[发明专利]换热管组件、微通道换热器、空调系统及换热器设计方法

说明书

本发明提供了一种换热管组件、微通道换热器、空调系统及换热器设计方法，换热管组件适用于换热器，换热管组件包括沿换热管组件的长度方向依次连接的至少两个管体部，各个管体部均具有多个微通道；沿换热管组件的第一端至换热管组件的第二端延伸的方向，至少两个管体部中的多个微通道的总横截面积依次减小。本发明的换热管组件解决了现有技术中的微通道换热器作为蒸发器时，冷媒流程的中后部换热效果较差的问题。

技术领域

本发明涉及换热器领域，具体而言，涉及一种换热管组件、微通道换热器、空调系统及换热器设计方法。

背景技术

全铝微通道换热器具有工作高效、结构紧凑且加工成本低等特点，其作为冷凝器已广泛应用于汽车以及分体空调中，但作为蒸发器时，同翅片管式换热器相比，微通道换热器特殊的扁管平行结构存在分流不均的问题，使其发展收到制约。

现有技术的微通道换热器的结构一般包括集流管、扁管、翅片、隔板及进、出流管等，其冷媒主流方式为，由进流管进入集流管，通过“下进上出”或“上进下出”的方式流动。当其作为蒸发器使用时，冷媒在换热器的集流管内会发生气液分离，导致不同扁管中的冷媒的干度相差较大，一部分扁管中的冷媒蒸发不完全，不能起到换热的作用，造成了换热面积的浪费，导致换热器的性能大幅度衰减。而且，如果因分流不均导致冷媒蒸发不完全，使液态冷媒进入压缩机内，则会加剧压缩机的内部磨损，降低压缩机的可靠性和使用寿命。

另外，由于冷暖空调中换热器作为冷凝器时要保证冷媒有较长的流程(冷媒流动的行程)，作为蒸发器时，冷媒逆流，此时要保证冷媒有较小的流动阻力，但是现有技术中的微通道换热器作为蒸发器时由于管内阻力损失较大从而导致换热性能较差。

现有技术中常见的微通道换热器作为蒸发器时，随着在扁管中流动的冷媒的干度的逐渐增大，分流不均的影响越来越严重，虽然现在已经有很多解决分流不均的方案，如通过控制微通道换热器中每一流程的扁管的数量来解决其分流不均的问题，但是由于重力的作用，气液混合物从一个流程的扁管中进入集流管后再进入另一个流程的扁管的过程中，当流程中部(此时干度已上升)的冷媒干度较大时，扁管内部对冷媒有较大的流动阻力，冷媒在扁管内的阻力损失较大，这就导致了换热器的换热性能较差。

对此，有人提出采用隔片将集流管分为多个相互并联的流程，使用管外分流装置对来流冷媒进行分流，使分流后的冷媒分别进入各个流程中。但是这只解决了由外部进液管进入集流管与扁管时的分流不均问题，没有解决扁管内冷媒量较多时，冷媒的流程中后部大部分液态冷媒转化为气态冷媒，剩余的蒸发不完全的液态冷媒因与扁管内微通道管壁接触面积较小而换热效果较差的问题。

具体地，冷媒的干度是指每千克湿蒸汽(气液两相)中含有的干蒸汽(气相)的质量百分数，干度增大就是说气态冷媒的量增加。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种换热管组件、微通道换热器、空调系统及换热器设计方法，以解决现有技术中的微通道换热器作为蒸发器时，冷媒流程的中后部换热效果较差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种换热管组件，适用于换热器，换热管组件包括：沿换热管组件的长度方向依次连接的至少两个管体部，各个管体部均具有多个微通道；沿换热管组件的第一端至换热管组件的第二端延伸的方向，至少两个管体部中的多个微通道的总横截面积依次减小。

进一步地，当换热器作为冷凝器时，换热管组件的第一端为冷媒输入端，换热管组件的第二端为冷媒输出端；当换热器作为蒸发器时，换热管组件的第一端为冷媒输出端，换热管组件的第二端为冷媒输入端。

进一步地，任意相邻两个管体部分别为第一管体部和第二管体部，第一管体部中的多个微通道的总横截面积大于第二管体部中的多个微通道的总横截面积；换热管组件还包括过渡管，过渡管设置在第一管体部和第二管体部之间，以连接第一管体部和第二管体部；过渡管具有用于与第一管体部和第二管体部均连通的过渡连通腔；沿第一管体部至第二管体部的方向，过渡连通腔的冷媒流通截面积逐渐减小。