專利名稱：微通道換熱器以及應(yīng)用該微通道換熱器的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱交換器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微通道換熱器。本發(fā)明還涉及一種 應(yīng)用該微通道換熱器的設(shè)備，例如風(fēng)冷空調(diào)或者熱泵機(jī)等。
背景技術(shù)：
在風(fēng)冷空調(diào)系統(tǒng)中，換熱器用于蒸發(fā)器時(shí)，空氣中的水蒸氣會(huì)在換熱器表面凝結(jié)， 凝結(jié)的水聚集到一定程度會(huì)降低換熱器的傳熱性能、增大風(fēng)阻，同時(shí)也有可能造成空調(diào)器 發(fā)生“滴水”現(xiàn)象。在換熱器用于熱泵機(jī)的室外機(jī)時(shí)，制熱工況下室外換熱器表面也會(huì)凝水 或結(jié)霜。當(dāng)結(jié)霜到一定程度，空調(diào)器需啟動(dòng)除霜模式，將室外換熱器的霜融化，融化后的水 也需要及時(shí)排除，否則會(huì)重新凝結(jié)，加重結(jié)霜程度?？梢?jiàn)，所以風(fēng)冷空調(diào)系統(tǒng)的蒸發(fā)器和熱 泵型空調(diào)的室外機(jī)均需要具有良好的排水性能。目前典型的微通道換熱器用于空調(diào)系統(tǒng)的換熱器時(shí)，若涉及到換熱器排水，需要 將換熱器的扁管豎直放置，冷凝水需要從開(kāi)窗翅片的縫隙中向下流動(dòng)的方式進(jìn)行排水。圖 1為現(xiàn)有的一種典型的微通道換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的局部示意圖，用于說(shuō)明其 排水方式。請(qǐng)參考圖1和圖2，所述微通道換熱器主要由下列部件及方式如下沿垂直于通 風(fēng)方向布置多排平行的扁管1，扁管1內(nèi)設(shè)置有熱交換介質(zhì)(也稱為制冷劑)流通的通道， 在相鄰扁管1之間焊接有波紋開(kāi)窗翅片2。扁管1的兩端插入中空集流管3上，在兩集流 管3上分別連接的有進(jìn)口管4和出口管5，在最外側(cè)的扁管1之外還設(shè)置有邊管6，用于保 護(hù)換熱器。換熱器放置時(shí)，使得扁管1保持豎直，在排水時(shí)，冷凝水從波紋開(kāi)窗翅片2的縫 隙中垂直向下流動(dòng)，達(dá)到排水的目的。然而，上述圖1和圖2所示的換熱器中，由于排水需沿著開(kāi)窗間隙，位于上部翅片 上的冷凝水需順次流過(guò)其下部每一片翅片的開(kāi)窗，使得排水非常困難。而且翅片的大部分 表面被厚厚的冷凝水所包覆，也降低了換熱性能，增大了空氣阻力。受排水不良的限制，微 通道換熱器較少用于蒸發(fā)器或熱泵機(jī)室外換熱器，這限制了微通道換熱器的應(yīng)用范圍。微 通道換熱器的排水是目前亟待解決的問(wèn)題。在專利號(hào)為US64399300B1的美國(guó)專利文獻(xiàn)中，公布了一種微通道換熱器，其也由 平行的扁管和翅片組成，相鄰扁管間距為c，翅片具有很小的根部?jī)?nèi)半徑r，翅片開(kāi)窗的長(zhǎng) 度為 1 ；其滿足下列關(guān)系，0 < = r/c < 0. 057,0. 89 < = 1/c < = 1. 01 和 0. 29 < = p/c <=0.43。但是該形式的翅片仍然需要從波紋翅片的開(kāi)窗縫隙中排水，仍然受到波紋翅片 的結(jié)構(gòu)限制，排水效果并沒(méi)有本質(zhì)上的提升。在公開(kāi)號(hào)為CN1504699A的中國(guó)專利文獻(xiàn)中，公布了一種微通道換熱器，其中的波 紋狀翅片的波形槽線和棱線在換熱器的向內(nèi)方向上傾斜，翅片與水平方向呈一定角度，改 善換熱器的排水。但是該形式的翅片加工難度非常大，難以批量用于換熱器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種微通道換熱器，以解決現(xiàn)有的微通道換熱器中冷凝水排出不暢的問(wèn)題。本發(fā)明另外提供一種應(yīng)用該微通道換熱器的設(shè)備，例如風(fēng)冷空調(diào)或者熱泵機(jī)等。