CN100425916C - 一种使用铝制制冷管路的房间式空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使用铝制制冷管路以提高换热效率为目的的房间式空调器。这种空调器的换热器是由外径为6～12毫米、翅片的片间距为0.9～2.0毫米铝管或铝合金管制成的翅片管式换热器；或者所述换热器是由高度为1.8～3.6毫米、宽度为18～32毫米铝制或铝合金制多孔扁管与S形散热带连接而成的管带式换热器。所述换热器与连接管路之间通过焊接进行连接，焊接处覆盖热收缩膜，或涂有防腐蚀层；或者所述换热器与连接管路之间通过挤压进行连接，连接处套有密封环。本发明的空调器，克服了现有技术中使用铝制制冷管路时换热效率低的缺点，在降低空调器的制造成本，减轻空调器的重量的同时，达到与原型机使用的铜管翅片式换热器的传热效率基本相当的效果。

Description

一种使用铝制制冷管路的房间式空调器

技术领域

本发明涉及空调器技术领域，具体涉及使用铝制制冷管路的整体式空调器、分体式空调器和移动式空调器传热效率方面的改进技术。

背景技术

目前，房间式空调器(包括整体式空调器、分体式空调器和移动式空调器)制冷系统的管路包括冷凝器、蒸发器的制冷剂管路、辅助管路、毛细管、分体式空调器的室内外机的连接管和连接阀，都使用铜制件。首先，铜的价格较高，使用铜作为制冷系统的管路增大了生产成本。其次，铜的比重约为8.9，使用铜制材料加工的换热器和辅助管路的重量大，空调器整机重量也较大。对于使用集装箱运输的出口空调器，常常由于超过集装箱最大允许重量而影响空调器的装箱量，也增大了空调器的运输成本。铝是一种轻金属，资源丰富。铝具有特殊的化学、物理特性，不仅重量轻，质地坚，而且具有良好的延展性、导电性、导热性、耐热性和耐核辐射性，是国民经济发展的重要基础原材料。铝的比重约为2.7，容易加工，成本低。使用铝材作为制冷系统的管路成为理想的选择。使用铝制制冷管路作为冷凝器和蒸发器在汽车空调领域已经得到广泛应用。但由于其换热效率低和加工工艺的限制，难以在房间式空调器上推广应用。

特别是对于主要使用R22、R410A、R407C等制冷剂的房间式空调器，由于铝管机械强度和机械加工性质的限制，采用铝管作为制冷系统管路时，铝管的壁厚通常比目前使用的铜管更大，且不易进行内螺纹加工，因此相同结构尺寸的铝管翅片式换热器的传热效率低于铜管翅片式换热器。试验表明，由于房间式空调器结构形式和尺寸的限制，在相同的风量和风道结构下，铝管翅片式换热器的传热效率只有铜管翅片式换热器的70～80％，与使用内螺纹铜管的换热器相比其传热效率只有50～60％，不能满足房间式空调器换热能力的要求。而且，直径较大的铝管在弯管时容易产生应力损伤，严重影响系统的最大耐压性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的缺点，针对使用铝制制冷管路的空调器进行改进，提供一种换热效率相对较高、使用寿命长、重量轻的新型房间式空调器。

本发明的技术方案是：一种使用铝制制冷管路的房间式空调器，包括由压缩机、冷凝器、节流部件、蒸发器和连接管路组成的制冷系统，其特征在于：所述冷凝器和/或蒸发器是由铝材或铝合金材料制成的翅片管式换热器或管带式换热器。

所述翅片管式换热器是由外径为6～12毫米、翅片的片间距为0.9～2.0毫米铝管或铝合金管制成。或者所述管带式换热器是由高度为1.8～3.6毫米、宽度为18～32毫米铝制或铝合金制多孔扁管与S形散热带连接而成。

适当减小管径，调整翅片间距，可以有效提高铝管翅片式换热器的传热效率。当换热器中的蒸发器是由外径为5～10毫米、翅片的片间距为0.8～1.8毫米铝管或铝合金管制成时，这样的尺寸能达到更好的效果。但管径过小，管内传热面积减小也会降低换热器的换热能力，且制冷回路的压降增大，制冷效率降低。翅片间距增大时，空气侧的传热面积和平均停留时间都较小，且不易形成紊流；翅片间距过密，不仅噪音增大，而且制热时换热器表面容易结霜。表1给出了一台使用铝管翅片式换热器的额定制冷量为3200W的空调器在不同管径和翅片间距下的性能数据。

表1：不同管径和片间距时空调器的性能试验结果

外径	片间距	风量	制冷量	功率	能效比	备注
							7	0.8	454	3106	1189	2.61
7	1.5	500	3246	1150	2.82
							9.52	1.4	485	3170	1162	2.73
9.52	1.8	492	3034	1175	2.58
							14	1.8	463	2993	1187	2.52	弯管处有皱痕
14	2.2	477	2924	1172	2.49	弯管处有皱痕

