一种专用于空调机的平行流热交换器 |
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| 申请号 | CN200810065454.1 | 申请日 | 2008-03-03 | 公开(公告)号 | CN101251319A | 公开(公告)日 | 2008-08-27 |
| 申请人 | 孙海潮; | 发明人 | 孙海潮; | ||||
| 摘要 | 一种专用于 空调 机的平行流 热交换器 ，包括一排平行排列的热交换 扁管 ，平行排列的热交换扁管的两端口垂直连接一对集 流管 ，其特征是：集流管为弧线型，弧线型集流管横切面中心点的 连接线 为一段弧线，弧线的弦线长度为零到25倍弧高之间，一对弧线型集流管横切面中心点的连接线的投影为直线时呈平行线结构。本 发明 可以做到在不改变现有空间大小的情况下设计出完全满足热交换能 力 的平行流热交换器而应用到现有平行流热交换器无法替换使用的热交换器场合。本发明还可根据热交换时所采用的强制空气 对流 风 机的出风口的结构作针对性配合设计，热交换效率大为提高。本发明还具有热交换能力高，无需套装 焊接 散热 铝 片而消除其带来的一切缺点的特点。 | ||||||
| 权利要求 | 1，一种专用于空调机的平行流热交换器，包括一排平行排列的热交换扁管，平行排列的热交换扁管的两端口垂直连接一对集流管，其特征是：集流管为弧线型，弧线型集流管横切面中心点的连接线为一段弧线，一对弧线型集流管横切面中心点的连接线的投影为直线时呈平行结构。 |
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| 说明书全文 | 一种专用于空调机的平行流热交换器 本发明涉及一种专用于空调机的平行流热交换器，特别是仅涉及一种专用于空调机集流管的平行流热交换器。背景技术目前已知的空调机热交换器根据所使用的热交换管的管形及结构通常 分为管片式，管带式和平行流式这三种，其基本技术特征是将需要热交换的 制冷剂引入到制作成一定形状的管道内流动,在流动的同时，通过与管外的 空气进行热交换达到热交换的目的，为了达到所需要的热交换能力，还需在 管外焊接套装散热铝片，并设有风机强制空气对流。其中平行流式热交换器的基本技术特征为：在一对平行布置的集流管之间垂直连接若干条平行 排列的热交换扁管，热交换扁管之间夹焊波纹形铝质散热翅片，热交换扁 管一侧设有强制空气对流的风机。制冷剂在集流管中隔片的阻隔下，平行 有序地在扁管间流动，在流动的同时，通过与扁管外的空气进行热交换达到 热交换的目的。集流管这一技术特征，只有在平行流热交换器中才有，其 作用是将制冷剂汇集流入，流出热交换扁管，通常成对使用，热交换扁管 的作用是将流通时的制冷剂与管外空气进行热交换，通常由几十条成平行 排列组成使用。由于集流管和热交换扁管在平行流热交换器中的功能作用 不同，其技术结构也就必然存在实质上的差异，就其使用数量上来说，一 个平行流热交换器仅需一对集流管，而热交换扁管的使用数量则是集流管 的数十倍以上，外形结构上来说，集流管的横切面积要比热交换扁管的横 切面积大数十倍以上，热交换扁管通常为直条形扁管，近年也有将热交换扁管弯曲成L形或圆弧形的设计，但现有的平行流热交换器中的集流管则 均为直条柱型管，即无论其棋切面的形状为圆型，椭圆形，还是长方形， 其横切面的中心连接线均为一条直线。平行流热交换器由于技术结构上采 用了集流管及集流管与若干条平行排列的热交换扁管垂直连接的特有结 构，较管片式和管带式热交换器来说具有明显的综合优势，大有替代管片式 和管带式热交换器之势。