一種微通道換熱器風(fēng)冷壓縮冷凝機組的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種微通道換熱器風(fēng)冷壓縮冷凝機組，由壓縮機、換熱器、風(fēng)機、儲液器、干燥過濾器、電磁閥、膨脹閥和蒸發(fā)器依次連接組成循環(huán)系統(tǒng)。其中，換熱器采用微通道換熱器，并在壓縮機和微通道換熱器之間設(shè)置油分離器；微通道換熱器包括上集流管、下集流管、設(shè)置在兩集流管之間的若干個扁管以及設(shè)置在相鄰扁管之間的翅片；上集流管中設(shè)置兩個隔板，下集流管的中間設(shè)置一個隔板。本實用新型將微通道換熱器應(yīng)用于風(fēng)冷壓縮冷凝機組中，降低壓縮機的功耗，增加制冷量，從而提高系統(tǒng)的能效比。同時，該實用新型能減少冷凝器的體積、減輕重量，節(jié)約制冷工質(zhì)使用量，降低成本，從而增強產(chǎn)品競爭力。
【專利說明】一種微通道換熱器風(fēng)冷壓縮冷凝機組
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種微通道換熱器風(fēng)冷壓縮冷凝機組，屬于熱交換【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]節(jié)能是當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的一項極為緊迫的任務(wù)，隨著消費者對高質(zhì)量產(chǎn)品的追求及相關(guān)法令的出臺，對壓縮冷凝機組的性能評估及優(yōu)化方案越來越引起重視，尤其是在當(dāng)前提倡節(jié)能減排的大背景下，如何提高機組能效水平顯得更為突出。壓縮冷凝機組是冷凍冷藏制冷系統(tǒng)的核心部件，作為制冷應(yīng)用中的常用設(shè)備使用數(shù)量巨大，要實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)提高其能效比是非常必要的。
[0003]換熱器則是制冷系統(tǒng)的重要組成部分，其性能的優(yōu)劣直接影響著系統(tǒng)的制冷效果和能量消耗，而目前風(fēng)冷壓縮冷凝機組采用的管片式換熱器傳熱系數(shù)不高，能效比相對較低。因此研發(fā)一種傳熱系數(shù)高、結(jié)構(gòu)緊湊、成本低的換熱器成為一項熱點的研究課題，也是提高產(chǎn)品市場競爭力及占有率的一個有效途徑。微通道換熱器相對于管式或板式換熱器具有體積小、重量輕的優(yōu)勢，且具有高傳熱系數(shù)、高表面積一體積比、低傳熱溫差、低流動阻力等特點，是當(dāng)今換熱器研究開發(fā)的新方向，成為該領(lǐng)域的一個研究熱點。
[0004]微通道換熱器以其高效的換熱性能、緊湊的結(jié)構(gòu)形式，正逐步應(yīng)用于商業(yè)、家用制冷空調(diào)行業(yè)、冷凍冷藏制冷系統(tǒng)，將它應(yīng)用到風(fēng)冷壓縮冷凝機組中，能提高機組換熱效率、減少制冷劑使用量、降低機組成本。同時，能提升風(fēng)冷壓縮冷凝機組的綜合性能，提高產(chǎn)品競爭力，節(jié)約能源。如中國專利ZL200920063018.0 “基于鋁制微通道風(fēng)冷冷凝器的壓縮冷凝機組”，該實用新型采用鋁制微通道換熱器，減少了制冷劑充注量，節(jié)約了材料成本，但它僅僅是簡單地用微通道換熱器代替?zhèn)鹘y(tǒng)管式換熱器，對制冷工質(zhì)在換熱器中的分配情況是否均勻、微通道換熱器上是否會形成油膜從而影響換熱效果等問題并沒有作進(jìn)一步討論，其壓縮冷凝機組能效比提升的效果還有待探究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型針對現(xiàn)有的風(fēng)冷管片式換熱器傳熱系數(shù)小、微通道換熱器通道小、易形成油膜及制冷工質(zhì)流動分布不均勻等問題，提供了一種微通道換熱器風(fēng)冷壓縮冷凝機組，將微通道換熱器應(yīng)用于風(fēng)冷壓縮冷凝機組中，降低壓縮機的功耗，增加制冷量，從而提高系統(tǒng)的能效比。同時，該實用新型能減少冷凝器的體積、減輕重量，節(jié)約制冷工質(zhì)使用量，降低成本，從而增強產(chǎn)品競爭力。另外，由于微通道換熱器的翅片和扁管是整體焊接在一起的，翅片不容易被損壞，且沒有電腐蝕現(xiàn)象，所以機組性能穩(wěn)定，持久耐用。
