CN108106177A - 一种自动可变流程及带内齿内壁扁管过冷式平行流冷凝器 - Google Patents

一种自动可变流程及带内齿内壁扁管过冷式平行流冷凝器 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种自动可变流程及带内齿内壁扁管过冷式平行流冷凝器，冷凝器包括散热管阵列和阵列两侧的第一集流管、第二集流管；散热管阵列内设多根散热管；各散热管两端均分别与第一、二集流管相通；第一集流管或第二集流管处设有工质输入口和工质输出口；第一、二集流管内设多个隔板使散热管阵列的工质沿散热管流动形成多个散热流程；第一集流管或第二集流管上设有用于工质在散热流程间跳转的旁路管；旁路管处设有单向阀，单向阀导通方向与工质流动方向相同，当工质输入压力大于预设的阈值时，单向阀自动导通使前段散热流程内的部分工质自动跳转至后段散热流程；本发明能根据压缩机功率来调节制冷剂的周转速度，从而有效提升冷凝器性能。

Description

一种自动可变流程及带内齿内壁扁管过冷式平行流冷凝器
技术领域
本发明涉及制冷设备技术领域，尤其是一种自动可变流程及带内齿内壁扁管过冷式平行流冷凝器。
背景技术
冷凝器是进行热交换的主要设备，广泛应用于石油化工、炼油、航空、轻工、冶金、建筑、原子能、动力、造船等工业部门中，特别是汽车空调制冷领域，占有重要地位。汽车空调制冷***设计过程中面临的难题之一是循环制冷剂流量变化范围较大，从而压力损失也较大。这是由于压缩机的动力来源于发动机，压缩机的转速随发动机转速的大小而改变导致的。目前冷凝器扁管的制冷剂通道普遍采用长方形、圆形和三角形三种形式，采用长方形截面时制冷剂流过长方形截面和扁管内壁的接触面积偏小，相应换热面积也减小，第二种圆形截面积虽增大了，但圆形制冷剂通道的最上方和最下方与波纹百叶窗翅片距离较近，其余的区域与波纹百叶窗翅片距离较远，不利于热交换，第三种三角形截面也在一定程度增大制冷剂和扁管的接触面积，但也增加了制冷剂的流动阻力。
在汽车空调制冷设备方面，由于压缩机是被汽车发动机驱动的，而汽车发动机的输出功率会变化，当压缩机被发动机的不同功率驱动运行时，对制冷剂的驱动能量是不同的，如能根据压缩机功率自动调节制冷剂流程来调节制冷剂的周转速度，将有利于提升制冷设备效率。
发明内容
本发明提出一种自动可变流程及带内齿内壁扁管过冷式平行流冷凝器，能根据压缩机功率来调节制冷剂的周转速度，从而有效提升冷凝器性能。
本发明采用以下技术方案。
一种自动可变流程及带内齿内壁扁管过冷式平行流冷凝器，所述冷凝器包括散热管阵列和阵列两侧的第一集流管、第二集流管；散热管阵列内设多根散热管；各散热管两端均分别与第一、二集流管相通；第一集流管或第二集流管处设有工质输入口和工质输出口；所述第一、二集流管内设多个隔板使散热管阵列的工质沿散热管顺序曲折流动形成多个散热流程；所述第一集流管或第二集流管上设有用于工质在散热流程间跳转的旁路管；所述旁路管处设有单向阀，所述单向阀导通方向与工质流动方向相同，当工质输入压力大于预设的阈值时，单向阀自动导通使前段散热流程内的部分工质自动跳转至后段散热流程。
在散热管阵列内的工质流向上，各个散热流程内的散热管数量依次减少。
所述散热管为带内齿内壁的扁管。
所述工质输入口输入的工质为液体或气液混合体；所述散热管阵列内的散热流程为在工质流动方向上顺序的第一散热流程和第二散热流程，当单导阀导通时，第一散热流程内的部分工质直接经旁路管自动跳转至第二散热流程。
在散热管阵列内的工质流向上，最后一个散热流程的工质输入端处串联有干燥瓶。
所述工质输入口和工质输出口均设于第一集流管处。
各散热管外壁处固定有波纹百叶窗翅片；所述波纹百叶窗翅片是按预设的节距切割金属翅片并将切割的部分扭转一定的角度而形成平面外的翅片。
所述散热管为以铝合金经热挤压一体成型的扁管；扁管具有管体；管体内设一条或一条以上的工质通道，工质通道的上、下内壁处分布有多个内齿。
所述内齿的截面呈等边三角形。
