一种微通道换热器风冷压缩冷凝机组的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种微通道换热器风冷压缩冷凝机组，由压缩机、换热器、风机、储液器、干燥过滤器、电磁阀、膨胀阀和蒸发器依次连接组成循环系统。其中，换热器采用微通道换热器，并在压缩机和微通道换热器之间设置油分离器；微通道换热器包括上集流管、下集流管、设置在两集流管之间的若干个扁管以及设置在相邻扁管之间的翅片；上集流管中设置两个隔板，下集流管的中间设置一个隔板。本实用新型将微通道换热器应用于风冷压缩冷凝机组中，降低压缩机的功耗，增加制冷量，从而提高系统的能效比。同时，该实用新型能减少冷凝器的体积、减轻重量，节约制冷工质使用量，降低成本，从而增强产品竞争力。
【专利说明】一种微通道换热器风冷压缩冷凝机组
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种微通道换热器风冷压缩冷凝机组，属于热交换【技术领域】。
【背景技术】
[0002]节能是当前我国经济和社会发展的一项极为紧迫的任务，随着消费者对高质量产品的追求及相关法令的出台，对压缩冷凝机组的性能评估及优化方案越来越引起重视，尤其是在当前提倡节能减排的大背景下，如何提高机组能效水平显得更为突出。压缩冷凝机组是冷冻冷藏制冷系统的核心部件，作为制冷应用中的常用设备使用数量巨大，要实现节能目标提高其能效比是非常必要的。
[0003]换热器则是制冷系统的重要组成部分，其性能的优劣直接影响着系统的制冷效果和能量消耗，而目前风冷压缩冷凝机组采用的管片式换热器传热系数不高，能效比相对较低。因此研发一种传热系数高、结构紧凑、成本低的换热器成为一项热点的研究课题，也是提高产品市场竞争力及占有率的一个有效途径。微通道换热器相对于管式或板式换热器具有体积小、重量轻的优势，且具有高传热系数、高表面积一体积比、低传热温差、低流动阻力等特点，是当今换热器研究开发的新方向，成为该领域的一个研究热点。
[0004]微通道换热器以其高效的换热性能、紧凑的结构形式，正逐步应用于商业、家用制冷空调行业、冷冻冷藏制冷系统，将它应用到风冷压缩冷凝机组中，能提高机组换热效率、减少制冷剂使用量、降低机组成本。同时，能提升风冷压缩冷凝机组的综合性能，提高产品竞争力，节约能源。如中国专利ZL200920063018.0 “基于铝制微通道风冷冷凝器的压缩冷凝机组”，该实用新型采用铝制微通道换热器，减少了制冷剂充注量，节约了材料成本，但它仅仅是简单地用微通道换热器代替传统管式换热器，对制冷工质在换热器中的分配情况是否均匀、微通道换热器上是否会形成油膜从而影响换热效果等问题并没有作进一步讨论，其压缩冷凝机组能效比提升的效果还有待探究。
【发明内容】
[0005]本实用新型针对现有的风冷管片式换热器传热系数小、微通道换热器通道小、易形成油膜及制冷工质流动分布不均匀等问题，提供了一种微通道换热器风冷压缩冷凝机组，将微通道换热器应用于风冷压缩冷凝机组中，降低压缩机的功耗，增加制冷量，从而提高系统的能效比。同时，该实用新型能减少冷凝器的体积、减轻重量，节约制冷工质使用量，降低成本，从而增强产品竞争力。另外，由于微通道换热器的翅片和扁管是整体焊接在一起的，翅片不容易被损坏，且没有电腐蚀现象，所以机组性能稳定，持久耐用。
[0006]本实用新型采用的技术方案如下:
[0007]一种微通道换热器风冷压缩冷凝机组，由压缩机、换热器、风机、储液器、干燥过滤器、电磁阀、膨胀阀和蒸发器依次连接组成循环系统，换热器采用微通道换热器，并在压缩机和微通道换热器之间设置油分离器；所述微通道换热器包括上集流管、下集流管、设置在两集流管之间的若干个扁管以及设置在相邻扁管之间的翅片；所述上集流管中设置两个隔板，所述下集流管的中间设置一个隔板。
[0008]所述压缩机采用高效冷冻涡旋压缩机。所述翅片为百叶窗翅片。
[0009]在蒸汽压缩式制冷系统中，经压缩后处于高压高温过热状态的氨蒸汽(或氟利昂蒸汽)，由于排出时的流速快、温度高，汽缸壁上的部份润滑油，受高温的作用形成油蒸汽及油滴微粒与制冷剂蒸汽一同排出。且排汽温度越高、流速越快，贝Ij排出的润滑油越多。当润滑油随制冷剂一起进入微通道换热器和蒸发器时会在传热壁面上凝成一层油膜，使热阻增大，从而会使冷凝器和蒸发器的传热效果降低，降低制冷效果。微通道换热器每个通道的入口非常小，且传热壁面相对较大，若不加油分，对微通道换热器的影响尤为突出:一方面会使回油困难，影响压缩机使用寿命，另一方在传热壁面形成的油膜会大大降低微通道换热器的制冷效果。所以本实用新型在压缩机与微通道换热器之间设置油分离器，以便将混合在制冷剂蒸汽中的润滑油分离出来，以更好的发挥微通道换热器的效率。
[0010]微通道换热器的流程排布及制冷剂流量分配不均匀性对系统性能影响很大，但单纯地增加换热器的流程并不能提高其换热能力，过多的流程反而会降低其换热能力，这是因为多流程没有明显的改善制冷剂在各扁管间的流量分配不均匀性，虽然增加了制冷剂的质量通量，使传热系数增大，但是较多的流程使得制冷剂的压降变大，较大的制冷剂压降恶化了传热效果。因此，考虑到空气流的速度分布，换热器的中心区域通常有更高的空气流速，从而有更高的换热能力，将微通道换热器设计成制冷剂由中间流入。同时，在集流管中加设隔板，形成变流程结构，由于制冷剂在换热器中有相变，每段流程的制冷剂扁管数不同。为了减小流动分配不均带来的负面影响，限制每个管程的长度。本实用新型不仅降低制冷剂侧的压降，也使冷凝器的有效容积得到合理的利用，同时能保证制冷剂在两相区的后半段和过冷液体区有较高的流速和表面传热系数，提高了机组的总换热能力。
[0011]机组运行时，经压缩机压缩后的高温高压制冷剂气体由联接管道首先从上集流管的中间位置进入，以获得更高的换热能力，然后分流至第一流程所包含的各制冷剂扁管，在下集流管汇合的制冷剂分为两路，分别进入第二流程的各个制冷剂扁管，制冷工质与温度较高的室内空气进行换热，冷量通过翅片传递到室内，对空气进行冷却，达到制冷的效果。流入上集流管的两路制冷工质汇合经过冷后进入储液器，经节流阀降温降压后流入蒸发器，如此不断循环。
[0012]本实用新型相对于现有技术有以下几点有益效果:
[0013]1、在风冷压缩冷凝机组中采用微通道换热器，利用其高传热性能，强化传热，降低压缩机耗功量的同时制冷量增加，制冷剂侧及空气侧压降减少，系统的能效比大大提高。同时针对本实用新型所作的优化设计使整个制冷系统运行稳定，充分发挥了微通道换热器的优势，提高了机组的整体性能。
[0014]2、本新型微通道换热器可以强化管内传热，从而使整机体积缩小，使换热器结构紧凑，重量也随之减轻，安装、使用更为便捷；制冷剂的充注量大大减少，节约制冷工质，降低换热器成本的同时有利于环境保护。
[0015]3、微通道换热器在风冷压缩冷凝机组中的应用前景广阔，它的应用既能提升风冷压缩冷凝机组的综合性能，增强产品的竞争力，也响应了国家节能减排的号召。
【专利附图】
【附图说明】[0016]图1是微通道换热器风冷压缩冷凝机组的系统原理图。
[0017]图2是微通道换热器的结构图。