[0006]本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0007]一種微通道換熱器風(fēng)冷壓縮冷凝機組，由壓縮機、換熱器、風(fēng)機、儲液器、干燥過濾器、電磁閥、膨脹閥和蒸發(fā)器依次連接組成循環(huán)系統(tǒng)，換熱器采用微通道換熱器，并在壓縮機和微通道換熱器之間設(shè)置油分離器；所述微通道換熱器包括上集流管、下集流管、設(shè)置在兩集流管之間的若干個扁管以及設(shè)置在相鄰扁管之間的翅片；所述上集流管中設(shè)置兩個隔板，所述下集流管的中間設(shè)置一個隔板。
[0008]所述壓縮機采用高效冷凍渦旋壓縮機。所述翅片為百葉窗翅片。
[0009]在蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)中，經(jīng)壓縮后處于高壓高溫過熱狀態(tài)的氨蒸汽(或氟利昂蒸汽)，由于排出時的流速快、溫度高，汽缸壁上的部份潤滑油，受高溫的作用形成油蒸汽及油滴微粒與制冷劑蒸汽一同排出。且排汽溫度越高、流速越快，貝Ij排出的潤滑油越多。當(dāng)潤滑油隨制冷劑一起進(jìn)入微通道換熱器和蒸發(fā)器時會在傳熱壁面上凝成一層油膜，使熱阻增大，從而會使冷凝器和蒸發(fā)器的傳熱效果降低，降低制冷效果。微通道換熱器每個通道的入口非常小，且傳熱壁面相對較大，若不加油分，對微通道換熱器的影響尤為突出:一方面會使回油困難，影響壓縮機使用壽命，另一方在傳熱壁面形成的油膜會大大降低微通道換熱器的制冷效果。所以本實用新型在壓縮機與微通道換熱器之間設(shè)置油分離器，以便將混合在制冷劑蒸汽中的潤滑油分離出來，以更好的發(fā)揮微通道換熱器的效率。
[0010]微通道換熱器的流程排布及制冷劑流量分配不均勻性對系統(tǒng)性能影響很大，但單純地增加換熱器的流程并不能提高其換熱能力，過多的流程反而會降低其換熱能力，這是因為多流程沒有明顯的改善制冷劑在各扁管間的流量分配不均勻性，雖然增加了制冷劑的質(zhì)量通量，使傳熱系數(shù)增大，但是較多的流程使得制冷劑的壓降變大，較大的制冷劑壓降惡化了傳熱效果。因此，考慮到空氣流的速度分布，換熱器的中心區(qū)域通常有更高的空氣流速，從而有更高的換熱能力，將微通道換熱器設(shè)計成制冷劑由中間流入。同時，在集流管中加設(shè)隔板，形成變流程結(jié)構(gòu)，由于制冷劑在換熱器中有相變，每段流程的制冷劑扁管數(shù)不同。為了減小流動分配不均帶來的負(fù)面影響，限制每個管程的長度。本實用新型不僅降低制冷劑側(cè)的壓降，也使冷凝器的有效容積得到合理的利用，同時能保證制冷劑在兩相區(qū)的后半段和過冷液體區(qū)有較高的流速和表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，提高了機組的總換熱能力。
[0011]機組運行時，經(jīng)壓縮機壓縮后的高溫高壓制冷劑氣體由聯(lián)接管道首先從上集流管的中間位置進(jìn)入，以獲得更高的換熱能力，然后分流至第一流程所包含的各制冷劑扁管，在下集流管匯合的制冷劑分為兩路，分別進(jìn)入第二流程的各個制冷劑扁管，制冷工質(zhì)與溫度較高的室內(nèi)空氣進(jìn)行換熱，冷量通過翅片傳遞到室內(nèi)，對空氣進(jìn)行冷卻，達(dá)到制冷的效果。流入上集流管的兩路制冷工質(zhì)匯合經(jīng)過冷后進(jìn)入儲液器，經(jīng)節(jié)流閥降溫降壓后流入蒸發(fā)器，如此不斷循環(huán)。
[0012]本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)有以下幾點有益效果:
[0013]1、在風(fēng)冷壓縮冷凝機組中采用微通道換熱器，利用其高傳熱性能，強化傳熱，降低壓縮機耗功量的同時制冷量增加，制冷劑側(cè)及空氣側(cè)壓降減少，系統(tǒng)的能效比大大提高。同時針對本實用新型所作的優(yōu)化設(shè)計使整個制冷系統(tǒng)運行穩(wěn)定，充分發(fā)揮了微通道換熱器的優(yōu)勢，提高了機組的整體性能。
[0014]2、本新型微通道換熱器可以強化管內(nèi)傳熱，從而使整機體積縮小，使換熱器結(jié)構(gòu)緊湊，重量也隨之減輕，安裝、使用更為便捷；制冷劑的充注量大大減少，節(jié)約制冷工質(zhì)，降低換熱器成本的同時有利于環(huán)境保護(hù)。
[0015]3、微通道換熱器在風(fēng)冷壓縮冷凝機組中的應(yīng)用前景廣闊，它的應(yīng)用既能提升風(fēng)冷壓縮冷凝機組的綜合性能，增強產(chǎn)品的競爭力，也響應(yīng)了國家節(jié)能減排的號召。
【專利附圖】

【附圖說明】[0016]圖1是微通道換熱器風(fēng)冷壓縮冷凝機組的系統(tǒng)原理圖。
