CN110030772A - 一种车用空调冷凝器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车用空调冷凝器，所述冷凝器包括第一扁管、第二扁管和翅片；所述第二扁管套设于所述第一扁管的外侧，所述翅片设置于所述第二扁管的外壁上；所述第二扁管的内壁和所述第一扁管的外壁之间具有间隙，所述间隙用于流通制冷剂；所述第一扁管的管腔用于流通车辆动力散热回路中的冷却液；所述翅片和所述第二扁管外壁之间充有空气；所述冷凝器能够使制冷剂、冷却液和空气之间进行热量交换。采用本发明，具有能够将动力系统运行的热量用于空调制热、提升热交换效果、便于制造以及工艺成本低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷凝器，尤其涉及一种用于车辆空调的冷凝器。
背景技术
车辆空调冷凝器是将压缩机送来的高温、高压的气态制冷剂转变为液态制冷剂，制冷剂在冷凝器中散热而发生状态的改变。散热器用于车辆动力系统的散热，其冷却液在散热器芯内流动，空气在散热器外通过，热的冷却液由于向空气散热而变冷。不论是在传统的内燃机动力车辆还是新能源汽车上，冷凝器和发动机散热器是两个独立的部件，需单独加工生产、单独运输及管理，整车进行分别装配，不但造成了零部件成本上升，而且整车布置空间要求较大。
目前的新能源汽车的热管理系统中，对车内的加热或者是对电池加热均采用电加热的方式，对整车的续航里程造成了影响。在低温环境下，尤其是-20摄氏度及以下，对续航里程的影响尤其明显。目前已有的散热器和冷凝器集成方案仅是在冷凝器和散热器集流管上进行整合为一体，散热管及冷凝管采用并联式或串联式布置，布置空间并未减少，且无法利用电机及电控系统的热量。中国专利“一种汽车空调冷凝器”，申请号：201320449616.8，提出了将水箱集成在在冷凝器上和用集流管整合冷凝器和水箱积液管的结构，实现汽车散热器和冷凝器的一体化制造，但制冷剂流道和散热器流道是不接触，不关联的，无法利用电机电控的热量给制冷剂增温。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种车用空调冷凝器，所述冷凝器包括第一扁管、第二扁管和翅片；
所述第二扁管套设于所述第一扁管的外侧，所述翅片设置于所述第二扁管的外壁上；
所述第二扁管的内壁和所述第一扁管的外壁之间具有间隙，所述间隙与车辆压缩机连通，用于流通制冷剂；所述第一扁管的管腔与动力装置连通，用于流通车辆动力散热回路中的冷却液；所述翅片和所述第二扁管外壁之间充有空气；以使得所述制冷剂、所述冷却液和所述空气之间进行热量交换。
进一步的，所述第二扁管的内壁均匀设有若干内齿，所述内齿的齿尖与所述第一扁管的外壁贴合；相邻两个所述内齿之间构成所述制冷剂的流道。
进一步的，所述第一扁管的管腔被分隔成若干个第一流道，所述第一流道用于流通冷却液。
进一步的，所述第一流道的截面形状包括方形、圆形、三角形和平行四边形。其中，所述第一流道的截面是指与介质流动垂直的截面。
进一步的，所述第一扁管的内壁设有若干长条状凸起，所述凸起沿着所述第一扁管的长度方向延伸。
进一步的，所述第一扁管沿长度方向多次弯曲，所述第二扁管沿长度方向多次弯曲。
进一步的，所述第二扁管多次弯曲形成多个平直部和多个弯曲部，所述翅片设置于相邻两个所述平直部之间。
进一步的，所述翅片沿长度方向多次弯曲形成连续S形，且所述翅片的弯曲处与所述第二扁管的外壁贴合。
进一步的，所述冷凝器还包括第一集流进液管、第一集流出液管、第二集流进气管和第二集流出液管；
所述第一集流进液管与所述第一扁管的进液端连接，第一集流出液管与所述第一扁管的出液端连接；
所述第二集流进气管与所述第二扁管的进气端连接，第二集流出液管与所述第二扁管的出液端连接。
进一步的，所述冷凝器还包括第一边板和第二边板，所述第一边板和所述第二边板分别设置于所述冷凝器两侧翅片的外侧。
所述冷凝器的工作过程为：
(1)在外界环境温度较高时，比如在夏季，汽车空调的制冷剂在冷凝器的第一扁管和第二扁管之间流通，第二扁管和翅片之间具有空气，制冷剂与空气流进行热交换，以使空调回路进行制冷；而动力系统中的冷却液流通于其他管路进行散热。
(2)在外界环境温度较低时，比如在冬季，汽车空调的制冷剂在冷凝器的第一扁管和第二扁管之间流通，动力系统中的冷却液在第一扁管的管腔内流通，第二扁管和翅片之间具有空气；此时，冷凝器用于热泵空调系统，制冷剂能够从冷却液和空气中(即周围环境中)吸收热量；其能够将动力系统散热回路的热量吸收补偿车内暖风芯体，给车内加热。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