但现有的平行流热交换器技术结构上仍存在一些缺点，严重影响了其更大范围的推广应用。其中最显著的缺点是:现有的平 行流热交换器中的集流管均为直条柱型管，即集流管横切面的中心连接线 为一条直线，这就决定了平行流热交换器的形状只能为平面直板型。要提 高热交换能力，只能将平行流热交换器在平面上扩大。但一些热交换器应 用场合的空间十分有限，对热交换器平面上的扩大限制较严，按这些有限的 空间大小设计出来的平面直板型平行流热交换器，无法满足所需要的热交 换能力，只有扩大应用空间，才能运用在这一类热交换器应用场合上，但这 会增加生产成本，失去了平行流热交换器结构紧凑成本低的优势，且大都情 况下这种应用场合是无法根据要求扩大的，这就限制了平行流热交换器在 这些特殊场合中的替代使用。再者，空调机热交换器需采用风机强制空气 对流，对于某些风机来说，如贯流风机，离心风机等，其进出风口结构特 殊，与平面直板型平行流热交换器组合在一起的强制空气对流的效果较差， 达不到所需要的热交换的目的。现有技术有将平行流热交换器中的一排平 行排列的热交换扁管统一弯曲的设计，从而达到平行流热交换器形成弯曲 形状以满足特定场合的使用要求，但热交换扁管的功能作用决定了其横切 面的形状为超扁长方形，也决定了它在平行流热交换器中的使用数量较大，通常为几十条以上，如果形成弯曲形状，则会造成制冷剂在其中的流动阻 力加大，造成流通过程中的压降下降过大，制造技术上难度较大，生产成 本较高，再则，贯流风机通常为水平布置，即贯流风机叶轮转动轴的轴心 线与水平线大致平行，如果将这样的平行流热交换器使用在贯流风机强制 对流的场合，热交换扁管只能与贯流风机叶轮转动轴的轴心线呈垂直布置 的结构，制冷剂在热交换扁管中的流动，需要不断地经过上升，下降流程， 沿程压力下降更大，制冷剂的工况变化也较大，这些因素都会造成热交换 能力的下降，严重时甚至达不到热交换的目的。 发明内容本发明的目的就是针对上述问题提供一种专用于空调机的平行流热 交换器，采用了这样的平行流热交换器，就可在那些对热交换器设置空间限 制较大的场合中，充分利用空间的大小形状和针对采用的风机进出风口的 特殊结构，设计制作出足够大的热交换能力的且满足空间大小形状设置的 平行流热交换器。当制冷剂流经热交换器时，通过与热交换器的具有大面 积的外表散热面的热交换扁管与空气进行热交换，达到理想的热交换的目 的。本发明的热交换器可应用在家用空调，汽车空调等热交换场合上。本发明的目的是通过以下方式来实现的：一种专用于空调机的平行流热交换器，包括一排平行排列的热交换 扁管，平行排列的热交换扁管的两端口垂直连接一对集流管，其特征是： 集流管为弧线型，弧线型集流管横切面中心点的连接线为一段弧线， 一对 弧线型集流管横切面中心点的连接线的投影为直线时呈平行线结构。本发明的目的还可以通过以下方式来实现：一种专用于空调机的平行流热交换器,包括一排平行排列的热交换 扁管，平行排列的热交换扁管的两端口垂直连接一对集流管，其特征是： 集流管为弧线型，弧线型集流管横切面中心点的连接线为一段弧线， 一对 弧线型集流管横切面中心点的连接线的投影为直线时呈平行线结构，弧线 的弦线长度为零到25倍弧高之间。本发明的目的还可以通过以下方式来实现：一种专用于空调机的平行流热交换器，包括一排平行排列的热交换 扁管，平行排列的热交换扁管的两端口垂直连接一对集流管，其特征是-集流管为弧线型，弧线型集流管横切面中心点的连接线为一段弧线， 一对 弧线型集流管横切面中心点的连接线的投影为直线时呈平行线结构，弧线 的弦线长度为1. 