CN109237841B - 换热模块、换热器及冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及换热器领域，公开了一种换热模块、换热器及冰箱，换热模块包括沿水平面的第一方向(L)间隔布置的两个中空的竖向端板(2)，两个竖向端板之间设有沿水平面的第二方向(W)依次间隔且沿竖向布置的多个微通道换热层，第一方向垂直于第二方向，微通道换热层包括内设微通道(103)的微通道换热管，微通道换热管在微通道换热层的竖直布置面上多次迂回盘绕且两端分别连通两个竖向端板的中空腔。微通道换热管在竖直布置面内迂回盘绕，微通道换热管的外壁竖向布置，则在换热模块表面结霜时，由于重力作用，霜会沿着微通道换热管的外壁竖直向下化掉，如此提高换热模块的化霜性能。

Description

换热模块、换热器及冰箱

技术领域

本发明涉及换热器领域，具体地，涉及一种采用微通道技术的换热模块。此外，本发明还涉及一种由该换热模块叠加使用组成的换热器。对应地，本发明提供一种具有该换热器或者换热模块的冰箱。

背景技术

换热器是一些家用电器(例如家用冰箱和家用空调)的重要部件。传统家用电器的换热器一般采用翅片管式，这样的换热器虽然已经进行过诸多改进(例如以牺牲换热效率为代价大大增大翅片间的间距)，但翅片对于化霜周期的影响始终难以解决，而取消翅片，在换热效率上又难于满足使用需求。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种换热模块，以在提高化霜性能的同时，具有较佳的换热效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种换热模块，所述换热模块包括沿水平面的第一方向间隔布置的两个中空的竖向端板，两个所述竖向端板之间设有沿所述水平面的第二方向依次间隔且沿竖向布置的多个微通道换热层，所述第一方向垂直于所述第二方向，所述微通道换热层包括内设微通道的微通道换热管，所述微通道换热管在所述微通道换热层的竖直布置面上多次迂回盘绕且两端分别连通两个所述竖向端板的中空腔。

优选地，迂回盘绕的所述微通道换热管包括沿所述第一方向等间隔布置的多个竖直管段，相邻两个所述竖向管段之间连接有迂回弯管段。

优选地，各个所述竖直管段的竖直长度相同且不小于所述竖向端板的竖直长度的80％。

优选地，所述微通道换热管为具有单个所述微通道的微型管，所述微通道的水力直径为0.3mm～2mm。

优选地，所述微通道换热管为沿所述第二方向扁平化的扁平管，该扁平管内设有沿所述第二方向并行间隔的多个所述微通道。

优选地，所述扁平管内的所述微通道不多于3个。

优选地，所述微通道换热管包括沿所述第二方向间隔布置的多个微型管，所述微型管内形成有水力直径为0.3mm～2mm的单个所述微通道，相邻两个所述微型管之间连接有扁平连接壁。

优选地，所述微通道换热管为一体成型的铸件。

优选地，所述微通道的横截面为正多边形、矩形、椭圆形或圆形。

优选地，沿所述第二方向，相邻的两个所述微通道换热层之间的间距为3mm～10mm。

本发明的另一目的在于提供一种换热器，所述换热器包括至少一个上述的任意一种换热模块。

本发明的又一目的在于提供一种冰箱，包括冰箱蒸发器，所述冰箱蒸发器为上述的换热器。

优选地，所述冰箱蒸发器包括沿竖向依次层叠的多个所述换热模块，其中任意相邻的两个所述换热模块彼此横向错位。

通过上述技术方案，微通道换热管在竖直布置面内迂回盘绕，微通道换热管的外壁竖向布置，则在换热模块表面结霜时，由于重力作用，霜会沿着微通道换热管的外壁竖直向下化掉，如此提高换热模块(或者由其组成的换热器)的化霜性能。而为补偿取消翅片后的换热效率损失问题，将微通道换热管在竖直布置面内迂回盘绕设置，延长两竖向端板之间的微型换热管的长度，以提高整体换热模块的换热效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是换热模块的俯视图；