(1)本发明所述的冷凝器将传统的冷凝器和散热器集成在一起，能够使制冷剂、冷却液和空气三者之间进行热交换，其既能满足夏天制冷时的散热需求，又能在冬季制热时将冷却液的热量吸收传送给乘客舱；尤其是在低温环境下能够实现空调系统的高效运行，能源利用率高；
(2)本发明所述的冷凝器，其将用于流通冷却液的第一扁管设置于第二扁管内，其集成度高，可降低两个单独零部件的运输管理成本，降低整套系统的布置难度，以及提高生产节拍；
(3)第二扁管内设有内齿，不但能够使介质制冷剂均匀通过第一扁管和第二扁管之间的间隙中，提升其散热效果，还能够在制造时便于第一扁管定位，降低生产工艺成本；
(4)另外，第一扁管内也被分隔成若干第一流道，其使冷却液均匀分布于所述第一扁管的管腔内，增大热交换面积，提升其热交换效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，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的介绍，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它附图。
图1是本发明所述冷凝器的一种轴侧视角的结构示意图；
图2是图1中冷凝器的主视图；
图3是图2中冷凝器的左视图；
图4是图2中冷凝器的俯视图；
图5是本发明所述冷凝器的另一种结构示意图；
图6是本发明所述冷凝器的另一种结构示意图；
图7是本发明所述冷凝器的第一扁管和第二扁管处的局部放大图；
图8是本发明所述冷凝器的第一扁管和第二扁管处的截面图；
图9是本发明所述第一扁管的一种截面图；
图10是本发明所述第一扁管的另一种截面图；
图11是本发明所述第一扁管的另一种截面图。
其中，图中附图对应标记为：1-第一扁管；101-第一流冷凝器用于热泵空调系统道；102-凸起；2-第二扁管；201-内齿；202-平直部；203-弯曲部；3-翅片；4-第一集流进液管；5-第一集流出液管；6-第二集流进气管；7-第二集流出液管；8-第一边板；9-第二边板。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一个实施例，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的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。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
实施例：
本发明提供了一种车用空调冷凝器，所述冷凝器包括第一扁管1、第二扁管2和翅片3；
所述第二扁管2的内壁和所述第一扁管1的外壁之间具有间隙，所述间隙与车辆压缩机连通，用于流通制冷剂；所述第一扁管1的管腔与动力装置连通，用于流通车辆动力散热回路中的冷却液；所述翅片3和所述第二扁管2外壁之间充有空气；以使得所述制冷剂、所述冷却液和所述空气之间进行热量交换。
在一些实施例中，如图7和图8所示，所述第二扁管2的内壁均匀设有若干内齿201，所述内齿201的齿尖与所述第一扁管1的外壁贴合；相邻两个所述内齿201之间构成所述制冷剂的流道。在冷凝器使用时，所述内齿201能够使介质制冷剂均匀流动，这是由于当制冷剂为气态时容易聚集在所述第二扁管2的上侧，而当其为液体时又容易聚集在所述第二扁管2的下侧；所述内齿201能够使制冷剂均匀分布于所述第一扁管1和所述第二扁管2之间的间隙中，能够增加有效换热面积，提升换热效率。另外，所述内齿201还能够定位所述第一扁管1，保证所述第一扁管1的外壁和所述第二扁管2的内壁之间的间隔距离均匀，便于其制造，降低生产成本。
进一步的，所述内齿201的条数随着所述第二扁管2的宽度变化。
在一些实施例中，如图7和图8所示，所述第一扁管1的管腔被分隔成若干个第一流道101，所述第一流道101用于流通冷却液。所述第一扁管1被分隔成若干第一流道101后，能够使冷却液均匀分布于所述第一扁管1的管腔内，增大热交换面积，提升其热交换效果。
进一步的，所述第一流道101的个数随着第一扁管1的宽度变化。
进一步的，如图8至图11所示，所述第一流道101的截面形状包括方形、圆形、三角形、平行四边形等规则或不规则形状。其中，所述第一流道101的截面是指与介质流动垂直的截面。
