[发明专利]带有复合绕流结构的换热器

说明书

本发明公开了一种带有复合绕流结构的换热器，包括设置于两侧的集流管，以及用于连通集流管的微通道扁管层组，微通道扁管层组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、第二水平段和连接段；微通道扁管层组中还包括若干直翅片，直翅片与相邻三层微通道扁管构成绕流结构单元；在绕流结构单元中，第一微通道扁管与第二微通道扁管围成第一空气侧通道，第二微通道扁管与第三微通道扁管围成第二空气侧通道，在第一空气侧通道中设置有绕流件。第二微通道扁管形成第一股绕流，绕流件形成第二股绕流，两股绕流相互作用形成复合绕流，可以引发具有较小旋涡尺度比LRv的旋涡，有助于提高对流换热效率。

技术领域

本发明属于换热器技术领域，具体涉及一种带有复合绕流结构的换热器。

背景技术

随着空调换热器技术的发展，微通道换热器由于其传热效率高、体积小、重量轻、冷媒灌注量少、结构紧凑等优点，成为行业高效换热器研究和关注的热点。关于微通道平行流换热器的设计研究集中在翅片结构参数，集流管连接分布形式以及扁管微通道机构三个方面：在翅片结构参数方面，通过对翅片外形轮廓、百叶窗翅片尺寸参数进行优化来强化空气侧的传热；在集流管连接分布形式方面，通过改变集流管与扁管直接的连接方式以及集流管自身的结构特征来优化换热器的结构并强化传热；在扁管微通道机构方面，通过新型的微通道结构设计来促进制冷剂分布的均匀性。

但是，由于微通道换热器上微通道扁管的结构限制，现有的微通道扁管换热性能较差。包括中国专利CN207635921U在内的现有技术中，对微通道扁管的结构做出了改进，将其设计为折弯状，增大其对通过流体的扰流强度，强化换热。

然而仅靠微通道扁管异型结构形成的钝体绕流强度有限，对换热效果的提升程度也不高，整个换热器的换热效率还有进一步提升的空间。

发明内容

本发明提供一种带有复合绕流结构的换热器，旨在进一步增加流体的钝体绕流效果，增强流动的不稳定性，强化对流传热效果，提升换热器的工作效率。

发明人在研发过程中发现，旋涡尺度比LRv在表征旋涡形态特征的同时与局部对流传热有一定的关联性。此处LRv为发明人首次提出的概念，其计算公式为：LRv＝Lv/Hv，如图13所示，Lv为旋涡流向长度，Hv为旋涡高度。通过试验得出，旋涡尺度比LRv越小，局部对流传热效果越好；而旋涡尺度比LRv在与雷诺数相关的同时还与流动结构密切相关。因此，本发明对换热器结构进行改进，以在换热器中产生旋涡尺度比LRv更小的旋涡，进而得到换热效率更高的换热器。

为了达到上述技术效果，本发明采用如下技术方案：

带有复合绕流结构的换热器，包括

设置于换热器主体两侧的集流管；

以及若干用于连通所述集流管的微通道扁管层组，所述微通道扁管层组包括从上到下依次相邻的第一微通道扁管、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、第二水平段和连接段，所述第一水平段和第二水平段错层设置并通过所述连接段连接；

每个所述微通道扁管层组中还包括若干直翅片，所述直翅片将所述微通道扁管层组分为若干绕流结构单元；在每个所述绕流结构单元中，所述第一微通道扁管与所述第二微通道扁管围成第一空气侧通道，所述第二微通道扁管与所述第三微通道扁管围成第二空气侧通道；在所述第一空气侧通道中设置有绕流件，在所述第二空气侧通道中设置有第二绕流件。

在一些实施方式中，所述连接段竖直设置，由所述第一水平段、第二水平段和连接段组成的所述第二微通道扁管呈台阶状。

在一些实施方式中，所述第一微通道扁管与所述第二水平段之间的距离为所述第一微通道扁管与所述第一水平段之间距离的两倍。

在一些实施方式中，所述第一微通道扁管与所述第一水平段之间的距离和所述第三微通道扁管与所述第二水平段之间的距离相等。