专利名称：平行流换热器装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种平行流换热器装置及其控制方法。
背景技术：
平行流换热器装置作为一种用于空调的新型换热器，越来越受到广泛的应用。平 行流换热器装置的冷媒侧的不均勻流动，导致了部分扁管的冷媒比较充分，部分扁管的冷 媒流量不足，造成平行流换热器装置在不同位置的温度分布不均勻，从而使平行流换热器 装置的换热效率降低。如图1所示，为现有的平行流换热器装置，其中以平行流换热器装置 作为蒸发器为例，液态的冷媒从液侧冷媒管4进入液侧集流管11，从液侧集流管11流入各 扁管的微通道内，在扁管的流动过程中，冷媒和空气进行换热后，冷媒汇集到气侧集流管12 内，并从气侧冷媒管5排出。由于冷媒从液侧冷媒管4流入到液侧集流管11中时，不同的 冷媒流量会产生不同的流动状况，当冷媒流量比较大时，远端的冷媒流量会偏大，而流量小 的时候，冷媒管入口处的流量会比较大。另一方面，为了提高均勻性，往往通过减少冷媒的进入通道的面积，增加冷媒流动 的流程，提高换热效率并提高冷媒效果，但是，这样的改变会增加冷媒的流动长度，从而增 加冷媒的压力损失。如何提高冷媒流动的均勻性，同时减小冷媒在换热器中流动的阻力，成 为目前平行流换热器装置所面临的主要问题。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、流路均勻性好、流动阻力小、系统的换 热能力和换热能效均比较高的平行流换热器装置及其控制方法，以克服现有技术中的不足 之处。按此目的设计的一种平行流换热器装置，包括若干个具有中间通道的扁管，翅片 设置在扁管之间，扁管的一端与液侧集流管相通，扁管的另一端与气侧集流管相通，其结构 特征是还包括液侧冷媒管，设置在液侧冷媒管上将冷媒分成多路的液侧分配器，三个以上 的液侧分支管的一端分别与液侧分配器相通，三个以上的液侧分支管的另一端分别与液侧 集流管相通。所述液侧集流管为水平布置或竖向布置。所述液侧集流管上设置有三个以上互不连通的隔断区，每个液侧分支管的另一端 与一个隔断区相通。所述每个液侧分支管的另一端与一个隔断区的中央相通。所述隔断区的数量为3 30个，每个隔断区的长度为30 150mm。所述隔断区的数量为5 20个，每个隔断区的长度为40 60mm。还包括气侧冷媒管，该气侧冷媒管与气侧集流管相通；或者，还包括气侧冷媒管和N个气侧分支管，该N个气侧分支管的一端汇总后与气 侧冷媒管相通，该N个气侧分支管的另一端分别与气侧集流管相通，其中，N <液侧分支管
3的数量；或者，还包括气侧冷媒管、N个气侧分支管和气侧分配器，该N个气侧分支管的一 端分别与气侧分配器相通，该N个气侧分支管的另一端分别与气侧集流管相通，气侧冷媒 管与气侧分配器相通，其中，N <液侧分支管的数量。所述气侧集流管上设置有一个以上的隔断区。一种平行流换热器装置的控制方法，其特征是位于液侧集流管中的冷媒直接流向 气侧集流管，并从气侧集流管流出平行流换热器装置；或者，位于液侧集流管中的冷媒直接 流向气侧集流管，再从气侧集流管折返回下游的扁管直到液侧集流管，最后再由气侧集流 管流出平行流换热器装置，且这样的折返流程多于一次。本发明为了提高冷媒流动的均勻性，同时减小冷媒在平行流换热器装置中的流动 阻力，采用液侧分配器把液侧的冷媒均勻的分成多个支路，从而使各个支路流路中的冷媒 量可以均勻的分布，减小了平行流换热器装置的不同扁管中的温差。并且，在采用单一流程 时，减少了多流程时，从扁管到集流管，再从集流管到扁管的流动，可以减少系统的流动阻 力，提高系统的换热能力和换热能效。本发明具有结构简单合理、流路均勻性好、流动阻力小、系统的换热能力和换热能 效均比较高的特点。
