CN107883616A - 过冷式水冷冷凝器 - Google Patents
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Abstract
本发明过冷式水冷冷凝器，含有冷凝主板、底板、盖板及制冷剂进出口、冷却水进出口，所述冷凝主板由水冷冷凝器板I与II多层交错叠加构成：在上一层水冷冷凝器板I与下一层水冷冷凝器板II之间形成冷却水流道，在上一层水冷冷凝器板II与下一层水冷冷凝器板I之间形成制冷剂流道；在冷凝主板左侧前端的上部设有制冷剂进口，左侧后端的上部设有冷却水出口；在冷凝主板右侧前端的下部设有冷却水进口，左侧后端的下部设有制冷剂出口；冷凝主板左侧下部通过贮液干燥器进出口管道连接贮液干燥器，贮液干燥器通过两根连接箍连接在所述底板上。本发明流体接触面积大、换热效率高，且冷凝温度不受环境影响，能适应新能源汽车的应用需要。
Description
技术领域
本发明涉及车用空调制造技术领域，具体的是一种过冷式水冷冷凝器。
背景技术
我国2017年《汽车产业中长期发展规划》记载着：将大力发展汽车先进技术，形成新能源汽车、智能网联汽车和先进节能汽车梯次合理的产业格局以及完善的产业配套体系，引领汽车产业转型升级。根据这一发展规划，到2020年，我国新能源汽车年产销将达到200万辆，动力电池单体比能量将达到300瓦时/公斤以上。在智能网联汽车方面，汽车DA（驾驶辅助）、PA（部分自动驾驶）、CA（有条件自动驾驶）系统新车装配率将超过50%，网联式驾驶辅助系统装配率达到10%，满足智慧交通城市的建设需求。
发展新能源汽车，水冷冷凝器（r134a)是关键部件之一，它作为新能源汽车的中间冷却器、热量回收器具有很好的应用前景。但是，目前的水冷冷凝器多为不锈钢钎焊或装配结构，其体积大、质量重、效率较低，不适合在新能源汽车上应用。而过冷式水冷冷凝器采用冷却水对制冷剂进行冷却，其体积小、质量轻、结构紧凑，换热效率高，适合在新能源汽车上应用。因此，研究过冷式水冷冷凝器成为车用空调制造企业的研究之重。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供适合新能源汽车使用的过冷式水冷冷凝器，它应该具有体积小、质量轻、结构紧凑，换热效率高的特点，而且应制造、使用和维修方便，便于在新能源汽车上推广应用。
为实现上述的目的，本发明采用了以下技术方案。
一种过冷式水冷冷凝器，设置在空调压缩机之后，构成车用空调系统的一部分，它利用冷却水箱里的冷却水对制冷剂进行冷却，含有冷凝主板、底板、盖板以及制冷剂进口、冷却水出口、制冷剂出口、冷却水进口和贮液干燥器，其特征在于，所述冷凝主板由水冷冷凝器板I与水冷冷凝器板II多层交错叠加构成，在上一层水冷冷凝器板I与下一层水冷冷凝器板II之间形成冷却水流道，在上一层水冷冷凝器板II与下一层水冷冷凝器板I之间形成制冷剂流道；在所述冷凝主板左侧前端的上部设有制冷剂进口，左侧后端的上部设有冷却水出口，在所述冷凝主板右侧前端的下部设有冷却水进口，左侧后端的下部设有制冷剂出口；制冷剂通过贮液干燥器进口管路进入贮液干燥器底部，制冷剂气液分离后从贮液干燥器出口管路再次进入过冷式水冷冷凝器；在所述冷凝主板左侧下部通过贮液干燥器进出口管道连接有贮液干燥器，所述贮液干燥器通过两根连接箍连接在所述底板上。
进一步，所述水冷冷凝器板I和水冷冷凝器板II为上下层面呈“W” 的波纹形结构；但，所述水冷冷凝器板I的上层面与所述水冷冷凝器板II的下层面相匹配，所述水冷冷凝器板I的下层面与所述水冷冷凝器板II的上层面相匹配，构成相邻的、但各自独立的冷却水流道和制冷剂流道。
进一步，所述波纹形结构的波形角度为90度，波形在垂直于波纹走势方向为正弦曲线结构。
进一步，在所述贮液干燥器内设有贮液干燥器进口管道和贮液干燥器出口管道。
进一步，所述贮液干燥器的进出口在主板上的同一位置，其中，中间部分为贮液干燥器进口管道，外侧部分为贮液干燥器出口管道。
