[发明专利]一种家用空调机的热交换器

说明书

技术领域

本发明仅涉及一种家用空调机的热交换器，特别是仅涉及一种热交换器中制冷剂导流条的热交换器。

背景技术

目前已知的家用空调机一般分为整体式和分体式两大类。整体式以窗式空调为主，分体式则包括挂壁式空调机；吊顶式空调机；柜式空调机等多种样式。无论是整体式家用空调机还是分体式家用空调机，其基本结构均由两部分组成，即由制冷剂蒸发吸热的蒸发机组和制冷剂冷凝放热的冷凝机组组成。蒸发机组中制冷剂蒸发吸收室内空气热量的部分通常称为蒸发器，冷凝机组中制冷剂冷凝向室外空气放热的的部分通常称为冷凝器。蒸发器与冷凝器都是一种热交换器，本发明中的热交换器即包括了蒸发机组中的蒸发器也包括了冷凝机组中的冷凝器。现有空调机中的这两种热交换器通常采用管式翅片式热交换器，即由铜管弯曲成“U”形管再将“U”型铜管通过弯头连接成一条来回弯曲的蛇型制冷剂通道，在铜管外面套接铝质翅型散热片而成，该种热交换器的缺点是换热效率不高，需使用大量铜管和大量铝质散热片，制造成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种专用于家用空调机的热交换器，构成热交换器的所有构件均为价廉质轻热交换能力良好的铝质材料制成，在无需增大现有家用空调机热交换器的有限的空间中，可设计布置成外表散热面足够大到达到和超过原有热交换器的热交换能力，而且无需套装散热铝片。当制冷剂流经热交换器时，通过与热交换器的具有大面积的外表散热面的导流条与空气进行热交换，达到理想的热交换的目的。

本发明的目的可以通过以下方式来实现：

一种家用空调机的热交换器，包括制冷剂的输送通道，其特征是：制冷剂的输送通道为铝质条型导流条，导流条的纵切面为中空扁长方形，导流条中空扁长方形内腔的短边长度大于2毫米，小于12毫米。导流条与导流条连接成一条蛇型制冷剂通道。制冷剂通过制冷剂通道入口管进入热交换器，通过制冷剂通道出口管流出，制冷剂在制冷剂通道里的流通过程中，通过导流条的外表面，不断与空气进行热交换，从而达到热交换的目的。

本发明的目的还可以通过以下方式来实现：

导流条为一直条型材，导流条与导流条通过相邻的两导流条的端口采用铝质接头连接成一条蛇型制冷剂输送通道。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下主要特点：

1，本发明为全铝质热交换器，热交换器使用的所有材料，均采用铝质合金材料制成，由于铝材的市场价仅为铜材的三分之一不到，铝材的比重也仅有铜材的三分之一，尽管本发明所用铝材在体积上要比现有的热交换器所用铜材的体积略大，但实际制造成本仅为现有管式翅片式热交换器的一半不到，成本大大降低。

2，换热效率大为提高。本发明可以在对现有家用空调机不作任何改动的条件下，充分利用现有的热交换器空间，将热交换器的表面迎风换热面积提高到现有的热交换器的数十倍以上，从而满足热交换的需要。由于已经能够满足热交换的需要，因此省去了套接铝质散热片的工艺，而成为无散热片热交换器，进一步降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的A-A剖面示意图。

图3是图1的B-B剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图中1为制冷剂入口管，2为制冷剂入口接头，3为制冷剂入口接头接口，4为支撑架，5为导流条，6为导流条接口，7为导流条接头，8为导流条迎风面，9为制冷剂出口接头接口，10为制冷剂出口接头，11为制冷剂出口管。

