CN105650951B - 一种用于空调制冷系统的微通道回热器 - Google Patents
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Abstract
一种用于空调制冷系统的微通道回热器，包括设置在壳体内的端板，盖在端板上的盖板，垂直设置在端板间将回热器分成若干壳程的多个挡板，设置在壳程中间的多个扁管，还包括设置在回热器壳体同一侧面上部的带有进气口的上侧腔，下部的带有出气口的下侧腔；多个挡板中相邻挡板相间隔的与上侧腔或下侧腔连通，与下侧腔未连通的挡板位于下侧腔内的部分开有排油孔用于排出润滑油；该回热器结构紧凑，能够增强换热效率，增大换热有效面积，提高压缩机吸气过热度，同时减小制冷剂充注量，且具有储液功能。
Description
技术领域
本发明涉及制冷技术领域，具体涉及一种用于空调制冷系统的微通道回热器。
背景技术
在空调制冷系统中，为了提高系统的制冷量和保障系统的正常运行，有时会装有回热器。回热器使来自冷凝器的过冷液体和来自蒸发器的过热蒸气进行热交换。交换的结果是制冷剂液体过冷度增加，回气管中空调蒸气的过热度增加，使进入压缩机的制冷剂气体温度提高。这样，不仅可增加单位制冷量与增强蒸发器换热效率，而且可以减少无效过热。对于某些碳氢类制冷剂，如R290，通过增加回热器来提高压缩机的吸气温度与润滑油的工作温度，可以减小制冷剂在润滑油池中的溶解度、提高润滑油最小粘度，从而提高压缩机的可靠性。因此，在蒸气压缩式制冷循环中，有时会在系统中安装一个回热器确保制冷系统正常运行。
现有的应用于小型制冷装置的回热器主要有贴附式和套管式两种类型。对于上述的两种回热器，存在一些缺点和不足，主要表现在换热的有效面积小，换热效果不好，结构复杂，尺寸较大，不够紧凑。回热器的增加将大大提高制冷系统中制冷剂的充注量较大。
微通道换热器技术最早出现于电子领域电子元件的散热技术上，微孔传热可大大提高传热和传质效率。上世纪90年代，这一技术被扩展应用到汽车空调领域，其质量轻、换热系数高、耐腐蚀的特点正好满足了汽车空调对于高性能换热器的需求。通过微通道技术，可以提出新的回热器结构，解决上述传统回热器存在的一些缺点和不足。
发明内容：
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明提出了一种用于空调制冷系统的微通道回热器，该回热器结构紧凑，能够增强换热效率，增大换热有效面积，提高压缩机吸气过热度，同时减小制冷剂充注量，并具有储液功能。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于空调制冷系统的微通道回热器，包括分别设置在壳体内上端和下端的下端板03a和上端板03b，分别盖在下端板03a和上端板03b外部的下盖板04a和上盖板04b，垂直设置在下端板03a和上端板03b间将回热器分成若干壳程的多个挡板09，设置在壳程中间的一个或多个扁管10，扁管10两端分别穿过下端板03a和上端板03b；右边第一个壳程内扁管的上部槽口与上盖板04b上的液体流道连通，并与上盖板04b顶部的液体出口管02连通，右边第一个壳程内扁管的下部槽口与右边第二个壳程内扁管的下部槽口通过下盖板04a底部液体出口管02连通，以此类推，最左边壳程内扁管的下部槽口与下盖板04a上的液体流道连通，并与下盖板04a底部的液体入口管01连通；还包括设置在回热器壳体同一侧面上部的带有进气口05的上侧腔07，下部的带有出气口06的下侧腔08；所述多个挡板09中相邻挡板相间隔的与上侧腔07或下侧腔08连通，与下侧腔08未连通的挡板09位于下侧腔08内的部分开有排油孔11用于排出润滑油。
所述上侧腔07的上表面与上端板03b的上平面平齐，下侧腔08下平面与下端板03a的上平面平齐。
所述扁管10的两侧设置有泡沫金属或者金属翅片。
所述泡沫金属材料为铜，采用导热性好的有机硅胶固定在扁管10上。
所述金属翅片为平直翅片或锯齿翅片，厚度为0.2至0.3毫米，材料为铝合金。