本发明过冷式水冷冷凝器的积极效果是：
（1）冷凝主板由水冷冷凝器板I与水冷冷凝器板II多层交错叠加构成，冷却水流道与制冷剂流道在相邻的通道内各自流动，流体接触面积大、换热充分、换热效率高，且冷凝温度不受环境影响；解决了冷凝温度不稳定的问题，提高了车用空调的运行效率。
（2）冷凝器过冷段采用同一个口进出，开模较少；也使制造、使用和维修更方便。
（3）与现有风冷式冷凝器相比，具有体积小、质量轻、结构紧凑、安装空间小、换热效率高的优点；与现有水冷冷凝器相比，可实现过冷水冷，且冷凝器结构更为简单紧凑。
（4）换热效率高，能适应新能源汽车的应用需要，使新能源汽车空调运行更高效并有效降低碳排放，使新能源汽车的推广更加快速。
附图说明
图1为本发明过冷式水冷冷凝器的结构示意图。
图2为图1前部横向的剖视图。
图3为图1后部横向的剖视图。
图4为制冷剂进出口侧的剖视图。
图5为贮液干燥器的剖视图。
图6为水冷冷凝器主板的结构示意图。
图7为水冷冷凝器板I的结构示意图。
图8为水冷冷凝器板II的结构示意图。
图9为水冷冷凝器板I与水冷冷凝器板II叠加后的结构示意图。
图10为图9的局部放大图。
图中的标号分别为：
1、底板； 2、冷凝主板；
3、盖板； 4、制冷剂进口；
5、冷却水出口； 6、制冷剂出口；
7、冷却水进口； 8、贮液干燥器；
9、贮液干燥器进出口； 10、水冷冷凝器；
11、水冷冷凝器口； 12、贮液干燥器进口管道；
13、贮液干燥器出口管道； 14、冷却水流道；
15、制冷剂流道； 16、水冷冷凝器板I；
17、水冷冷凝器板II； 18、连接箍。
具体实施方式
以下结合附图给出本发明过冷式水冷冷凝器的具体实施方式，实施中的生产标准遵照现有产品的标准。但是需要指出：本发明的实施不限于以下的实施方式。
一种过冷式水冷冷凝器，它利用冷却水箱里的冷却水对制冷剂进行冷却，按设计它应该是设置在空调压缩机之后的，构成车用空调系统的一部分。
参见图1。本发明过冷式水冷冷凝器含有底板1、冷凝主板2、盖板3、制冷剂进口4、冷却水出口5、制冷剂出口6、冷却水进口7、贮液干燥器8、贮液干燥器进出口9、水冷冷凝器10、水冷冷凝器口11、贮液干燥器进口管道12、贮液干燥器出口管道13、冷却水流道14、制冷剂流道15、水冷冷凝器板I16、水冷冷凝器板II17、连接箍18。所涉及的结构件应尽可能地采用铝合金材质。
所述冷凝主板2由多层水冷冷凝器板I 16与水冷冷凝器板II 17交错叠加构成（参见图9和10）。所述水冷冷凝器板I 16和水冷冷凝器板II 17为上下层面呈“W”的波纹形结构（参见图6），所述波纹形结构的波形角度为90度，波形在垂直于波纹走势方向为正弦曲线结构，见图6中的A-A。
但在具体结构上，为配合安装，形成两层通道之间流体不同的结构，所述水冷冷凝器板I 16与所述水冷冷凝器板II 17在结构上是有区别的：所述水冷冷凝器板I 16（参见图7）的上层面与所述水冷冷凝器板II 17（参见图8）的下层面相匹配，在上一层水冷冷凝器板I 16与下一层水冷冷凝器板II 17之间形成相邻的、但独立的冷却水流道14。所述水冷冷凝器板I 16的下层面与所述水冷冷凝器板II 17的上层面相匹配，在上一层水冷冷凝器板II17与下一层水冷冷凝器板I 16之间形成相邻的、但独立的制冷剂流道15（参见图10）。
在所述冷凝主板2的下面设置底板1；在所述冷凝主板2的上面设置盖板3。对所述底板1和盖板3本发明没有特别的要求。
在所述冷凝主板2（包括盖板3）前面上部的两端设置制冷剂进口4和冷却水进口7（参见图2）；在所述冷凝主板2（包括盖板3）后面上部的两端设置冷却水出口5和制冷剂出口6（参见图3）。也即：在所述冷凝主板2（包括盖板3）左侧前端的上部设置制冷剂进口4，左侧后端的上部设置冷却水出口5；在所述冷凝主板2（包括盖板3）右侧前端的下部设置冷却水进口7，左侧后端的下部设置制冷剂出口6。所述制冷剂进口4和所述制冷剂出口6与所述制冷剂流道15的两端连接。所述冷却水进口7和所述冷却水出口5与所述冷却水流道14的两端连接（参考图9和10）。制冷剂通过贮液干燥器8进口管路进入贮液干燥器8底部，制冷剂气液分离后从贮液干燥器8出口管路再次进入过冷式水冷冷凝器。
