CN104501480B - 车辆及其冷凝器 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种车辆及其冷凝器，所述冷凝器包括：第一集流管、第二集流管、多个扁管、气液分离器、控制箱和驱动装置。第一集流管的内腔具有多个第一腔室，第二集流管的内腔具有多个第二腔室；气液分离器的内腔分别与多个第二腔室连通；控制箱内具有控制腔，控制腔内设有将控制腔分隔成第一控制子腔和第二控制子腔的调节件，调节件可移动地设在控制腔内以调节与第一控制子腔连通的第一腔室的数量；驱动装置与调节件相连以驱动调节件移动。应用该冷凝器可以使得制冷剂的过冷度可调。

Description

车辆及其冷凝器

技术领域

本发明涉及车辆领域，尤其是涉及一种冷凝器和具有该冷凝器的车辆。

背景技术

相关技术中，汽车空调系统中的冷凝器结构，主要由集流管、扁管、翅片、气液分离器、进出口压板构成。其中冷凝器又分成冷凝区和过冷区，经过冷凝区的制冷剂气体冷凝完成后在气液分离器中进行气液分离，液体部分再进入到过冷区进行过冷，最后从出口压板离开冷凝器。

这种结构的冷凝器的冷凝区及过冷区的面积是固定不变的，而冷凝器的冷凝区是按照车辆所处的最恶劣的工作条件下确定的，过冷区面积固定，就只能为系统提供固定的过冷度。在车辆处于中等负荷及低负荷工况下，冷凝器面积存在使用浪费的情况。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种冷凝器，应用该冷凝器可以使得制冷剂的过冷度可调。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种冷凝器，包括：第一集流管和第二集流管，所述第一集流管内具有沿其轴向间隔开的多个第一腔室，所述第二集流管内具有沿其轴向间隔开的多个第二腔室，所述多个第一腔室中距所述第一集流管的第一端最近的一个第一腔室具有制冷剂进口，所述多个第一腔室中距所述第一集流管的第二端最近的一个第一腔室具有制冷剂出口；多个扁管，所述多个扁管的两端分别与所述第一集流管和所述第二集流管相连以连通所述第一集流管的内腔和第二集流管的内腔；气液分离器，所述气液分离器的内腔分别与所述多个第二腔室连通；控制箱，所述控制箱内具有控制腔，所述控制腔内设有将所述控制腔分隔成第一控制子腔和第二控制子腔的调节件，所述第二控制子腔与所述制冷剂出口连通，所述多个第一腔室中的一部分与所述第一控制子腔连通且所述多个第一腔室中的剩余部分与所述第二控制子腔连通，所述调节件可移动地设在所述控制腔内以调节与所述第一控制子腔连通的第一腔室的数量；驱动装置，所述驱动装置设在所述控制箱上且与所述调节件相连以驱动所述调节件移动。

所述冷凝器还包括：多个第一隔离件和多个第二隔离件，所述多个第一隔离件设在所述第一集流管的内腔中且将所述第一集流管的内腔分隔成沿所述第一集流管的轴向间隔开的多个第一腔室，所述多个第二隔离件设在所述第二集流管的内腔中且将所述第二集流管的内腔分隔成沿所述第二集流管的轴向间隔开的多个第二腔室。

进一步的，所述多个第一腔室和所述多个第二腔室一一对应。

进一步的，每个所述第一腔室上均设有与外部连通的第一开口，所述控制箱的壁上设有与所述多个第一开口一一对应的第三开口，每个所述第二腔室上均设有与外部连通的第二开口，所述气液分离器上设有与所述多个第二开口一一对应的第四开口。

