CN115751663A - 一种中央空调外机散热负荷自动调节装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中央空调外机散热负荷自动调节装置和方法，包括进液管、分支管、风扇、出液管和蝶阀，进液管通过多根分支管连接到多个风扇，多个风扇的出气端汇集到出液管，每根分支管上安装有蝶阀且靠近散热器，蝶阀的阀轴上设置的活动套紧贴套接两根紧贴的金属片一和金属片二且能够在在活动套中滑移，金属片一和金属片二采用不同的热伸缩率的金属材料，紧贴的金属片一和金属片二另一端连接到蝶阀的阀体上设置的固定柱，风扇一周安装有散热器。本发明通过热双金属片实现阀门开度的调节，能自动调节空调外机的散热负荷，降低温度过高机组的流量，提高温度偏低的机组的流量，让空调外机的各机组的温度相对较为均衡，避免空调系统出现故障。
Description
技术领域
本发明涉及一种中央空调外机散热负荷自动调节装置和方法，属于中央空调外机散热技术领域。
背景技术
空调外机机组是空调系统的核心结构，空调外机机组的温度状况可以间接的反映出空调工作状况是否良好，空调外机各机组的温度往往是不均衡的(如图3所示)，由于外机温度过高而导致可能导致空调系统故障。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种中央空调外机散热负荷自动调节装置和方法，解决现有的技术中存在的技术问题。
本发明采取的技术方案为：一种中央空调外机散热负荷自动调节装置，包括进液管、分支管、风扇、出液管和蝶阀，进液管通过多根分支管连接到多个风扇，多个风扇的出气端汇集到出液管，每根分支管上安装有蝶阀且靠近散热器，蝶阀的阀轴上设置的活动套紧贴套接两根紧贴的金属片一和金属片二且能够在在活动套中滑移，金属片一和金属片二采用不同的热伸缩率的金属材料，紧贴的金属片一和金属片二另一端连接到蝶阀的阀体上设置的固定柱，风扇一周安装有散热器。
进一步地，上述金属片一和金属片二大小相同。
一种中央空调外机散热负荷自动调节装置的调节方法，该方法为：当蝶阀对应机组温度并未达到驱动金属片一和金属片二变形时，蝶阀阀门的开度全开，当温度达到设定阈值时，对应机组散发的升高的温度传递到金属片一和金属片二，在金属片一和金属片二温度不同的情况下，发生弯曲变形，进而带动蝶阀旋转，根据温度的大小调小蝶阀的开度，进而减少高温液体流量进入散热器，达到对应机组的降温，当温度降低到设定阈值时，金属片一和金属片二收缩，弯曲的金属片逐渐恢复，进而实现阀门的开度增大。
进一步地，上述金属片一和金属片二的热弯曲挠度与温度基本呈线性关系，设金属片一和金属片二分别为热双金属片被动层一和热双金属片主动层二，两者的厚度相同，则热金属片各截面的转角：
式中，T0为热力学初始温度，T为实际温度，δ为金属片一或金属片二厚度，单位mm，α1和α2分别为被动层一和主动层二的线膨胀系数，x∈(0,L)单位为mm，蝶阀的阀轴转过的角度为金属片与阀芯相连中心位置转过的角度；
转角转换成阀芯的流通的有效面积：
S有效＝πd2sin(θ)
式中，d表示蝶阀的直径。
将蝶阀安装在紧靠散热器附近，散热器温度变化时通过其附近气体温度也发生变化，气体和双金属片间的热交换导致双金属片会变形。
通过选用热膨胀率不同的两种热变形金属贴在一起，在温度变化时获得不同的变形量，从而让蝶阀获得不同的旋转角度。
两个不同的金属片通过点焊连接，分别在两个金属片的顶部、中部和底部进行点焊，其余部分不焊接。