在所述冷凝主板2左侧的下部通过贮液干燥器进出口9管道与所述贮液干燥器8连接，将所述贮液干燥器8通过两根连接箍18连接在所述底板1上（继见图1）。所述贮液干燥器8内部设有贮液干燥器进口管道12和贮液干燥器出口管道13（参见图4和图5），其中的中间部分为贮液干燥器进口管路12，外侧部分为贮液干燥器出口管路13。所述贮液干燥器进口管道12和贮液干燥器出口管道13与所述贮液干燥器进出口9连接。
本发明过冷式水冷冷凝器的工作原理为：
车用空调压缩机排出的高温高压制冷剂通过制冷剂进口4进入过冷式水冷冷凝器，从冷却水箱出来的温度较低的冷却水通过冷却水进口7进入过冷式水冷冷凝器（参见图1），通过冷凝主板2上相邻的、但独立的冷却水流道14和制冷剂流道15进行换热。换热之后的冷却水从冷却水出口5流回冷却水箱。而高温高压的制冷剂换热后温度降低成为气液混合的制冷剂，随后通过贮液干燥器进出口9的进口管道12进入贮液干燥器8进行气液分离，去除制冷剂中的水分和其他杂质；然后，液态制冷剂从贮液干燥器出口管道13流出贮液干燥器8再进入所述冷凝主板2的底部，与冷却水继续换热，充分发挥过冷式水冷冷凝器的作用，使制冷剂进一步降低温度，实现过冷；最后，制冷剂从制冷剂出口6流出，完成在过冷式水冷冷凝器中的全部冷凝过程。
Claims (5)
1.一种过冷式水冷冷凝器，设置在空调压缩机之后，构成车用空调系统的一部分，它利用冷却水箱里的冷却水对制冷剂进行冷却，含有冷凝主板（2）、底板（1）、盖板（3）以及制冷剂进口（4）、冷却水出口（5）、制冷剂出口（6）、冷却水进口（7）和贮液干燥器（8），其特征在于，所述冷凝主板（2）由水冷冷凝器板I（16）与水冷冷凝器板II（17）多层交错叠加构成，在上一层水冷冷凝器板I（16）与下一层水冷冷凝器板II（17）之间形成冷却水流道（14），在上一层水冷冷凝器板II（17）与下一层水冷冷凝器板I（16）之间形成制冷剂流道（15）；在所述冷凝主板（2）左侧前端的上部设有制冷剂进口（4），左侧后端的上部设有冷却水出口（5）；在所述冷凝主板（2）右侧前端的下部设有冷却水进口（7），左侧后端的下部设有制冷剂出口（6）；制冷剂通过贮液干燥器（8）进口管路进入贮液干燥器（8）底部，制冷剂气液分离后从贮液干燥器（8）出口管路再次进入过冷式水冷冷凝器；在所述冷凝主板（2）左侧下部通过贮液干燥器进出口（9）管道连接有贮液干燥器（8），所述贮液干燥器（8）通过两根连接箍（18）连接在所述底板（1）上。
2.根据权利要求1所述的过冷式水冷冷凝器，其特征在于，所述水冷冷凝器板I（16）和水冷冷凝器板II（17）为上下层面呈“W” 的波纹形结构；但，所述水冷冷凝器板I（16）的上层面与所述水冷冷凝器板II（17）的下层面相匹配，所述水冷冷凝器板I（16）的下层面与所述水冷冷凝器板II（17）的上层面相匹配，构成相邻的、但各自独立的冷却水流道（14）和制冷剂流道（15）。
3.根据权利要求2所述的过冷式水冷冷凝器，其特征在于，所述波纹形结构的波形角度为90度，波形在垂直于波纹走势方向为正弦曲线结构。
4.根据权利要求1所述的过冷式水冷冷凝器，其特征在于，在所述贮液干燥器（8）内设有贮液干燥器进口管道（12）和贮液干燥器出口管道（13）。
5.根据权利要求4所述的过冷式水冷冷凝器，其特征在于，所述贮液干燥器（8）的进出口在主板上的同一位置，其中，中间部分为贮液干燥器进口管道（12），外侧部分为贮液干燥器出口管道（13）。
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