微通道热交换器上的温度传感器固定的制作方法

本发明涉及微通道热交换器，并且具体地涉及温度传感器在微通道热交换器的鳍片组内的固定。

背景技术：

热交换器通常包括用于监测热交换器的各个方面或参数的传感器。被监测的典型参数的实例包括温度和压力。一些系统使用来自热交换器中的传感器的测量值来控制制冷系统的各方面或构件，例如，可基于温度测量值来控制风扇的激活或速度。传感器在热交换器内的位置将取决于被测量的具体参数，并基于传感器的测量值控制构件。一些传感器位于热交换器的表面上。其它传感器可位于热交换器内，如鳍片组内。在微通道热交换器的情况下，传感器用于控制目的，如空气温度控制、表面温度控制和除霜终止控制。为了实现最佳控制，传感器必须能够准确测量待监测的参数。因此，传感器的最佳位置和安装是重要的。

以前，微通道热交换器主要用作制冷回路中的冷凝器。冷凝器大体上不用于控制目的，且因此它们通常不包括传感器(如温度传感器)来监测冷凝器内的参数。因而，不需要用于将温度传感器安置或固定在微通道热交换器中的标准机构。最近，在制冷回路中越来越多地使用微通道热交换器作为蒸发器。蒸发器通常将温度传感器用于控制目的，如用于上述控制系统，且因此存在对于用于将温度传感器安置在微通道热交换器中的机构的新需要。

当通过传感器测量的参数存在较大变化时，例如高温变化时，可能难以使用传感器测量值来控制制冷系统的各方面。温度变化会受到各种因素的影响，例如温度传感器的位置以及温度传感器与监测构件之间的热接触的量或稳定性。当将微通道热交换器中的温度传感器用于控制目的时，最小化温度变化尤其重要。因此，传感器的最佳布局在这些系统中非常重要。

在一些常规的热交换器中，传感器布局是不受控制的和/或未指定的。例如，可能没有用于将温度传感器固定到热交换器的标准位置，且因此安装传感器的人员必须随意决定传感器的位置。这可能导致传感器在不同热交换器之间的布局变化，这可导致温度测量值不一致。另外，安装传感器的人员可能无法将传感器安置在最佳位置以实现准确和一致的测量。

一些常规的热交换器为温度传感器提供了固定的位置，或提供了传感器可置于其中的固定壳体。然而，通常需要在热交换器的制造期间将温度传感器或传感器壳体定位在热交换器中，使得热交换器可围绕传感器或壳体形成。因此，这样的传感器或传感器壳体形成了热交换器的组成部分，因此不容易移除或更换。此外，一些常规的热交换器要求热交换器的构件物理变形以使得能够安置和/或固定传感器。这使得现有热交换器很难或不可能用温度传感器进行改装。

技术实现要素：

从第一方面来看，本发明提供了一种微通道热交换器，其包括：布置在鳍片组中的多个鳍片和多个微通道管；布置成检测鳍片组的温度的温度传感器；支承块，该支承块设置在相邻微通道管之间在相对于鳍片组的预定位置中，并且包括布置成容纳温度传感器的热敏元件的开口，该支承块构造成在鳍片组和温度传感器的热敏元件之间提供热接触；以及紧固到鳍片组的固定装置，其中该固定装置构造成将温度传感器的热敏元件固定在支承块中。

微通道热交换器的支承组件使温度传感器能够牢固地定位在鳍片组内并始终位于预定位置，使得不同热交换器之间的温度测量变化最小化。热交换器和支承组件可批量生产，并且重要的是要确保传感器的布局一致，以使鳍片组的测量温度具有与热交换器的操作条件(即热交换器内的流体(如制冷剂)的温度和内部温度)的一致关系。预定位置可将温度传感器的热敏元件安置在预定的成对的相邻微通道管之间和/或与热交换器的边缘或外表面相距一定距离。支承组件提供了稳定且稳健的机构来用于固定温度传感器，以防止传感器移动，以及确保传感器的布局一致，使得实现一致的测量。

热交换器可为吸热热交换器，如用于制冷系统的微通道蒸发器。在此情况下获得准确而可靠的温度测量值可能会特别有益，如用于确定吸热热交换器的入口或出口温度，从而能够精确控制过热度或制冷系统的其它参数。

