CN205119917U - 提高冷凝液对流换热系数的构件及制冷系统、冷暖空调器 - Google Patents
提高冷凝液对流换热系数的构件及制冷系统、冷暖空调器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种提高冷凝液对流换热系数的构件以及包括该构件的制冷系统、冷暖空调器,本实用新型在冷凝器末端管路内植入一构件;该构件包括一主杆,所述主杆外表面上设置有若干外槽,所述主杆外槽与所述管路内表面之间形成若干供冷凝液流通的通道。该构件既为与该构件直接接触的冷凝液向管路内表面输送热量提供了新的热桥通道,又大幅度减少了现有管路中的冷凝液的流通截面积,大幅提高了冷凝液的流速,从而大幅度提高了冷凝器末端管路内侧冷凝液的雷诺数和冷凝液对管路内壁的对流传热系数。
Description
技术领域
本实用新型涉及换热器设计技术领域,尤其涉及一种提高冷凝器冷凝液对流换热系数的构件及制冷系统、冷暖空调器。
背景技术
工业生产中,在冷凝器中凝结的冷凝液通常要进行进一步降温即进行“过冷”操作之后,才能进行外排。冷凝液的“过冷”操作,是冷凝介质生产过程中的重要步骤。
而在获得了更为广泛应用的蒸汽压缩式制冷系统(例如家用空调器、除湿机和商用空调器)中,冷凝器末端冷凝液(制冷液)的过冷度即冷凝温度与节流装置入口的冷凝液温度的差值,对蒸发器制冷量有着明显的影响;提高制冷系统冷凝器末端制冷剂液体的过冷度,是提高制冷量和制冷能效比的重要手段。
现以R134a制冷剂为例说明之:
在由蒸发器、压缩机、冷凝器、节流装置所组成的制冷剂闭路循环系统内,制冷剂在蒸发器里连续不断地重复着由气液两相流到气相流的吸热蒸发,在冷凝器里连续不断地重复着由气相流到液相流的放热冷凝。但是,从制冷剂压焓图可以看出,单位质量制冷剂的低压蒸发吸热“焓差”,大于高压冷凝放热的“焓差”。
查看制冷剂R134a饱和热力性质表,在10℃、60℃饱和温度下的相变热分别为190kJ/kg、140kJ/kg,相差50kJ/kg。每kg制冷剂R134a在10℃蒸发吸热量190kJ/kg,比在60℃冷凝放热量140kJ/kg,多出50kJ/kg,这就打破了蒸发器冷凝器的吸放热平衡。
要重建蒸发器冷凝器的吸放热平衡,实际上主要是通过R134a在冷凝器末端降温放热实现低于冷凝温度的“过冷”,并且在进入蒸发器之前的毛细管(即节流装置)里再发生少量液态R134a吸收多数液态R134a的显热“提前”汽化,来实现蒸发器冷凝器的吸放热平衡。
因此,提高冷凝器末端管路中的冷凝液对冷凝器管壁的对流换热系数,提高冷凝液的“过冷”度,降低冷凝液在节流装置中的汽化比例,从而提高了冷凝液在蒸发器里的蒸发吸热能力的完整性和有效性,成为了提高家用空调器、除湿机与商用空调器制冷量和制冷能效比的重要技术路径。
而在空调器、除湿机的冷凝器里,制冷剂气体冷凝为液体后,体积流量大为降低,流速U大为降低,致使冷凝器末端冷凝液与管路内壁的对流传热系数α严重偏低;冷凝器末端冷凝液与管路内壁的对流传热系数α严重偏低,又严重影响冷凝液的过冷效果。
实用新型内容
为了解决上述问题,本实用新型提供了一种提高冷凝液对流换热系数的构件,所述构件设置在冷凝器末端管路内,所述构件包括一主杆,所述主杆外表面上设置有若干外槽,所述主杆外槽与所述管路内表面之间形成若干供冷凝液流通的通道。
较佳地,所述构件为螺旋杆,所述外槽螺旋式设置在所述主杆的外表面上。
较佳地,所述构件为直槽杆,所述外槽平行于主杆轴向设置在所述主杆外表面上。
较佳地,所述构件外侧与所述管路内表面之间形成的通道的截面呈扇形或梯形或三角形。