进一步的，相邻两个所述第一隔离件之间具有相同数量的所述扁管。

进一步的，所述冷凝器还包括：连杆，所述连杆与所述驱动装置相连以在所述驱动装置的驱动下沿所述第一集流管的轴向移动，所述调节件连接在所述连杆上。

进一步的，所述驱动装置包括：执行器，所述执行器设在所述控制箱的顶部，所述连杆穿过所述控制箱的顶壁与所述执行器相连。

进一步的，所述调节件为板状且其厚度范围为1.0～2.0mm。

相对于现有技术，本发明所述的冷凝器具有以下优势：

根据本发明实施例的冷凝器，由于在第一集流管中分隔出多个第一腔室，在第二集流管中分隔出多个第二腔室，并且通过设置具有调节件的控制箱，从而通过调节件的移动，可以调节与第一控制子腔连通的第一腔室的数量，从而可以调节冷凝器的过冷区的扁管数量和冷凝区的扁管数量。也就是说，根据本发明实施例的冷凝器具有可调节过冷区面积的能力，从而应用该冷凝器可以使得制冷剂的过冷度可调。

本发明的另一目的在于提出一种车辆，包括：制冷系统，所述制冷系统设置有根据上述的冷凝器；控制器；车速采集器、车外温度采集器、车内温度采集器和/或制冷系统压力采集器，所述车速采集器、所述车外温度采集器、所述车内温度采集器和/或所述制冷系统压力采集器，以及所述驱动装置分别与所述控制器电连接。

所述车辆通过设置上述的冷凝器，可以提升车辆的品质。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的冷凝器的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的冷凝器的控制箱、调节件和驱动装置的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的冷凝器的调节件的结构示意图；

图4为本发明实施例所述的冷凝器的驱动装置的结构示意图；

图5为本发明实施例所述的冷凝器的一个工作状态的原理图；

图6为本发明实施例所述的冷凝器的另一个工作状态的原理图；

图7为本发明实施例所述的冷凝器的再一个工作状态的原理图。

附图标记说明：

冷凝器100；

第一集流管11；第一腔室111；制冷剂进口112；制冷剂出口113；第一开口114；

第二集流管12；第二腔室121；第二开口122；

扁管2；

第一隔离件31；第二隔离件32

气液分离器4；第四开口41；

控制箱5；控制腔51；第一控制子腔511；第二控制子腔512；通孔513；第三开口514；

调节件6；

连杆8；外螺纹81；

执行器9；外壳91；电机92；转盘93。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

其中需要说明的是，根据本发明实施例的冷凝器100特别适用于车辆的制冷系统，具体地，车辆的制冷系统包括压缩机、冷凝器100、节流装置和蒸发器，压缩机、冷凝器100、节流装置和蒸发器依次连接为一个循环，利用制冷剂的相变规律进行制冷或制热。当然本领域技术人员可知的是，根据本发明实施例的冷凝器100不仅可以用于车辆的制冷系统中，还可以用于其他类型的制冷系统中，例如家用空调等。这里将以冷凝器100用于车辆的制冷系统为例进行详细说明。

众所周知，在制冷原理中，冷凝器用于对制冷剂进行冷凝，制冷剂从气态变成液态，当制冷剂完全变成液态后继续冷凝就会产生过冷现象，由此可以增大系统过冷度，从而提高系统的制冷量。

对于布置空间小的车辆而言，一般情况下，冷凝器的总面积是确定的，现有技术中会将冷凝器分成冷凝区和过冷区，经过冷凝区冷凝后的制冷剂会流入到气液分离器中进行气液分离，液态的制冷剂再流回冷凝器的过冷区进行过冷。现有的冷凝器的冷凝区及过冷区的面积是固定不变的，而冷凝器的冷凝区是按照车辆所处的最恶劣的工作条件下确定的，过冷区面积固定，就只能为系统提供固定的过冷度。在车辆处于中等负荷及低负荷工况下，冷凝器面积存在使用浪费的情况。

下面参考图1-图7描述根据本发明实施例的冷凝器100，如图1-图7所示，根据本发明实施例的冷凝器100包括：第一集流管11、第二集流管12、多个扁管2、气液分离器4、控制箱5和驱动装置。

如图1所示，多个扁管2的两端分别与第一集流管11和第二集流管12相连以连通第一集流管11的内腔和第二集流管12的内腔，制冷剂可以在多个扁管2内流动，其中多个扁管2沿第一集流管11和第二集流管12的轴向方向均匀分布。特别地，相邻两个扁管2之间还设有翅片，由此可以提高换热面积。

