第四流道组的流道口134b设置在同一个端面11b2上。
本具体实施例中，第一流道组、第二流道组、第三流道组、第四流道组在换热管1的宽度方向并列排列；四个并列的流道组串联后，形成一个换热管1内单一换热介质的四个换热流程，与换热管1本体外部的介质换热。
本发明一种换热器的具体实施例三如图1、图2、图3、图6、图7、图8所示，图7是图6中一种换热器的局部A1的放大结构示意图，图8是图6中一种换热器的局部A2的多视角放大结构示意图。
本具体实施例中，换热器包括前述换热管的具体实施例一的换热管1和与换热管1连接的集流组件2。
本具体实施例中，所述集流组件2包括第一集流管211、第二集流管212、第三集流管213、第一分流孔道221、第二分流孔道222、第三分流孔道223、第一均液腔231、第二均液腔232、第三均液腔233、第一换热管插孔24；设计每个分流孔道孔径的大小，精确控制从集流管流入每个均液腔的换热流体流量、压力，达到换热管的各流道均匀换热的目的。
本具体实施例中，所述换热管1的首端从第一换热管插孔24***换热器左端的集流组件2，所述换热管1的首端流道组131的流道口131a与集流组件2的对应均液腔231连通，集流组件2的均液腔231连通对应的分流孔道221，分流孔道221与对应的集流管211连通；所述换热管1的首端流道组132的流道口132a与集流组件2的对应均液腔232连通，集流组件2的均液腔232连通对应的分流孔道222，分流孔道222与对应的集流管212连通；所述换热管1的首端流道组133的流道口133a与集流组件2的对应均液腔233连通，集流组件2的均液腔233连通对应的分流孔道223，分流孔道223与对应的集流管213连通。
本具体实施例中，所述换热管1的尾端与换热器右端的另一个所述集流组件2，如上述相同形式对应连接。
本具体实施例中，所述集流组件2还包括密封体3，密封体3具有与所述第一换热管插孔24位置对应、数量相等的第二换热管插孔31；所述换热管1经过第二换热管插孔31，***第一换热管插孔24，这三部分密封固定连接；密封体3装设于集流组件2的密封槽30中。
本具体实施例中，所述换热器的各个部件焊接成为一体，均液腔231、232、233焊接后相互密封隔离。
本具体实施例的换热器，一根换热管内部同时可以流通三种换热介质，其中两种换热介质流道间隔排列，实现两种介质的不混合交叉换热及热回收功能的同时，三种换热介质分别独立与外部介质换热，若干换热管并联后，增设换热翅片，构成大功率换热器。
本发明一种换热器的具体实施例四如图4、图5、图9、图10、图11所示，图10是图9中一种换热器的局部A3的放大结构示意图，图11是图9中一种换热器的局部A4的放大结构示意图。
本具体实施例中，换热器包括前述换热管的具体实施例二的换热管1、与换热管1连接的集流组件2、流程组件4。
本具体实施例中，所述集流组件2包括第一集流管211、第二集流管212、第一分流孔道221、第二分流孔道222、第一均液腔231、第二均液腔232、第三均液腔233、第一换热管插孔24；设计每个分流孔道孔径的大小，精确控制从集流管流入每个均液腔的换热流体流量、压力，达到换热管的各流道均匀换热的目的。
本具体实施例中，所述流程组件4设有第三换热管插孔41、第一汇流腔421、第二汇流腔422。
本具体实施例中，所述换热管1的首端从第一换热管插孔24***所述集流组件2，所述换热管1流道组的流道口131a与所述集流组件2的对应均液腔231连通，所述集流组件2的均液腔231连通对应的分流孔道221，分流孔道221与对应的集流管211连通；所述换热管1流道组的流道口132a、流道口133a与所述集流组件2的同一个均液腔233连通；所述换热管1流道组的流道口134a与所述集流组件2的对应均液腔232连通，所述集流组件2的均液腔232连通对应的分流孔道222，分流孔道222与对应的集流管212连通。
本具体实施例中，所述换热管1尾端从所述流程组件4的第三换热管插孔41***所述流程组件4，换热管1尾端的两组流道的流道口131b、132b连通于所述流程组件4的第一汇流腔421内，换热管1尾端的两组流道的流道口133b、134b连通于所述流程组件4的第二汇流腔422内。
本具体实施例中，所述换热器的各个部件焊接成为一体，均液腔231、232、233焊接后相互密封隔离，第一汇流腔421、第二汇流腔422焊接后相互密封隔离。
本具体实施例中，换热器一根换热管内的四组流道串联后，形成换热管内部一种换热介质的四个换热流程；若干换热管并联后，增设换热翅片，构成大功率换热器，与外部介质逆流均匀换热。
基于上述具体实施例，本发明还提供了一种热泵空调机组，该热泵空调机组，包括上述实施例的换热管，热泵空调机组的其它部分采用成熟的现有技术；由于上述实施例的换热管具有的技术效果，本热泵空调机组具有多流程均匀逆流换热、多***可共用一个蒸发器或冷凝器的优点，机组整体效率高、体积小、成本低。

Claims (10)

1.一种换热管，包括端面、换热表面、换热管内部沿长度方向延伸的多条流道，其特征在于：每条流道在换热管的首端、尾端分别设有流道口，用于换热流体的流入或流出，根据流道口的位置及方向，所述多条流道划分为至少两个流道组；位于换热管同一端部的同一流道组内的流道口，设置在同一个端面或换热表面上。
2.如权利要求1所述的换热管，其特征在于：设置在所述换热表面上的流道口，其开口方向与其所在的换热表面垂直、其开口宽度不大于与其对应的一条流道的宽度、其开口深度不深于与该流道口对应相通的流道的中心位置。
3.如权利要求1所述的换热管，其特征在于：所述换热管一个端部的相邻的不同流道组的流道口，设置在不同的端面或换热表面上。
4.如权利要求1所述的换热管，其特征在于：所述换热管内的一个流道组的每一条或每多条流道，与其它至少一个流道组的流道间隔排列。
5.如权利要求1所述的换热管，其特征在于：所述换热管内的各流道组，在换热管宽度方向并列排列。
6.一种换热器，包括换热管和与换热管连接的集流组件，其特征在于：所述换热管为权利要求1-5任意一项所述换热管。
7.如权利要求6所述的换热器，其特征在于：所述集流组件包括集流管、分流孔道、均液腔、第一换热管插孔；所述换热管从所述集流组件的第一换热管插孔***集流组件，所述换热管的各流道组与对应的所述集流组件的均液腔连通，所述集流组件的均液腔连通对应的分流孔道，分流孔道与对应的集流管连通。
8.如权利要求7所述的换热器，其特征在于：所述集流组件还包括密封体，密封体具有与所述集流组件的第一换热管插孔位置对应、数量相等的第二换热管插孔；所述换热管经过所述密封体的第二换热管插孔***所述集流组件的第一换热管插孔，这三部分密封固定连接。
9.如权利要求7所述的换热器，其特征在于：所述集流组件还包括流程组件，每个流程组件设有至少一个汇流腔，每一个汇流腔将两组流道的流道口连通在一起，形成多个换热流程。
10.一种热泵空调机组，其特征在于：包括如权利要求1-5任意一项所述换热管。
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