一种集流管可视化的微通道换热器及方法
【专利摘要】本发明公开了一种集流管可视化的微通道换热器及方法，包括集流管，所述集流管上设有透明材料制成的可视化视窗。所述透明材料优选为非结晶型聚合物PSU。本发明可利用高速摄影仪拍摄不同型号微通道换热器在各种工况下的集流管流型图，并且可根据观测结果来改进换热器流路，分配途径，从而实现对微通道换热器流量分配的直观改造，使换热器流量达到均匀分配。本发明中带有集流管可视化视窗的换热器既可作为冷凝器，也可作为蒸发器；既可垂直放置集流管，也可水平放置集流管。模型中集流管槽、扁管槽、内分配板槽、隔片槽、冷媒进出口槽等可随实际要求来改变位置、尺寸。
【专利说明】一种集流管可视化的微通道换热器及方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及微通道换热器流量分配领域，具体地说，涉及一种集流管可视化的微通道换热器及方法。
【背景技术】
[0003]微通道换热器以其优良的换热性能与成本优势广泛运用于汽车空调、家用空调以及轻商用空调等领域。然而微通道换热器流体分配不均可导致换热性能下降20%。尤其在当微通道换热器作为蒸发器时，液态冷媒的比容远大于气态冷媒，即液态冷媒的体积流量相比气态冷媒有显著的下降，所以液态冷媒在集流管中的流动以及从集流管初流入微通道时的阻力较大，且差异较大，会出现冷媒分布均匀性不足的情况。现有的改善流量分配方式有内分流板，外分流管等，由于效果较差，或者工艺上无法实现大规模生产。在测试换热器性能时，普遍的方式是通过布置换热器温度点或者通过热成像仪来判断流量分配是否均匀，进而改变流路及分配方式等提高换热器性能。而通过热电偶测量得到的温度无法直观了解集流管内流体流动及分配状态，在改进换热器时无法达到直观地指导作用。
[0004]因此，若能实现微通道换热器集流管的可视化即可直观地观测到集流管内流体流动状态及分配情况，进一步通过观测结果和流型分析指导改进微通道换热器结构。
【发明内容】
[0005]本发明目的在于提供一种可代替常规铝制集流管的集流管可视化视窗，实现微通道换热器集流管可视化，并运用拍摄技术完成数据记载。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种集流管可视化的微通道换热器，包括集流管，所述集流管上设有透明材料制成的可视化视窗，并完成了高温高压下金属与可视化材料间的密封。所述透明材料优选为非结晶型聚合物PSU，以PSU为首选，但是不限于PSU。
[0007]在上述微通道换热器中，所述可视化视窗上设有密封圈槽，用于放置密封圈与填涂胶水，密封扁管在插入可视化视窗后的间隙。所述胶水如AB胶，但是不限于AB胶。
[0008]该透明材料可在150°C以下长期使用，压缩强度95.1MPa，耐绝大部分压缩机油腐蚀，材料抛光过后成像清晰，密封性好，并且易安装，可拆卸，可预留多种流量分配方案槽位。
[0009]在上述微通道换热器中，所述可视化视窗分为两个部分，每个部分分别有半圆截面的集流管槽，用于观测集流管内流动状态。
[0010]一种微通道换热器集流管可视化实验方法，包括如下步骤:准备拍摄设备，包括高速摄影仪，背光灯和计算机；高速摄影仪位于可视化视窗一侧，背光灯位于可视化视窗另一侧；高速摄影仪与计算机连接，记录拍摄图像；利用高速摄影仪拍摄不同型号微通道换热器在各种工况下的集流管流型图，并且可根据观测结果来改进换热器流路，分配途径，从而实现对微通道换热器流量分配的直观改造，使换热器流量达到均匀分配。
[0011]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:本发明可利用高速摄影仪拍摄不同型号微通道换热器在各种工况下的集流管流型图，并且可根据观测结果来改进换热器流路，分配途径，从而实现对微通道换热器流量分配的直观改造，使换热器流量达到均匀分配。本发明中带有集流管可视化视窗的换热器既可作为冷凝器，也可作为蒸发器；既可垂直放置集流管，也可水平放置集流管。模型中集流管槽、扁管槽、内分配板槽、隔片槽、冷媒进出口槽等可随实际要求来改变位置、尺寸。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明的集流管可视化视窗；
图2为可视窗内部扁管与密封圈图；