其中，第一集流管11内具有沿其轴向间隔开的多个第一腔室111，第二集流管12内具有沿其轴向间隔开的多个第二腔室121。

在本发明的一个可选实施例中，第一集流管11内可以设置多个第一隔离件31，第二集流管12内可以设置多个第二隔离件32。如图1所示，多个第一隔离件31设在第一集流管11的内腔中且将第一集流管11的内腔分隔成沿第一集流管11的轴向间隔开的多个第一腔室111，多个第二隔离件32设在第二集流管12的内腔中且将第二集流管12的内腔分隔成沿第二集流管12的轴向间隔开的多个第二腔室121。可选地，第一隔离件31和第二隔离件32均为板状结构，多个第一隔离件31沿第一集流管11的轴向间隔开设置，多个第二隔离件32沿第二集流管12的轴向间隔开设置。

多个第一腔室111中距第一集流管11的第一端最近的一个第一腔室111具有制冷剂进口112，多个第一腔室111中距第一集流管11的第二端最近的一个第一腔室111具有制冷剂出口113。在本发明的一个具体示例中，如图1所示，多个第一腔室111中位于最上方的一个具有制冷剂进口112，该制冷剂进口112用于供从压缩机流出的制冷剂流入到冷凝器100中；如图1所示，多个第一腔室111中位于最下方的一个具有制冷剂出口113，该制冷剂出口113用于使在冷凝器100内冷凝或过冷完毕的制冷剂流出，进而在节流装置的作用下进行节流，再进行制冷剂的循环。

控制箱5内具有控制腔51，控制腔51内设有将控制腔51分隔成第一控制子腔511和第二控制子腔512的调节件6，多个第一腔室111中的一部分与第一控制子腔511连通且多个第一腔室111中的剩余部分与第二控制子腔512连通，调节件6可移动地设在控制腔51内以调节与第一控制子腔511连通的第一腔室111的数量。也就是说，调节件6在控制箱5内沿第一集流管11的轴向方向可移动。第二控制子腔512与制冷剂出口113连通，并且第二控制子腔512上设有与外部连通的通孔513，由此从制冷剂出口113流出的制冷剂可以通过第二控制子腔512向外流出，如此满足制冷剂在制冷系统中的循环。驱动装置设在控制箱5上且与调节件6相连以驱动调节件6移动。

在本发明的一个可选示例中，如图1所示，调节件6水平设在控制箱5内，调节件6的周壁与控制箱5内的控制腔51的内壁紧密贴合，由此将控制腔51分成上下两部分，控制腔51中位于调节件6上方的为第一控制子腔511，控制腔51中位于调节件6下方的为第二控制子腔512，第一控制子腔511至少与一个第一腔室111连通，第二控制子腔512至少与一个第一腔室111连通，也就是说，第一控制子腔511至少与图1中位于最上方的第一腔室111连通，第二控制子腔512至少与图1中位于最下方的第一腔室111连通。当调节件6在上下移动时，可以调整与第一控制子腔511连通的第一腔室111的数量，进而可以调整与第二控制子腔512连通的第一腔室111的数量。

气液分离器4的内腔分别与多个第二腔室121连通，气液分离器4具有气液分离的作用，流入到气液分离器4内的制冷剂可以进行气液分离。

如图5-图7所示，针对调节件6所处的不同位置，这里有多种冷凝器100的工作状态。

具体地，如图5所示的工作状态原理图，调节件6上方的第一控制子腔511仅与第一集流管11的位于最上方的第一腔室111连通，第二控制子腔512与除了最上方的第一腔室111的其余第一腔室111连通。进一步地，从制冷剂进口112进入的制冷剂首先进入到第一集流管11的位于最上方的第一腔室111内，进而再从位于最上方的第一腔室111流向与其连通的扁管2中。相应地，由于第二集流管12中也设有第二隔离件32，因此通过扁管2流向与这些扁管2连通的第二腔室121中，由于每个第二腔室121均与气液分离器4连通，因此从相应的第二腔室121流出的冷凝后的气液混合态的制冷剂进入到气液分离器4后进行气液分离，分离后得到的液态制冷剂就可以流向其余的第二腔室121中。