图1为现有的平行流换热器装置的结构示意图。图2为本发明第一实施例的结构示意图。图3为第二实施例的结构示意图。图4为第三实施例的结构示意图。图5为第四实施例的结构示意图。图6为第五实施例的结构示意图。图7为第六实施例用作冷凝器时的结构示意图。图8为第六实施例用作蒸发器时的结构示意图。图中1为平行流换热器装置，2为扁管，3为翅片，4为液侧冷媒管，5为气侧冷媒 管，6为液侧分支管，7为气侧分支管，8为隔板，9为隔断区，10为冷媒流动方向，11为液侧 集流管，12为气侧集流管，13为液侧分配器，14为气侧分配器。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。第一实施例参见图2，本实施例与现有技术相比，其主要的改进在于平行流换热器装置1中的 液侧集流管11通过多个液侧分支管6与液侧分配器13连接。如图2所示，包括扁管2、翅片3、液侧集流管11、液侧分配器13，液侧冷媒管4和 液侧分支管6。以该平行流换热器装置作为蒸发器为例，液侧集流管11为水平布置，经过节 流的液态冷媒从液侧冷媒管4进入液侧分配器13，该液侧分配器13为设置有三个出口的分 配器，分别接到三个液侧分支管6，冷媒通过该三个液侧分支管6进入液侧集流管11中。即包括液侧冷媒管4，设置在液侧冷媒管4上的液侧分配器13，液侧分配器13把冷媒分成多 路；与分配器13连接的三个以上的液侧分支管6 ；液侧分支管6与液侧集流管11相连通。在本实施例中，液侧分支管6的数量为三个，为了进一步减少每一个液侧分支管6 所对应的扁管数量，可以采用较多的液侧分支管6，使得扁管内的冷媒流量更加均勻。但是，从后面的实施例五可以看出，太多的液侧分支管6会增加从液侧分支管6管 路引入液侧集流管11的难度。并且，当液侧分配器13采用液侧分支管6的数量太多时，也 会出现加工困难的情况，所以使用的液侧分支管6的数量在3 30个之间，具体结合液侧 集流管11的长度和冷媒流量，优选的为5 20个。第二实施例参见图3，本实施例与第一实施例的不同之处在于，本实施例中的液侧集流管11 为竖直方向布置，可以应用于室外机的情况。在本实施例中，液侧分配器13既可以采用水平布置的结构，也可以采用竖直布置 的结构，如其他的实施例所示。本实施例与第一实施例的另一不同之处在于，本实施例采用的液侧集流管11分 为多个相互不连通的隔断区9，每个隔断区9与一个液侧分支管6相连通。本实施例中的液侧集流管11由隔板8分成了五个隔断区9，每一个液侧分支管6 与液侧集流管11的一个隔断区9连通，且液侧分支管6的进口处位于该隔断区9的中间位 置。隔断区9的数量由液侧集流管11的长度和单个隔断区9的长度来决定。在本实施例中，隔断区9的数量为五个，单个隔断区9的长度为130mm，液侧集流 管11的长度为650mm。为了保证每个隔断区9中的冷媒流动的均勻性，一般需要把隔断区 9的长度控制的比较小。但是，如果设置了太多的隔断区9数量，会增加液侧分支管6和隔 板8的数量，从而造成工艺复杂，制作成本提高，液侧分配器13的出口孔数也会比较多，造 成生产的加工难度，因此为了平衡两者的数量关系，采用的隔断区9的数量为3 30个，每 个隔断区的长度为30 150mm。其余未述部分见第一实施例，不再重复。第三实施例参见图4，本实施例与第二实施例的不同之处在于，本实施例中的平行流换热器装 置1为一个完整的平行流换热器装置。冷媒经过换热后，汇总在气侧集流管12中，并通过与之连接的气侧冷媒管5引出。 气侧冷媒管5从气侧集流管12的中间位置引出。冷媒从液侧集流管11直接流向气侧集流 管12，并从气侧集流管12流出。其余未述部分见第二实施例，不再重复。第四实施例参见图5，本实施例与第三实施例的不同之处在于，第三实施例中的气侧集流管 12设置有三个引出口，该三个引出口汇总在一个气侧冷媒管5中，通过从不同点引出气态 冷媒，会使流路比较顺畅，特别是提高两侧的气态冷媒的流通性。气侧集流管12通过N个气侧分支管7汇总成为一个总的气侧冷媒管5，其中，N <液侧分支管6的数量。即该N个气侧分支管7的一端汇总后与气侧冷媒管5相通，该N 个气侧分支管7的另一端分别与气侧集流管12相通。
