热交换器和制冷循环装置的制造方法_3

文档序号:9438543阅读:来源:国知局
热交换器出口)朝向相对于空气的流动方 向的上游侧(空气侧热交换器入口)流通。
[0084] 因此,在空气的温度已上升了的空气侧热交换器出口,制冷剂的温度高,在空气的 温度上升之前的空气侧热交换器入口,制冷剂的温度低。即,在热交换器作为冷凝器使用的 情况下,使空气的流动与制冷剂在列方向上的流动为相向流,从而能够始终确保制冷剂与 空气的温度差。
[0085] 因此,能够提高作为冷凝器使用时的热交换器的传热性能。
[0086] 下面说明热交换器作为蒸发器使用时的空气和制冷剂的温度变化。
[0087] 图7是表示本发明的实施方式1的热交换器作为蒸发器使用时的空气和制冷剂的 温度变化的图。
[0088] 如图7所示,在热交换器作为蒸发器使用的情况下,通过多个散热片100之间的空 气由通过多个扁管101的制冷剂冷却,温度逐渐降低。
[0089] 另一方面,通过多个扁管101的制冷剂由于配管内的压力损失(摩擦损失)而压 力降低,随之温度逐渐降低。在热交换器作为蒸发器使用的情况下,制冷剂在列方向上的流 动是从相对于空气的流动方向的上游侧(空气侧热交换器入口)朝向相对于空气的流动方 向的下游侧(空气侧热交换器出口)流通。即,制冷剂流路在列方向上的流动与空气的流 通方向成为并行流。
[0090] 因此,在空气的温度降低之前的空气侧热交换器入口,制冷剂的温度高,在空气的 温度降低之后的空气侧热交换器出口,制冷剂的温度低。即,在热交换器作为蒸发器使用的 情况下,使空气的流动与制冷剂在列方向上的流动为并行流,从而能够始终确保制冷剂与 空气的温度差。
[0091] 因此,能够提高作为蒸发器使用时的热交换器的传热性能。
[0092] 在此,在热交换器作为蒸发器使用的情况下,如果制冷剂的温度(蒸发温度)低于 〇°C,则有时与制冷剂进行热交换的空气中含有的水分会凝结,形成霜附着在散热片100和 扁管101上。因此,为了防止霜附着在热交换器上,需要将蒸发温度保持在〇°C以上。
[0093] 如上所述,通过多个扁管101的制冷剂由于配管内的压力损失(摩擦损失)而压 力降低,随之温度逐渐下降。
[0094] 本实施方式1的热交换器通过至少两层以上的扁管101构成了供制冷剂流动的制 冷剂流路。因此,如果构成一个制冷剂流路的扁管101的层数过多,则一个制冷剂流的流路 长度就变长,随之压力损失增大。
[0095] 由于这样的情况,所以要将每一个制冷剂流路的扁管101的层数(层数/通路数) 设定成由于一个制冷剂流路中的制冷剂的压力损失而降低的蒸发温度高于〇°C。
[0096] 换言之,每一个制冷剂流路的扁管101的层数(层数/通路数)是在热交换器作为 蒸发器使用的情况下、使一个制冷剂流路中的制冷剂的压力损失在规定值以下的层数。下 面进行具体说明。
[0097] -般来说,已知气体单相的制冷剂流动的管内的摩擦损失(压力损失)APf[Pa] 由以下的公式(1)表示。
[0098] [公式 1]
[0100] f:管的摩擦损失系数[-]
[0101] I:流路的长度[m]
[0102] De:管的水力直径[m]
[0103] Pv:气体单相的制冷剂的密度[kg/m3]
[0104] u:在管内流动的流体的流速[m/s]
[0105] 管的摩擦损失系数f一般为0. 01左右。
[0106] 管内的流速u可以由以下的公式(2)计算出。
[0107] [公式 2]
[0109] G:制冷剂的循环量[kg/s]
[0110] 制冷剂的循环量使用在空气调节器的额定运转时流入热交换器的制冷剂的循环 量(最大值)。即,在压力损失为最大的条件下进行计算。