所述单向阀为可设定开启压力的单向压力阀。
本发明中，当发动机转速较高时，压缩机转速较高，进入冷凝器的制冷剂流量也较大，此时第一流程中的制冷剂压力值大于单向压力阀所设定的压力值，单向压力阀将打开，第一流程中的部分气态制冷剂将通过单向压力阀进入第二流程末端，使得这部分制冷剂在冷凝器内的流程缩短，降低了制冷剂在冷凝器中的压力损失，这样可以减少压缩机功耗，具有较高的工程应用价值。
本发明中，所述隔板是焊接在集流管中的，将可变流程过冷式平行流冷凝器分成多个流程，每个流程中带内齿内壁扁管的数量依次减少。这种扁管分配方式使得冷凝器有效面积得到最大的利用，从而提高可变流程过冷式平行流冷凝器的换热性能。
本发明中，所述干燥瓶安装在制冷剂侧最后一个流程之前，这样可以保证最后一个流程中的制冷剂状态为过冷液体。
本发明中，各散热管内壁有内齿结构，外壁有翅片结构，能在不增加冷凝器扁管横截面积的前提下提升了可变流程过冷式平行流冷凝器的整体换热量。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1是本发明中散热管的截面示意图；
附图2是本发明中散热管的立体示意图；
附图3是散热管阵列处散热管翅片的示意图；
附图4是本发明所述冷凝器的主示意图；
附图5是本发明所述冷凝器的侧面示意图；
附图6是本发明所述冷凝器的俯视向示意图；
附图7是本发明所述冷凝器的仰视向示意图；
附图8是本发明所述冷凝器的另一侧面示意图；
附图9是本发明所述冷凝器的立体示意图；
附图10是本发明所述冷凝器的工作流程原理示意图；
图中：1-散热管管体；2-散热管的工质通道；3-内齿；4-内壁；5-散热管外壁；6-干燥瓶；7-散热管；8-第一集流管；9-工质输入口；10-第二集流管；11-隔板；12-工质输出口；14-波纹百叶窗翅片；15-第一散热流程；16-第二散热流程；19-单向阀。
具体实施方式
如图1-10所示；一种自动可变流程及带内齿内壁扁管过冷式平行流冷凝器，所述冷凝器包括散热管阵列和阵列两侧的第一集流管8、第二集流管10；散热管阵列内设多根散热管7；各散热管两端均分别与第一、二集流管相通；第一集流管或第二集流管处设有工质输入口9和工质输出口12；所述第一、二集流管内设多个隔板11使散热管阵列的工质沿散热管顺序曲折流动形成多个散热流程；所述第一集流管或第二集流管上设有用于工质在散热流程间跳转的旁路管；所述旁路管处设有单向阀19，所述单向阀导通方向与工质流动方向相同，当工质输入压力大于预设的阈值时，单向阀自动导通使前段散热流程内的部分工质自动跳转至后段散热流程。
在散热管阵列内的工质流向上，各个散热流程内的散热管数量依次减少。
所述散热管为带内齿内壁的扁管。
所述工质输入口输入的工质为液体或气液混合体；所述散热管阵列内的散热流程为在工质流动方向上顺序的第一散热流程15和第二散热流程16，当单导阀导通时，第一散热流程内的部分工质直接经旁路管自动跳转至第二散热流程。
在散热管阵列内的工质流向上，最后一个散热流程的工质输入端处串联有干燥瓶6。
所述工质输入口9和工质输出口12均设于第一集流管处。
各散热管外壁5处固定有波纹百叶窗翅片14；所述波纹百叶窗翅片是按预设的节距切割金属翅片并将切割的部分扭转一定的角度而形成平面外的翅片。
所述散热管为以铝合金经热挤压一体成型的扁管；扁管具有管体1；管体1内设一条或一条以上的工质通道2，工质通道的上、下内壁4处分布有多个内齿3。
所述内齿的截面呈等边三角形。
所述单向阀为可设定开启压力的单向压力阀。
本例冷凝器用于汽车空调，工质输入口与空调压缩机相连，压缩机由汽车发动机驱动，发动机转速较高时，压缩机转速较高，进入冷凝器的制冷剂流量也较大，此时第一流程中的制冷剂压力值大于单向压力阀所设定的压力值，单向压力阀将打开，第一流程中的部分气态制冷剂将通过单向压力阀自动进入第二流程末端，使得这部分制冷剂在冷凝器内的流程缩短，降低了制冷剂在冷凝器中的压力损失，使得冷凝器能更好地与发动机的功率变化相匹配。

