热泵机组、微通道换热器及其制作方法与流程

本发明涉及热交换技术领域，特别是涉及一种热泵机组、微通道换热器及其制作方法。

背景技术：

传统微通道换热器，因换热管(扁管)水平放置，使得凝结水不易排除，同时容易积灰，影响换热器换热性能，不利于推广其在热泵机组中的应用。

因此出现一种微通道平行流换热器，整体上类似于翅片管换热器。其采用整片式的翅片结构，在翅片上开设用于插设扁管的槽，而扁管的横截面呈楔形，扁管水平地插入竖直设置的翅片槽中，经过焊接形成。这样，扁管上下表面与水平面具有倾角，且由于翅片为竖直设置，形成类似于翅片管换热器的排水形式。但是，该微通道平行流换热器虽然可以满足排水和换热，但是翅片的加工、扁管的加工以及扁管与翅片配合焊接难度大，不利于批量化，质量控制难。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统的微通道换热器凝结水不易排除或者换热器的加工制作不易等问题，提供一种凝结水易排除，换热性能好且结构简单易制作的微通道换热器，同时还提供了一种包含该微通道换热器的热泵机组，以及提供了一种微通道换热器的制作方法。

上述目的通过以下技术方案实现：

一种微通道换热器，包括：整体外径沿轴向变化的换热器本体，换热器本体包括相互平行间隔的若干扁管，以及设置在扁管之间的翅片。

在其中一个实施例中，扁管具有周向围设的四个侧壁，分别为相对的第一侧壁和第二侧壁，以及相对的第三侧壁和第四侧壁，相邻的两个扁管之间的翅片分别连接一个扁管的第四侧壁以及另一个扁管的第三侧壁。

在其中一个实施例中，每个扁管的第三侧壁均相对第四侧壁靠近换热器本体的中心轴线，且第三侧壁和第四侧壁均与换热器本体的中心轴线呈夹角。

在其中一个实施例中，扁管沿长度延伸呈圆弧形，且朝向换热器本体的中心轴线弯曲。

在其中一个实施例中，扁管包括多个圆弧段以及多个直线段，各圆弧段均为朝向换热器本体的中心轴线弯曲的凹弧段。

在其中一个实施例中，换热器本体还包括第一集流管和第二集流管，多个扁管的两端分别与第一集流管和第二集流管连接；第一集流管的轴线相对于第二集流管的轴线倾斜。

在其中一个实施例中，每个扁管包括与第一集流管连接的第一部分，第一部分垂直于第一集流管；

每个扁管还包括与第二集流管连接的第二部分，第二部分垂直于第二集流管。

在其中一个实施例中，第一集流管上沿其轴向设置有多个第一插槽，多个扁管的一端一一对应地插入至多个第一插槽中；

第二集流管上沿其轴向设置有多个第二插槽，多个扁管的另一端一一对应地插入至多个第二插槽中。

在其中一个实施例中，多个扁管以相同的间距排列。

一种热泵机组，包括如上任一项所述的微通道换热器。

一种微通道换热器的制作方法，包括以下步骤：

加工得到多个长度不同的扁管，以及多个长度不同的翅片；

对多个扁管分别按各自的预设折弯半径进行预折弯成圆弧状；

将多个扁管沿其长度递增的方向依次排列，将多个翅片对应扁管的长度依次组装在两个扁管的间隔内；

每个扁管的两端均分别插入至集流管的插槽内预组装得到大致呈扇环形的平面换热器，将该扇环形的平面换热器置入钎焊炉中进行焊接成型；

将扇环形的平面换热器通过锥角为α的折弯机进行折弯，以形成大致为锥形的换热器本体。

在其中一个实施例中，锥角α的角度范围为0～90°。

上述微通道换热器，换热器本体的径向面积沿轴向变化，因而形成了大致为锥形的斜面，使得换热器表面附着的水更容易汇集到翅片边沿，随着空气流动脱离换热器，同时可以顺着锥形斜面流下，使排水更容易，从而有效提高换热器的换热性能，且该换热器本体包括平行间隔设置的多个扁管，以及扁管之间的翅片，结构简单，易于加工制作。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的微通道换热器的结构示意图；

