具有歧管组件的多管束换热单元的制作方法
【专利说明】具有歧管组件的多管束换热单元
[0001]发明背景
[0002]本发明总体涉及换热器，并且更具体地，涉及结合有歧管组件的多管束换热单元。
[0003]长期以来，换热器在供暖、通风、空调以及制冷(HVACR)应用中用作蒸发器和冷凝器。在历史上，这些换热器曾经是圆管和板翅片(RTPF)换热器。然而，全铝扁平化管蛇形翅片式换热器在工业(包括HVACR工业)中的使用越来越为广泛，这是因为它们与常规RTPF换热器相比而具有紧凑性、热工水力性能、结构刚性、较轻重量以及减少的制冷剂费。通常用于HVACR应用中的扁平化管通常使内部细分成多个平行流动通道。这类扁平化管通常在本领域中被称为多通道管、迷你通道管或微通道管。
[0004]典型扁平化管蛇形翅片式换热器包括第一歧管、第二歧管以及单个管束，所述单个管束由以间隔平行关系设置并在第一歧管与第二歧管之间延伸的多个纵向延伸扁平化换热管形成。第一歧管、第二歧管以及管束组件通常在换热器领域中称为板。另外，多个板翅片设置在每对相邻的换热管之间，用以增加流过扁平化管的外表面上方、且沿翅片表面流动的流体(在HVACR应用中，通常是空气)与在扁平化管内流动的流体(在HVACR应用中，通常是制冷剂)之间传热。这类单管束换热器(也被称为单一板换热器)具有完全交叉流动配置。
[0005]双束扁平化管和蛇形翅片式换热器也是本领域已知的。常规双束扁平化管和蛇形翅片式换热器通常由两个常规翅片和管板形成，一个在后方与另一个间隔开，其中歧管间的流体连通通过外部管道系统实现。然而，以平行交叉流动布置之外的方式来连接两个板要求复杂外部管道系统。例如，美国专利6，964，296 B2和美国专利申请公布2009/0025914A1公开双束多通道式扁平化管换热器的实施方案。
[0006]发明概述
[0007]在一方面，一种多束扁平化管换热单元包括:第一管束，所述第一管束包括在第一歧管与第二歧管之间以间隔平行关系纵向延伸的多个扁平化管区段；以及第二管束，所述第二管束包括在第一歧管与第二歧管之间以间隔平行关系纵向延伸的多个扁平化管区段，所述第二管束被设置在所述第一管束后方。所述第一管束的所述第二歧管和所述第二管束的所述第二歧管形成了歧管组件，其中所述歧管组件的所述第一管束的所述第二歧管的内部容积和所述歧管组件的所述第二管束的所述第二歧管的内部容积以流体连通方式内部连接，即未经由外部管道系统连接。
[0008]附图简述
[0009]为了进一步理解本公开，将会结合附图阅读以下详细描述以供参考，在附图中:
[0010]图1是如本文所公开的多管束扁平化管翅片式换热单元的一个实施方案的图示；
[0011]图2是部分以截面示出图1的换热单元的翅片和一组整体扁平化管区段组件的实施方案的侧正视图；
[0012]图3是图1的换热单元的实施方案单程、多程逆向交叉流动实施方案的顶视图；
[0013]图4是图1的换热单元的实施方案单程、多程逆向交叉流动实施方案的顶视图；
[0014]图5是位于图1的换热器单元的中间侧上的成对大体D形管状歧管的歧管组件的实施方案的截面平面图，所述大体D形管状歧管通过设置在其间的块插入物来以流体连通方式连接；
[0015]图6是位于图1的换热器单元的中间侧上的成对大体圆柱形的管状歧管的歧管组件的实施方案的截面平面图，所述大体圆柱形管状歧管通过设置在其间的块插入物来以流体连通方式连接；
[0016]图7是图1的换热器单元的中间侧上的成对大体圆柱形的管状歧管的歧管组件的实施方案的截面平面图，所述大体圆柱形的管状歧管通过在其间延伸的多个单独管状构件来以流体连通方式连接；
[0017]图8是图1的换热器单元的中间侧上的成对大体管状歧管的歧管组件的另一实施方案的截面平面图，所述大体管状歧管通过在其间延伸的多个单独管状构件来以流体连通方式连接；
[0018]图9是设置在图1的换热器单元的中间侧上的、处于介接邻接关系的完全管状歧管和部分开放管状歧管的歧管组件的另一实施方案的截面平面图；
[0019]图1OA和图1OB是在图1的换热器单元的中间侧上以接合关系来联结的成对部分开放管状歧管的歧管组件的替代实施方案的截面平面图；