图2是微通道换热层板的结构主视图；

图3是微通道换热层板的三种优选实现形式的A-A剖面视图；

图4是三个微型管通过扁平连接壁组成微通道换热管迂回盘绕形成的微通道换热层的结构视图。

附图标记说明

1-微通道换热层；101-微型管；102-扁平连接壁；103-微通道；104-竖直管段；105-迂回弯管段；2-竖向端板；L-第一方向；W-第二方向。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

此外，本发明所称的D方向即为本发明所说的竖向，其与本发明涉及的第一方向L、第二方向W三个方向相互垂直。

如图1至图4中所示，本发明首先提供了一种换热模块，该换热模块包括沿水平面的第一方向L间隔布置的两个中空的竖向端板2，两个竖向端板2之间设有沿水平面的第二方向W依次间隔且沿竖向布置的多个微通道换热层1，第一方向L垂直于所述第二方向W，微通道换热层1包括内设微通道103的微通道换热管，微通道换热管在微通道换热层1的竖直布置面上多次迂回盘绕且两端分别连通两个竖向端板2的中空腔。

作为一种优选方式，迂回盘绕的微通道换热管包括沿第一方向L等间隔布置的多个竖直管段104，相邻两个竖向管段104之间连接有迂回弯管段105。进一步地，各个竖直管段104的竖直长度相同且不小于竖向端板2的竖直长度的80％。

位于同一微通道换热层1内的微通道换热管由多个竖直竖直管段104和迂回弯管段105连通形成蛇形管路结构，如此，在不改变两个竖向端板2之间的间距的前提下延长微通道换热管的长度，从而延长换热介质从一个竖向端板2流向另一个竖向端板2的流过路径，以此提升换热模块的每一个微通道换热层1的热交换效率。

同时，同一层的微通道换热管在同一竖直布置面内迂回盘绕，在该层内，微通道换热管的外侧壁竖向布置，在微通道换热管外侧壁上凝结的霜化开后，在重力作用下贴壁流下，如此提升换热模块的化霜性能。

作为一种较佳的实施方式，微通道换热管采用水力直径在0.3mm～2mm之间的微型管101迂回盘绕形成，利用微型管101的表面积大的特点，提升换热模块的热交换效率，并且，微型管101内的微通道103以及微型管101的外周壁的截面形状，可以为正多边形、矩形、椭圆形或圆形等。

作为另一种较佳的实施方式，微通道换热管为沿第二方向W扁平化的扁平管，该扁平管内设有沿第二方向W并行间隔的多个微通道103。在考虑到结霜的可能性的前提下，扁平管内的微通道103的数量不多于三个。图2是以三个截面为圆形的微通道103形成的扁平管为例，组成的微通道换热层1的微通道换热管的结构视图，该微通道换热管包括沿第二方向W间隔布置的三个微型管101，微型管101内形成有水力直径为0.3mm～2mm的单个微通道103，相邻两个微型管101之间连接有扁平连接壁102。

增加微通道换热管内的微型管101的数量，会导致迂回弯管段105处的宽度增加，此处结霜的可能性增加，不利于平衡换热模块的化霜效果。但是，在应用于冰箱等大部分时间为带霜运行的电器中时，也可以再增加微型管101的数量从而加宽扁平管的宽度。对应于这种扁平管的结构，其加工方式可以使一体铸造成型，也可以是加工出微通道管后，再在其外壁上以材料去除的方式加工出增加散热面积的凹槽。

作为优选地，沿第二方向W，相邻的两个微通道换热层1之间的间距为3mm～10mm。相邻两个微通道换热层1之间的间距大，有利于提升换热模块的化霜性能，但同时，热交换效率会有所降低；与之相反地，减小相邻两个微通道换热层1之间的间距，虽然可以提升热交换效率，但是，相邻两个微通道热交换层1之间的化霜性能又会受到影响，将间距设置在3mm～10mm，可以在热交换效率和化霜性能之间折中，优化换热模块的整体性能。