本实用新型还提供了一种制冷系统,包括压缩机、蒸发器、节流装置和冷凝器,所述压缩机、蒸发器、节流装置和冷凝器顺序连接形成一供制冷剂流通的循环通道;所述冷凝器末端管路内设置有如上所述的构件。
较佳地,所述冷凝器末端管路外侧对应的翅片与所述冷凝器外侧其余翅片在物理上断开。
本实用新型还提供了一种冷暖空调器,包括压缩机、第一换热器、节流装置和第二换热器,所述压缩机、第一换热器、节流装置和第二换热器顺序连接形成一供制冷剂流通的循环通道;所述压缩机通过四通阀连接所述第一换热器和第二换热器,所述第一换热器或第二换热器作为冷凝器;所述第一换热器和第二换热器靠近所述节流装置一侧的末端管路内设置有如上述的构件。
较佳地,所述第一换热器和第二换热器靠近所述节流装置一侧的末端管路外侧对应设置的翅片与外侧其余翅片在物理上断开。
本实用新型由于采用以上技术方案,使之与现有技术相比,具有以下的优点和积极效果:
本实用新型一种提高冷凝器冷凝液对流换热系数的构件及包含该构件的制冷系统、冷暖空调器,通过在冷凝器末端管路内植入一构件;该构件与管路内表面紧密配合,且该构件与管路内表面之间形成若干个供冷凝液流通通道;该构件既为与该构件直接接触的冷凝液向管路内表面输送热量提供了新的热桥通道,又大幅度减少了现有冷凝器末端管路中的冷凝液的流通截面积,大幅提高了冷凝液的流速,从而大幅度提高了冷凝器末端管路内侧冷凝液的雷诺数和冷凝液对管路内壁的对流传热系数;
本实用新型还将冷凝器末端管路外侧对应的翅片与冷凝器外侧其余翅片(冷凝器中部、前端管路的翅片)切断,以实现在物理上断开;以切断翅片之间的热桥联系,即切断冷凝器中前部高温区域管路的热量通过翅片向处于低温区的冷凝器末端管路内冷凝液传递,以防止对冷凝器末端管路冷凝液的“深度过冷”产生不利影响。
附图说明
结合附图,通过下文的详细说明,可更清楚地理解本实用新型的上述及其他特征和优点,其中:
图1为冷凝器末端冷凝液过冷不足的制冷循环的示意图;
图2为本实用新型冷凝器末端管路及管路中嵌入的螺旋杆的示意图;
图3为本实用新型冷凝器末端管路及管路中嵌入的螺旋杆的截面图;
图4为实施例二中冷凝器边板与弯头连接关系示意图;
图5为实施例二中冷凝器管路截面图;
图6为实施例二中冷凝器末端制冷剂深度过冷后的制冷循环的示意图;
图7为现有技术中除湿机的原理示意图;
图8为实施例二中除湿机的原理示意图;
图9为实施例三中冷暖空调器的原理示意图。
具体实施方式
参见示出本实用新型实施例的附图,下文将更详细地描述本实用新型。然而,本实用新型可以以许多不同形式实现,并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反,提出这些实施例是为了达成充分及完整公开,并且使本技术领域的技术人员完全了解本实用新型的范围。这些附图中,为清楚起见,可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。
以R134a制冷剂为例,制冷剂循环系统中,要重建蒸发器冷凝器的吸放热平衡,实际上主要是通过R134a在冷凝器末端降温放热实现低于冷凝温度的“过冷”,并且在进入蒸发器之前的毛细管(即节流装置)里再发生少量液态R134a吸收多数液态R134a的显热“提前”汽化,来实现的。
具体的,如图1所示,冷凝器末端的冷凝液,进入节流装置后,其压力降低到节流线与制冷剂饱和液线的交点之后,陆续有少量液态制冷剂在节流装置中汽化,而大部分没有汽化的冷凝液通过降温放出自己的显热为少部分液态制冷剂的汽化提供所需要的汽化热;到了节流装置的出口,通常有20%左右的制冷液汽化,制冷剂的“干度”达到0.2,形成20%气体和80%液体混合而成的气液两相流,进入蒸发器。在冷凝压力高、冷凝器末端冷凝液“过冷”操作不足的情况下,甚至有高达30%的制冷液在节流装置中汽化,刚刚流出节流装置制冷剂的“干度”就已经达到0.3,导致进入蒸发器的液态制冷剂比例只有70%,液态制冷剂供应量不足,造成蒸发器制冷量下降。