鳍片组包括多个鳍片和多个微通道管。鳍片和微通道管可钎焊在一起。在热交换器使用期间，制冷剂可流过微通道管。微通道管可为微通道扁平管。鳍片增加了鳍片组中空气的接触面积，以增加热交换器中的热传递。温度传感器是能够测量鳍片组的温度的传感器，并且通常将这样做是为了确定鳍片组中的流体的性质(即温度和/或温度的变化)。因此，鳍片组的外部温度可用来推断关于内部温度的信息，包括温度的变化和/或变化率。温度传感器可布置成测量鳍片组中的一个或多个鳍片的温度，如通过在支承块与相邻鳍片热接触时确定支承块的温度。温度传感器可布置成测量一个或多个微通道管的温度，如通过在支承块与相邻的微通道管热接触时确定支承块的温度，并因此获得关于在管内流动的制冷剂的温度的信息。所测量的温度可为微通道管的温度与鳍片的温度之间的温度。温度传感器可为温度探测器。传感器可具有基本柱形的形状。温度传感器可具有延伸到鳍片组中的第一端和在鳍片组外部的第二端。第一端可为用于测量鳍片组的温度的热敏端，且因此可包括热敏元件。热敏元件是对热和温度波动敏感的元件，如具有随温度变化而变化的电特性(例如，电阻)的元件。第一端可容纳在支承组件的支承块的开口内。第二端可为线缆，其可将温度传感器的热敏端联接到控制器。控制器可基于来自温度传感器的测量值来控制制冷系统的一个方面。

支承块设置在鳍片组的相邻微通道管之间，并且具有构造成容纳温度传感器的热敏元件的开口。支承块可称为传感器壳。支承块有利地布置成与相邻的微通道管以及与温度传感器的热敏元件热接触，如通过与微通道管和/或与热敏元件摩擦配合。支承块可钎焊到微通道管，这可发生在制造过程的同一步骤中，在其中微通道管钎焊到鳍片。支承块的许多构造是可能的，只要它们确保温度传感器和鳍片组之间的良好热接触并确保温度传感器在鳍片组内的牢固固定即可。例如，支承块的开口可包括部分或完全延伸穿过支承块的开孔，并且温度传感器可布置在开孔内部。支承块可包括用于将温度传感器定位在预定位置的对准构型。例如，开孔可包括对准构型，用于将温度传感器引导插入到支承块内所需的距离，从而将其安置在相对于鳍片组的范围内的所需位置。

支承块可包括两个或更多个区段。这可使温度感测组件的安装容易。在一个实例中，支承块包括用于从热交换器的第一侧插入到鳍片组中的第一区段，以及用于从热交换器的第二侧插入到鳍片组中的第二区段。以此方式，支承块可从两侧紧密配合，从而提供良好的热接触，即使当鳍片或微通道管的形状本不允许以相同的紧密配合插入单件时，例如当鳍片或微通道管之间的间隙朝着其中心部分变窄时。

支承块将热能从鳍片组传输到温度传感器。因此，可将支承块设计成优化热传递，以确保通过温度传感器准确温度读数。例如，支承块可包括良好的导热材料，如金属材料。该微通道热交换器通常包括铝。因此，传感器组件的支承块和/或其它构件可包括铝以减少构件之间的腐蚀。温度传感器的容纳在支承块中的部分可具有与支承块的内部轮廓匹配的外部轮廓，以维持温度传感器和支承块之间的良好的热接触。支承块的内部轮廓可布置成确保温度传感器在支承块内的所需定位，并且因此可提供如上所述的对准构型。支承块的外部轮廓可成形为与支承块在鳍片组内的位置匹配，并且因此可与相邻的微通道管的外部轮廓匹配。

固定装置紧固到热交换器，并且可设置在鳍片组的外部。固定装置可由诸如螺钉的紧固机构来紧固。螺钉可包括钢，如非腐蚀性钢。固定装置可构造成使温度传感器能够延伸穿过其中。例如，固定装置可包括孔，该孔的尺寸设置成接收温度传感器的一部分。为了确保温度传感器的牢固安置，固定装置的孔的内部轮廓可等于温度传感器的外部轮廓。轮廓可以一种方式紧密匹配，使得温度传感器能够在组装期间插入到孔中，但是在组装之后仍将维持牢固定位。一旦支承组件已组装好，固定装置因此可避免或防止支承块和/或温度传感器的移动。固定装置可具有多种构造。一种示例性的固定装置是可围绕微通道热交换器的集管配合的托架或夹子。夹子可包括中心部分和两个臂。每个臂可在鳍片组的任一侧上延伸，如通过围绕微通道热交换器的集管延伸。夹子的每个臂可包括孔，温度传感器可延伸到该孔中。(一个或多个)孔的位置可使温度传感器相对于固定装置的位置一致地位于预定位置。例如，如果固定装置围绕集管延伸，则固定装置将确保温度传感器位于距集管预定距离。