1倍弧高到20倍弧高之间。本发明的目的还可以通过以下方式来实现-一种专用于空调机的平行流热交换器，包括一排平行排列的热交换 扁管，平行排列的热交换扁管的两端口垂直连接一对集流管，其特征是： 一对弧线型集流管横切面中心点的连接线的投影为直线时呈相交结构。本发明的目的还可以通过以下方式来实现：一种专用于空调机的平行流热交换器，包括一排平行排列的热交换 扁管，平行排列的热交换扁管的两端口垂直连接一对集流管，其特征是-集流管为三角型，三角型集流管横切面中心点的连接线形成一夹角，夹角 为60度到160度之间， 一对三角型集流管横切面中心点的连接线的投影为 直线时呈平行线结构。本发明的目的还可以通过以下方式来实现：一种专用于空调机的平行流热交换器，包括一排平行排列的热交换 扁管，平行排列的热交换扁管的两端口垂直连接一对集流管，其特征是.-集流管为三角型，三角型集流管横切面中心点的连接线形成一夹角，夹角为60度到160度之间， 一对三角型集流管横切面中心点的连接线的投影为 直线时呈相交结构。制冷剂通过平行排列的热交换扁管的一边端口上的弧线型集流管进 入，流过平行排列的热交换扁管，然后通过平行排列的热交换扁管的另一 边端口上的弧线型集流管流出，制冷剂流过平行排列的热交换扁管时，与 热交换扁管外面的空气在风机强制对流的作用下进行热交换，达到理想的 热交换的目的。由于本发明是针对平行流热交换器中的集流管的一种设计， 本发明也仅能使用在具有平行流热交换器结构的热交换器中，所以，弧线 型集流管为本发明必不可少的技术特征。本发明中的弧线型集流管横切面 的中心点的连接线为一段弧线，是指包括圆弧线在内的不同弧度的弧形线 及其组合，也可以是弧形线与直线，与弯曲线的组合，其技术特征的实质 为形成弧线型集流管横切面的中心点的连接线为一段弯曲的曲线。由于集 流管为弧线型集流管，从而与无需弯曲的直条型热交换扁管结合在一起就 可设计制造出许多种不同结构形状的平行流热交换器来，以满足各种特殊 空间和特殊应用场合的要求，大大地扩大了平行流热交换器的应用范围。 采用弧线型集流管的平行流热交换器即为弧线型平行流热交换器。 一对弧 线型集流管与直条型热交换扁管可以组合成许多种不同结构形状的弧线型平行流热交换器，如： 一对弧线型集流管横切面中心点的连接线的投影为 直线时呈平行线结构； 一对弧线型集流管横切面中心点的连接线的投影为直线的沿长线时呈相重合结构； 一对弧线型集流管横切面中心点的连接线 的投影为直线时呈相交结构等，这些不同形状的结构又可根据成对的弧线 形集流管弧心方向相对，相离，相向等结构，设计出多种不同的结构形状 来，弧线型集流管不同形状的结构所形成的弧线型平行流热交换器的热交 换能力就会不同，而且相差较大，所适用的场合也各有不同，其中许多种 结构形状的平行流热交换器并不能达到本发明的发明目的，而将弧线型集 流管设计为"一对弧线型集流管横切面中心点的连接线的投影为直线时呈 平行线结构"，则是这些所有能够达到本发明发明目的的结构形状中效果最 佳的一种结构，将弧线型集流管设计为"一对弧线型集流管横切面中心点 的连接线的投影为直线时呈相交结构"，是钟对某些特殊场合的应用要求的 设计，具有其他形状结构所无法替代的适用能力。本发明省去了热交换扁 管外焊接散热翅片的技术特征，因而可以加多扁管的条数，以扩大热交换能力。将本发明与直条柱型集流管组合在一起，可设计成L型集流管的平行流热交换器。