所以,提高冷凝器末端冷凝液的“过冷”度,就降低了冷凝液在节流装置中的汽化比例,从而提高了冷凝液在蒸发器里的蒸发吸热能力的完整性和有效性。
在冷凝器末端,从管路内向管路外看,冷凝液放热“过冷”,在热流自管路内“冷凝液→管路内表面”、“管路内表面→管路外表面”、“管路外表面→翅片→空气”的三段式热传递中,“冷凝液→管路内表面”已经没有制冷剂气体冷凝的相变发生,三段式热传递的总热阻主要集中在“管路内冷凝液→管路内表面”这一阶段。
由总传热系数K的计算公式1/K=1/α1+b/λ+1/α2可知,а1、b/λ、а2中相对较小者,反而对总传热系数K有着较大的影响。在冷凝器末端“管路内冷凝液→管路内表面”这一阶段的а1较小,成为了提高冷凝器末端总传热系数K的关键所在。
在上述冷凝器末端的热流自管路内“冷凝液→管路内表面”、“管路内表面→管路外表面”、“管路外表面→翅片→空气”的三段式热传递中,管路内“冷凝液→管路内表面”的热阻较大的主要原因是:冷凝液的流速偏低。因为冷凝器中冷凝液的密度是相同压力下制冷剂气体密度的10倍左右,所有单管串联的冷凝器末端冷凝液的流速只有冷凝器进口制冷剂气体流速的1/10左右。
而且,制冷剂的流速,对于制冷剂的雷诺数Re和对流传热系数α,有着重要影响;在一般家用空调器和除湿机的冷凝器管路末端,冷凝液的雷诺数:
Re=d*u*ρ/μ,Re在20000左右,(式中,d---管路内经,u---制冷剂流速,ρ---制冷剂密度,μ---制冷剂粘度)。
再由努赛尔特准数可以推导对流传热系数:Nu=α*d/λ=0.023Re0.8*Prn;
(式中,α--对流传热系数,λ--制冷剂导热系数,Re--雷诺数,Pr--普兰特数;指数n,放热取0.3,吸热取0.4);可得冷凝器末端冷凝液与管路内壁的对流传热系数α=A*u0.8/d0.2;(式中,A为常数,u---制冷剂流速,d--管路内径);
以制冷剂为R134a的制冷量3200W空调器为例,当冷凝器末端R134a制冷剂过冷到30℃、蒸发温度10℃时,蒸发焓差为400-240=160kJ/kg=160J/g;蒸发器3200W吸热能力相当于20g/s(约72kg/h)的制冷剂流量;在16.8bar(60℃)时,R134a饱和蒸汽的密度为0.01144m3/kg,72kg/h的R134a制冷剂质量流量等于冷凝器中高温制冷剂气体放出显热真正进入“冷凝”段入口处的0.82m3/h的体积流量,对于直径7mm管路,流速约为4.6m/s;在冷凝器进口,制冷剂气体过热,速度稍大一些,流速在5m/s左右;而在冷凝器末端,冷凝液的密度1052.9kg/m3,制冷剂流速降低到0.38m/s,这是很低的流速,冷凝器末端管路内侧的冷凝液与管路管壁的对流换热系数很低,按照α=A*u0.8/d0.2,α值在102级,大约在600W/(m2*℃)左右,只有蒸发、冷凝相变换热系数的1/5----1/10。
由上述可知,通过提高冷凝液的流速U是提高冷凝器末端冷凝液与管路内壁的对流传热系数α的最有效途径。
实施例一
本实用新型提供了一种提高冷凝器冷凝液对流换热系数的构件,通过在冷凝器末端管路(例如铜管)内植入一构件,着眼于提高冷凝器中在制冷剂气体“冷凝相变放热过程”之后即进入冷凝液“过冷阶段”也即进入冷凝器“末端”的冷凝液流速,提高冷凝液流动的雷诺数,降低边界层的厚度,从而降低冷凝器末端在热流自内而外的三段式热传递中的第一段即“管路内冷凝液→管路内表面”这一制约着整个三段式总传热系数的冷凝液对流传热系数偏低的关键阶段的热阻(凝器末端的三段式传热,即从垂直于冷凝器末端制冷剂管路的截面看,自“管路内冷凝液→管路内表面”、“管路内表面→管路外表面”、“管路外表面→翅片→空气”的递进式传热)。
