一种热泵空调用的室外平行流换热器的制作方法

文档序号:15631210发布日期:2018-10-12 20:38阅读:110来源:国知局

本发明涉及车用、家用空调的热泵系统使用范畴及技术领域,该室外平行流换热器之竖流式两流程、大致左右对称结构,既充当冷凝器使用,又可以体现蒸发器功能。另外,该产品还具有耐压强度高及轻量化的特性,使用范围十分广泛。



背景技术:

现在家用空调所使用的热泵系统中(原理大致参见图2),蒸发器、冷凝器均采用了管片式结构,靠系统中四通阀的换向调节,实现了蒸发器—冷凝器、蒸发器—冷凝器的冷媒流向逆变,分别对应制冷功能与制热功能。但是,该管片式结构的冷凝器、蒸发器存在有如下缺陷:换热效率低、重量较大、体积较大,不适合应用于新能源车用空调之热泵系统。

目前新能源车用热泵空调系统中所应用的平行流室外换热器,其主要结构特点为,横流式两流程或多流程结构,集流管左右排布,进口管在下方,出口管在下方。该产品存在有如下缺陷:因集流管内无导流隔片,冷媒分布不均匀,因此换热效率较低,尤其是充当蒸发器使用时,制冷性能不足。因该产品为横向流程,且翅片为开窗结构,故充当蒸发器时易结霜,且不易化霜。因该产品由于性能较差,故扁管的厚度设计,也无法达到优化尺寸,从而影响了其耐压强度。该产品进出管的位置决定了,其回油效果不好;不仅会影响压缩机的寿命,且降低了系统制冷能力。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题:为车用或家用空调的热泵系统提供一种室外平行流换热器,本室外平行流换热器采用竖流式、左右对称的结构,冷媒可以正向、逆向流动。应用于热泵空调之中(分别如图5、图6所示),当空调系统要求制冷时,本产品体现冷凝器功能;当空调系统要求制热时,本产品体现蒸发器功能。该室外平行流换热器本身具有较高的换热效率,并且可同电子风扇结合使用,不同的风量对应不同的换热量,换热量取值范围较广;因此,本室外平行流换热器方便于热泵空调系统的匹配,以满足各种不同工况的需求。

本发明技术方案为:一种热泵空调用的室外平行流换热器,包括以下零部件:下集流管(1)、多通道扁管(2)、翅片(3)、出口管(4)、护板(5)、堵片(6)、上集流管(7)、导流隔片之一(8)、导流隔片之二(9)、过孔隔片(10)、进口管(11)以及端盖,次把堵片(6)、导流隔片之一(8)、导流隔片之二(9)、过孔隔片(10)插入上集流管(7)内,依次把导流隔片之一(8)、导流隔片之二(9)、堵片(6)插入下集流管(1)内,把组装好的上集流管(7)及下集流管(1)分别放置在组芯机的左右两侧,然后把护板(5)、翅片(3)、多通道扁管(2)按顺序排列在组芯机上,通过组芯机把多通道扁管(2)插入到上集流管(7)及下集流管(1)内,并把进口管(11)、出口管(4)点焊固定在芯体上,平行流换热器为竖流式两流程平行流结构,左右对称,上、下集流管横置,扁管垂直排布;为保证冷媒流动均匀,上、下集流管均设有开孔的导流隔片,各导流隔片左右对称、上下对称设置,导流隔片圆直径为:φ5--φ18mm,进、出口管均对称设在集流管的下端,翅片采用无开窗、带凸包的结构;扁管则采用多孔的挤压管或折叠管。