热变形金属片采用镍铬合金，镍铬合金中镍含量和铬含量不同的让合金的热膨胀率不同。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明在每个散热器的冷却液体进入通道安装蝶阀，通过热双金属片受到散热器散发的气温变化而发生弯曲变形，进而驱动蝶阀的转轴旋转，实现阀门开度的调节，能自动调节空调外机的散热负荷，降低温度过高机组的流量，提高温度偏低的机组的流量，让空调外机的各机组的温度相对较为均衡，避免空调系统出现故障。
附图说明
图1为本发明的连接结构示意图；
图2为蝶阀连接热双金属片立体结构示意图；
图3为现有的外机机组热量分布结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
实施例1：如图1-图2所示，一种中央空调外机散热负荷自动调节装置，包括进液管1、分支管2、风扇3、出液管4和蝶阀5，进液管1通过多根分支管2连接到多个风扇3，多个风扇3的出气端汇集到出液管4，每根分支管2上安装有蝶阀5且靠近散热器10，蝶阀5的阀轴6上设置的活动套紧贴套接两根紧贴的金属片一7和金属片二8且能够在在活动套中滑移，金属片一7和金属片二8采用不同的热伸缩率的金属材料，紧贴的金属片一7和金属片二8另一端连接到蝶阀的阀体上设置的固定柱9，风扇3一周安装有散热器10。采用双金属片感应机组散热器散发的空气温度，温度上升，产生弯曲变形，通过双金属片驱动蝶阀，当温度低时双金属片不弯曲变形，阀门处于全开状态，散热机器满负荷工作；当温度高时双金属片弯曲变形，蝶阀转动减小阀门开度，降低进入散热器的高温液体流量，从而降低该机组的温度。
蝶阀的阀芯上受力是平衡的，因此驱动阀芯转动需要的力不大，利用连接在一起的热伸缩率(常用的高膨胀合金，其最大伸缩率可以到0.05mm/℃)不同的双金属片受热会弯曲的原理，将阀门安装在散热器高温气体出风出，在散热器的温度较高时，通过双金属片在温度变化时的变形来带动蝶阀阀芯旋转，可以让蝶阀根据温度变化来减小通流面积，降低进入温度过高的散热机组的高温液体的流量。
双金属片也称热双金属片，由于各组元层的热膨胀系数不同，当温度变化时，主动层的形变要大于被动层的形变，从而双金属片的整体就会向被动层一侧弯曲，则这种复合材料的曲率发生变化从而产生形变。其中，膨胀系数较高的称为主动层；膨胀系数较低的称为被动层。但是随着双金属应用领域的扩大和结合技术的进步，近代已相出现三层、四层、五层的双金属。事实上，凡是依赖温度改变而发生形状变化的组合材料，现今在习惯上仍称为热双金属。
进一步地，上述金属片一和金属片二大小相同。
实施例2：一种中央空调外机散热负荷自动调节装置的调节方法，该方法为：当蝶阀对应机组温度并未达到驱动金属片一和金属片二变形时，蝶阀阀门的开度全开，当温度达到设定阈值时，对应机组散发的升高的温度传递到金属片一和金属片二，在金属片一和金属片二温度不同的情况下，发生弯曲变形，进而带动蝶阀旋转，根据温度的大小调小蝶阀的开度，进而减少高温液体流量进入散热器，达到对应机组的降温，当温度降低到设定阈值时，金属片一和金属片二收缩，弯曲的金属片逐渐恢复，进而实现阀门的开度增大。
进一步地，上述金属片一和金属片二的热弯曲挠度与温度基本呈线性关系，设金属片一和金属片二分别为热双金属片被动层一和热双金属片主动层二，两者的厚度相同，则热金属片各截面的转角：
式中，T0为热力学初始温度，T为实际温度，δ为金属片一或金属片二厚度，单位mm，α1和α2分别为被动层一和主动层二的线膨胀系数，x∈(0,L)单位为mm，蝶阀的阀轴转过的角度为金属片与阀芯相连中心位置转过的角度；
转角转换成阀芯的流通的有效面积：