本發(fā)明提供的一種微通道換熱器，包括沿垂直于通風(fēng)方向平行設(shè)置的復(fù)數(shù)個(gè)扁管 以及在扁管的兩端設(shè)置的中空集流管；所述扁管的內(nèi)部設(shè)置有熱交換介質(zhì)通道，每一扁管 的端部均插入中空集流管中，所述扁管的熱交換介質(zhì)通道與中空集流管的中空通道相連 通；其中，在相鄰兩扁管之間還設(shè)置有導(dǎo)水板或?qū)谒鰧?dǎo)水板或者導(dǎo)水片上設(shè)置有 冷凝水流動(dòng)通道；在所述導(dǎo)水板或?qū)c相鄰扁管之間設(shè)置波紋翅片?？蛇x的，所述導(dǎo)水板或?qū)叫兴霰夤茉O(shè)置?？蛇x的，所述波紋翅片與所述導(dǎo)水板或?qū)g夾角為銳角?？蛇x的，所述導(dǎo)水板或?qū)谕L(fēng)方向的寬度小于、大于或等于所述扁管的寬 度?？蛇x的，在所述導(dǎo)水板或?qū)獗砻嬖O(shè)置有尖角凸起?？蛇x的，相鄰扁管之間的導(dǎo)水板或?qū)赝L(fēng)方向設(shè)置有多個(gè)，且相鄰導(dǎo)水片 或?qū)逯g設(shè)置有間隙，作為所述的冷凝水流動(dòng)通道?？蛇x的，所述導(dǎo)水板或?qū)瑸橐黄騼善陨辖M合結(jié)構(gòu)。可選的，所述導(dǎo)水板或者導(dǎo)水片沿通風(fēng)方向的截面呈三角形波紋狀、弧形波紋狀 或者梯形波紋狀，所述波紋狀溝槽作為冷凝水流動(dòng)通道。可選的，在相鄰兩扁管之間設(shè)置有導(dǎo)水板時(shí)，所述導(dǎo)水板為中空板，在所述中空板 的與波紋翅片接觸的表面上開(kāi)設(shè)有排水孔?？蛇x的，所述排水孔的形狀為圓形、橢圓形、正方形或長(zhǎng)邊沿豎直方向的長(zhǎng)方形?？蛇x的，所述波紋翅片上設(shè)置有通風(fēng)窗，該翅片稱為開(kāi)窗翅片。此外，本發(fā)明還提供一種設(shè)備，包括上述任一所述的微通道換熱器。可選的，該設(shè)備為風(fēng)冷空調(diào)或熱泵型空調(diào)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的其中一個(gè)方面具有以下優(yōu)點(diǎn)微通道換熱器的兩相鄰 扁管之間設(shè)置導(dǎo)水片或?qū)?，且?dǎo)水片或?qū)迮c翅片相連接；在工作過(guò)程中，凝結(jié)的 冷凝水在重力的作用下匯集到導(dǎo)水片或?qū)宓奈恢茫瑥膶?dǎo)水片(或?qū)?上或?qū)?(或?qū)?與翅片間的空隙向下滑落，以進(jìn)行排水；與現(xiàn)有的換熱器相比，能明顯的改善 排水效果；此外，導(dǎo)水片(或?qū)?同時(shí)起到了增加換熱面積的作用，能加強(qiáng)換熱器的換 熱效果；而且，本發(fā)明的微通道換熱器的各部件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工；換熱器整體結(jié)構(gòu)形式 簡(jiǎn)單，易于批量生產(chǎn)。


圖1是現(xiàn)有的一種典型的微通道換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的局部示意圖，用于說(shuō)明其排水方式；圖3為本發(fā)明的微通道換熱器的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3的局部示意圖，用于說(shuō)明其排水方式；圖5為具有波紋型導(dǎo)水片或?qū)宓奈⑼ǖ罁Q熱器的局部示意圖；圖6為三角形波紋導(dǎo)水片或?qū)宓慕孛媸疽鈭D；圖7為弧形波紋導(dǎo)水片或?qū)宓慕孛媸疽鈭D；圖8為梯形波紋導(dǎo)水片或?qū)宓慕孛媸疽鈭D9中為組合式導(dǎo)水片或?qū)宓奈⑼ǖ罁Q熱器局部結(jié)構(gòu)示意圖；圖10中為具有中空式導(dǎo)水板的微通道換熱器局部的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以 很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況 下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施的限制。