在一些实施例中，如图7和图8所示，所述第一扁管1的内壁设有若干长条状凸起102，所述凸起102沿着所述第一扁管1的长度方向延伸。所述凸起102能够进一步增大所述第一扁管1的热交换面积。
进一步的，所述凸起102为锯齿状。
在一些实施例中，所述第一扁管1沿长度方向多次弯曲，所述第二扁管2沿长度方向多次弯曲。
进一步的，如图1、图2和图6所示，所述第一扁管1沿长度方向多次弯曲回转形成连续的S形，所述第二扁管2沿长度方向多次弯曲回转形成连续的S形。
进一步的，如图5所示，所述第一扁管1和所述第二扁管2还可以沿其长度方向多次弯曲形成类“回”字形结构。
在一些实施例中，如图2和图5所示，所述第二扁管2多次弯曲形成多个平直部202和多个弯曲部203，所述翅片3设置于相邻两个所述平直部202之间。
进一步的，在S形的第二扁管2中，所述翅片3还可设置于首尾两个平直部202的外侧；在“回”字形的第二扁管2中，所述翅片3还可设置最外侧平直部202的外侧。所述第一扁管1和所述第二扁管2不论是弯曲为连续的S形还是类“回”字形抑或是其他形状，其能够在单位扁管长度内，使第一扁管1和第二扁管2紧凑布置，在不改变其散热能力的前提下，使其占用空间更小。
在一些实施例中，如图2所示，所述翅片3沿长度方向多次弯曲形成连续S形，且所述翅片3的弯曲处与所述第二扁管2的外壁贴合。
在一些实施例中，如图5所示，所述翅片3还可以为沿其长度方向多次弯折形成三角形，且所述三角形翅片3的弯折处于所述第二扁管2的外壁贴合。所述翅片3不论是连续的S形还是三角形或是其他形状，其能够增大介质空气与制冷剂之间的热交换面积，提升热交换效果。
在一些实施例中，如图1和图6所示，所述冷凝器还包括第一集流进液管4、第一集流出液管5、第二集流进气管6和第二集流出液管7；所述第一集流进液管4与所述第一扁管1的进液端连接，第一集流出液管5与所述第一扁管1的出液端连接；所述第二集流进气管6与所述第二扁管2的进气端连接，第二集流出液管7与所述第二扁管2的出液端连接。
在一些实施例中，所述第一集流进液管4、所述第一集流出液管5、所述第二集流进气管6和所述第二集流出液管7为一体成型的圆筒型铝管。
进一步的，所述第一集流进液管4、所述第一集流出液管5、所述第二集流进气管6和所述第二集流出液管7还可以为方形等规则和不规则形状。
进一步的，如图1所示，所述第一集流进液管4和所述第二集流进气管6设置于所述冷凝器的上端；所述第一集流出液管5和所述第二集流出液管7设置于所述冷凝器的下端；且，所述第一集流进液管4、所述第一集流出液管5、所述第二集流进气管6和所述第二集流出液管7位于所述冷凝器的同侧。
进一步的，在图5所示的结构中，所述第一集流进液管4和所述第二集流进气管6设置于所述冷凝器的上端；所述第一集流出液管5和所述第二集流出液管7设置于所述冷凝器的中间位置。
进一步的，所述第一集流进液管4、所述第一集流出液管5、所述第二集流进气管6和所述第二集流出液管7还可以设置于所述冷凝器的中间位置。
进一步的，所述第一集流进液管4、所述第一集流出液管5、所述第二集流进气管6和所述第二集流出液管7还可以分别设置于所述冷凝器的两侧。
进一步的，所述第一集流进液管4、所述第一集流出液管5、所述第二集流进气管6和所述第二集流出液管7的管口可以为光口也可以为螺纹接口。
在一些实施例中，所述冷凝器还包括第一边板8和第二边板9，所述第一边板8和所述第二边板9分别设置于所述冷凝器两侧翅片3的外侧。
进一步的，如图1和图2所示，所述冷凝器的上下两侧分别设有翅片3，在上下的两侧翅片3的外侧分别设有第一边板8和第二边板9。
在一些实施例中，如图6所示，所述冷凝器也可以不设有边板，相应的也可不设有设置于边板和第二扁管之间的翅片。
以上所述的冷凝器在制造过程中，所述第一扁管1和所述第二扁管2为一体成型结构，其中所述第二扁管2的内壁和外壁都带有包覆层，可以通过内齿201将第一扁管1定位于第二扁管2中，通过Nocolock一体式焊接完成后，再对其进行整体折弯。接着，再将弯曲好的翅片3设置于所述第二扁管2的平直部202之间，再通过Nocolock一体式焊接。
并且，所述第一集流进液管4、所述第一集流出液管5、所述第二集流进气管6和所述第二集流出液管7外层也涂有包覆层，同样也可以通过Nocolock一体式焊接与第一扁管1和第二扁管2的相应位置连接。本冷凝器所使用的制造工艺成熟可靠，成本低廉；并且所述第一扁管1和所述第二扁管2能够紧密钎焊贴合，不存在接触热阻，传热效率高。