温度传感器可延伸穿过支承块和固定装置。由于固定装置固定到热交换器，因此该组件引起温度传感器和支承块相对于热交换器固定。可能存在附加的紧固机构，如线缆扎带，将温度传感器紧固到固定装置。这可确保温度感测组件的每个构件相对于彼此固定并且相对于热交换器固定。因此，当组装好时，支承组件提供在微通道热交换器中温度传感器的稳定且稳健的固定，同时还确保温度传感器与鳍片组之间的良好热接触。当期望时，温度传感器可很容易地从支承块上移除，如由技术人员在传感器故障的情况下进行更换。因此，有利的是，传感器通过固定装置固定在支承块中，所以当不希望移除传感器时，例如在微通道热交换器的操作或运输期间，传感器不会变得移位。

温度感测组件可定位在鳍片组的端部附近。例如，温度组件可位于微通道热交换器的集管附近，该集管可为吸热热交换器(诸如蒸发器)的入口集管或出口集管。已经发现，在微通道热交换器入口处测量的温度在数值上与蒸发温度最相似，且因此，入口集管与鳍片组之间的位置是用于记录准确的蒸发温度的最佳传感器位置。确定入口温度可能很重要，如在评估针对结合了热交换器作为吸热热交换器的制冷回路的蒸发器入口条件的情况下。确定出口温度也可能很重要，如在观察蒸发器过热的情况下。在此情况下，传感器可能位于出口集管附近。固定装置可将温度传感器和支承块固定到集管。例如，当固定装置是托架或夹子时，中心部分可围绕集管的外表面延伸，并且每个臂可沿鳍片组的任一侧延伸。

如前所述，当微通道热交换器充当蒸发器而不是冷凝器时，温度传感器固定的概念也被看作是新的。因此，本发明提供了一种包括蒸发器的制冷回路，其中该蒸发器包括本发明的第一方面的微通道热交换器。

这种制冷回路的一种示例性用途是对冷藏展示柜中的隔室进行制冷。根据正在存储/展示的易腐货物的要求，冷藏室可用于在特定条件下存储和/或展示易腐货物。因此，本发明还提供一种冷藏展示柜，该冷藏展示柜包括：包括蒸发器的制冷回路，其中该蒸发器包括本发明的第一方面的微通道热交换器；以及待制冷的隔室。

微通道热交换器可操作成使得温度传感器高于零摄氏度。如上所述，本系统有利地确保了来自温度传感器的读数类似于蒸发温度。因此，可在没有定期除霜时段情况下操作柜。期望在没有定期的除霜时段的情况下操作冷藏柜，因为那样就不需要对加热器除霜，这导致节省能量和节省成本。具有以这种方式操作的微通道热交换器的冷藏柜，由于防止了系统中霜的积聚，因此可称为无霜柜。

从另一方面，提供了一种组装微通道热交换器的方法，该方法包括：布置多个鳍片和多个微通道管以形成鳍片组；将支承块插入鳍片组的相邻微通道管之间的预定位置中；将支承块固定在预定位置；将温度传感器插入穿过固定装置并进入到支承块的开口中；以及将固定装置紧固到鳍片组，使得固定装置将温度传感器的位置固定在支承块中。

该方法可包括从热交换器的第一侧将支承块的第一区段插入到鳍片组中，以及从热交换器的第二侧将支承块的第二区段插入到鳍片组中。该方法可包括围绕微通道热交换器的集管布置固定装置，该集管可为入口集管。该方法可包括将温度传感器紧固到固定装置。

所述微通道热交换器可为根据第一方面的微通道热交换器。微通道热交换器可包括上述特征中的任何特征。

附图说明

现在将仅通过举例并且参照附图来描述某些实施例，在附图中：

图1a示出了在拆卸好的状态下的具有温度传感器固定机构的微通道热交换器；

图1b示出了在组装好的状态下的图1a的微通道热交换器；

图2a示出了在拆卸好的状态下的温度传感器和温度传感器固定机构的支承块；

图2b示出了在组装好的状态下的图2a的温度传感器和支承块；以及

图3示出了温度传感器固定机构的固定装置。

具体实施方式

图1a和1b示出了微通道热交换器1，该微通道热交换器包括集管2，以及布置在鳍片组4中的多个鳍片和多个微通道管。鳍片增大了鳍片组中空气的接触面积，以增加热交换器中的热传递。可为微通道扁平管的微通道管允许制冷剂从中流过。图1a和图1b示出了用于将温度传感器6固定在鳍片组4中在预定位置中的构件，使得温度传感器6可一致地检测鳍片组4的温度。在图1a中，构件在拆卸好的状态下示出，使得可看到所有构件。在图1b中，构件布置成组装好的状态。