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的微通道換熱器進(jìn)行說(shuō)明。圖3為本發(fā)明的微通道換熱器的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為圖3的局部示意圖， 用于說(shuō)明其排水方式。請(qǐng)參考圖3，本發(fā)明的實(shí)施例中，微通道換熱器包括扁管1、波紋翅片8、導(dǎo)水片或 者導(dǎo)水板7、中空集流管3、進(jìn)水管4、出水管5以及邊板6。其中，所述扁管1為復(fù)數(shù)個(gè)。在每一述扁管1中均設(shè)置有中空的通道。該通道用 于流過(guò)熱交換介質(zhì)，例如冷媒(也稱為制冷劑)，稱為熱交換介質(zhì)通道。所述復(fù)數(shù)個(gè)扁管1 沿垂直于通風(fēng)方向平行排列，相鄰扁管之間設(shè)置有一定的距離，用于設(shè)置所述導(dǎo)水片或者 導(dǎo)水板7以及波紋翅片8并進(jìn)行通風(fēng)。以便于在熱交換介質(zhì)流過(guò)該扁管1中時(shí)可以與外部 的空氣進(jìn)行熱交換。在使用狀態(tài)下，所述扁管1 一般為豎直設(shè)置。所有扁管1具有相同或大致的高度 和寬度。所述中空集流管3為兩個(gè)，分設(shè)于所述扁管1的兩端。所述中空集流管3內(nèi)部設(shè) 置有中空的通道，用于向扁管1中分配熱交換介質(zhì)，以及收集流過(guò)扁管1的熱交換介質(zhì)。按 照熱交換介質(zhì)流動(dòng)方向，位于兩端的中空集流管3分別起上述的分配或收集的作用。每一 扁管1的端部均插入所述中空集流管3中，使得扁管1中的熱交換介質(zhì)通道與所述中空集 流管3的中空通道相連通。所述波紋翅片8用于增加空氣側(cè)的換熱面積，提升換熱器的熱交換性能。特別的， 在本發(fā)明的實(shí)施例中，其還具有加速排水的作用。波紋翅片8可以是現(xiàn)有的任何結(jié)構(gòu)，在波 紋翅片8上也可以設(shè)置有利于冷凝水流動(dòng)的結(jié)構(gòu)，例如設(shè)置通風(fēng)窗。這里不再對(duì)此贅述。所述導(dǎo)水片或?qū)?設(shè)置于相鄰的兩扁管1之間，在所有兩兩相鄰的扁管1之 間均設(shè)置有所述的導(dǎo)水片或?qū)?。所述導(dǎo)水板或?qū)?可平行所述扁管設(shè)置。所述 導(dǎo)水板或?qū)?在通風(fēng)方向的寬度可小于或等于所述扁管的寬度。每一導(dǎo)水片或者導(dǎo)水板7與相鄰的扁管之間又設(shè)置有波紋翅片8。其中，所述波紋 翅片8可以通過(guò)焊接的方式將其兩端固定于扁管1和導(dǎo)水片或?qū)?上。從而使得波紋 翅片8、導(dǎo)水片或?qū)?以及扁管1稱為一整體。在導(dǎo)水片或?qū)?上設(shè)置有冷凝水流 動(dòng)通道，其主要作用是導(dǎo)向冷凝水。此外，在本發(fā)明的微通道換熱器的實(shí)施例中，在所述中空集流管上還設(shè)置有進(jìn)口 管4和出口管5。在工作時(shí)，熱交換介質(zhì)通過(guò)所述進(jìn)口管4被引入中空集流管3，經(jīng)扁管1 之后，并通過(guò)另外端部的中空集流管3收集，由出口管5引出換熱器。此外，為避免被損壞， 在設(shè)置于邊緣的扁管1的外側(cè)還設(shè)置有邊板6，用于對(duì)換熱器進(jìn)行保護(hù)。圖4為圖3所示的微通道換熱器的實(shí)施例中的局部的放大示意圖。請(qǐng)參考圖4，在工作過(guò)程中，冷凝水會(huì)在扁管1以及波紋翅片8表面凝結(jié)，由于重力作用，冷凝水會(huì)沿著波 紋翅片8滑落，并最終匯集在所述導(dǎo)水片或?qū)?上，并沿著導(dǎo)水片或?qū)?上的冷凝 水流動(dòng)通道向下流動(dòng)，最終被排出熱交換器之外。由于每一波紋翅片8均與所述導(dǎo)水片或?qū)?相接觸，在冷凝水沿導(dǎo)水片或?qū)?水板7的冷凝水流動(dòng)通道向下流動(dòng)過(guò)程中，由于粘性力的作用，可將各個(gè)波紋翅片8與導(dǎo)水 片或?qū)?相連接的根部的冷凝水“粘”走，從而達(dá)到加速排水的作用。此外，為確保冷凝水可沿波紋翅片8表面流向?qū)驅(qū)?，所述波紋翅片8 與導(dǎo)水片或?qū)?