并且，为了进一步减轻空调器的重量，所述连接管路为铝管或铝合金管，所述连接管上设有由铝材或铝合金材料制成的截止阀。

本发明所提供的使用铝制制冷管路的空调器，在加工时，作为换热器的冷凝器、蒸发器及连接管路之间可以直接通过焊接进行连接，也可以套上密封环通过挤压进行连接。当焊接处的一端为铜管而另一端为铝管或铝合金管时，铜管与铝管或铝合金管的焊接处覆盖热收缩膜，或涂有漆膜或其它防腐蚀层。

由于铜、铝导体直接连接时两种金属的接触面在空气中水分、二氧化碳和其他杂质的作用下极易形成电解液，从而形成的以铝为负极、铜为正极的原电池，使铝管端产生电化腐蚀，对制冷系统存在很大安全隐患。而通过覆盖热收缩膜或涂漆膜等防腐涂层可以避免水分与连接处直接接触，且便于在生产线现场操作。

前述由铝管或铝合金管制成的翅片管式换热器在加工时，将冲孔的翅片穿在管上进行机械胀管使管与翅片紧密结合，管子之间由铝管或铝合金管制的弯头通过焊接进行连接。

在前述空调器中，所述换热器所用铝管的铝含量为98～99.7％。所述换热器所用铝合金中包含铬、铜、镁、锰、镍、锌中的一种或几种元素，这些元素的含量不小于1％。

与现有技术相比，本发明所提供的使用铝制制冷管路的空调器，克服了现有技术中使用铝制制冷管路时换热效率低的缺点，在降低空调器的制造成本，减轻空调器重量的同时，达到与原型机使用的铜管翅片式换热器的传热效率基本相当的效果。

附图说明

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的说明：

附图1：本实用新型房间式空调器的结构示意图。

具体实施方式

本实施例中房间式空调器的室内机蒸发器是由铝管或铝合金管制成的翅片管式换热器，铝管的外径为7毫米，翅片为铝制冲缝片，片间距为1.5毫米。将冲孔的翅片穿在管上进行机械胀管使管与翅片紧密结合，管子之间由铝管或铝合金管制的弯头通过焊接进行连接。室内机的蒸发器出口通过连接铝管与室外机上的铝制截止阀连接，并由铝制的辅助管路与压缩机的回气口通过摩擦焊焊接连接。

压缩机的排气管和回气管是铜管，与压缩机的排气口相连的配管是铝管，连接处通过氮气保护下的摩擦焊进行焊接，连接处管外涂有防腐漆层。与铝制配管相连的冷凝器是由铝管制成的翅片管式换热器，铝管的外径为9.52毫米，翅片为铝制波纹片，片间距为1.4毫米。将冲孔的翅片穿在管上进行机械胀管使管与翅片紧密结合，管子之间由铝管或铝合金管制的弯头通过焊接进行连接。冷凝器通过一段铝制连接管与铝制节流孔管连接，节流孔管与固定在阀安装板上的铝制截止阀连接，截止阀通过室内外机连接铝管与室内机的蒸发器入口相连。

通过大量在空调器上进行的试验研究表明，管径是9毫米，翅片间距是1.8毫米的换热器能达到最佳的换热效果。使用该参数的换热器的传热效率与原型机使用的铜管翅片式换热器的传热效率基本相当，并通过高低温、高低压冲击的可靠性试验表明其能够用于家用房间式空调器。

Claims (7)

1、一种使用铝制制冷管路的房间式空调器，包括由压缩机、冷凝器、节流部件、蒸发器和连接管路组成的制冷系统，其特征在于：所述冷凝器和/或蒸发器是由铝材或铝合金材料制成的翅片管式换热器或管带式换热器；所述翅片管式换热器是由外径为6～12毫米、翅片片间距为0.9～2.0毫米的铝管或铝合金管制成；所述管带式换热器是由高度为1.8～3.6毫米、宽度为18～32毫米铝制或铝合金制多孔扁管与S形散热带连接而成。

2、根据权利要求1所述的房间式空调器，其特征在于：所述翅片管式换热器由冲孔的翅片穿在管上进行机械胀管使管与翅片紧密结合，管之间由铝管或铝合金管制的弯头通过焊接进行连接。

3、根据权利要求1或2所述的房间式空调器，其特征在于：所述连接管路为铝管或铝合金管，连接管路上设有由铝材或铝合金材料制成的截止阀。

4、根据权利要求1或2所述的房间式空调器，其特征在于：所述换热器与连接管路之间通过焊接进行连接，焊接处覆盖热收缩膜，或涂有防腐蚀层。

5、根据权利要求1或2所述的房间式空调器，其特征在于：所述换热器与连接管路之间通过挤压进行连接，连接处套有密封环。

6、根据权利要求1或2所述的房间式空调器，其特征在于：所述换热器所用铝管的铝含量为98～99.7％。

7、根据权利要求1或2所述的房间式空调器，其特征在于：所述换热器所用铝合金中包含铬、铜、镁、锰、镍、锌中的一种或几种元素，这些元素的含量不小于1％。

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