在本实施例中的N为三，即三个气侧分支管7汇总成为一个总的气侧冷媒管5 ；且 N等于3，小于液侧分支管6的数量5。其余未述部分见第三实施例，不再重复。第五实施例参见图6，本实施例与第四实施例的不同之处在于，本实施例中的气侧集流管12 上设置有一个以上的隔断区9。气侧集流管12上设置有隔板8，通过二个隔板8使得气侧集流管12分成三个隔断 区9，各个隔断区9的长度相近，在每个隔断区9中设置有一个与其相通的气侧分支管7，该 三个气侧分支管7的一端汇总后与气侧冷媒管5相通。另一个不同之处在于，液侧集流管11被分成十六个隔断区9，液侧冷媒管4经过液 侧分配器13的分流后，分成了十六个液侧分支管6，各液侧分支管6分别与对应的隔断区9 相连通，每个液侧分支管6的进口处位于该隔断区9的中间位置。本实施例中的液侧集流管11上的隔断区9数量为十六个，液侧分支管6的数量为 十六个，每个隔断区9的长度为50mm，液侧集流管11的长度为800mm。根据实验数据可以 知道，进一步优选的隔断区9的数量为5 20个，每个隔断区9的长度为40 60mm，会获 得更好的冷媒流动的均勻性。其余未述部分见第四实施例，不再重复。第六实施例参见图7-图8，本实施例与第五实施例五的不同之处在于，本实施例中的气侧集 流管12分成三个隔断区9，引出的三个气侧分支管7汇总到一个气侧分配器14，该气侧分 配器14的出口与一个总的气侧冷媒管5相通。即该三个气侧分支管7的一端分别与气侧分配器14相通，气侧冷媒管5与气侧分 配器14相通；该三个气侧分支管7的另一端分别与气侧集流管12的三个隔断区9相通。当平行流换热器装置作为冷凝器时，如图7所示与以上的实施例不同之处在于， 液态冷媒从气侧集流管12流向液侧冷媒管4。液态冷媒从气侧集流管12首先沿图7中气侧集流管12内的直线箭头流动到液侧 集流管11，然后再通过下游的扁管，也就是沿着图7中液侧集流管11内的曲线箭头，折返回 气侧集流管12，并在气侧集流管12中通过下游的扁管，也就是沿着图7中的气侧集流管12 内的曲线箭头，再次流向液侧集流管11后，最后沿着图7中的液侧集流管11内的直线箭头 流向液侧分支管6，最后排出平行流换热器装置1。参考冷媒的流动方向，可以看到气态冷媒从气侧集流管12流向液侧集流管11后， 再从液侧集流管11通过下游的扁管返回气侧集流管12的折返流程有可以有多次，取决于 平行流换热器装置设计时，冷媒需要换热的流道的长度。在本实施例中，流程的折返次数为 1. 5次，大于1次。即气侧集流管12中的冷媒直接流向液侧集流管11，再从液侧集流管11 通过另外的扁管返回气侧集流管12，且这样的折返流程多于一次。当平行流换热器装置作为蒸发器时，如图8所示与以上的实施例不同之处在于， 液态冷媒从液侧集流管11流向气侧集流管12。冷媒的流动方向和上述的图7中的冷媒流法基本相同，在此就不再累述。参考冷媒的流动方向，可以看到液态冷媒从液侧集流管11流向气侧集流管12后，
6再从气侧集流管12折返回下游的扁管直到液侧集流管11的折返流程有可能有多次，取决
于平行流换热器装置设计时，冷媒需要换热的流道的长度。在本实施例中，流程的折返次数
为1. 5次，大于1次。即液侧集流管11中的冷媒直接流向气侧集流管12，再从气侧集流管
