[發明專利]帶有復合繞流結構的換熱器

有效

• 申請號: 202110559461.2
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113175838B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 謝緯安;樊登柱;包雅媛;瞿磊;李守娟;施蔣彬
• 申請（專利權）人: 南通職業大學
• 主分類號: F28F1/02
• 分類號: F28F1/02;F28F9/24;F28F9/02
• 代理公司: 北京商專潤文專利代理事務所(普通合伙) 11317
• 代理人: 陳平

本發明公開了一種帶有復合繞流結構的換熱器，包括設置于兩側的集流管，以及用于連通集流管的微通道扁管層組，微通道扁管層組包括第一微通道扁管、第二微通道扁管和第三微通道扁管，第二微通道扁管包括第一水平段、第二水平段和連接段；微通道扁管層組中還包括若干直翅片，直翅片與相鄰三層微通道扁管構成繞流結構單元；在繞流結構單元中，第一微通道扁管與第二微通道扁管圍成第一空氣側通道，第二微通道扁管與第三微通道扁管圍成第二空氣側通道，在第一空氣側通道中設置有繞流件。第二微通道扁管形成第一股繞流，繞流件形成第二股繞流，兩股繞流相互作用形成復合繞流，可以引發具有較小旋渦尺度比LRv的旋渦，有助于提高對流換熱效率。

技術領域

本發明屬于換熱器技術領域，具體涉及一種帶有復合繞流結構的換熱器。

背景技術

隨著空調換熱器技術的發展，微通道換熱器由于其傳熱效率高、體積小、重量輕、冷媒灌注量少、結構緊湊等優點，成為行業高效換熱器研究和關注的熱點。關于微通道平行流換熱器的設計研究集中在翅片結構參數，集流管連接分布形式以及扁管微通道機構三個方面：在翅片結構參數方面，通過對翅片外形輪廓、百葉窗翅片尺寸參數進行優化來強化空氣側的傳熱；在集流管連接分布形式方面，通過改變集流管與扁管直接的連接方式以及集流管自身的結構特征來優化換熱器的結構并強化傳熱；在扁管微通道機構方面，通過新型的微通道結構設計來促進制冷劑分布的均勻性。

但是，由于微通道換熱器上微通道扁管的結構限制，現有的微通道扁管換熱性能較差。包括中國專利CN207635921U在內的現有技術中，對微通道扁管的結構做出了改進，將其設計為折彎狀，增大其對通過流體的擾流強度，強化換熱。

然而僅靠微通道扁管異型結構形成的鈍體繞流強度有限，對換熱效果的提升程度也不高，整個換熱器的換熱效率還有進一步提升的空間。

發明內容

本發明提供一種帶有復合繞流結構的換熱器，旨在進一步增加流體的鈍體繞流效果，增強流動的不穩定性，強化對流傳熱效果，提升換熱器的工作效率。

發明人在研發過程中發現，旋渦尺度比LRv在表征旋渦形態特征的同時與局部對流傳熱有一定的關聯性。此處LRv為發明人首次提出的概念，其計算公式為：LRv＝Lv/Hv，如圖13所示，Lv為旋渦流向長度，Hv為旋渦高度。通過試驗得出，旋渦尺度比LRv越小，局部對流傳熱效果越好；而旋渦尺度比LRv在與雷諾數相關的同時還與流動結構密切相關。因此，本發明對換熱器結構進行改進，以在換熱器中產生旋渦尺度比LRv更小的旋渦，進而得到換熱效率更高的換熱器。

為了達到上述技術效果，本發明采用如下技術方案：

帶有復合繞流結構的換熱器，包括

設置于換熱器主體兩側的集流管；

以及若干用于連通所述集流管的微通道扁管層組，所述微通道扁管層組包括從上到下依次相鄰的第一微通道扁管、第二微通道扁管和第三微通道扁管，所述第二微通道扁管包括第一水平段、第二水平段和連接段，所述第一水平段和第二水平段錯層設置并通過所述連接段連接；

每個所述微通道扁管層組中還包括若干直翅片，所述直翅片將所述微通道扁管層組分為若干繞流結構單元；在每個所述繞流結構單元中，所述第一微通道扁管與所述第二微通道扁管圍成第一空氣側通道，所述第二微通道扁管與所述第三微通道扁管圍成第二空氣側通道；在所述第一空氣側通道中設置有繞流件，在所述第二空氣側通道中設置有第二繞流件。

在一些實施方式中，所述連接段豎直設置，由所述第一水平段、第二水平段和連接段組成的所述第二微通道扁管呈臺階狀。

在一些實施方式中，所述第一微通道扁管與所述第二水平段之間的距離為所述第一微通道扁管與所述第一水平段之間距離的兩倍。

在一些實施方式中，所述第一微通道扁管與所述第一水平段之間的距離和所述第三微通道扁管與所述第二水平段之間的距離相等。