[0020]图11是在图1的换热器单元的中间侧上以介接邻接关系来联结的成对部分开放管状歧管的歧管组件的另一实施方案的截面平面图；
[0021]图12是通过设置在歧管之间的单个块插入物穿过流道以流体连通方式互连的成对部分开放管状歧管的歧管组件的实施方案的截面平面图；
[0022]图13是通过由两个块插入物形成的流动通路以流体连通方式互连的成对部分开放管状歧管的歧管组件的实施方案的截面平面图；
[0023]图14是在歧管之间的界面处通过设置在内部的块插入物穿过流动通路以流体连通方式互连的成对部分开放管状歧管的歧管组件的实施方案的截面平面图；
[0024]图15是可形成整体折叠歧管组件的包覆片材的透视图；
[0025]图16是由单个折叠片材形成的大体管状整体折叠歧管组件的实施方案的截面平面图；
[0026]图17是由单个折叠片材形成的大体管状整体折叠歧管组件的另一实施方案的截面平面图；
[0027]图18是由单个折叠片材形成的大体管状整体折叠歧管组件的另一实施方案的截面平面图；
[0028]图19是整体歧管组件的挤出双筒实施方案的实施方案的截面平面图；
[0029]图20是限定单个流体腔室的制造出的扁平整体歧管组件的实施方案的截面平面图；
[0030]图21是限定一对流体腔室的制造出的扁平整体歧管组件的实施方案的截面平面图；以及
[0031]图22A-D是由单个折叠片材形成的制造出的扁平整体组件的各示例性实施方案的截面平面图。
[0032]详述
[0033]根据本公开的多束扁平化管翅片式换热器单元(总体称为10)的示例性实施方案在图1中以透视图描绘。如本文中描绘，多束扁平化管翅片式换热器10包括第一管束100和设置在第一管组100后方(即相对于穿过换热器的气流A处于下游)的第二管束200。第一管束100还可在本文中称为前部换热器板100，并且第二管束200还可在本文中称为后部换热器板200。
[0034]第一管束100包括第一歧管102、与第一歧管102间隔的第二歧管104以及多个换热管区段106 (包括至少第一管区段和第二管区段)，所述管区段以间隔平行关系在第一歧管102与第二歧管104之间纵向延伸并且以流体连通方式连接第一歧管102和第二歧管104。第二管束200包括第一歧管202、与第一歧管202间隔的第二歧管204以及多个换热管区段206 (包括至少第一管区段和第二管区段)，所述管区段以间隔平行关系在第一歧管202与第二歧管204之间纵向延伸并且以流体连通方式连接第一歧管202与第二歧管204。如本文中稍后进一步详细地描述，设置在双束换热器10的任一侧上的每组歧管102、202和104,204可包括分离成对歧管、可包括整体单件折叠歧管组件内的分离腔室，或可包括整体制造(例如，挤出、拉伸、辊轧以及焊接)歧管组件内的分离腔室。每个管束100、200可进一步包括在管束的顶部和管束的底部、在其第一歧管与第二歧管之间延伸的“虚设”管(未示出)。这些“虚设”管不输送制冷剂流，而向管束添加结构支撑并且保护最上方和最下方的翅片。
[0035]现在参考图2，换热管区段106、206中的每个包括扁平化换热管，所述扁平化换热管具有前缘108、208、后缘110、210、上部表面112、212以及下部表面114、214。每个换热管区段106、206的前缘108、208相对于穿过换热器10的气流在其相应后缘110、210上游。在图2中描绘的实施方案中，扁平化管区段106、206的相应前部部分和后部部分磨圆以提供钝化前缘108、208和后缘110、210。然而，应当了解，扁平化管区段106、206的相应前部部分和后部部分可以其它配置形成。
[0036]第一管束100和第二管束200的换热管区段106、206中的每个的内部流动通路分别可由内壁来划分成多个离散流动通道120、220，所述离散流动通道120、220从管的入口端向管的出口端纵向延伸管的长度并且在第一管束100与第二管束200的相应集管之间形成流体连通。在图2中描绘的多通道换热管区段106、206的实施方案中，第二管束200的换热管区段206具有比第一管束100的换热管区段106更大的宽度。另外，与相比，较宽换热管区段20