[0017]圖2是微通道換熱器的結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖3是微通道換熱器制冷劑流動示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0020]圖1是微通道換熱器風(fēng)冷壓縮冷凝機組系統(tǒng)原理圖，包括壓縮機1、油分離器2、微通道換熱器3、風(fēng)機4、儲液器5、干燥過濾器6、電磁閥7。壓縮冷凝機組與節(jié)流機構(gòu)和蒸發(fā)器組成一個完整的制冷系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)的工作原理如下:由蒸發(fā)器出來的低溫低壓氣態(tài)制冷劑被吸入壓縮機I后壓縮成高溫高壓氣體，排入油分離器2后再進(jìn)入微通道換熱器3，在微通道換熱器3中高壓高溫的氣態(tài)制冷劑被冷凝成高壓液態(tài)制冷劑，經(jīng)儲液器5、干燥過濾器6、電磁閥7，再經(jīng)熱力膨脹閥節(jié)流減壓后進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑吸收外界熱量而沸騰汽化成為低溫低壓濕蒸汽，進(jìn)入汽液分離器后又被壓縮機吸入。如此循環(huán)，從而使得被冷卻物體或環(huán)境溫度得以降低，達(dá)到制冷目的。
[0021]圖2是微通道換熱器的結(jié)構(gòu)圖，制冷劑8從微通道34進(jìn)入，與空氣9進(jìn)行換熱。所述翅片33為百葉窗翅片。
[0022]如圖3所示，本微通道換熱器風(fēng)冷壓縮冷凝機組，包括隔板31、上集流管32、下集流管35、設(shè)置在所述兩集流管之間的若干個扁管34、設(shè)置在相鄰扁管之間的翅片33。上集流管32內(nèi)設(shè)有兩個隔板31，下集流管35內(nèi)的中間位置設(shè)有一個隔板31。上集流管32分別與每根扁管34的一端連接，每根扁管34的另一端下集流管35連接。因制冷劑相變，比熱容逐漸減小，每段所需扁管數(shù)不同:剛進(jìn)入冷凝器時，制冷劑氣體比容大，需要的扁管數(shù)最多；隨著制冷劑的冷凝，比容減小，需要的扁管數(shù)也減少。
[0023]當(dāng)機組運行時，制冷劑在微通道換熱器中的流動過程為:制冷劑流向如圖3中箭頭所示。經(jīng)壓縮機I壓縮后的高溫高壓制冷劑氣體由聯(lián)接管道首先從上集流管32的中間位置進(jìn)入，以獲得更高的換熱能力，然后分流至第一流程所包含的各制冷劑扁管34，如圖3中向下箭頭所指方向，在下集流管35匯合的制冷劑分為兩路，如圖3中箭頭所指方向，分別進(jìn)入第二流程的各個制冷劑扁管，如圖3中向上箭頭所指方向，制冷工質(zhì)與溫度較高的室內(nèi)空氣進(jìn)行換熱，冷量通過翅片33傳遞到室內(nèi)，對空氣進(jìn)行冷卻，達(dá)到制冷的效果。流入上集流管32的兩路制冷工質(zhì)匯合經(jīng)過冷后進(jìn)入儲液器5，經(jīng)節(jié)流閥降溫降壓后流入蒸發(fā)器，如此不斷循環(huán)。
[0024]本實用新型一種微通道換熱器風(fēng)冷壓縮冷凝機組能夠強化傳熱，有效提高系統(tǒng)換熱性能，同時換熱器體積小、重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，降低了機組成本，具有很好的應(yīng)用前景。
【權(quán)利要求】
1.一種微通道換熱器風(fēng)冷壓縮冷凝機組，由壓縮機、換熱器、風(fēng)機、儲液器、干燥過濾器、電磁閥、膨脹閥和蒸發(fā)器依次連接組成循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，換熱器采用微通道換熱器，并在壓縮機和微通道換熱器之間設(shè)置油分離器；所述微通道換熱器包括上集流管、下集流管、設(shè)置在兩集流管之間的若干個扁管以及設(shè)置在相鄰扁管之間的翅片；所述上集流管中設(shè)置兩個隔板，所述下集流管的中間設(shè)置一個隔板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微通道換熱器風(fēng)冷壓縮冷凝機組，其特征在于，所述壓縮機采用高效冷凍渦旋壓縮機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種微通道換熱器風(fēng)冷壓縮冷凝機組，其特征在于，所述翅片為百葉窗翅片。
【文檔編號】F25B1/04GK203605514SQ201320714089
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】付玉, 姚喻晨, 毛一名, 張文杰, 張忠斌, 黃虎, 汪慶 申請人:南京師范大學(xué), 泰州市南風(fēng)冷鏈有限公司