CN105091425B - 毛细管节流装置及制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种毛细管节流装置及制冷设备。本发明实施例涉及电器设计及制造技术领域，用以减小管路振动，降低电器产品在工作过程中产生的流体脉动和冷媒噪声。本发明实施例提供的毛细管节流装置包括过滤器、毛细管和汇总管，毛细管连通过滤器和汇总，其中，至少有两条毛细管的长度不相等。本发明实施例提供的毛细管节流装置及制冷设备，可以应用于对用户舒适度和整机可靠性要求较高的电器设备。

Description

毛细管节流装置及制冷设备

技术领域

本发明实施例涉及电器设计及制造技术领域，尤其涉及一种毛细管节流装置及制冷设备。

背景技术

节流装置是实现制冷循环所必须的四个基本组成部件之一，在小型空调器、冰箱等制冷设备中，通常采用毛细管作为节流装置。

以空调器为例，图1为空调器制冷系统的结构示意图。如图1所示，空调器制冷系统包括：压缩机101、冷凝器102、毛细管节流装置103和蒸发器104。其制冷过程为：压缩机101将蒸发器104中的气态制冷剂吸入气缸并进行压缩，将低温、低压的制冷剂气体压缩成高温、高压的制冷剂气体，然后排入冷凝器102，气体制冷剂在冷凝器102中冷凝为液体，流向毛细管节流装置103，毛细管节流装置103通过其节流功能将高压液态制冷剂转变为气、液两相状态的制冷剂后送入蒸发器104中，制冷剂在蒸发器104中吸热汽化，使蒸发器104所在空间的温度降低，达到制冷效果。其中，压缩机101提供能量，推动制冷剂在制冷系统内流动，是制冷流动的动力源。毛细管节流装置103连接在冷凝器102和蒸发器104之间，使来自冷凝器102的制冷剂由高压液态转变为低压气、液两相状态，控制进入蒸发器104的制冷剂流量，实现系统节流功能。

现有技术中的毛细管节流装置103通常包括单条毛细管或者多条等长毛细管，图5为现有技术中的等长毛细管的节流装置的立体示意图，图2A、2B分别是单条毛细管和两条等长毛细管的示意图，在压缩机101的周期性压缩作用下，制冷剂在各毛细管中同步流动，因为从各毛细管流出的制冷剂之间的流体脉冲也同步，会产生管路震动问题因此，制冷系统管路中仍存在较大的压力脉动，导致管路震动强烈，冷媒噪声大。

发明内容

本发明的实施例提供一种毛细管节流装置，在实现制冷循环系统中的节流功能同时，可以减小空调器在工作过程中产生的流体脉动和管路振动，降低冷媒噪声。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供一种毛细管节流装置，包括：过滤器、毛细管和汇总管，所述毛细管连通所述过滤器与所述汇总管，其中，至少有两条所述毛细管的长度不相等。

如上所述的毛细管节流装置，可选的，所述毛细管的数量大于2，所述毛细管的长度各不相等。

如上所述的毛细管节流装置，其特征在于，所述毛细管的长度为一等差数列。

如上所述的毛细管节流装置，可选的，

将所述毛细管按长度从小到大的顺序排列，每相邻两条所述毛细管间的长度差为：d=λ/n，其中，λ为毛细管中脉冲流体的波长，n为所述毛细管节流装置中毛细管的数量。

如上所述的毛细管节流装置，可选的，所述毛细管经绕制后连通所述过滤器与所述汇总管，将所述毛细管按长度从小到大的顺序排列，每相邻两条所述毛细管间的长度差为毛细管的绕圈周长的整数倍。

如上所述的毛细管节流装置，可选的，所述毛细管的绕制半径为：r=d/2nπ，其中d为将所述毛细管按长度从小到大的顺序排列时，每相邻两条所述毛细管间的长度差，n为所述毛细管节流装置中毛细管的数量，π为圆周率。

如上所述的毛细管节流装置，可选的，所述毛细管的长度在0.2m-2.0m之间。

如上所述的毛细管节流装置，可选的，所述毛细管的内径在Φ0.5mm-Φ4.0mm之间。

如上任一项所述的毛细管节流装置，可选的，所述毛细管为铜管。

另一方面，本发明实施例提供一种制冷设备，包括：压缩机、冷凝器、毛细管节流装置和蒸发器，其中，所述毛细管节流装置采用本发明任意实施例所提供的毛细管节流装置。

本发明实施例提供的毛细管节流装置，通过将连接在过滤器和汇总管之间的毛细管设计成采用至少有两条毛细管的长度不相等，相较于现有技术中采用单条毛细管或者多条等长毛细管的节流装置，在本发明实施例中，由于采用的是长度不相同的毛细管，使得流经各毛细管的制冷剂之间存在一定的脉动相位差，当存在脉动相位差的制冷剂流到汇总管或者过滤器时，由于相互之间进行错峰填谷，使得汇总后的制冷剂的流体脉动得到降低，进而减小了管路振动，降低了制冷系统管路中的冷媒噪声，改善了用户的舒适度体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为空调器制冷系统的结构示意图；