具体的,参照图2-3,构件2包括有一主杆21,主杆21外边面一圈上设置有若干条外槽22,构件2植入到冷凝器末端管路1内,该构件2与冷凝器末端管路1的内表面紧密贴合,且使得若干外槽22与冷凝器末端管路1的内表面之间形成若干供制冷剂流通的通道3。
其中,构件2可为螺旋杆,外槽22螺旋式设置在主杆21的外表面上;构件2也可为直槽杆,外槽22平行于主杆21轴向设置在主杆21外表面上;本实用新型对于外槽22的结构、在主杆21上布置形式均不作限制,可根据具体情况来设计。
构件2外侧与冷凝器末端管路1内表面之间形成的通道3的截面可呈微小扇形或微小梯形或微小三角形等,通道3的具体截面形式由外槽22的结构决定,此处不作限制。
构件2可以是金属杆,例如铝合金杆;构件2也可以是非金属杆,例如塑料杆,例如空调器和除湿机等蒸汽压缩式制冷系统,其冷凝温度一般在60℃左右,本实用新型采用塑料杆,在60℃附近塑料杆的强度和寿命是可以满足要求的;构件2具体采用何种材料,此处不作限制。
本实用新型提供的构件2,既为与该构件2直接接触的冷凝液向冷凝器末端管路1内表面输送热量提供了新的热桥通道,又大幅度减少了原先冷凝器末端管路1中的冷凝液的流通截面积,大幅提高了冷凝液的流速,从而大幅度提高了冷凝器末端管路1内侧冷凝液的雷诺数和冷凝液对管路内壁的对流传热系数。另外,本实用新型通过将专用的构件2植入冷凝器末端管路1内,还大幅减少了制冷装置的制冷剂充注量。
另外,将专用的构件植入冷凝器末端管路内,在大幅提高冷凝液的流速和对流换热系数的同时,也增加了冷凝器末端冷凝液在管路内流动的沿程阻力;但是这部分增加的沿程阻力,并不需要额外增加制冷压缩机的动力消耗,而是可以通过减小节流装置的节流深度例如毛细管的长度,来重新分配冷凝器与蒸发器之间的压降,即将原来节流装置的一部分压降转移到冷凝器末端,以克服这部分冷凝器末端管路内增加的沿程阻力。在蒸汽压缩式制冷装置中,由压缩机提供的压差,就是冷凝压力与蒸发压力之差,也即节流装置进出口的压差,高达1~3Mpa;在这高达1~3Mpa的压差里,匀出一小部分用于克服冷凝器末端管路内增加的沿程阻力,是确实可行的,因此完全不需要额外增加制冷压缩机的动力消耗。
实施例二
本实用新型提供了一种制冷系统,包括压缩机、蒸发器、节流装置和冷凝器,压缩机、蒸发器、节流装置和冷凝器顺序连接形成一供制冷剂流通的循环通道;冷凝器末端管路内设置有如实施例一中所述的构件。
又由于顺着冷凝器管路的流程看过来,冷凝器要承担压缩机输送来的高温高压制冷剂气体的“高温过热的显热部分的放热降温”、“饱和制冷剂气体冷凝放热液化”和“冷凝液进一步降温过冷”这样3个阶段的放热任务(与前已述及的“从垂直于冷凝器末端制冷剂管路的截面看,自管路内冷凝液→管路内表面、管路内表面→管路外表面、管路外表面→翅片→空气的三阶段递进式传热”是两个完全不同的概念),而翅片管式冷凝器的翅片和管路所选用的材料又都是铜、铝等热的良导体,如果在同一组翅片上同时穿过承担上述“释放制冷剂气体显热降温”、“气体冷凝放热液化”、“液体进一步降温过冷”3个任务的管路,则在这3个存在着明显温度落差的冷凝器区域之间,沿着翅片方向形成“热桥”,既造成热量自顺着冷凝器管路的流程“看过来”的第一段“高温过热制冷剂气体显热部分的放热降温”阶段(一般空调器在户外温度35℃条件下此阶段制冷剂气体温度自90