优选地上述热泵空调用的室外平行流换热器,外形尺寸为:芯体长100-900mm,芯体宽100-900mm,芯体厚度10-40mm。

优选地上述集流管为圆管,其外径d1适用范围为:φ10--φ40mm,壁厚0.8-3mm,为复合铝材a4343+a3003。

优选地上述扁管为多孔镀锌铝管(a1100),扁管几何特征适用范围为:孔数6--20孔,扁管截面长8--40mm,扁管宽1--4mm,扁管壁厚0.2--1mm。

优选地上述翅片几何特征适用范围为:翅片波高4--8mm,翅片波距2--8mm(波峰至波峰),凸包高0.2--1mm,底部圆直径φ2--φ6mm,翅片厚0.05--0.15mm,材料为复合铝材a4343+a3003。

优选地上述导流隔片开孔直径为¢14mm或¢12mm或¢9.6mm或¢8mm。

本发明显具有以下优点:

由于上、下集流管均采用了导流隔片,因此,冷媒流动均匀,进而提高换热效率。

由于冷媒的流路长度较短,且扁管数较多,冷媒的液阻较小,从而降低了压缩机的功耗。

由于采用无开窗翅片,该平行流换热器在体现蒸发器功能时,不易结霜;同时,因换热器的风阻较小,从而降低了风机的功耗。

由于进、出口管均位于下集流管,有利于整个空调系统的回油,既提高压缩机寿命。结构紧凑,产品轻量化。产品内容积小,并具有良好的耐压性能。

本发明公开了一种热泵空调用的室外平行流换热器的设计思想、设计方案、产品结构。该室外平行流换热器的设计思想为:本室外平行流换热器采用竖流式、左右对称的结构,冷媒可以正向、逆向流动。应用于热泵空调之中,当空调系统要求制冷时,本产品体现冷凝器功能(见图1);当空调系统要求制热时,本产品体现蒸发器功能(见图2)。该室外平行流换热器本身具有较高的换热效率,并且可同电子风扇结合使用,不同的风量对应不同的换热量,换热量取值范围较广;因此,本室外平行流换热器方便于热泵空调的系统匹配,以满足各种不同工况的需求。

本发明一种热泵空调用的室外平行流换热器为竖流式两流程平行流结构,左右对称,上、下集流管横置,扁管垂直排布;为保证冷媒流动均匀,上、下集流管均设有开孔的导流隔片,各导流隔片左右对称、上下对称,各种导流隔片可以完全相同,也可以开孔大小不同(可选择运用的导流隔片种数为1--4种)。进、出口管均设计在集流管的下端,尽可能对称设计,这样整个产品,冷媒的流向可正向也可逆向流动。翅片采用无开窗、带凸包的结构;扁管则采用多孔的挤压管或折叠管。由于该室外平行流换热器左右对称的结构,因此,可广泛应用于车用、家用空调的热泵系统(典型热泵空调系统原理如图5、图6所示)。由于上、下集流管均采用了导流隔片,因此,冷媒流动均匀,进而提高换热效率。由于冷媒的流路长度较短,且扁管数较多,冷媒的液阻较小,从而降低了压缩机的功耗。另外,因采用无开窗翅片,该平行流换热器在体现蒸发器功能时,不易结霜;同时,因换热器的风阻较小,从而降低了风机的功耗。进而提高换热效率。另外,进、出口管均位于下集流管,有利于整个空调系统的回油,既提高压缩机寿命,又提高了热交换效率。此外,由于优化了翅片、扁管、集流管结构参数,该室外平行流换热器具有良好的耐压性能。

附图说明

图1为本发明体现冷凝器功能示意图;

图2为本发明体现蒸发器功能示意图;

图3为集流管带导流隔片示意图;

图4为室外平行流换热器外形图;

图5为两换热器之热泵空调系统带四通换向阀示意图;

图6为三换热器之热泵空调系统带四通换向阀示意图;

图7为集流管剖面图;

图8为扁管剖面图;

图9为翅片横向剖面图;

图10为翅片纵向剖面图;

图11为导流隔片视图;

