提高冷凝液对流换热系数的构件及制冷系统、冷暖空调器的制造方法_3

文档序号:10209132阅读:来源:国知局
pa ;在这高达I?3Mpa的压差里,匀出一小部分用于克服冷凝器末端管路内增加的沿程阻力,是确实可行的,因此完全不需要额外增加制冷压缩机的动力消耗。
[0052]实施例二
[0053]本实用新型提供了一种制冷系统,包括压缩机、蒸发器、节流装置和冷凝器,压缩机、蒸发器、节流装置和冷凝器顺序连接形成一供制冷剂流通的循环通道;冷凝器末端管路内设置有如实施例一中所述的构件。
[0054]又由于顺着冷凝器管路的流程看过来,冷凝器要承担压缩机输送来的高温高压制冷剂气体的“高温过热的显热部分的放热降温”、“饱和制冷剂气体冷凝放热液化”和“冷凝液进一步降温过冷”这样3个阶段的放热任务(与前已述及的“从垂直于冷凝器末端制冷剂管路的截面看,自管路内冷凝液一管路内表面、管路内表面一管路外表面、管路外表面一翅片一空气的三阶段递进式传热”是两个完全不同的概念),而翅片管式冷凝器的翅片和管路所选用的材料又都是铜、铝等热的良导体,如果在同一组翅片上同时穿过承担上述“释放制冷剂气体显热降温”、“气体冷凝放热液化”、“液体进一步降温过冷”3个任务的管路,则在这3个存在着明显温度落差的冷凝器区域之间,沿着翅片方向形成“热桥”,既造成热量自顺着冷凝器管路的流程“看过来”的第一段“高温过热制冷剂气体显热部分的放热降温”阶段(一般空调器在户外温度35°C条件下此阶段制冷剂气体温度自90°C左右下降到60°C左右),沿着翅片向第二段“制冷剂气体冷凝放热液化”阶段(此阶段制冷剂气体冷凝温度在60°C左右)传递;还同时造成了热量自第二段“制冷剂气体冷凝放热液化”阶段(冷凝温度在60°C左右)沿着翅片向第三段“冷凝液降温过冷”阶段(此阶段冷凝液温度自60°C左右下降到40°C左右)传递;并且由于第二段即“冷凝段”的管路内侧的制冷剂气体冷凝放热传热系数很高,达到13级(通常在5000W/(m2*°C )左右),造成第二段即“冷凝段”的管路和管路外翅片的温度较高(55°C左右),通过翅片热桥对第三段即“冷凝液降温过冷段”形成较大的传热温差和传热功率,降低了冷凝器末端即顺着冷凝器管路的流程看过来的第三阶段冷凝液的“放热过冷”的程度,从而降低了冷凝器的效率和蒸发器的制冷量。
[0055]因此,在本实施例中,冷凝器末端管路外侧对应的翅片,与冷凝器外侧其余翅片(冷凝器中部、前端管路的翅片)在物理上断开,如图4、图5所示,以切断翅片之间的热桥联系,即切断冷凝器中前部高温区域管路的热量通过翅片向处于低温区的冷凝器末端管路内冷凝液传递,以防止对冷凝器末端管路冷凝液的“深度过冷”产生不利影响。
[0056]本实用新型切断冷凝器上的翅片后,具有明显的提高制冷系统能效比的效果,下面以采用R134a制冷剂的蒸发压力4.1公斤、冷凝压力16.8公斤的制冷循环为例来说明:
[0057]参照图6,在蒸发器中4.1公斤蒸发压力、饱和温度10°C条件下,每kg的R134a液态制冷剂蒸发吸热量为190.74kJ ;而该冷凝液在冷凝器中16.8公斤压力、饱和温度60°C条件下的比热容为1.66kJ/kg,如果在冷凝器末端的冷凝液增加10°C的降温(即增加10C的过冷),就在冷凝器中增加了 16.6kJ/kg的放热量,这也就相当于在蒸发器中增加了 16.6kJ/kg的吸热量,这个吸热量是该制冷剂在蒸发器中的蒸发吸热量190.74kJ/kg的