℃左右下降到60℃左右),沿着翅片向第二段“制冷剂气体冷凝放热液化”阶段(此阶段制冷剂气体冷凝温度在60℃左右)传递;还同时造成了热量自第二段“制冷剂气体冷凝放热液化”阶段(冷凝温度在60℃左右)沿着翅片向第三段“冷凝液降温过冷”阶段(此阶段冷凝液温度自60℃左右下降到40℃左右)传递;并且由于第二段即“冷凝段”的管路内侧的制冷剂气体冷凝放热传热系数很高,达到103级(通常在5000W/(m2*℃)左右),造成第二段即“冷凝段”的管路和管路外翅片的温度较高(55℃左右),通过翅片热桥对第三段即“冷凝液降温过冷段”形成较大的传热温差和传热功率,降低了冷凝器末端即顺着冷凝器管路的流程看过来的第三阶段冷凝液的“放热过冷”的程度,从而降低了冷凝器的效率和蒸发器的制冷量。
因此,在本实施例中,冷凝器末端管路外侧对应的翅片,与冷凝器外侧其余翅片(冷凝器中部、前端管路的翅片)在物理上断开,如图4、图5所示,以切断翅片之间的热桥联系,即切断冷凝器中前部高温区域管路的热量通过翅片向处于低温区的冷凝器末端管路内冷凝液传递,以防止对冷凝器末端管路冷凝液的“深度过冷”产生不利影响。
本实用新型切断冷凝器上的翅片后,具有明显的提高制冷系统能效比的效果,下面以采用R134a制冷剂的蒸发压力4.1公斤、冷凝压力16.8公斤的制冷循环为例来说明:
参照图6,在蒸发器中4.1公斤蒸发压力、饱和温度10℃条件下,每kg的R134a液态制冷剂蒸发吸热量为190.74kJ;而该冷凝液在冷凝器中16.8公斤压力、饱和温度60℃条件下的比热容为1.66kJ/kg,如果在冷凝器末端的冷凝液增加10℃的降温(即增加10℃的过冷),就在冷凝器中增加了16.6kJ/kg的放热量,这也就相当于在蒸发器中增加了16.6kJ/kg的吸热量,这个吸热量是该制冷剂在蒸发器中的蒸发吸热量190.74kJ/kg的8.7%;如果在冷凝器末端的冷凝液增加20℃的过冷,就在冷凝器中增加了33.2kJ/kg的放热量,这也就相当于在蒸发器中增加了33.2kJ/kg的吸热量,这个吸热量是该制冷剂在蒸发器中蒸发吸热量190.74kJ/kg的
17.4%。
计算结果表明,冷凝液在冷凝器末端管路里的过冷度每增加1℃,所引起的制冷量的平均增加率约为1%。如果原先空调器冷凝器末端冷凝液过冷到图6中的“5”点进入节流装置(毛细管),在节流装置出口“6”的干度为0.3,采用本实用新型一种提高冷凝器冷凝液对流换热系数的构件及包含该构件的制冷装置,冷凝器出口的冷凝液温度再降低20℃左右,节流装置出口的制冷剂干度降低到0.1即降低到“6”点,蒸发器制冷量增加(0.3-0.1)/0.7*100%≈30%。
就运用本实用新型制冷系统的除湿机为例,来作进一步的说明,具体如下:
如图7中所示,为现有除湿机的原理示意图,其中4为压缩机、5为蒸发器、为节流装置、7为冷凝器、8为水箱、9为过滤网。现有除湿机的蒸发器5的风道与冷凝器7的风道是串联的。在风机的推动下,潮湿空气先经过过滤网9过滤,再经过蒸发器5降温除湿后的低温空气,从冷凝器7的管路流程看过去,低温空气顺次流过冷凝器7中的“冷凝液降温过冷”、“饱和制冷剂气体冷凝放热液化”、“高温高压制冷剂气体降温放出显热”三个阶段,再热之后成为干燥空气排出除湿机。
在26.7℃RH60%的标准除湿工况下,现有除湿机的蒸发器5里制冷剂蒸发温度在7℃左右,蒸发器出风温度在14℃左右;蒸发器的14℃左右的低温出风,逆向流过冷凝器中的“冷凝液降温过冷”、“饱和制冷剂气体冷凝放热液化”、“高温高压制冷剂气体降温放出显热”三个阶段,再热之后成为40℃左右的干燥空气排出除湿机。但是,即便有蒸发器的14℃左右的低温来风,由于冷凝器末端冷凝液与管路内壁的对流换热系数偏低,加上冷凝器中部“饱和制冷剂气体冷凝放热液化段”通过翅片热桥对冷凝器末端“冷凝液降温过冷段”的加热作用,冷凝器末端的即将进入节流装置的冷凝液的温度,仍高达40℃左右,与蒸发器低温来风的传热温差超过25℃。