图12为室外平行流换热器总成图。

具体实施方式

本发明的核心为设计一种平行流换热器,本室外平行流换热器采用竖流式、左右对称的结构,冷媒可以正向、逆向流动。应用于热泵空调之中,当空调系统要求制冷时,本产品体现冷凝器功能,见图1;当空调系统要求制热时,本产品体现蒸发器功能,见图2。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图1-12和具体实施例对本发明的实施作进一步的详细说明:

本发明一种热泵空调用的室外平行流换热器主要包括以下零部件:下集流管1、多通道扁管2、翅片3、出口管4、护板5、堵片6、上集流管7、导流隔片之一8、导流隔片之二9、过孔隔片10、进口管11以及端盖,次把堵片6、导流隔片之一8、导流隔片之二9、过孔隔片10插入上集流管7内,依次把导流隔片之一8、导流隔片之二9、堵片6插入下集流管1内,把组装好的上集流管7及下集流管1分别放置在组芯机的左右两侧,然后把护板5、翅片3、多通道扁管2按顺序排列在组芯机上,通过组芯机把多通道扁管2插入到上集流管7及下集流管1内,并把进口管11、出口管4点焊固定在芯体上。该芯体总成组装好后,采用夹具夹紧,并放进自动钎焊炉进行焊接。产品出炉后,需进行100%氦气密封检漏。

本发明为竖流式两流程平行流结构,左右对称,上、下集流管横置,扁管垂直排布;为保证冷媒流动均匀,上、下集流管均设有开孔的导流隔片,各导流隔片左右对称、上下对称(如图3、图4所示),各种导流隔片(例如图4中的导流隔片1、导流隔片2、导流隔片3)可以完全相同,也可以开孔大小各不同。可选择运用的导流隔片开孔直径为¢14mm、¢12mm、¢9.6mm、¢8mm。进、出口管均设计在集流管的下端,尽可能对称设计,这样整个产品,冷媒的流向可正向也可逆向流动。翅片采用无开窗、带凸包的结构;扁管则采用多孔的挤压管或折叠管。

本发明护板5、导流隔片之一、导流隔片之二、过孔隔片10,包括端盖均冲压成形。进口管11、出口管4采用弯管机成形。

竖流式两流程平行流结构,左右对称或大致对称;上、下集流管横置,扁管垂直排布。下集流管均设有多个开槽的导流隔片,各导流隔片左右对称、上下对称(如图3、图4所示),各种导流隔片,例如图4中的导流隔片之一8、导流隔片之二9、导流隔片之三13,可以完全相同,也可以开孔大小各不同。导流隔片圆孔d3限定使用范围为:φ5--φ18mm(参见图11所示),可选择导流隔片种类范围限定为1--4种,可选择运用的导流隔片开孔直径为¢14mm、¢12mm、¢9.6mm、¢8mm。。

进、出口管均设计在集流管的下端,尽可能对称设计。翅片141采用无开窗、带凸包的结构。扁管则采用多孔的挤压管或折叠管。

本发明适用的外形尺寸为:芯体长l100--900mm,芯体宽h100--900mm,芯体厚度t10--40mm(参见图4所示)。集流管为圆管,其外径d1适用范围为:φ10--φ40mm,壁厚t0.8--3mm。使用但不限于复合铝材a4343+a3003。(参见图7所示)。

扁管2为多孔镀锌铝管(a1100),扁管几何特征适用范围为:孔数6--20孔,扁管截面长8--40mm,扁管宽1--4mm,扁管壁厚0.2--1mm。(见图8所示)。翅片3采用无开窗、带凸包1413的结构;翅片几何特征适用范围为:翅片波高4--8mm,翅片波距2--8mm(波峰至波峰),凸包高0.2--1mm,底部圆直径φ2--φ6mm,翅片厚0.05--0.15mm。使用但不限于复合铝材a4343+a3003。(参见图9、图10所示)。

因采用成熟工艺,各个制造环节的过程可控,产品具有良好的一致性,满足高要求的质量目标。

以上对本发明所提供的一种平行流换热器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施举例说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

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