图2为现有毛细管节流装置的结构示意图；

图2A为现有的单个毛细管的立体结构示意图；

图2B为现有两个毛细管的立体结构示意图；

图3为本发明实施例中毛细管节流装置的结构示意图；

图3A为本发明实施例中毛细管的结构分解图；

图3B为本发明实施例中毛细管的分解结构俯视图；

图3C为本发明实施例中毛细管的立体结构示意图；

图4本发明实施例提供的制冷设备的结构示意图；

图5为现有毛细管节流装置的立体结构示意图；

图6为本发明实施例中毛细管节流装置的立体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图3为本发明实施例毛细管节流装置的结构示意图。如图3所示，所述毛细管节流装置包括过滤器301、毛细管302和汇总管303，毛细管302连通所述过滤器301与所述汇总管303，其中，至少有两条毛细管302的长度不相等。

具体的，毛细管302的一端连接到过滤器301，另一端连接到汇总管303，过滤器301、汇总管303与蒸发器或者冷凝器连接。其中，毛细管302的数量可以为多条，其长度可以不相等。对于设置有不等长的毛细管的节流装置，由于制冷剂流经不同长度的毛细管后相互之间存在一定的脉动相位差，当这些存在脉动相位差的制冷剂流到汇总管或者过滤器时，相互之间进行错峰填谷，使得汇总后的制冷剂的流体脉动得到降低。

与现有技术中的毛细管相比本发明实施例提供的毛细管节流装置，采用多条毛细管，并且毛细管的长度不相等，由于流经不同长度的毛细管的制冷剂之间存在脉动相位差，使得汇总后的制冷剂的流体脉动得到降低。因此，能够减小管路振动，降低制冷系统管路中的冷媒噪声。

如上所述的毛细管节流装置，优选地，所述毛细管的长度各不相等。由于制冷剂流经不同长度的毛细管后相互之间存在一定的脉动相位差，因此，可以将所述节流装置中的毛细管的长度设计为都不相等。当各条毛细管的长度都不相等时，流经各条毛细管的制冷剂之间都存在脉动相位差，能够更进一步的降低汇总后的制冷剂的流体脉动。因此，也能够更进一步的减小管路振动，降低制冷系统管路中的冷媒噪声。

如上所述的毛细管节流装置，优选地，当毛细管的数量大于2时，所述毛细管的长度为一等差数列。即将所述毛细管按长度从小到大的顺序排列，每相邻两条所述毛细管间的长度差相等。当各条毛细管的长度都不相等，且当将毛细管按长度从小到大的顺序排列，每相邻两条毛细管间的长度差相等时，流经每相邻两条所述毛细管的制冷剂之间的脉动相位差也近乎相等，能够更有效的降低汇总后的制冷剂的流体脉动。因此，也能够更有效的减小管路振动，降低制冷系统管路中的冷媒噪声。

如上所述的毛细管节流装置，优选地，将所述毛细管按长度从小到大的顺序排列，每相邻两条所述毛细管间的长度差为：d=λ/n，其中，λ为毛细管中脉冲流体的波长，n为所述毛细管节流装置中毛细管的数量。

具体的，不同长度的毛细管对流经其内的制冷剂的降压效果不相同，当将毛细管按长度从小到大的顺序排列，使得每相邻两条所述毛细管间的长度差为d=λ/n时，能够更好的降低汇总后的制冷剂的流体脉动。例如，当n=2时，使得毛细管之间的长度差为空调额定工况下(GB/T7725)毛细管中脉冲流体的波长的1/2，类似地，当采用n条毛细管时，所述长度差d为空调额定工况下毛细管中脉冲流体的波长的1/n。其中，毛细管中脉冲流体的波长可以根据压缩机排量、压缩机运行频率、制冷剂质量流量及毛细管内径进行推算。

本实施例中，通过采用多条毛细管，且当将毛细管按长度从小到大的顺序排列，使得每相邻两条所述毛细管间的长度差为d=λ/n，其中，λ为毛细管中脉冲流体的波长，n为所述毛细管节流装置中毛细管的数量，使得汇总后的制冷剂获得了更平稳的流动效果，更进一步的减小了管路振动，降低了制冷系统管路中的冷媒噪声。

如上所述的毛细管节流装置，优选地，所述毛细管经绕制后固定连接在所述过滤器和所述汇总管之间，将所述毛细管按长度从小到大的顺序排列，每相邻两条所述毛细管间的长度差为毛细管的绕圈周长的整数倍。如果长度差d小于r=16mm时的绕圈周长时，可以通过改变毛细管的形状使各条毛细管两端的装配尺寸整齐一致。

具体的，在实际应用中，为了节约空间和便于后期维护，需要将毛细管绕制后连通过滤器与汇总管，对于采用多条不等长毛细管的节流装置，当将各毛细管按长度从小到大的顺序排列，使得每相邻两条毛细管间的长度差为毛细管的绕圈周长的整数倍时，能够使毛细管两端的装配尺寸整齐一致。