如图8所示,为本实用新型提供的除湿机,本实用新型在冷凝器7末端管路中植入螺旋杆,该杆与管路内表面之间形成若干个供冷凝液流通通道,该构件既为冷凝液向管路内表面输送热量提供了新的热桥通道,又大幅度减少了原先管路中的冷凝液的流通截面积,大幅提高了冷凝液的流速,从而大幅度提高了冷凝器末端管路内侧冷凝液的雷诺数和冷凝液对管路内壁的对流传热系数;本实用新型还切断了冷凝器7中部“饱和制冷剂气体冷凝放热液化段”与冷凝器7末端“冷凝液降温过冷段”的翅片热桥联系,也即阻断了冷凝器中部“饱和制冷剂气体冷凝放热液化段”对冷凝器末端“冷凝液降温过冷段”的加热作用;在蒸发器的14℃左右的低温来风的冷却下,冷凝器末端的即将进入节流装置的冷凝液的温度,降低到20℃左右,节流装置出口的制冷剂干度降低到0.1以下,与传统除湿机相比,蒸发器的制冷量提高近30%。
实施例三
参照图9,本实用新型提供了一种冷暖空调器,冷暖空调器包括压缩4、第一换热器11、节流装置6和第二换热器12,压缩机4、第一换热器11、节流装置6和第二换热器12顺序连接形成一供制冷剂流通的循环;压缩机4通过四通阀10连接第一换热器11和第二换热器12,其中第一换热器11为室内机,第二换热器12为室外机,本实用新型通过调节四通阀10,来使得第一换热器11作为冷凝器或第二换热器12来作为冷凝器。夏季制冷时,室外机第二换热器12作为冷凝器使用,室内机第一换热器11作为蒸发器器使用;对冷凝器末端实施“过冷”,将冷凝器末端管路里的冷凝液的显热尽可能地排放在户外,就能够进一步扩大室内蒸发器的制冷量,提高空调器的制冷能效比;冬季制热时,室内机第一换热器11作为冷凝器使用,室外机第二换热器12作为蒸发器使用;对冷凝器末端实施“过冷”,将室内冷凝器末端管路里的冷凝液的显热尽可能地排放在室内,就能够进一步扩大室外蒸发器(夏季为冷凝器)在户外空气中的吸热量,提高空调器的制热能效比。
在本实施例中,第一换热器11和第二换热器12靠近节流装置一侧的末端管路内设置有如实施例一中所述的构件,第一换热器11和第二换热器12靠近节流装置一侧的末端管路外侧对应设置的翅片与外侧其余翅片在物理上断开。
先以夏季制冷模式说明之:
本实用新型在室外冷凝器(即第二换热器12)末端管路中植入如实施例一中所述的构件,构件与管路内表面之间形成若干个供冷凝液流通通道,该构件既为冷凝液向管路内表面输送热量提供了新的热桥通道,又大幅度减少了原先管路中的冷凝液的流通截面积,大幅提高了冷凝液的流速,从而大幅度提高了冷凝器末端管路内侧冷凝液的雷诺数和冷凝液对管路内壁的对流传热系数。另外,在本实施例中冷凝器末端管路外侧对应设置的翅片与外侧其余翅片在物理上断开,即切断了冷凝器中部“饱和制冷剂气体冷凝放热液化段”与冷凝器末端“冷凝液降温过冷段”的翅片热桥联系,也即阻断了冷凝器中部“饱和制冷剂气体冷凝放热液化段”对冷凝器末端“冷凝液降温过冷段”的加热作用;在户外空气的冷却下,冷凝器末端的即将进入节流装置的冷凝液的温度,降低到与户外空气温差5℃左右,与传统空调器相比,室内蒸发器的制冷量提高10%以上;
另外,作为蒸发器使用的第一换热器11入口的管路内也可植入构件,以及第一换热器11入口管路对应的翅片也可与其余翅片物理上断开;蒸发器制冷剂入口处的植有构件的管路中的蒸发压力和蒸发温度会出现小幅升高,与蒸发器外空气的传热温差减小、吸热能力也有减小的趋势;但这个吸热能力的减小趋势,被该段管路因为螺旋杆植入而带来的制冷剂流速加快、总传热系数提高所冲销。
