[发明专利]空调换热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种换热器，特别涉及一种在空调中使用的换热器。

背景技术

目前现有空调中使用的换热器由外管和内管套合而成，其中外管为直管，内管为等螺距的螺管，外管的内壁与内管的螺旋外表面包封形成螺旋管道，制冷剂从该螺旋管道的入口处进入并流经该螺旋管道，制冷中间介质在内管中流动，制冷剂与中间介质之间的流向相对并通过螺旋内管壁进行热交换，此类换热器的缺点在于制冷剂在与中间介质热交换的过程中发生相变即由最初的气态变成了液态，制冷剂的体积和压力变化很大，而等距螺管造成的螺旋管道的截面积不变，对此无法做出相应的调整，因此造成制冷剂在换热过程中局部压降过大和分布不均匀，制冷剂的流速不稳定，进而使换热的效率降低，且整个热交换过程中总的压力损失过大，加大了压缩机的工作负荷，另外换热器压力不均造成制冷剂在换热器内总的沿程阻力较大，降低了制冷剂的输送效率。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中缺陷，通过设置螺距渐变的内管，使换热器能适应制冷剂热交换过程中相变而发生的体积、压力降的变化而确保换热器内部制冷剂有稳定的压力、流速以提高换热效率，同时减少换热过程中的压力损失，另外降低换热器对制冷剂的沿程阻力。

本发明的空调换热器，包括外管和内管，外管为直管，内管为螺旋管，外管和内管之间相互套合，外管的内壁与内管的螺旋外壁包封形成螺旋管道，制冷剂从所述螺旋管道入口处流入并流经所述螺旋管道，制冷中间介质在内管中流动，所述制冷剂与中间介质之间通过螺旋内管壁进行热交换，螺旋内管的螺距根据热交换过程中制冷剂相变而发生的体积和压力降的变化情况形成渐变设置。

优选地，制冷剂和中间介质在换热器中相对运动。

其中，螺旋内管的螺距在制冷剂进口处最大、在中间介质进口的相应位置处最小，螺旋内管的螺距在最大和最小之间渐变。

与现有技术相比，本发明的空调换热器具有如下有益效果：

通过换热器内管的螺距渐变设计，使得制冷剂通道能够适应制冷剂因热交换而发生的体积、压力降变化，确保换热器内制冷剂的压力、流速稳定，保障了换热器的效率；同时减少换热过程的压力损耗，减轻压缩机的工作负荷；另外同时降低制冷剂总的沿程阻力，减少制冷剂的输送动力。

附图说明

图1是本发明空调换热器的剖视图；

图2是本发明空调换热器的螺距渐变曲线图；

图3是本发明空调换热器的压力降曲线图；

图4是本发明空调换热器的阻力系数曲线图。

结合附图在其上标记以下附图标记：

1-换热器内管，2-换热器外管。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1所示，本发明的空调换热器由外管2和内管1组成，内管1为螺旋管，外管2和内管1之间相互套合，外管2的内壁与内管1的螺旋外壁包封形成螺旋管道，制冷剂从该螺旋管道入口处流入并流经该螺旋管道，制冷中间介质在内管中流动，制冷剂与中间介质之间的流向相对并通过螺旋内管壁进行热交换。螺旋内管的螺距根据热交换过程中制冷剂相变而发生的体积、和压力降的变化情况形成渐变设置，即螺旋内管的螺距在制冷剂进口处最大，形成最大的制冷剂通道截面，在中间介质进口的相应位置处螺距最小，内管螺距在最大和最小之间渐变。

进一步如图1所示，制冷剂在进入换热器入口时呈气态，此时制冷剂通道的截面积最大，热交换过程中制冷剂经历了中间混合态后最终冷凝为液态流出换热器，流出位置的制冷剂通道的截面积最小，这适应了制冷剂由气态变为液态而发生的体积、压力降的变化。

进一步如图2所示的针对R22型制冷剂的换热器的螺距变化曲线，图中螺距变化划分为12个阶段，螺距变化规律是以对应的等螺距换热器为基准(数值为：1)由3.2-0.4之间变化。

进一步如图3所示，R22制冷剂在进入换热器后的第2段起压力变化处于相对稳定；压力的稳定带来了制冷剂流速的稳定，热交换也更加平稳；以等螺距换热器的压力降总和100％为基准，采用螺距渐变的换热器压力降总约为等螺距的换热器的总压力降的46％，此可以降低压缩机的工作负荷。

再进一步如图4所示，R22制冷剂在进入换热器后总的沿程阻力相较等螺距换热器的沿程阻力大约降低54％，使得压缩机输送制冷剂的动力进一步减少。