首先需要解释的是，从第一集流管11流向第二集流管12的制冷剂为气态向液态转换的过程，属于制冷剂的冷凝过程，而经过气液分离后的制冷剂，由于仅允许液态的制冷剂从第二集流管12向第一集流管11流动，因此这部分制冷剂属于饱和液体状态，在扁管2内继续换热就属于制冷剂的过冷过程，由此可以提高制冷剂的过冷度。

也就是说，图5所示的示例中，冷凝器100的扁管2与第一控制子腔511连通的部分属于冷凝器100的冷凝区，与第二控制子腔512连通的扁管2为冷凝器100的过冷区，制冷剂液体在其中产生过冷。其中，冷凝器100的扁管2通过与第一控制子腔511连通的第一腔室111与第一控制子腔511连通，冷凝器100的扁管2通过与第二控制子腔512连通的第一腔室111与第二控制子腔512连通。

如图6所示，第二控制子腔512仅与第一集流管11的位于最下方的第一腔室111连通，第一控制子腔511与除去最下方的第一腔室111的其余第一腔室111连通，制冷剂从制冷剂进口112进入后，通过与第一控制子腔511连通的多个第一腔室111进入扁管2，再流向第二集流管12，并且从多个相应的第二腔室121再流入气液分离器4后，液态制冷剂进入与第一集流管11最下方的第一腔室111连通的扁管2进入第一集流管11最下方的第一腔室111内，进而再通过第二控制子腔512排出冷凝器100。

与图5所示的工作状态不同的是，在进入气液分离器4之前，制冷剂流过的扁管2的数量远远大于图5所示的工作状态，也就是说，图6所示的工作状态中，冷凝器100的过冷区小于图5所示的工作状态中的过冷区，而冷凝器100的冷凝区大于图5所示的工作状态中的冷凝区。

如图7所示，第一控制子腔511与多个第一腔室111连通，第二控制子腔512也与多个第一腔室111连通，这样从制冷剂进口112进入的制冷剂，从与第一控制子腔511连通的扁管2流向第二集流管12的对应的多个第二腔室121，进而再进入到气液分离器4中，液态制冷剂再从其余的第二腔室121流向扁管2，并且流向相应的第一腔室111后再流向第二控制子腔512，再从制冷剂出口113排出。与图5和图6所示的工作状态不同的是，图7所示的工作状态中的过冷区小于图5所示的过冷区并且大于图6所示的过冷区，而图7所示的工作状态中的冷凝区大于图5所示的冷凝区并且小于图6所示的冷凝区。

综上，根据本发明实施例的冷凝器100，由于在第一集流管11中分隔出多个第一腔室111，在第二集流管12中分隔出多个第二腔室121，并且通过设置具有调节件6的控制箱5，从而通过调节件6的移动，可以调节与第一控制子腔511连通的第一腔室111的数量，从而可以调节冷凝器100的过冷区的扁管2数量和冷凝区的扁管2数量。也就是说，根据本发明实施例的冷凝器100具有可调节过冷区面积的能力，从而应用该冷凝器100可以使得制冷剂的过冷度可调。

优选地，多个第一腔室111和多个第二腔室121一一对应，由此可以使每个扁管2都可以有效地利用，即每个扁管2内都可以供制冷剂流动，可以供制冷剂进行冷凝或过冷。

具体地，每个第一腔室111上均设有与外部连通的第一开口114，每个第二腔室121上均设有与外部连通的第二开口122，控制箱5的壁上设有与多个第一开口114一一对应的第三开口514，气液分离器4上设有与多个第二开口122一一对应的第四开口41。也就是说，每个第一腔室111与控制箱5的第一控制子腔511或第二控制子腔512的连通是通过在第一腔室111与控制箱5的壁上设有开口完成，相应地，每个第二腔室121与气液分离器4的连通是通过在第二腔室121与气液分离器4的壁上设有开口完成，由此可以使冷凝器100的结构更加简单，容易制造。