所述冷凝器的工作过程为：
(1)在外界环境温度较高时，比如在夏季，汽车空调的制冷剂在冷凝器的第一扁管1和第二扁管2之间流通，第二扁管2和翅片3之间具有空气，制冷剂与空气流进行热交换，以使空调回路进行制冷；而动力系统中的冷却液流通于其他管路进行散热。
(2)在外界环境温度较低时，比如在冬季，汽车空调的制冷剂在冷凝器的第一扁管1和第二扁管2之间流通，动力系统中的冷却液在第一扁管1的管腔内流通，第二扁管2和翅片3之间具有空气；此时，冷凝器用于热泵空调系统，制冷剂能够从冷却液和空气中(即周围环境中)吸收热量；其能够将动力系统散热回路的热量吸收补偿车内暖风芯体，给车内加热。
进一步的，在内燃机汽车中，所述动力系统散热回路是指发动机的散热冷却回路；在新能源汽车中，所述动力系统散热回路是指电机电控的散热回路以及发动机散热回路。
本实施的有益效果为：
(1)本发明所述的冷凝器将传统的冷凝器和散热器集成在一起，能够使制冷剂、冷却液和空气三者之间进行热交换，其既能满足夏天制冷时的散热需求，又能在冬季制热时将冷却液的热量吸收传送给乘客舱；尤其是在低温环境下能够实现空调系统的高效运行，能源利用率高；
(2)本发明所述的冷凝器，其将用于流通冷却液的第一扁管1设置于第二扁管2内，其集成度高，可降低两个单独零部件的运输管理成本，降低整套系统的布置难度，以及提高生产节拍；
(3)第二扁管2内设有内齿201，不但能够使介质制冷剂均匀通过第一扁管1和第二扁管2之间的间隙中，提升其散热效果，还能够在制造时便于第一扁管1定位，降低生产工艺成本；
(4)另外，第一扁管1内也被分隔成若干第一流道101，其使冷却液均匀分布于所述第一扁管1的管腔内，增大热交换面积，提升其热交换效果。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种车用空调冷凝器，其特征在于，所述冷凝器包括第一扁管(1)、第二扁管(2)和翅片(3)；
所述第二扁管(2)套设于所述第一扁管(1)的外侧，所述翅片(3)设置于所述第二扁管(2)的外壁上；
所述第二扁管(2)的内壁和所述第一扁管(1)的外壁之间具有间隙，所述间隙与车辆压缩机连通，用于流通制冷剂；所述第一扁管(1)的管腔与动力装置连通，用于流通车辆动力散热回路中的冷却液；所述翅片(3)和所述第二扁管(2)外壁之间充有空气；以使得所述制冷剂、所述冷却液和所述空气之间进行热量交换。
2.根据权利要求1所述的车用空调冷凝器，其特征在于，所述第二扁管(2)的内壁均匀设有若干内齿(201)，所述内齿(201)的齿尖与所述第一扁管(1)的外壁贴合；相邻两个所述内齿(201)之间构成所述制冷剂的流道。
3.根据权利要求1所述的车用空调冷凝器，其特征在于，所述第一扁管(1)的管腔被分隔成若干个第一流道(101)，所述第一流道(101)用于流通冷却液。
4.根据权利要求3所述的车用空调冷凝器，其特征在于，所述第一流道(101)的截面形状包括方形、圆形、三角形和平行四边形。
5.根据权利要求1所述的车用空调冷凝器，其特征在于，所述第一扁管(1)的内壁设有若干长条状凸起(102)，所述凸起(102)沿着所述第一扁管(1)的长度方向延伸。
6.根据权利要求1所述的车用空调冷凝器，其特征在于，所述第一扁管(1)沿长度方向多次弯曲，所述第二扁管(2)沿长度方向多次弯曲。
7.根据权利要求6所述的车用空调冷凝器，其特征在于，所述第二扁管(2)多次弯曲形成多个平直部(202)和多个弯曲部(203)，所述翅片(3)设置于相邻两个所述平直部(202)之间。
8.根据权利要求7所述的车用空调冷凝器，其特征在于，所述翅片(3)沿长度方向多次弯曲形成连续S形，且所述翅片(3)的弯曲处与所述第二扁管(2)的外壁贴合。
9.根据权利要求1所述的车用空调冷凝器，其特征在于，所述冷凝器还包括第一集流进液管(4)、第一集流出液管(5)、第二集流进气管(6)和第二集流出液管(7)；
所述第一集流进液管(4)与所述第一扁管(1)的进液端连接，第一集流出液管(5)与所述第一扁管(1)的出液端连接；
所述第二集流进气管(6)与所述第二扁管(2)的进气端连接，第二集流出液管(7)与所述第二扁管(2)的出液端连接。
10.根据权利要求1所述的车用空调冷凝器，其特征在于，所述冷凝器还包括第一边板(8)和第二边板(9)，所述第一边板(8)和所述第二边板(9)分别设置于所述冷凝器两侧翅片(3)的外侧。
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