采用三角型集流管的平行流热交换器即为三角型平行流热 交换器。此处的三角型是指集流管形成一夹角，集流管横切面的中心点连 接线与连接线的两端点的连线形成为三角型。 一对三角型集流管与热交换 扁管可以组合成许多种不同结构形状的三角型平行流热交换器，其组合情 况与上述一对弧线型集流管的组合方式相同。当连续采用本发明将集流管 横切面的中心点连接线设计制作为多个夹角时，集流管就成为多角型集流 管了。不同结构形状所形成的三角型平行流热交换器的热交换能力也会不 同，而且相差较大，所能适用的场合也各有不同，其中很多种结构形状的 平行流热交换器并不能达到本发明的目的，而将三角型集流管设计为"对三角型集流管横切面中心点的连接线的投影为直线时呈平行线结构"，则 是这些所有能够达到本发明发明目的的结构形状中效果最佳的一种结构， 而将三角型集流管设计为"一对三角型集流管横切面中心点的连接线的投 影为直线时呈相交结构"，是钟对某些特殊应用场合的设计，具有其他形状 结构所无法替代的适用能力。弧线形，三角形集流管的设计，弧线型的弧 度，三角形的夹角的角度，在实际应用时视具体强制空气对流所采用的风 机进出风口的结构和允许布置的空间而定，可择其一种或将他们组合在一 起配合使用，也可与现有的平行流热交换器组合在一起使用，以取得更佳的热交换能力。"弧线的弦线长度为零到25倍弧高之间"为本发明必不可 少的技术特征，弧线的弦线长度决定了弧线形集流管的弧形，弦线长短应 视与之配套使用的风机的结构而定，弦线可设计得很短，当弦线长度为零 时，弧线型集流管就成为圈形集流管了，与之配套使用的风机可通过弧线 型集流管组成的平行流热交换器的一侧伸入进去，安装布置。但弦线却不 可过长，否则，形成的弧线型平行流热交换器中的各个区域里的热交换能 力相差较大，从而造成总体热交换能力不足，实现不了本发明的发明目的。 当弧线的弦线长度为1.1倍弧高到20倍弧高之间时，本发明的效果将更为 优越显著。"集流管横切面中心点的连接线形成的夹角为60度到160度之 间"也为本发明必不可少的技术特征。夹角太小或者太大，采用风机强制 空气对流的效果将会很差，所形成的三角型平行流热交换器中的各个区域 里的热交换能力相差较大，不可能达到所需要的热交换能力，从而也就无 法实现本发明的发明目的，本发明推荐的最佳夹角值为90度，120度，150 度。弧线型集流管和三角型集流管的横切面的形状可为椭圆形，长方形，园形等形状，无论采用那种，由于其横切面的面积要比热交换扁管的横切 面的面积大数十倍以上，而且一个平行流热交换器使用集流管的数量仅为 两根，仅仅是使用热交换扁管数量的十几分之一甚至是几十分之一，所以 将集流管设计制作成弧线型，对制冷剂的流动阻力几乎不产生任何影响， 而且弧线型集流管与直条型热交换扁管结合构成的平行流热交换器可以使 得热交换扁管呈水平方向平行布置，制冷剂在扁管内的流动保持了水平方 向，克服了采用热交换扁管弯曲的方法制作的平行流热交换器的热交换扁 管仅能与贯流风机叶轮转动轴的轴心线呈垂直方向平行布置，制冷剂在扁 管的流动时须不断上升下降从而降低热交换能力的缺点。由于采用了上述技术方案，本发明具有如下主要特点： 1，对那些现有平行流热交换器无法替换使用的热交换器场合，本发明 可以做到在不改变现有空间大小的情况下针对风机进出风口的特点，特别 是针对贯流风机进出风口的特点设计出热交换能力更大热交换效率更高的 平行流热交换器。2，与通过弯曲热交换扁管制作的平行流热交换器相比，具有制冷剂流 动阻止极小，平行排列的每条热交换扁管可与贯流风机叶轮转动轴的轴心 线平行布置的优点。