图2为图1的a-a剖视图；

图3为图2的局部放大图；

图4为本发明一实施例提供的微通道换热器的俯视示意图；

图5为本发明一实施例提供的微通道换热器的展开示意图；

图6为本发明一实施例提供的微通道换热器的应用示意图；

图7为本发明另一实施例提供的微通道换热器的俯视示意图。

其中：

001-换热器本体；

100-扁管；

110-第一侧壁；120-第二侧壁；130-第三侧壁；140-第四侧壁；

200-翅片；

300-第一集流管；

400-第二集流管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明的热泵机组、微通道换热器及其制作方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

参见图1至图3，本发明一实施例提供的微通道换热器，包括：整体外径沿轴向变化的换热器本体001，换热器本体001包括相互平行间隔的若干扁管100，以及设置在扁管100之间的翅片200。

其中，扁管100为纵向延伸的扁平状结构，扁管100内部具有多个流通通道，扁管100主要用于换热介质的流通和换热。多个扁管100相互平行间隔设置，多个扁管100间隔的距离可以是相同的，也可以是不同的，本实施例中，多个扁管100以相同的间距排列。

进一步地，扁管100具有周向围设的四个侧壁，分别为相对的第一侧壁110和第二侧壁120，以及相对的第三侧壁130和第四侧壁140，相邻的两个扁管100之间的翅片200分别连接一个扁管100的第四侧壁140以及另一个扁管100的第三侧壁130。

即每个扁管100均由纵向的两个端面，以及两个端面之间的周向围设的四个侧壁构成，该四个侧壁包括面积较小的相对设置的两个侧壁，分别为第一侧壁110和第二侧壁120，以及面积较大的相对设置的两个侧壁，分别为第三侧壁130和第四侧壁140，则翅片200连接相邻扁管100的面积较大的侧壁，这样便于翅片200与扁管100的连接成型。

翅片200的主体可以呈三角形或者波浪形，同一翅片200的两端分别连接一个扁管100的第四侧壁140，以及另一个扁管100的第三侧壁130，这样，扁管100、翅片200依次交叠排列形成所述换热器本体001的主要实现换热功能的部分。翅片200的表面可进行开窗，压桥，折痕等处理，可以起到加强流体通过表面的扰动，促进换热的作用。

参见图1，换热器本体001整体外径沿轴向变化，即换热器本体001由d1端至di端可逐渐变大，由此可知，扁管100的长度由d1端至di端是逐渐增大的，而翅片200的片距由d1端到di端可以是逐渐变大的，或者说翅片200的分布密度由d1端到di端可以是逐渐减小的。

本实施例的微通道换热器，换热器本体001的径向面积沿轴向变化，因而形成了大致为锥形的斜面，使得换热器表面附着的水更容易汇集到翅片边沿，随着空气流动脱离换热器，同时可以顺着锥形斜面流下，使排水更容易，从而有效提高换热器的换热性能，且该换热器本体001包括平行间隔设置的多个扁管，以及扁管之间的翅片，结构简单，易于加工制作。

扁管100可以是与换热器本体001的中心轴线垂直设置，也可以是相对于换热器本体001的中心轴线倾斜设置。作为一种可实施的方式，每个扁管100的第三侧壁130均相对第四侧壁140靠近换热器本体001的中心轴线，且第三侧壁130和第四侧壁140均与换热器本体001的中心轴线呈夹角。这样，每个扁管100均相对于换热器本体001的中心轴线倾斜，即使得扁管100表面也为倾斜面，从而易于扁管100表面的冷凝水易于流下，进一步提高了换热器的换热性能。

如图1所示，假设自上而下分别为成为第一层扁管，第二层扁管，以此类推，最下层扁管称为第i层。具体参见图3，由于每个扁管100的第三侧壁130均相对于第四侧壁140靠近换热器本体001的中心轴线，且第三侧壁130和第四侧壁140均与换热器本体001的中心轴线呈夹角，同时还需保证各扁管相互平行间隔，则第一层扁管相对于换热器本体001中心轴倾斜设置时，其第四侧壁140较第三侧壁130远离换热器本体001的中心轴，而第二层扁管的第三侧壁130与第一层扁管的第四侧壁140平行相对，则第二层扁管较第一层扁管稍微远离换热器本体的中心轴，以此类推，最终形成了自上而下外径沿轴向变大的换热器本体的锥形斜面。