之間的夾角設(shè)置為向上的銳角，為增大排水的效果，可以調(diào)整該銳角 的角度，使其盡可能的小。此外，為進(jìn)一步增大排水效果，可以在所述導(dǎo)水片或?qū)?外表面設(shè)置多個(gè)具 有尖角的突起，使得冷凝水在流動(dòng)過(guò)程中，突起的尖角可刺穿冷凝水的液膜，降低對(duì)導(dǎo)水片 或?qū)?表面的附著力。上述的實(shí)施例中的導(dǎo)水片或?qū)?可以具有多種形式，下面具體說(shuō)明。圖5為具有波紋型導(dǎo)水片或?qū)宓奈⑼ǖ罁Q熱器的局部示意圖。請(qǐng)參考圖5，導(dǎo)水片7-2沿通風(fēng)方向的截面呈波紋狀，沿豎直方向行程豎直向下的 凹槽和凸起，稱為波紋型導(dǎo)水片或?qū)?-2。所述的凹槽作為冷凝水流動(dòng)通道，而所述凸 起可以設(shè)置為尖棱形，用于穿刺液膜，提高排水能力。圖6、圖7和圖8分別為三角形波紋導(dǎo)水片或?qū)?、弧形波紋導(dǎo)水片或?qū)逡?及梯形波紋導(dǎo)水片或?qū)宓慕孛媸疽鈭D。其中，對(duì)于梯形波紋導(dǎo)水板或?qū)?，包括平?(即梯形底)和傾斜段(即梯形的腰)，在焊接時(shí)，可將平段與波紋翅片8 (參見(jiàn)圖3)焊接 起來(lái)，這有利于增大導(dǎo)水片或?qū)迮c波紋翅片8的接觸面積，不但有利于提高微通道換 熱器的整體強(qiáng)度和剛度，而且還可以減小導(dǎo)水片或?qū)迮c波紋翅片8之間的熱阻，有利 于增強(qiáng)換熱效果。其中，在梯形波紋導(dǎo)水片或?qū)逯?，梯形輪廓的通道即為冷凝水流?dòng)通 道。圖9中示出了另外一種導(dǎo)水板或?qū)?。?qǐng)參考圖9，導(dǎo)水板或?qū)?-1在沿通 風(fēng)方向設(shè)置有兩個(gè)(也可以為兩個(gè)以上)，相鄰導(dǎo)水板或?qū)?-1之間設(shè)置有間隙，該間 隙作為冷凝水流動(dòng)通道。而且，每一導(dǎo)水板或?qū)?-1為多片組合結(jié)構(gòu)。圖10中為具有中空式導(dǎo)水板的微通道換熱器局部的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參考圖10，導(dǎo) 水板7-3為中空板，在所述中空板7-3的與波紋翅片8接觸的表面上開(kāi)設(shè)有排水孔7-4，所 述排水孔7-4連通所述的中空管7-3的中空通道，使得波紋翅片8上的冷凝水能夠由排水 孔7-4流入中空管7-3的內(nèi)部通道中，并沿該內(nèi)部通道排出，所述中空管7-3的中空通道的 作為冷凝水流動(dòng)通道。其中，所述排水孔的形狀為圓形、橢圓形、正方形或長(zhǎng)邊沿豎直方向 的長(zhǎng)方形。圖10中示出的為長(zhǎng)方形的情形。所述的導(dǎo)水板或?qū)?還可以具有其它的結(jié)構(gòu)，這里不再一一進(jìn)行描述，本領(lǐng) 域技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)的教導(dǎo)得出相應(yīng)的變化結(jié)構(gòu)。但任何設(shè)置于兩相鄰扁 管1之間、連接相鄰扁管之間所有波紋翅片并且具有排水功能的結(jié)構(gòu)均應(yīng)包含在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的微通道換熱器可應(yīng)用于空調(diào)設(shè)備中，例如風(fēng)冷空調(diào)或熱泵型空調(diào)中。應(yīng) 用于本發(fā)明的微通道換熱器的空調(diào)設(shè)備具有良好的排水效果。
本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技 術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保 護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種微通道換熱器，其特征在于包括沿垂直于通風(fēng)方向平行設(shè)置的復(fù)數(shù)個(gè)扁管以及在扁管的兩端設(shè)置的中空集流管；所述扁管的內(nèi)部設(shè)置有熱交換介質(zhì)通道，每一扁管的端部均插入中空集流管中，所述扁管的熱交換介質(zhì)通道與中空集流管的中空通道相連通；其中，在相鄰兩扁管之間還設(shè)置有導(dǎo)水板或?qū)?