同时还具有制造成本低，易于生产的特点。3，由于已经能够满足热交换的需要，省去了铝质散热片，进一步降低 了生产成本，彻底消除了因散热铝片带来的所有缺点。 附图说明图1是本发明为弧线型平行流热交换器的结构示意图。 图2是图1的侧视结构示意图。图3是本发明为三角型平行流热交换器的结构示意图。 图4是图3的侧视结构示意图。 具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：图中1是制冷剂入口管，2是弧线型集流管正投影中心线，3是弧线型 集流管，4是热交换扁管，5是弧线型集流管正投影中心线，6是弧线型集 流管，7是弧线型集流管侧投影中心点的连接线，8是弦线，9是弧高，10 是隔片，ll是制冷剂出口管，12是夹角。本实施例为本发明弧线型平行流热交换器作为空调冷凝器应用的实施 例：见图1和图2。图中2清楚地表明了弧线型集流管的构造。图中3和图 中6为一对弧线形集流管，图中2为弧线形集流管3的正投影中心线，图 中5为弧线形集流管6的正投影中心线，图中2和图中5为一对平行线， 这是一种一对弧线形集流管3和6的特定的结构，实际应用还可布置为相 交的结构。图中3和6之间垂直连接一组平行排列的热交换扁管4，图中7 是弧线型集流管3， 6侧投影中心点的连接线，即弧线型集流管横切面中心 点的连接线，为一段弧线，其技术特征的实质意义为形成弧线型集流管横 切面的中心点的连接线为一段弯曲的曲线。本实施例的集流管为长方体弧 线形集流管，即集流管3， 6的横切面为长方形。弧线型集流管3，6的侧投 影中心点的连接线7的两端点的直线距离为弦线8，弧线型集流管3， 6侧投 影中心点的连接线7的中点到弦线8的中点距离为弧高9，由于弧线型集流 管横切面的中心点的连接线为一段弯曲的曲线，随着曲线组合的情况不同， 曲线并不一定是对称形的，此处的弧线型集流管3,6侧投影中心点的连接线7的中点应为弧线型集流管3， 6侧投影中心点的连接线7的二分之一处。 来自压缩机的高温，高压制冷剂气体通过弧线型集流管3上的制冷剂入口 管1进入弧线型集流管3，在隔片10的阻隔下，流过热交换扁管4，流到扁 管的另一边端口上的弧线型集流管6中，然后在隔片10的作用下，通过下 面的热交换扁管返回流入另一边端口上的弧线形集流管3中，然后再返回 流入另一边端口上的弧线型集流管6，制冷剂就是这样通过在扁管中来回反 复流动时与扁管外空气进行热交换，不断放出热量而最后被冷凝成液体， 直到通过集流管6上的制冷剂出口管11流出。作为热交换器使用时还需配 置风机，对冷凝器作强制空气对流热交换，通常风机配置在本发明的弧形 内侧，被本发明所围着，弧线型集流管3， 6的弧形应视所配置风机进出风 口的情况而设定。原则上以采用弧线形集流管所形成的平行流热交换器的 各部分的热交换扁管得到较均匀的风量为准。弧线型集流管3,6中的隔片 10是为了控制每次可供流入制冷剂的热交换扁管的数量即制冷剂的流量而 设置的，实施时需设置多少隔片及每片隔片的位置视热交换要求而定。图 中仅标示了 10条热交换扁管4，实际应用时热交换扁管的数量视热交换的 需要和具体热交换扁管的结构尺寸而定。本实施例为弧线型平行流热交换 器作为空调冷凝器应用的实施例，与作为空调蒸发器的应用没有本质区别， 三角型平行流热交换器的实施与弧线型平行流热交换器的实施也没有本质 区别，可参照实施。 | ||||||
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