[發明專利]用于空調熱泵的微通道換熱器

有效

• 申請號: 200910157622.4
• 申請日: 2009-07-21
• 公開（公告）號: CN101963418A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: 王利;丁漢新;席卷
• 申請（專利權）人: 江森自控樓宇設備科技(無錫)有限公司;江森自控科技公司
• 主分類號: F25B39/00
• 分類號: F25B39/00;F28F3/02;F28F3/04;F28F9/02;F28F21/08;F28F1/02
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 楊勇;鄭建暉

技術領域

本發明涉及空調的冷熱交換技術，特別涉及一種空調熱泵使用的微通道換熱器。

背景技術

目前，熱泵型空調是經常使用的一種冷暖空調。在夏季制冷時，空調在室內制冷，室外散熱，而在冬季制熱時，方向同夏季相反，即室內制熱，室外制冷。空調通過熱泵在不同環境之間進行冷熱交換。比如在冬季，室外的空氣、地面水、地下水等等就是低溫熱源，而室內空氣就是高溫熱源，熱泵式空調制熱的作用就是把室外環境的熱量輸送到室內環境里。

參照圖1所示，示出了現有技術中一種熱泵的制熱循環原理圖。該熱泵包括：蒸發器1、壓縮機2、冷凝器3、膨脹閥4和四通換向閥C。該熱泵制熱的具體工作過程為：首先，低溫低壓的兩相制冷劑(液相制冷劑和氣相制冷劑的混合體)在蒸發器1內吸收低溫物體的熱量，蒸發成低溫低壓的氣體制冷劑；接著，該低溫低壓氣體制冷劑經壓縮機2吸入后被壓縮為高溫高壓的氣體制冷劑；然后，將所述高溫高壓的氣體制冷劑在冷凝器3中放熱，將熱能釋放給高溫環境，同時自身變為低溫高壓液體制冷劑；最后，該低溫高壓液體制冷劑在膨脹閥4中減壓，變為低溫低壓的兩相制冷劑，再次進入蒸發器1，重復上述循環的制熱過程。上述的蒸發器1即為換熱器。

熱泵空調通過該四通換向閥C來改變工況模式。在夏季制冷工況下，室內換熱器就是蒸發器1，室外熱交換器就是冷凝器3。室內空氣經過蒸發器1表面被冷卻降溫，達到使室內溫度下降的目的，熱量通過冷凝器3被輸送到室外，通過循環空氣帶走。冬季供熱的時候，用四通換向閥C切換，將熱泵的吸氣管和排氣管的位置對換，進而使制冷劑的流向發生轉換，此時，室內換熱器就是冷凝器3，室外換熱器就是蒸發器1。這樣上述熱泵可以在室外吸熱向室內放熱，實現制熱的目的。

蒸發器1是輸出冷量的設備，它的作用是使經膨脹閥4流入的制冷劑液體蒸發，以吸收被冷卻物體的熱量，達到制冷的目的。冷凝器3是輸出熱量的設備，從蒸發器1中吸收的熱量連同壓縮機2消耗功所轉化的熱量在冷凝器3中被冷卻介質帶走，達到制熱的目的。蒸發器1和冷凝器3是空調熱泵機組中進行熱量交換的重要部分，其主要通過翅片管或由翅片管組成的微通道換熱器進行熱量的交換，因此，翅片管或由翅片管組成的微通道換熱器性能的好壞將會直接影響到整個系統的性能。

圖2所示出的為現有技術中的微通道換熱器的結構示意圖，如本領域技術人員所公知的，該微通道換熱器包括：上部頭管11和下部頭管14，分別平行置于換熱器的上下兩端，上部頭管11的一端是封閉的，另一端具有中心通孔作為制冷劑入口8，下部頭管14的一端也是封閉的，另一端具有中心通孔作為制冷劑出口9。上部頭管11和下部頭管14也可以根據需要設定制冷劑流入流出的方向，即制冷劑也可以從下部頭管14作為入口流入，再從上部頭管11作為出口流出。圖中所示的箭頭示出了制冷劑流動的方向。在頭管11和14的外壁的一側沿頭管軸線方向上具有間隔相等、均勻分布的開槽5，開槽5與頭管11和的軸線方向垂直，并穿透管壁。在兩個頭管之間具有多片扁管6，連接上下頭管11和14。沿扁管6的長度方向，在扁管6的內部均勻分布有相互平行的開孔(如圖11a和11b所示)。將扁管6的兩端分別插入頭管11和14上相對應的開槽5中，使扁管6中的開孔與頭管11和14的中心通孔連通，并將扁管6與頭管11和14的連接處外表面釬焊在一起。這樣，每相鄰兩片扁管6之間間隔相等，并相互平行，將兩個頭管11和14連接在一起。在制冷循環中，制冷劑就可以通過上部頭管的制冷劑入口8進入上部頭管11，通過扁管6內部的開孔傳輸至下部頭管14，并通過下部頭管14的制冷劑出口9排出換熱器。沿扁管6的長度方向設置有多個首尾交替相接的翅片7，構成波浪形的翅片組，翅片的分布間隔均勻，并通過釬焊將翅片7固定在扁管6上。翅片7用來增加空氣側的換熱面積，從而提高換熱量。

在圖2所示的換熱器作為冷凝器工作時，壓縮機排出的高溫高壓制冷劑氣體從制冷劑入口8進入換熱器，流經上部頭管11的中心通孔進入到各根扁管6中，制冷劑通過扁管6內部的開孔傳輸到另一側的下部頭管14。在傳輸過程中，制冷劑在扁管6中放熱，通過扁管6和其上的多個翅片7散熱，與相鄰翅片7之間的隔間10中流經的低溫空氣進行熱交換，放出的熱量被低溫空氣帶走，扁管6內的高溫高壓制冷劑則由氣態被冷卻為液態，經頭管14的出口9流出換熱器。