当为奇数个壳程时，进气口05和出气口06以及液体入口管01和液体出口管02分别在回热器的两端，进气口05和出气口06处于不同的侧腔；当为偶数个壳程时，进气口05和出气口06以及液体入口管01和液体出口管02在回热器的同一端，即进气口05和出气口06处于同一侧腔。
所述壳程为三个，相应的，多个挡板09的数量为两个，分别为第一挡板09a和第二挡板09b。
和现有技术相比较，本发明具备如下优点：
第一，本发明所述回热器采用了微通道扁管和泡沫金属或金属翅片，这增加了回热器的有效换热面积，使换热效果明显增强，提高压缩机吸气过热度。且采用微通道结构后，可使制冷剂的充注量减小，并且回热器结构紧凑，冷量损失可以减少。
第二，本发明所述回热器壳程中填充了以铜为材质的泡沫金属或金属翅片，这进一步增强了回热器内部气体液体的换热，使换热效果进一步增强。
第三，本发明所述回热器处最后一个壳程以外，其他壳程底部可以储存一定量的制冷剂液体，防止压缩机液击的发生，故而可以舍去家用空调系统中的储液器，节约储液器制造成本。
说明书附图
图1是本发明所述回热器的外形示意图。
图2是本发明所述回热器的剖视图(后视图)，视图方向为图1所示的A方向。
图3是本发明所述回热器的截面图A—A(仰视图)，视图方向为图1所示的B方向。
图4是本发明所述回热器的截面图B—B(仰视图)，视图方向为图1所示的B方向。
图5是本发明所述回热器的截面图C—C(仰视图)，视图方向为图1所示的B方向。
图6是本发明所述回热器的截面图D—D(仰视图)，视图方向为图1所示的B方向。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述。
工作时，高温液体制冷剂在回热器的微通道扁管10内流动。低温制冷剂气体则在回热器的各个壳程(①②和③)内流动，与扁管10内的制冷剂液体发生热交换，扁管10内的高温液体制冷剂液体放热进一步过冷，而壳程内的低温制冷剂气体则因吸收了液体的热量而进一步过热。液体制冷剂和气体制冷剂逆流换热。
图1是本微通道回热器实施例的外形示意图，图2为其内部结构剖视图，方向为A方向(见图1)，该回热器实施例为三壳程的结构，其中扁管10数目为三个(10a、10b和10c)，挡板09数目为两个(09a和09b)。如图1所示，挡板09将回热器分为三个壳程①②和③。每个壳程内设置有扁管10(见图2)。液体制冷剂在扁管10内部流动，气体制冷剂在扁管10外部(即壳程内部)流动。如图2所示，扁管10两端分别插入到下端板03a和上端板03b上，下端板03a和上端板03b上分别盖有下盖板04a和上盖板04b。扁管10两头的侧面开槽，可分别与下盖板04a和上盖板04b上的液体流道配合，使液体制冷剂按照盖板上所设计流道流动。
液体流动路线：图2为其内部结构剖视图，其视图方向为A方向(见图1)。图3和图4分别为回热器在A-A和B-B截面(见图2)上的截面图，其方向为B方向(见图1)。如图2所示，自冷凝器流出的高温液体从液体入口管01流入回热器，经下盖板04a上的流道流入第一扁管10a(见图3)，后经第一扁管10a向上流入上盖板04b，经盖板04b中的流道换道后从第一扁管10a流入第二扁管10b(见图4)，后经扁管第二10b向下流入下盖板04a，经下盖板04a中的流道换道后从第二扁管10b流入第三扁管10c(见图3)，如此反复，最终由盖板04b上的液体出口管02流出。
气体流动路线：图5和图6分别为回热器在C-C和D-D截面(见图2)上的截面图，其方向为B方向(见图1)。如图1所示，由于第一挡板09a和第二挡板09b的作用，上侧腔07的第①壳程与第②壳程之间不连通，第②壳程与第③壳程之间连通。下侧腔08的第①壳程与第②壳程之间连通，第②壳程与第③壳程之间不连通。气体从上侧腔07的进气口05流入第①壳程并向下流动(见图2和图5)，而后经下侧腔08由第①壳程流入第②壳程并向上流动(见图2和图6)，后又经上侧腔07由第②壳程流入第③壳程并向上流动(见图2和图5)，如此反复，最终由下侧腔08的出气口06流出(见图6)。