[0111] 在此,例如G= 60Xhp。
[0112] hp:空气调节器的马力[kg/h]
[0113] 为了将复杂的流路中的现象转换成力学上相似的圆管流动,水力直径De被定义 成作用于流路截面的压力与湿周的流体摩擦之比和圆管的情况相等,由以下的公式(3)表 不。
[0114] [公式 3]
[0116] A:流路截面面积[m2]
[0117] C:湿周长度[m]
[0118] 如图3所示的在扁管101的内部形成了多个流路201的情况下,水力直径De可以 利用一个流路201的长轴a和短轴b由以下的公式(4)计算出。
[0119] [公式 4]
[0121] 热交换器的每一个制冷剂流路(每一个通路)的流路长度1可以由以下的公式 (5)计算出。
[0122] [公式 5]
[0124] L:堆叠长度[m]
[0125] Dn:扁管101的层数
[0126] Nr:扁管101的列数
[0127] Np:制冷剂流路数量(通路数量)
[0128] 堆叠长度L是扁管101的从集管102侧的端部到被弯曲成U字形一侧的端部的距 离。
[0129] 在热交换器作为蒸发器使用的情况下,在扁管101中有气液两相制冷剂流通。气 液两相制冷剂流动的管内的摩擦损失AP[Pa]可以利用气体单相的制冷剂流动的管内的 摩擦损失APf[Pa]和气液两相流中的摩擦损失增加系数?v[_]由以下的公式(6)计算出。
[0130] [公式 6]
[0131] AP=APf ? (6/... (6)
[0132] 气液两相流中的摩擦损失增加系数由以下的公式(7)、公式(8)计算出。
[0133] [公式 7]
[0134] (6/= 1+21X+X2…(7)
[0135] [公式 8]
[0137]X:制冷剂的干度[_]
[0138] P v:气体的密度[kg/m3]
[0139] P液体的密度[kg/m3]
[0140] nv:气体的粘度[Pa?s]
[0141] ru:液体的粘度[Pa?s]
[0142] 制冷剂的干度X例如使用流入蒸发器的制冷剂的干度与流出的制冷剂的干度的 平均值。例如制冷剂的干度X为0.6左右。
[0143] 气体的密度Pv根据制冷剂的物理性质值,在流入热交换器的制冷剂的温度为最 小值的条件下确定。即,根据空气调节器的规格等,在作为流入热交换器的制冷剂的温度而 假设的最低温度的条件下进行计算。
[0144] 无论空气调节器的运转状态如何,液体的密度PP气体的粘度nv、液体的粘度 rU都近似于恒定,根据制冷剂的物理性质值来确定。
[0145] 在此,为了防止霜附着在热交换器上,需要将蒸发温度保持在(TC以上。即,饱和蒸 汽温度需要在〇°C以上。
[0146] 因此,需要使制冷剂流路的摩擦损失(压力损失)APf导致的压力降低在如下的 差值以下,即在流入热交换器的制冷剂的温度为最小值的条件下的压力与饱和压力的差 值。
[0147] 如果使该差值为规定的上限值?_斤&],则摩擦损失(压力损失)APf需要满足以 下的公式(9)。
[0148] [公式 9]
[0149]AP彡Pnax…(9)
[0150] 例如,在流入热交换器的制冷剂的温度是5°C的情况下,如果由于制冷剂流路的 压力损失导致饱和蒸汽温度降低到〇°C,则流入热交换器时的压力与饱和压力的差值为 100[kPa]左右。
[0151] 根据以上的公式⑴~(9),每一个制冷剂流路的扁管101的层数(层数/通路 数)需要满足以下的公式(10)。
[0152][公式 10]
[0154] 上述公式(10)的右边的第一项可看做如上所述根据空气调节器的规格和制冷剂 的
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1