Claims (10)

1.一种自动可变流程及带内齿内壁扁管过冷式平行流冷凝器，其特征在于：所述冷凝器包括散热管阵列和阵列两侧的第一集流管（8）、第二集流管（10）；散热管阵列内设多根散热管（7）；各散热管两端均分别与第一、二集流管相通；第一集流管或第二集流管处设有工质输入口（9）和工质输出口（12）；所述第一、二集流管内设多个隔板（11）使散热管阵列的工质沿散热管顺序曲折流动形成多个散热流程；所述第一集流管或第二集流管上设有用于工质在散热流程间跳转的旁路管；所述旁路管处设有单向阀（19），所述单向阀导通方向与工质流动方向相同，当工质输入压力大于预设的阈值时，单向阀自动导通使前段散热流程内的部分工质自动跳转至后段散热流程。
2.根据权利要求1所述的一种自动可变流程及带内齿内壁扁管过冷式平行流冷凝器，其特征在于：在散热管阵列内的工质流向上，各个散热流程内的散热管数量依次减少。
3.根据权利要求1所述的一种自动可变流程及带内齿内壁扁管过冷式平行流冷凝器，其特征在于：所述散热管为带内齿内壁的扁管。
4.根据权利要求1所述的一种自动可变流程及带内齿内壁扁管过冷式平行流冷凝器，其特征在于：所述工质输入口输入的工质为液体或气液混合体；所述散热管阵列内的散热流程为在工质流动方向上顺序的第一散热流程（15）和第二散热流程（16），当单导阀导通时，第一散热流程内的部分工质直接经旁路管自动跳转至第二散热流程。
5.根据权利要求4所述的一种自动可变流程及带内齿内壁扁管过冷式平行流冷凝器，其特征在于：在散热管阵列内的工质流向上，最后一个散热流程的工质输入端处串联有干燥瓶（6）。
6.根据权利要求4所述的一种自动可变流程及带内齿内壁扁管过冷式平行流冷凝器，其特征在于：所述工质输入口（9）和工质输出口（12）均设于第一集流管处。
7.根据权利要求4所述的一种自动可变流程及带内齿内壁扁管过冷式平行流冷凝器，其特征在于：各散热管外壁（5）处固定有波纹百叶窗翅片（14）；所述波纹百叶窗翅片是按预设的节距切割金属翅片并将切割的部分扭转一定的角度而形成平面外的翅片。
8.根据权利要求1所述的一种自动可变流程及带内齿内壁扁管过冷式平行流冷凝器，其特征在于：所述散热管为以铝合金经热挤压一体成型的扁管；扁管具有管体（1）；管体1内设一条或一条以上的工质通道（2），工质通道的上、下内壁（4）处分布有多个内齿（3）。
9.根据权利要求8所述的一种自动可变流程及带内齿内壁扁管过冷式平行流冷凝器，其特征在于：所述内齿的截面呈等边三角形。
10.根据权利要求1所述的一种自动可变流程及带内齿内壁扁管过冷式平行流冷凝器，其特征在于：所述单向阀为可设定开启压力的单向压力阀。
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