图3为可视窗外部扁管与密封圈图；
图4为可视化视窗与扁管翅片等组成的微通道换热器示意图。
[0013]1、扁管槽；2、密封圈槽；3、螺钉槽；4、螺钉孔；5、集流管可视化视窗；6、扁管；7、密封圈；8、进口管；9、内分流板；10、出口管；11、铝板；12、翅片；13、隔片。
【具体实施方式】
[0014]如图1、2、3和4所示，一种集流管可视化的微通道换热器，包括集流管可视化视窗5，并完成了高温高压下金属与可视化材料间的密封。可视化视窗5所用的透明材料为非结晶型聚合物PSU ;每一个可视化视窗分为两个部分，每个部分分别有半圆截面的集流管槽，合并两个部分的可视化视窗组成完整集流管，用于观测集流管内流动状态；可视化视窗上设有密封圈槽，用于放置密封圈与填涂胶水，密封扁管在插入可视化视窗后的间隙。所述胶水如AB胶，但是不限于AB胶。
[0015]微通道扁管槽1，可视化视窗两个部分都分别有一半槽位，当两个部分合并后可组成完整微通道扁管槽，此槽位直接与集流管槽连通，扁管6通过此槽位实现与集流管槽的连接；
隔片13，用于分割集流管槽内部腔体，预留于扁管与扁管之间；内分流板槽，位于集流管槽半圆截面中部，与集流管槽平行，用于放置内分流板9 ;
冷媒进口出口管槽与外分配管槽，预留于集流管槽与扁管槽相对的一面，用于插入冷媒进出口管与外分配管；
密封圈槽2，预留于多个位置:可视化视窗与铝板11连接处、可视化视窗内部与扁管连接处、可视化视窗与冷媒进口出口管与外分配管连接处、两部分可视化视窗集流管槽合并后的外部，在进行密封时，所有槽位都放置O型密封圈7。并配合胶水固定，胶水同样起到辅助密封作用，以保证高温高压冷媒在运行时不会发生泄漏。
[0016]螺钉槽3，螺钉孔4，两部分可视化视窗合并，铝板11与可视化视窗合并，冷媒进口管8出口管10和外分配管与可视化视窗合并时都需要使用螺钉打紧，并且保证同一平面上螺钉施力均匀；
微通道换热器包括:微通道扁管，链接可视化视窗与扁管的铝板，铝板上冲有扁管孔与螺钉孔，扁管插入扁管孔中，铝板在和扁管焊接过后起到固定作用，螺钉孔为之后与可视化视窗连接与固定，相邻扁管之间焊有翅片12 ;冷媒入口出口管，它们与有螺钉孔的铝片焊接；可视化视窗与无集流管换热器组装时，先把换热器、入口出口管装入一个半圆截面的可视化视窗，再在密封槽内垫下密封圈，并使用胶水固定并填充空隙，再使用胶水填充另一个视窗的密封槽，最后两个视窗合并，打上螺钉。
[0017]所得微通道换热器接入空调系统后即可进行拍摄作业。拍摄设备，包括高速摄影仪，背光灯，计算机；高速摄影仪位于可视化视窗一侧，背光灯位于可视化视窗另一侧；高速摄影仪与计算机连接，记录拍摄图像。
【权利要求】
1.一种集流管可视化的微通道换热器，包括集流管，其特征在于，所述集流管上设有透明材料制成的可视化视窗。
2.如权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，所述透明材料为非结晶型聚合物PSU。
3.如权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，所述可视化视窗上设有密封圈槽，用于放置密封圈与填涂胶水。
4.如权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，所述胶水为AB胶。
5.如权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，所述可视化视窗分为两个部分，每个部分分别有半圆截面的集流管槽。
6.一种微通道换热器集流管可视化实验方法，其特征在于包括如下步骤:准备拍摄设备，包括高速摄影仪，背光灯和计算机；高速摄影仪位于可视化视窗一侧，背光灯位于可视化视窗另一侧；高速摄影仪与计算机连接，记录拍摄图像；利用高速摄影仪拍摄不同型号微通道换热器在各种工况下的集流管流型图，并且可根据观测结果来改进换热器流路，分配途径，从而实现对微通道换热器流量分配的直观改造，使换热器流量达到均匀分配。
【文档编号】G01M10/00GK104214994SQ201410452151
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月6日 优先权日:2014年9月6日
【发明者】李廷勋, 陈磊, 鲁健 申请人:中山大学