可选地，相邻两个第一隔离件31之间具有相同数量的扁管2，由此可以使冷凝器100的冷凝区和过冷区的面积的调节更加均匀，冷凝器100的制冷和过冷效果更好。

如图2-图4所示，冷凝器100中还包括连杆8，连杆8与驱动装置相连以在驱动装置的驱动下沿第一集流管11的轴向移动，调节件6连接在连杆8上，由此可以使调节件6的结构更加简单，制造更加容易。可选地，调节件6为板状，且其厚度范围为1.0～2.0mm，过厚的调节件6可能会对制冷剂的流向存在阻挡作用，这样可以提高调节件6的调节精度，而且通过将调节件6的厚度控制在1.0～2.0mm内，还可以保证调节件6具有足够的结构强度。

在本发明的可选实施例中，驱动装置包括：执行器9，执行器9设在控制箱5的顶部，连杆8穿过控制箱5的顶壁与执行器9相连。通过执行器9来控制调节件6在上下方向的移动，从而可以使控制更加方便。

可选地，执行器9包括：外壳91、电机92和转盘93。电机92和转盘93设在外壳91内，转盘93与电机92相连，电机92可驱动转盘93转动，连杆8与转盘93相连，具体地，连杆8上可以设置外螺纹81，转盘93上可以设有内螺纹，电机92通电后驱动转盘93转动，通过转盘93的内螺纹与连杆8的外螺纹81配合，进而带动连杆8在上下方向上运动，最终实现控制调节件6在上下方向上的位置。

根据本发明第二方面的车辆，包括：制冷系统、控制器、车速采集器、车外温度采集器、车内温度采集器和/或制冷系统压力采集器。

制冷系统包括根据上述的冷凝器100。车速采集器、车外温度采集器、车内温度采集器和/或制冷系统压力采集器，以及驱动装置分别与控制器电连接。也就是说，车辆可以包括车速采集器、车外温度采集器、车内温度采集器、制冷系统压力采集器中的任意一个或任意多个。控制器通过车速采集器、车外温度采集器、车内温度采集器和/或制冷系统压力采集器的采集信息来控制驱动装置动作，进而控制调节件6在控制箱5内动作。

车速采集器用于采集车速值，并且将采集信息反馈给控制器，控制器可以根据车速信息来控制执行器9，并通过执行器9来调节调节件6的位置，进而可以调节冷凝器100的冷凝区和过冷区的面积。具体地，当车速较快时，对于冷凝器100的散热有一定的提升作用，此时可以控制调节件6向上移动缩小冷凝区的面积，进而提高过冷区的面积，提高制冷剂的过冷度，提高制冷量。反之则相反。

同理，车外温度采集器用于采集车外的温度信息，并且将采集信息反馈给控制器，控制器可以根据车外的温度信息来控制执行器9，并通过执行器9来调节调节件6的位置，进而可以调节冷凝器100的冷凝区和过冷区的面积。具体地，当车外温度过高时，热负荷大，对冷凝器100的散热有一定影响，为了保证制冷剂能够完全冷凝成液体，可以增大冷凝器100的冷凝区的面积，减小过冷区的面积。反之则反。

车内温度采集器用于采集车内的温度信息，并且将采集信息反馈给控制器，控制器可以根据车内的温度信息来控制执行器9，并通过执行器9来调节调节件6的位置，进而可以调节冷凝器100的冷凝区和过冷区的面积。具体地，当车内温度过高时，热负荷大，对冷凝器100的散热有一定影响，为了保证制冷剂能够完全冷凝成液体，可以增大冷凝器100的冷凝区的面积，减小过冷区的面积。反之则反。

制冷系统压力采集器用于采集制冷系统的整个系统的压力，并且将制冷系统压力采集信息反馈给控制器，控制器可以根据制冷系统压力的信息来控制执行器9，并通过执行器9来调节调节件6的位置，进而可以调节冷凝器100的冷凝区和过冷区的面积。具体地，当制冷系统压力过高时，为了保证制冷剂能够完全冷凝成液体，可以增大冷凝器100的冷凝区的面积，减小过冷区的面积。反之则反。

当然需要说明的是，上述的车速采集器、车外温度采集器、车内温度采集器、制冷系统压力采集器的采集信息对调节件6的控制可以是综合考虑，即控制器将车速采集器、车外温度采集器、车内温度采集器、制冷系统压力采集器的采集信息进行计算，综合考虑后判断制冷系统的综合热负荷，再对调节件6进行调节，由此最大程度提高系统制冷量。