12通过另外的扁管返回液侧集流管11，且这样的折返流程多于一次。 采用本实施例提供的带有折返流程的平行流换热器装置，在作为蒸发装置时，有
比较好的性能，当作为冷凝器时，由于冷媒的流通管路比较长，更易于获得好的能效和制热效果。
权利要求
1.一种平行流换热器装置，包括若干个具有中间通道的扁管O)，翅片C3)设置在扁管 (2)之间，扁管O)的一端与液侧集流管(11)相通，扁管O)的另一端与气侧集流管(12) 相通，其特征是还包括液侧冷媒管G)，设置在液侧冷媒管(4)上将冷媒分成多路的液侧分 配器(13)，三个以上的液侧分支管(6)的一端分别与液侧分配器(1 相通，三个以上的液 侧分支管(6)的另一端分别与液侧集流管(11)相通。
2.根据权利要求1所述的平行流换热器装置，其特征是所述液侧集流管(11)为水平布 置或竖向布置。
3.根据权利要求1所述的平行流换热器装置，其特征是所述液侧集流管(11)上设置有 三个以上互不连通的隔断区(9)，每个液侧分支管(6)的另一端与一个隔断区(9)相通。
4.根据权利要求3所述的平行流换热器装置，其特征是所述每个液侧分支管(6)的另 一端与一个隔断区(9)的中央相通。
5.根据权利要求3或4所述的平行流换热器装置，其特征是所述隔断区(9)的数量为 3 30个，每个隔断区(9)的长度为30 150_。
6.根据权利要求5所述的平行流换热器装置，其特征是所述隔断区(9)的数量为5 20个，每个隔断区(9)的长度为40 60mm。
7.根据权利要求1所述的平行流换热器装置，其特征是还包括气侧冷媒管(5)，该气侧 冷媒管(5)与气侧集流管(12)相通；或者，还包括气侧冷媒管( 和N个气侧分支管(7)，该N个气侧分支管(7)的一端汇 总后与气侧冷媒管( 相通，该N个气侧分支管(7)的另一端分别与气侧集流管(1 相通， 其中，N <液侧分支管(6)的数量；或者，还包括气侧冷媒管(5)、N个气侧分支管(7)和气侧分配器(14)，该N个气侧分 支管(7)的一端分别与气侧分配器(14)相通，该N个气侧分支管(7)的另一端分别与气侧 集流管(1 相通，气侧冷媒管(5)与气侧分配器(14)相通，其中，N <液侧分支管(6)的 数量。
8.根据权利要求7所述的平行流换热器装置，其特征是所述气侧集流管(1 上设置有 一个以上的隔断区(9)。
9.一种根据权利要求1所述的平行流换热器装置的控制方法，其特征是位于液侧集流 管(11)中的冷媒直接流向气侧集流管(12)，并从气侧集流管(1 流出平行流换热器装置； 或者，位于液侧集流管(11)中的冷媒直接流向气侧集流管(12)，再从气侧集流管(1 折返 回下游的扁管直到液侧集流管(11)，最后再由气侧集流管(1 流出平行流换热器装置，且 这样的折返流程多于一次。
全文摘要
一种平行流换热器装置及其控制方法，平行流换热器装置包括若干个具有中间通道的扁管，翅片设置在扁管之间，扁管的一端与液侧集流管相通，扁管的另一端与气侧集流管相通，其特征是还包括液侧冷媒管，设置在液侧冷媒管上将冷媒分成多路的液侧分配器，三个以上的液侧分支管的一端分别与液侧分配器相通，三个以上的液侧分支管的另一端分别与液侧集流管相通。液侧集流管为水平布置或竖向布置。液侧集流管上设置有三个以上互不连通的隔断区，每个液侧分支管的另一端与一个隔断区相通。本发明具有结构简单合理、流路均匀性好、流动阻力小、系统的换热能力和换热能效均比较高的特点。
文档编号F25B39/00GK102062499SQ20101060034
公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者佐藤宪一郎, 刘阳, 张智冬 申请人:广东美的电器股份有限公司