该换热器本体001在使用过程中(参见图6)，每个扁管100是相对于水平面倾斜的，因此扁管100上凝结的水易于沿倾斜的面流下，且换热器整体的换热幅面也是倾斜的，该换热器本体001的锥形斜面使得换热器表面积尘、雨水、凝结水等更容易被吹落，且更易自动汇集流到换热器下面底部排走，清洗维护更方便。

参见图4，作为一种可实施的方式，扁管100沿长度延伸呈圆弧形，且朝向换热器本体001的中心轴线弯曲，则形成的换热器本体001整体为圆台状。

参见图7，作为另一种可实施的方式，扁管100包括多个圆弧段以及多个直线段，各圆弧段均为朝向换热器本体001的中心轴线弯曲的凹弧段，则形成的换热器本体001大体为棱锥面形的台状。

作为一种可实施的方式，微通道换热器还包括第一集流管300和第二集流管400，多个扁管100的两端分别与第一集流管300和第二集流管400连接；第一集流管300的轴线相对于第二集流管400的轴线倾斜。

当然，在其他实施例中，第一集流管300的轴线和第二集流管400的轴线也可以是相互平行的。

作为一种可实施的方式，每个扁管100包括与第一集流管300连接的第一部分，第一部分垂直于第一集流管300；

每个扁管100还包括与第二集流管400连接的第二部分，第二部分垂直于第二集流管400。

当然，在其他实施例中，第一部分可以相对于第一集流管300是倾斜的，第二部分相对于第二集流管400是倾斜的。

扁管100与集流管的连接方式可以有多种，作为一种可实施的方式，第一集流管300上沿其轴向设置有多个第一插槽，多个扁管100的一端一一对应地插入至多个第一插槽中；

第二集流管400上沿其轴向设置有多个第二插槽，多个扁管100的另一端一一对应地插入至多个第二插槽中。

扁管100的端部垂直插入集流管，使集流管上供扁管100插入的插槽方便加工。且多个第一插槽的间距和多个第二插槽的间距可均与扁管100的间距一致，使得换热器组装方便。

本发明实施例还提供了一种热泵机组，包括如上任一实施例所述的微通道换热器，从而该热泵机组能够具有换热效率高，换热器组件的清洗维护方便的优点。当然，该微通道换热器还可以应用于空调机组中，或者其他制冷、制热的换热系统中。

参见图1至图5，本发明实施例还提供了一种微通道换热器的制作方法，该方法包括以步骤：

s100：加工得到多个长度不同的扁管100，以及多个长度不同的翅片200。

其中，假设成型后的锥形换热器本体001的锥角为α，成型后的换热器本体001的小端直径为d1，成型后的换热器本体001的俯视平面周向角度为β，扁管100厚度为δ，翅片200高度为h，展开角度为γ。

则如图1自上而下的每一层扁管100的长度即为其圆周长，也为图3展开图的自内向外的每一层扁管100的圆周长。因此有：

第1层扁管长度

第2层扁管长度

第3层扁管长度

第4层扁管长度

……

第i层扁管长度

进一步地，翅片200的长度以换热器本体001展开图中的位于相邻两个扁管100的中间位置的翅片200周长为基准，则有：

第1层翅片长度

第2层翅片长度

第3层翅片长度

第4层翅片长度

……

第i层翅片长度

s200：对多个扁管100分别按各自的预设折弯半径进行预折弯成圆弧状。

其中，每一层的扁管100的折弯半径遵循以下计算规则：

由得到

第1层扁管折弯半径

第2层扁管折弯半径

第3层扁管折弯半径

第4层扁管折弯半径

……

第i层扁管折弯半径

s300：将多个扁管100沿其长度递增的方向依次排列，将多个翅片200对应扁管100的长度依次组装在两个扁管100的间隔内；

s400：每个扁管100的两端均分别插入至集流管的插槽内预组装得到大致呈扇环形的平面换热器(大致如图5所示)，将该扇环形的平面换热器置入钎焊炉中进行焊接成型。

s500：将扇环形的平面换热器通过锥角为α的折弯机进行折弯，以形成大致为锥形的换热器本体(大致如图1所示)。其中，该锥角α的角度范围为0～90°。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。