，在所述?dǎo)水板或者導(dǎo)水片上設(shè)置有冷凝水流動(dòng)通道；在所述導(dǎo)水板或?qū)c相鄰扁管之間設(shè)置波紋翅片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微通道換熱器，其特征在于，所述導(dǎo)水板或?qū)叫兴?扁管設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微通道換熱器，其特征在于，所述波紋翅片與所述導(dǎo)水板或 導(dǎo)水片之間夾角為銳角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微通道換熱器，其特征在于，所述導(dǎo)水板或?qū)谕L(fēng)方 向的寬度小于或等于所述扁管的寬度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微通道換熱器，其特征在于，在所述導(dǎo)水板或?qū)獗砻?設(shè)置有尖角凸起。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的微通道換熱器，其特征在于，相鄰扁管之間的導(dǎo)水板 或?qū)赝L(fēng)方向設(shè)置有多個(gè)，且相鄰導(dǎo)水片或?qū)逯g設(shè)置有間隙，作為所述的冷 凝水流動(dòng)通道。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的微通道換熱器，其特征在于，所述導(dǎo)水板或?qū)瑸?一片或兩片以上組合結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的微通道換熱器，其特征在于，所述導(dǎo)水板或者導(dǎo)水片 沿通風(fēng)方向的截面呈三角形波紋狀、弧形波紋狀或者梯形波紋狀，所述波紋狀溝槽作為冷 凝水流動(dòng)通道。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的微通道換熱器，其特征在于，在相鄰兩扁管之間設(shè)置 有導(dǎo)水板時(shí)，所述導(dǎo)水板為中空板，在所述中空板的與波紋翅片接觸的表面上開(kāi)設(shè)有排水 孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的微通道換熱器，其特征在于，所述排水孔的形狀為圓形、橢 圓形、正方形或長(zhǎng)邊沿豎直方向的長(zhǎng)方形。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的微通道換熱器，其特征在于，所述波紋翅片上設(shè)置 有通風(fēng)窗，該翅片稱為開(kāi)窗翅片。
12.—種設(shè)備，其特征在于，包括上述權(quán)利要求1至11任一所述的微通道換熱器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備為風(fēng)冷空調(diào)或熱泵型空調(diào)。
全文摘要
一種微通道換熱器，包括沿垂直于通風(fēng)方向平行設(shè)置的復(fù)數(shù)個(gè)扁管以及在扁管的兩端設(shè)置的中空集流管；所述扁管的內(nèi)部設(shè)置有熱交換介質(zhì)通道，每一扁管的端部均插入中空集流管中，所述扁管的熱交換介質(zhì)通道與中空集流管的中空通道相連通；其中，在相鄰兩扁管之間還設(shè)置有導(dǎo)水板或?qū)谒鰧?dǎo)水板或者導(dǎo)水片上設(shè)置有冷凝水流動(dòng)通道；在所述導(dǎo)水板或?qū)c相鄰扁管之間設(shè)置波紋翅片。本發(fā)明的微通道換熱器能明顯的改善排水效果。本發(fā)明還提供一種應(yīng)用該微通道換熱器的設(shè)備。
文檔編號(hào)F25B39/02GK101995172SQ20101052836
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月2日
發(fā)明者張杰山 申請(qǐng)人:金龍精密銅管集團(tuán)股份有限公司;上海金龍制冷技術(shù)有限公司