上述下侧腔08中第②壳程与第③壳程之间不连通，但在第二挡板09b中开有排油孔11用于排出润滑油(见图1)。
上述上侧腔07的上表面与上端板03b平齐(见图2)。
上述下侧腔08与下端板03a的上平面平齐(见图2)。在第①壳程和第②壳程底部可以储存一定量的制冷剂液体，防止液态制冷剂直接进入压缩机，造成液击发生。
上面所述方案中仅有三个壳程，可以根据需求及换热效果来更改壳程个数。当为奇数个壳程时，进气口05和出气口06以及液体入口管01和液体出口管02分别在回热器的两端，进气口05和出气口06处于不同的侧腔；当为偶数个壳程时，进气口05和出气口06以及液体入口管01和液体出口管02在回热器的同一端，即进气口05和出气口06处于同一侧腔。
当上面所述方案中仅有一个壳程，为了达到储液的功能，可以将进气口安装于回热器下侧腔，将排气口安装于上侧腔，并在回热器底部安装回油管，保证润滑油顺利流回压缩机。
上面所述的一个壳程内的扁管个数可以根据需要及换热效果来决定安装一个或者多个，为了描述方便，本实施例中以安装一个为例说明。
作为本发明的优选实施方式，所述泡沫金属材料为铜或其他金属。泡沫金属填充于扁管10的两侧，并且用导热性好的有机硅胶固定在扁管10和挡板09上，用于提高气体侧的换热效率。
作为本发明的优选实施方式，所述翅片为平直翅片或锯齿翅片，厚度为0.2至0.3毫米，材料为铝合金或其他金属。
Claims (5)
1.一种用于空调制冷系统的微通道回热器，其特征在于：包括分别设置在壳体内上端和下端的下端板(03a)和上端板(03b)，分别盖在下端板(03a)和上端板(03b)外部的下盖板(04a)和上盖板(04b)，垂直设置在下端板(03a)和上端板(03b)间将回热器分成若干壳程的多个挡板(09)，设置在壳程中间的一个或多个扁管(10)，扁管(10)两端分别穿过下端板(03a)和上端板(03b)；右边第一个壳程内扁管的上部槽口与上盖板(04b)上的液体流道连通，并与上盖板(04b)顶部的液体出口管(02)连通，右边第一个壳程内扁管的下部槽口与右边第二个壳程内扁管的下部槽口通过下盖板(04a)底部液体出口管(02)连通，以此类推，最左边壳程内扁管的下部槽口与下盖板(04a)上的液体流道连通，并与下盖板(04a)底部的液体入口管(01)连通；还包括设置在回热器壳体同一侧面上部的带有进气口(05)的上侧腔(07)，下部的带有出气口(06)的下侧腔(08)；所述多个挡板(09)中相邻挡板相间隔的与上侧腔(07)或下侧腔(08)连通，与下侧腔(08)未连通的挡板(09)位于下侧腔(08)内的部分开有排油孔(11)用于排出润滑油；
所述上侧腔(07)的上表面与上端板(03b)的上平面平齐，下侧腔(08)下平面与下端板(03a)的上平面平齐；
所述扁管(10)的两侧设置有泡沫金属或者金属翅片。
2.根据权利要求1所述的用于空调制冷系统的微通道回热器，其特征在于：所述泡沫金属材料为铜，采用导热性好的有机硅胶固定在扁管(10)上。
3.根据权利要求1所述的用于空调制冷系统的微通道回热器，其特征在于：所述金属翅片为平直翅片或锯齿翅片，厚度为0.2至0.3毫米，材料为铝合金；翅片的对折线与气体流动方向相同。
4.根据权利要求1所述的用于空调制冷系统的微通道回热器，其特征在于：当为奇数个壳程时，进气口(05)和出气口(06)分别在回热器的两端,即分别位于上侧腔(07)和下侧腔(08)，液体入口管(01)和液体出口管(02)分别在回热器的两端，即分别位于下盖板(04(a))和上盖板(04(b))上；当为偶数个壳程时，进气口(05)和出气口(06)处于同一侧腔，液体入口管(01)和液体出口管(02)在回热器的同一盖板上。
5.根据权利要求1所述的用于空调制冷系统的微通道回热器，其特征在于：所述壳程为三个，相应的，多个挡板(09)的数量为两个，分别为第一挡板(09a)和第二挡板(09b)。
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