S有效＝πd2sin(θ)
式中，d表示蝶阀的直径。
通过选用热膨胀率不同的两种热变形金属贴在一起，在温度变化时获得不同的变形量，从而让蝶阀获得不同的旋转角度。
两个不同的金属片通过点焊连接，分别在两个金属片的顶部、中部和底部进行点焊，其余部分不焊接。
热变形金属片采用镍铬合金，镍铬合金中镍含量和铬含量不同的让合金的热膨胀率不同。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种中央空调外机散热负荷自动调节装置，其特征在于：包括进液管(1)、分支管(2)、风扇(3)、出液管(4)和蝶阀(5)，进液管(1)通过多根分支管(2)连接到多个风扇(3)，多个风扇(3)的出气端汇集到出液管(4)，每根分支管(2)上安装有蝶阀(5)且靠近散热器(10)，蝶阀(5)的阀轴(6)上设置的活动套紧贴套接两根紧贴的金属片一(7)和金属片二(8)且能够在在活动套中滑移，金属片一(7)和金属片二(8)采用不同的热伸缩率的金属材料，紧贴的金属片一(7)和金属片二(8)另一端连接到蝶阀的阀体上设置的固定柱(9)，风扇(3)一周安装有散热器(10)。
2.根据权利要求1所述的一种中央空调外机散热负荷自动调节装置的调节方法，其特征在于：金属片一和金属片二大小相同。
3.根据权利要求1-2任一所述的一种中央空调外机散热负荷自动调节装置的调节方法，其特征在于：该方法为：当蝶阀对应机组温度并未达到驱动金属片一和金属片二变形时，蝶阀阀门的开度全开，当温度达到设定阈值时，对应机组散发的升高的温度传递到金属片一和金属片二，在金属片一和金属片二温度不同的情况下，发生弯曲变形，进而带动蝶阀旋转，根据温度的大小调小蝶阀的开度，进而减少高温液体流量进入散热器，达到对应机组的降温，当温度降低到设定阈值时，金属片一和金属片二收缩，弯曲的金属片逐渐恢复，进而实现阀门的开度增大。
4.根据权利要求3所述的一种中央空调外机散热负荷自动调节装置的调节方法，其特征在于：金属片一和金属片二的热弯曲挠度与温度基本呈线性关系，设金属片一和金属片二分别为热双金属片被动层一和热双金属片主动层二，两者的厚度相同，则热金属片各截面的转角：
式中，T0为热力学初始温度，T为实际温度，δ为金属片一或金属片二厚度，单位mm，α1和α2分别为被动层一和主动层二的线膨胀系数，x∈(0,L)单位为mm，蝶阀的阀轴转过的角度为金属片与阀芯相连中心位置转过的角度；
转角转换成阀芯的流通的有效面积：
S有效＝πd2sin(θ)
式中，d表示蝶阀的直径。
5.根据权利要求4所述的一种中央空调外机散热负荷自动调节装置的调节方法，其特征在于：将蝶阀安装在紧靠散热器附近，散热器温度变化时通过其附近气体温度也发生变化，气体和双金属片间的热交换导致双金属片会变形。
6.根据权利要求4所述的一种中央空调外机散热负荷齿轮齿条驱动式调节装置的调节方法，其特征在于：通过选用热膨胀率不同的两种热变形金属贴在一起，在温度变化时获得不同的变形量，从而让蝶阀获得不同的旋转角度。
7.根据权利要求4所述的一种中央空调外机散热负荷齿轮齿条驱动式调节装置的调节方法，其特征在于：两个不同的金属片通过点焊连接，分别在两个金属片的顶部、中部和底部进行点焊，其余部分不焊接。
8.根据权利要求4所述的一种中央空调外机散热负荷齿轮齿条驱动式调节装置的调节方法，其特征在于：热变形金属片采用镍铬合金，镍铬合金中镍含量和铬含量不同的让合金的热膨胀率不同。
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