再以冬季制热模式说明之:
本实用新型在室内冷凝器(即第一换热器11)末端管路中植入如实施例一中所述的构件,该构件与管路内表面之间形成若干个供冷凝液流通通道,该构件既为冷凝液向管路内表面输送热量提供了新的热桥通道,又大幅度减少了原先管路中的冷凝液的流通截面积,大幅提高了冷凝液的流速,从而大幅度提高了冷凝器末端管路内侧冷凝液的雷诺数和冷凝液对管路内壁的对流传热系数。另外,在本实施例中冷凝器末端管路外侧对应设置的翅片与外侧其余翅片在物理上断开,即切断了冷凝器中部“饱和制冷剂气体冷凝放热液化段”与冷凝器末端“冷凝液降温过冷段”的翅片热桥联系,也即阻断了冷凝器中部“饱和制冷剂气体冷凝放热液化段”对冷凝器末端“冷凝液降温过冷段”的加热作用;在户外空气的冷却下,冷凝器末端的即将进入节流装置的冷凝液的温度,降低到与户外空气温差5℃左右,与传统空调器相比,室内蒸发器的制冷量提高10%以上。
另外,作为蒸发器使用的第二换热器12入口的管路内也可植入构件,以及第二换热器12入口管路对应的翅片也可与其余翅片物理上断开;蒸发器制冷剂入口处的植有构件的管路中的蒸发压力和蒸发温度会出现小幅升高,与蒸发器外空气的传热温差减小、吸热能力也有减小的趋势;但这个吸热能力的减小趋势,被该段管路因为螺旋杆植入而带来的制冷剂流速加快、总传热系数提高所冲销。
本技术领域的技术人员应理解,本实用新型可以以许多其他具体形式实现而不脱离本实用新型的精神或范围。尽管已描述了本实用新型的实施例,应理解本实用新型不应限制为这些实施例,本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本实用新型精神和范围之内作出变化和修改。
Claims (8)
1.一种提高冷凝液对流换热系数的构件,其特征在于,所述构件设置在冷凝器末端管路内,所述构件包括一主杆,所述主杆外表面上设置有若干外槽,所述主杆的外槽与所述管路内表面之间形成若干供冷凝液流通的通道。
2.根据权利要求1所述的提高冷凝液对流换热系数的构件,其特征在于,所述构件为螺旋杆,所述外槽螺旋式设置在所述主杆的外表面上。
3.根据权利要求1所述的提高冷凝液对流换热系数的构件,其特征在于,所述构件为直槽杆,所述外槽平行于主杆轴向设置在所述主杆外表面上。
4.根据权利要求1所述的提高冷凝液对流换热系数的构件,其特征在于,所述构件外侧与所述管路内表面之间形成的通道的截面呈扇形或梯形或三角形。
5.一种制冷系统,其特征在于,所述制冷系统包括压缩机、蒸发器、节流装置和冷凝器,所述压缩机、蒸发器、节流装置和冷凝器顺序连接形成一供制冷剂流通的循环通道;所述冷凝器末端管路内设置有如权利要求1-4中任意一项所述的构件。
6.根据权利要求5所述的制冷系统,其特征在于,所述冷凝器末端管路外侧对应的翅片与所述冷凝器外侧其余翅片在物理上断开。
7.一种冷暖空调器,其特征在于,所述冷暖空调器包括压缩机、第一换热器、节流装置和第二换热器,所述压缩机、第一换热器、节流装置和第二换热器顺序连接形成一供制冷剂流通的循环通道;所述压缩机通过四通阀连接所述第一换热器和第二换热器,所述第一换热器或第二换热器作为冷凝器;所述第一换热器和第二换热器靠近所述节流装置一侧的末端管路内设置有如权利要求1-4中任意一项所述的构件。
8.根据权利要求7所述的冷暖空调器,其特征在于,所述第一换热器和第二换热器靠近所述节流装置一侧的末端管路外侧对应设置的翅片与外侧其余翅片在物理上断开。
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