用于将温度传感器6固定在鳍片组4中的构件包括支承块8a,8b(统称为支承块8)和固定装置10。

在组装好的状态下，支承块8设置在鳍片组4的相邻微通道管之间。如图1a中所示，支承块8包括第一区段8a和第二区段8b。在将支承块8安装在鳍片组4中期间，支承块8的第一区段8a可从热交换器1的第一侧12插入到鳍片组4中，并且支承块8的第二区段8b可从热交换器1的第二侧14插入鳍片组4中。支承块8包括其中容纳温度传感器6的开口。这可在将在下面更详细地描述的图2a中更清楚地看到。

支承块8构造成在鳍片组4和温度传感器6的热敏元件之间提供热接触。支承块8具有外部轮廓，该外部轮廓成形为匹配支承块8在鳍片组4内的位置。在组装好的状态下，支承块8邻接集管2。因此，支承块8的接触集管2的表面具有匹配集管2轮廓的轮廓。支承块8的其它表面具有的轮廓匹配支承块8设置在其间的微通道管的轮廓。支承块8通过摩擦配合或通过钎焊布置在相邻的微通道管之间。

固定装置10构造成将温度传感器6固定在相对于鳍片组4的预定位置。在下面描述的图3中可更清楚地看到固定装置10的结构。在该实例中，固定装置10是围绕微通道热交换器1的集管2延伸的夹子。固定装置10包括两个臂。第一臂沿鳍片组4的第一侧12延伸，并且第二臂沿鳍片组4的第二侧14延伸。固定装置10利用紧固件16紧固到鳍片组4。在该实例中，紧固件16是螺钉，但是应当认识到，可使用任何合适的紧固件。紧固件16延伸穿过固定装置10中的孔18，并延伸到鳍片组4中。这确保了固定装置10相对于鳍片组4固定。

在组装好的状态下，温度传感器6(在图1b中可看到)延伸穿过固定装置10并进入到支承块8的开口中。温度传感器6包括容纳在支承块8的开口中的第一端20和在鳍片组4外部的第二端22。这些在图2a中更清楚地示出。第一端20包括热敏元件，使得可检测鳍片组4的温度。第二端22是在第一端20和开关箱(未示出)之间延伸的线缆。开关箱可包括控制器。第二端22可紧固到固定装置10。

图2a示出了在拆卸好的状态下的温度传感器6和支承块8，而图2b示出了在组装好的状态下的温度传感器6和支承块8。

如图2a所示，温度传感器6包括第一端20和第二端22。温度传感器6具有基本柱形的形状。支承块8包括在组装好的状态下处于接触的第一区段8a和第二区段8b。如先前所阐述的那样，这可允许易于安装支承块8。支承块8包括开口24，其在该实例中是开孔24。开孔24延伸穿过支承块8的第一区段8a和第二区段8b。在组装好的状态下，温度传感器6的第一端20容纳在开孔24中。温度传感器6的外表面和开孔24的表面具有对应的轮廓和尺寸。这确保了温度传感器6与支承块8之间的良好的热接触，并且防止了温度传感器6在支承块8内的移动。温度传感器6通过摩擦配合布置在支承块8中。

尽管在图中未示出，但是支承块8可包括对准构型。对准构型可将温度传感器6的引导插入到支承块8内所需的距离，从而将其安置在相对于鳍片组4的范围内的所需位置。

如图2b中所示，支承块8包括弯曲表面26。弯曲表面26成形为对应于集管2的弯曲表面。因此，支承块8可牢固地抵靠集管2定位，并且可维持支承块8和集管2之间的良好的热接触。

图3示出了固定装置10的结构。固定装置10包括中心部分28和两个臂30,32。如图1a和1b中所示，在组装好的状态下，固定装置10围绕微通道热交换器1的集管2延伸。因此，中心部分28具有弯曲轮廓以对应于集管2的弯曲轮廓。

固定装置10包括至少一个第一孔34，温度传感器6在组装好的状态下延伸到该第一孔中(见图1b)。温度传感器6可延伸穿过固定装置10的一个或两个臂30,32。因此，臂30,32中的一个或两个可包括用于接收温度传感器6的第一孔34。固定装置10还包括用于接收紧固件16的第二孔18。突出特征36可从固定装置10向外延伸。在组装好的状态下，温度传感器6的第二端22可沿突出特征36延伸。突出特征36可在组装好的状态下为温度传感器6提供支承，以防止损坏传感器6。突出特征36可使温度传感器6能够容易地紧固至固定装置10。例如，线缆扎带(未示出)可围绕温度传感器6的第二端22和突出特征36延伸。这有利地降低了诸如在微通道热交换器的操作或运输期间温度传感器6从支承块8被拉出的风险。

因此，在组装好的状态下，温度传感器6相对于鳍片组4牢固地保持在预定位置。因此，可获得鳍片组4的一致的温度读数。