图3A为本发明实施例中毛细管的结构分解图，图3B为本发明实施例中毛细管的分解结构俯视图，图3C为本发明实施例中毛细管的立体结构示意图。如图3A所示，有2条长度不相等的毛细管，如图3B所示，当这2条毛细管之间的长度差为毛细管的绕圈周长的整数倍时，能够使得使毛细管两端的装配尺寸整齐一致。如图3C所示，将绕制后的毛细管302再连接在过滤器301和汇总管303之间。

图6为毛细管节流装置立体结构示意图，优选地，所述毛细管的绕制半径为：r=d/2nπ，其中d为将所述毛细管按长度从小到大的顺序排列时，每相邻两条所述毛细管间的长度差，n为所述毛细管节流装置中毛细管的数量，π为圆周率。

具体的，当r=d/2nπ，d刚好为绕圈周长的n倍，即，将毛细管按长度从小到大的顺序排列时，对于长度相邻的毛细管，较长的毛细管比较短的毛细管多绕制n圈。

基于上文中的阐述，在实际应用中，可以使采用的毛细管在以从小到大的顺序排列时，每相邻两条所述毛细管间的长度差为d=λ/n，毛细管的绕制半径为r=d/2nπ，这样，不但能够获得较佳的技术效果，而且能够使各毛细管两端的装配尺寸保持一致。如果长度差d小于r=16mm时的绕圈周长时，可以通过改变毛细管的形状使各条毛细管两端的装配尺寸整齐一致。

如上所述的毛细管节流装置，优选地，所述毛细管的长度在0.2m-2.0m之间；所述毛细管的内径在Φ0.5mm-Φ4.0mm之间；所述毛细管为铜管。

具体的，毛细管节流装置中的毛细管通常情况下采用铜制毛细管，管内直径在Φ3mm以下，在实际应用中，可以采用内径在Φ0.5mm-Φ4.0mm之间，长度在0.2m-2.0m之间的紫铜管作为毛细管。由于制冷剂在毛细管中的节流过程难以用精确的数学模型来表达，因此，毛细管的设计通常需要通过大量的实验，经过不断测试，根据具体应用环境做具体选择，最终使得节流装置的工作效果达到最佳。

图4本发明实施例提供的制冷设备的结构示意图。如图4所示，本实施例的制冷设备可以包括压缩机401、冷凝器402、毛细管节流装置403和蒸发器404，其制冷过程为：压缩机401将蒸发器404中的气态制冷剂吸入气缸并进行压缩，将低温、低压的制冷剂气体压缩成高温、高压的制冷剂气体，然后排入冷凝器402，气体制冷剂在冷凝器402中冷凝为液体，流向毛细管节流装置403，毛细管节流装置403通过其节流功能将高压液态制冷剂转变为气、液两相状态的制冷剂后送入蒸发器404中，制冷剂在蒸发器404中吸热汽化，使蒸发器404所在空间的温度降低，达到制冷效果。其中，所述毛细管节流装置403可以采用本发明任意实施例所提供的毛细管节流装置。

本发明实施例提供的制冷设备，由于毛细管节流装置采用多条毛细管，并且毛细管的长度不相等，还可以进一步设置毛细管间的长度差，使得流经各毛细管的制冷剂之间存在的脉动相位差能够更有效的使汇总后的制冷剂的流体脉动降低。因此，也能够更有效的减小管路振动，降低制冷系统管路中的冷媒噪声。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种毛细管节流装置，包括：过滤器、毛细管和汇总管，所述毛细管连通所述过滤器与所述汇总管，其特征在于，毛细管的数量大于2,所述毛细管的长度各不相等；

所述毛细管的长度的数值为一等差数列；

将所述毛细管按长度从小到大的顺序排列，每相邻两条所述毛细管间的长度差为：d＝λ/n，其中，λ为毛细管中脉冲流体的波长，n为所述毛细管节流装置中毛细管的数量。

2.根据权利要求1所述的毛细管节流装置，其特征在于，所述毛细管经绕制后连通所述过滤器与所述汇总管，将所述毛细管按长度从小到大的顺序排列，每相邻两条所述毛细管间的长度差为毛细管的绕圈周长的整数倍。

3.根据权利要求2所述的毛细管节流装置，其特征在于，所述毛细管的绕制半径为：r＝d/2nπ，其中d为将所述毛细管按长度从小到大的顺序排列时，每相邻两条所述毛细管间的长度差，n为所述毛细管节流装置中毛细管的数量，π为圆周率。

4.根据权利要求1所述的毛细管节流装置，其特征在于，所述毛细管的长度在0.2m-2.0m之间。

5.根据权利要求1所述的毛细管节流装置，其特征在于，所述毛细管的内径在Φ0.5mm-Φ4.0mm之间。

6.根据权利要求1-5任一项所述的毛细管节流装置，其特征在于，所述毛细管为铜管。

7.一种制冷设备，包括：压缩机、冷凝器、毛细管节流装置和蒸发器，其特征在于，所述毛细管节流装置为权利要求1-6任一所述的毛细管节流装置。