8.7% ;如果在冷凝器末端的冷凝液增加20°C的过冷,就在冷凝器中增加了 33.2kJ/kg的放热量,这也就相当于在蒸发器中增加了 33.2kJ/kg的吸热量,这个吸热量是该制冷剂在蒸发器中蒸发吸热量190.74kJ/kg的
[0058]17.4%。
[0059]计算结果表明,冷凝液在冷凝器末端管路里的过冷度每增加1°C,所引起的制冷量的平均增加率约为1%。如果原先空调器冷凝器末端冷凝液过冷到图6中的“5”点进入节流装置(毛细管),在节流装置出口 “6”的干度为0.3,采用本实用新型一种提高冷凝器冷凝液对流换热系数的构件及包含该构件的制冷装置,冷凝器出口的冷凝液温度再降低20°C左右,节流装置出口的制冷剂干度降低到0.1即降低到“6”点,蒸发器制冷量增加(0.3-0.1)/0.7*100%^ 30%。
[0060]就运用本实用新型制冷系统的除湿机为例,来作进一步的说明,具体如下:
[0061]如图7中所示,为现有除湿机的原理示意图,其中4为压缩机、5为蒸发器、为节流装置、7为冷凝器、8为水箱、9为过滤网。现有除湿机的蒸发器5的风道与冷凝器7的风道是串联的。在风机的推动下,潮湿空气先经过过滤网9过滤,再经过蒸发器5降温除湿后的低温空气,从冷凝器7的管路流程看过去,低温空气顺次流过冷凝器7中的“冷凝液降温过冷”、“饱和制冷剂气体冷凝放热液化”、“高温高压制冷剂气体降温放出显热”三个阶段,再热之后成为干燥空气排出除湿机。
[0062]在26.70C RH60%的标准除湿工况下,现有除湿机的蒸发器5里制冷剂蒸发温度在7°C左右,蒸发器出风温度在14°C左右;蒸发器的14°C左右的低温出风,逆向流过冷凝器中的“冷凝液降温过冷”、“饱和制冷剂气体冷凝放热液化”、“高温高压制冷剂气体降温放出显热”三个阶段,再热之后成为40°C左右的干燥空气排出除湿机。但是,即便有蒸发器的14°C左右的低温来风,由于冷凝器末端冷凝液与管路内壁的对流换热系数偏低,加上冷凝器中部“饱和制冷剂气体冷凝放热液化段”通过翅片热桥对冷凝器末端“冷凝液降温过冷段”的加热作用,冷凝器末端的即将进入节流装置的冷凝液的温度,仍高达40°C左右,与蒸发器低温来风的传热温差超过25 °C。
[0063]如图8所示,为本实用新型提供的除湿机,本实用新型在冷凝器7末端管路中植入螺旋杆,该杆与管路内表面之间形成若干个供冷凝液流通通道,该构件既为冷凝液向管路内表面输送热量提供了新的热桥通道,又大幅度减少了原先管路中的冷凝液的流通截面积,大幅提高了冷凝液的流速,从而大幅度提高了冷凝器末端管路内侧冷凝液的雷诺数和冷凝液对管路内壁的对流传热系数;本实用新型还切断了冷凝器7中部“饱和制冷剂气体冷凝放热液化段”与冷凝器7末端“冷凝液降温过冷段”的翅片热桥联系,也即阻断了冷凝器中部“饱和制冷剂气体冷凝放热液化段”对冷凝器末端“冷凝液降温过冷段”的加热作用;在蒸发器的14°C左右的低温来风的冷却下,冷凝器末端的即将进入节流装置的冷凝液的温度,降低到20°C左右,节流装置出口的制冷剂干度降低到0.1以下,与传统除湿机相比,蒸发器的制冷量提尚近30%。
[0064]实施例三
[0065]参照图9,本实用新型提供了一种冷暖空调器,冷暖空调器包括压缩4、第一换热器11、节流装置6和第二换热器12,压缩机4、第一换热器11、节流装置6和第二换热器12顺序连接形成一供制冷剂流通的循环;压缩机4通过四通阀10连接第一换热器11和第二换热器12,其中第一
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