综上，冷凝器100的控制更加自动化，从而可以提高车辆的品质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种冷凝器(100)，其特征在于，包括：

第一集流管(11)和第二集流管(12)，所述第一集流管(11)内具有沿其轴向间隔开的多个第一腔室(111)，所述第二集流管(12)内具有沿其轴向间隔开的多个第二腔室(121)，所述多个第一腔室(111)中距所述第一集流管(11)的第一端最近的一个第一腔室(111)具有制冷剂进口(112)，所述多个第一腔室(111)中距所述第一集流管(11)的第二端最近的一个第一腔室(111)具有制冷剂出口(113)；

多个扁管(2)，所述多个扁管(2)的两端分别与所述第一集流管(11)和所述第二集流管(12)相连以连通所述第一集流管(11)的内腔和第二集流管(12)的内腔；

气液分离器(4)，所述气液分离器(4)的内腔分别与所述多个第二腔室(121)连通；

控制箱(5)，所述控制箱(5)内具有控制腔(51)，所述控制腔(51)内设有将所述控制腔(51)分隔成第一控制子腔(511)和第二控制子腔(512)的调节件(6)，所述第二控制子腔(512)与所述制冷剂出口(113)连通，所述多个第一腔室(111)中的一部分与所述第一控制子腔(511)连通且所述多个第一腔室(111)中的剩余部分与所述第二控制子腔(512)连通，所述调节件(6)可移动地设在所述控制腔(51)内以调节与所述第一控制子腔(511)连通的第一腔室(111)的数量；

驱动装置，所述驱动装置设在所述控制箱(5)上且与所述调节件(6)相连以驱动所述调节件(6)移动。

2.根据权利要求1所述的冷凝器(100)，其特征在于，还包括：

多个第一隔离件(31)和多个第二隔离件(32)，所述多个第一隔离件(31)设在所述第一集流管(11)的内腔中且将所述第一集流管(11)的内腔分隔成沿所述第一集流管(11)的轴向间隔开的多个第一腔室(111)，所述多个第二隔离件(32)设在所述第二集流管(12)的内腔中且将所述第二集流管(12)的内腔分隔成沿所述第二集流管(12)的轴向间隔开的多个第二腔室(121)。

3.根据权利要求2所述的冷凝器(100)，其特征在于，所述多个第一腔室(111)和所述多个第二腔室(121)一一对应。

4.根据权利要求2所述的冷凝器(100)，其特征在于，每个所述第一腔室(111)上均设有与外部连通的第一开口(114)，所述控制箱(5)的壁上设有与所述多个第一开口(114)一一对应的第三开口(514)，每个所述第二腔室(121)上均设有与外部连通的第二开口(122)，所述气液分离器(4)上设有与所述多个第二开口(122)一一对应的第四开口(41)。

5.根据权利要求2所述的冷凝器(100)，其特征在于，相邻两个所述第一隔离件(31)之间具有相同数量的所述扁管(2)。

6.根据权利要求2所述的冷凝器(100)，其特征在于，还包括：

连杆(8)，所述连杆(8)与所述驱动装置相连以在所述驱动装置的驱动下沿所述第一集流管(11)的轴向移动，所述调节件(6)连接在所述连杆上。

7.根据权利要求6所述的冷凝器(100)，其特征在于，所述驱动装置包括：执行器(9)，所述执行器(9)设在所述控制箱(5)的顶部，所述连杆(8)穿过所述控制箱(5)的顶壁与所述执行器(9)相连。

8.根据权利要求6所述的冷凝器(100)，其特征在于，所述调节件(6)为板状且其厚度范围为1.0～2.0mm。

9.一种车辆，其特征在于，包括：

制冷系统，所述制冷系统设置有根据权利要求1-8中任一项所述的冷凝器(100)；

控制器；

车速采集器、车外温度采集器、车内温度采集器和/或制冷系统压力采集器，所述车速采集器、所述车外温度采集器、所述车内温度采集器和/或所述制冷系统压力采集器，以及所述驱动装置分别与所述控制器电连接。