竖向端板2上设有插装槽(或者孔)，微通道换热层1的端部密封装配至插装槽(或者孔)中并使得每条微通道103连通竖向端板2的中空腔。竖向端板2内流通有热交换介质(并不局限于氟利昂，也可以是二氧化碳等)，热交换层1的部分密封插装到插装槽内，则竖向端板2的内腔中的热交换介质可以流入微通道103，或者流出微通道换热层板1进入竖向端板2内，此处，竖向端板2的作用相当于分流集流器。

本发明还提供一种换热器，其包括至少一个上前述的任意一种换热模块。换热器内换热模块的数量，取决于换热器安装空间以及对换热能力的需要。

此外，本发明提供一种冰箱，其内的冰箱蒸发器采用上述的换热器。并且，作为冰箱蒸发器的散热器，由于冰箱蒸发器的安装空间往往较为狭高，因此，多个可以根据需要沿竖向堆叠多个换热模块，以提高冰箱蒸发器的热交换能力。

并且，作为优选地，冰箱蒸发器的多个换热模块沿竖向依次错位层叠，此处所说的错位，是指沿竖向相邻的两个换热模块之间横向错位布置，例如沿第二方向W错开分布。如此，进入冰箱蒸发器内的风穿过不同高度处的换热模块，需要走折线，相当于延长热交换的时间，因此，热交换效率相比于上下对齐的堆叠方式有所提升。

另外需要说明的是，单一换热模块或者多个换热模块组合使用形成的换热器，使用的场合并不局限于冰箱，其也可是其他任意需要进行热交换的设备处。并且，沿竖向堆叠多个换热模块，也是依据冰箱蒸发器的实际安装区域结构设计，在其他场合，也可以沿第一方向L或者第二方向W组合使用多个换热模块。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种换热模块，其特征在于，所述换热模块包括沿水平面的第一方向（L）间隔布置的两个中空的竖向端板（2），两个所述竖向端板（2）之间设有沿所述水平面的第二方向（W）依次间隔且沿竖向布置的多个微通道换热层（1），所述第一方向（L）垂直于所述第二方向（W），所述微通道换热层（1）包括内设微通道（103）的微通道换热管，所述微通道换热管在所述微通道换热层（1）的竖直布置面上多次迂回盘绕且两端分别连通两个所述竖向端板（2）的中空腔；

所述微通道换热管包括沿所述第二方向（W）间隔布置的多个微型管（101），所述微型管（101）内形成有水力直径为0.3mm~2mm的单个所述微通道（103），相邻两个所述微型管（101）之间连接有扁平连接壁（102）；

沿所述第二方向（W），相邻的两个所述微通道换热层（1）之间的间距为3mm~10mm。

2.根据权利要求1所述的换热模块，其特征在于，迂回盘绕的所述微通道换热管包括沿所述第一方向（L）等间隔布置的多个竖直管段（104），相邻两个所述竖直管段（104）之间连接有迂回弯管段（105）。

3.根据权利要求2所述的换热模块，其特征在于，各个所述竖直管段（104）的竖直长度相同且不小于所述竖向端板（2）的竖直长度的80%。

4.根据权利要求1所述的换热模块，其特征在于，所述微通道换热管为沿所述第二方向（W）扁平化的扁平管，该扁平管内设有沿所述第二方向（W）并行间隔的多个所述微通道（103）。

5.根据权利要求4所述的换热模块，其特征在于，所述扁平管内的所述微通道（103）不多于3个。

6.根据权利要求1所述的换热模块，其特征在于，所述微通道换热管为一体成型的铸件。

7.根据权利要求1所述的换热模块，其特征在于，所述微通道（103）的横截面为正多边形、矩形、椭圆形或圆形。

8.一种换热器，其特征在于，所述换热器包括至少一个根据权利要求1~7中任意一项所述的换热模块。

9.一种冰箱，包括冰箱蒸发器，其特征在于，所述冰箱蒸发器为权利要求8所述的换热器。

10.根据权利要求9所述的冰箱，其特征在于，所述冰箱蒸发器包括沿竖向依次层叠的多个所述换热模块，其中任意相邻的两个所述换热模块彼此横向错位。