[發明專利]換熱管組件、微通道換熱器、空調系統及換熱器設計方法

在審

• 申請號: 202110144404.8
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112880432A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 李金偉;肖慶;陳振明;越飛;李麗霞;張敏雄
• 申請（專利權）人: 格力電器（武漢）有限公司;珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: F28D1/047
• 分類號: F28D1/047;F24F1/0067;F24F1/18
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 譚玲玲

本發明提供了一種換熱管組件、微通道換熱器、空調系統及換熱器設計方法，換熱管組件適用于換熱器，換熱管組件包括沿換熱管組件的長度方向依次連接的至少兩個管體部，各個管體部均具有多個微通道；沿換熱管組件的第一端至換熱管組件的第二端延伸的方向，至少兩個管體部中的多個微通道的總橫截面積依次減小。本發明的換熱管組件解決了現有技術中的微通道換熱器作為蒸發器時，冷媒流程的中后部換熱效果較差的問題。

技術領域

本發明涉及換熱器領域，具體而言，涉及一種換熱管組件、微通道換熱器、空調系統及換熱器設計方法。

背景技術

全鋁微通道換熱器具有工作高效、結構緊湊且加工成本低等特點，其作為冷凝器已廣泛應用于汽車以及分體空調中，但作為蒸發器時，同翅片管式換熱器相比，微通道換熱器特殊的扁管平行結構存在分流不均的問題，使其發展收到制約。

現有技術的微通道換熱器的結構一般包括集流管、扁管、翅片、隔板及進、出流管等，其冷媒主流方式為，由進流管進入集流管，通過“下進上出”或“上進下出”的方式流動。當其作為蒸發器使用時，冷媒在換熱器的集流管內會發生氣液分離，導致不同扁管中的冷媒的干度相差較大，一部分扁管中的冷媒蒸發不完全，不能起到換熱的作用，造成了換熱面積的浪費，導致換熱器的性能大幅度衰減。而且，如果因分流不均導致冷媒蒸發不完全，使液態冷媒進入壓縮機內，則會加劇壓縮機的內部磨損，降低壓縮機的可靠性和使用壽命。

另外，由于冷暖空調中換熱器作為冷凝器時要保證冷媒有較長的流程(冷媒流動的行程)，作為蒸發器時，冷媒逆流，此時要保證冷媒有較小的流動阻力，但是現有技術中的微通道換熱器作為蒸發器時由于管內阻力損失較大從而導致換熱性能較差。

現有技術中常見的微通道換熱器作為蒸發器時，隨著在扁管中流動的冷媒的干度的逐漸增大，分流不均的影響越來越嚴重，雖然現在已經有很多解決分流不均的方案，如通過控制微通道換熱器中每一流程的扁管的數量來解決其分流不均的問題，但是由于重力的作用，氣液混合物從一個流程的扁管中進入集流管后再進入另一個流程的扁管的過程中，當流程中部(此時干度已上升)的冷媒干度較大時，扁管內部對冷媒有較大的流動阻力，冷媒在扁管內的阻力損失較大，這就導致了換熱器的換熱性能較差。

對此，有人提出采用隔片將集流管分為多個相互并聯的流程，使用管外分流裝置對來流冷媒進行分流，使分流后的冷媒分別進入各個流程中。但是這只解決了由外部進液管進入集流管與扁管時的分流不均問題，沒有解決扁管內冷媒量較多時，冷媒的流程中后部大部分液態冷媒轉化為氣態冷媒，剩余的蒸發不完全的液態冷媒因與扁管內微通道管壁接觸面積較小而換熱效果較差的問題。

具體地，冷媒的干度是指每千克濕蒸汽(氣液兩相)中含有的干蒸汽(氣相)的質量百分數，干度增大就是說氣態冷媒的量增加。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種換熱管組件、微通道換熱器、空調系統及換熱器設計方法，以解決現有技術中的微通道換熱器作為蒸發器時，冷媒流程的中后部換熱效果較差的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的第一方面，提供了一種換熱管組件，適用于換熱器，換熱管組件包括：沿換熱管組件的長度方向依次連接的至少兩個管體部，各個管體部均具有多個微通道；沿換熱管組件的第一端至換熱管組件的第二端延伸的方向，至少兩個管體部中的多個微通道的總橫截面積依次減小。

進一步地，當換熱器作為冷凝器時，換熱管組件的第一端為冷媒輸入端，換熱管組件的第二端為冷媒輸出端；當換熱器作為蒸發器時，換熱管組件的第一端為冷媒輸出端，換熱管組件的第二端為冷媒輸入端。

進一步地，任意相鄰兩個管體部分別為第一管體部和第二管體部，第一管體部中的多個微通道的總橫截面積大于第二管體部中的多個微通道的總橫截面積；換熱管組件還包括過渡管，過渡管設置在第一管體部和第二管體部之間，以連接第一管體部和第二管體部；過渡管具有用于與第一管體部和第二管體部均連通的過渡連通腔；沿第一管體部至第二管體部的方向，過渡連通腔的冷媒流通截面積逐漸減小。