[0018]图3是微通道换热器制冷剂流动示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细说明。
[0020]图1是微通道换热器风冷压缩冷凝机组系统原理图，包括压缩机1、油分离器2、微通道换热器3、风机4、储液器5、干燥过滤器6、电磁阀7。压缩冷凝机组与节流机构和蒸发器组成一个完整的制冷系统，制冷系统的工作原理如下:由蒸发器出来的低温低压气态制冷剂被吸入压缩机I后压缩成高温高压气体，排入油分离器2后再进入微通道换热器3，在微通道换热器3中高压高温的气态制冷剂被冷凝成高压液态制冷剂，经储液器5、干燥过滤器6、电磁阀7，再经热力膨胀阀节流减压后进入蒸发器，在蒸发器内制冷剂吸收外界热量而沸腾汽化成为低温低压湿蒸汽，进入汽液分离器后又被压缩机吸入。如此循环，从而使得被冷却物体或环境温度得以降低，达到制冷目的。
[0021]图2是微通道换热器的结构图，制冷剂8从微通道34进入，与空气9进行换热。所述翅片33为百叶窗翅片。
[0022]如图3所示，本微通道换热器风冷压缩冷凝机组，包括隔板31、上集流管32、下集流管35、设置在所述两集流管之间的若干个扁管34、设置在相邻扁管之间的翅片33。上集流管32内设有两个隔板31，下集流管35内的中间位置设有一个隔板31。上集流管32分别与每根扁管34的一端连接，每根扁管34的另一端下集流管35连接。因制冷剂相变，比热容逐渐减小，每段所需扁管数不同:刚进入冷凝器时，制冷剂气体比容大，需要的扁管数最多；随着制冷剂的冷凝，比容减小，需要的扁管数也减少。
[0023]当机组运行时，制冷剂在微通道换热器中的流动过程为:制冷剂流向如图3中箭头所示。经压缩机I压缩后的高温高压制冷剂气体由联接管道首先从上集流管32的中间位置进入，以获得更高的换热能力，然后分流至第一流程所包含的各制冷剂扁管34，如图3中向下箭头所指方向，在下集流管35汇合的制冷剂分为两路，如图3中箭头所指方向，分别进入第二流程的各个制冷剂扁管，如图3中向上箭头所指方向，制冷工质与温度较高的室内空气进行换热，冷量通过翅片33传递到室内，对空气进行冷却，达到制冷的效果。流入上集流管32的两路制冷工质汇合经过冷后进入储液器5，经节流阀降温降压后流入蒸发器，如此不断循环。
[0024]本实用新型一种微通道换热器风冷压缩冷凝机组能够强化传热，有效提高系统换热性能，同时换热器体积小、重量轻，结构紧凑，降低了机组成本，具有很好的应用前景。
【权利要求】
1.一种微通道换热器风冷压缩冷凝机组，由压缩机、换热器、风机、储液器、干燥过滤器、电磁阀、膨胀阀和蒸发器依次连接组成循环系统，其特征在于，换热器采用微通道换热器，并在压缩机和微通道换热器之间设置油分离器；所述微通道换热器包括上集流管、下集流管、设置在两集流管之间的若干个扁管以及设置在相邻扁管之间的翅片；所述上集流管中设置两个隔板，所述下集流管的中间设置一个隔板。
2.根据权利要求1所述的一种微通道换热器风冷压缩冷凝机组，其特征在于，所述压缩机采用高效冷冻涡旋压缩机。
3.根据权利要求1或2所述的一种微通道换热器风冷压缩冷凝机组，其特征在于，所述翅片为百叶窗翅片。
【文档编号】F25B1/04GK203605514SQ201320714089
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2013年11月13日
【发明者】付玉, 姚喻晨, 毛一名, 张文杰, 张忠斌, 黄虎, 汪庆 申请人:南京师范大学, 泰州市南风冷链有限公司