本实施例为本发明作为冷凝器使用时的实施例：制冷剂入口接头2通过制冷剂入口接头接口3与导流条5的一个端口连接，每条导流条的端口通过导流条接头7与其对应的导流条接口6连接，导流条接口6为其中一个连接接口。最后一条导流条的端口通过制冷剂出口接口9与制冷剂出口接头10连接，这样，就组成了一条来回弯曲的蛇型制冷剂冷凝通道。来自压缩机的高温，高压制冷剂气体由上方的制冷剂入口管1进入制冷剂冷凝通道，沿着通道向下流动，在流动过程中，通过组成蛇型制冷剂冷凝通道的导流条5，导流条接头7等外表面与流经通道的室外空气进行热交换而放热，放出热量后被冷凝成制冷剂液体，由通道下部的导流条经制冷剂出口管11流向毛细管节流。本发明所说的纵切面指的是本发明结构示意图图1所示的导流条5的垂直方向上的剖面。导流条5的材质为铝合金，外形为一直条型材，导流条的纵切面为一个内腔与外表面均为扁长方形的中空通道，其中空扁长方形内腔的短边所在的迎着热交换风扇一面的导流条迎风面8为一向外的小三角形，实际应用时也可设计成园弧等形状，以减少风阻和噪音。本发明之所以将导流条5设计为纵切面为中空的扁长方形的形条，是因为唯有这样的扁长方形的中空形条，才能最大限度的在不增加纵向高度，即不降低导流条的排列密度的情况下，充分利用可能的横向空间，通过加长扁长方形的长边，来加大外表面热交换面积，从而达到所需要的热交换能力的目的。而这个特点是任何园管，扁椭圆管型的制冷剂输送通道所不具有的，这是本发明导流条5的突出的实质性的特点之一。在该种扁长方形的设计中，其中向外的小三角形的一边，即导流条迎风面8为迎风面，热交换能力最强，两条长边所在的外表面也经热交换空气正面流动，加上其表面的波纹形设计，其热交换能力可以接近迎风面的热交换能力，据此可以将其视同为迎风面，这样，导流条5的四个外表面中的三个外表面在热交换时就成为热交换能力强的迎风面了，而这三个外表面的面积几乎接近导流条的全部外表面面积，这是本发明导流条5的扁长方形设计所带来的显著效果。导流条5的扁长方形设计所带来的上述特点和显著效果是现有的园管，扁椭圆管所不具有的，因为，任何一种园管，扁椭圆管，无论其大小如何变化，其迎风面面积只能为其正投影投射到的表面面积，即外表面总表面面积的一半，众所周知，在风扇强制对流的热交换器中，迎风面的热交换能力约是背风面的三倍以上，本发明中导流条的扁长方形设计，使得导流条的表面积几乎全为热交换性能优良的迎风面，加之上面所述的可以在不增加纵向高度的情况下，通过增长扁长方形长边的方法增加表面积的特点，其实际产生的热交换能力将比采用园管和扁椭圆管作制冷剂输送通道的热交换器要有极其显著的数十倍的提高，正因为如此，才有可能实现在达到所需要的热交换能力的前提下省去套装散热铝片的发明目的，也正因为如此，才使得采用价廉易加工的铝材代替铜材制作导流条成为可能。这是本发明所具有的显著效果。本发明中的制冷剂入口接头接口3，导流条接口6，制冷剂出口接头接口10的连接可采用钎焊等常用的连接方式。本发明中的制冷剂输送通道即指现有家用空调机中冷凝器的冷凝管或指蒸发器的蒸发管，在本实施例中即为制冷剂冷凝通道。此外，由于导流条5为扁长方形的直条型材，长方形的两条长边所形成的外表面为平行面，热交换空气就可能在最小阻力降的情况下获得通过，从而降低了噪声，降低了风扇电机的功率。实际运用时将这两个平行面制造成微微起伏的波纹形，以达到在风阻增加甚微的情况下提高热交换空气通过时的热交换能力的目的。本发明的制冷剂入口接头2与制冷剂出口接头10为完全相同的两个连接接头，它是一个一端封闭，一个面上连接着一个园管的短导流条。制冷剂入口接头2上的制冷剂入口管1与压缩机输出制冷剂的铜管连接，另一端口与导流条连接，制冷剂出口接头10上的制冷剂出口管11与流向毛细管的铜管连接，另一端口与导流条连接。导流条与导流条之间采用导流条接头7连接的设计，是为了便于缩小导流条之间的间隔距离，在有限的空间里，更多的设置上导流条的导数，以达到最大限度的提高表面散热面积的目的。现有的冷凝器冷凝管之间的间距大约在15毫米以上，是采用将一条条铜管弯曲成“U”型后通过弯头连接的方法制作而成的，而本发明中导流条是一条扁长方形直条型型材，纵向长度仅有几毫米，如果仍沿用现有的的采用一根长的导流条弯曲成“U”型条再连接的方法，要想将导流条的间距仍安排在15毫米左右，技术上难度较大，即使是做到，其原来的纵向长度在弯曲处将变得十分狭窄，会造成制冷剂在弯曲处的流动阻力过大，影响冷凝效果，严重时甚至会产生脏堵而无法流动冷凝，况且本发明为了增加热交换面积而必须增加导流条的条数使得导流条的间距设计小于现有冷凝管的间距，则采用原来的来回弯曲的方法就更加行不通了。为此，本发明将导流条设计为直条型型材，通过接头的连接而形成制冷剂输送通道的方法，就能保证在比较简易的加工工艺条件下将直条型的导流条无需弯曲就能连接成制冷剂冷凝通道，从而保证了在导流条设计间距仅为现有冷凝管间距一半甚至更小的的情况下，制冷剂的冷凝通道任一处的最窄厚度不低于导流条纵切面扁长方形内腔短边的长度，确保了制冷剂在冷凝通道冷凝时畅通无阻和正常热交换。也正因为导流条在制作成制冷剂冷凝通道时避免了弯曲的加工，才使得铝材替代铜材制作铝质导流条成为可能，本发明才会具有了全铝质的特点。本发明的导流条接头7为一个中空的“凹”字形铝质接头，其两端口面与导流条5的端口面相仿。由于有了本发明导流条接头的连接方法技术上的保证，在现有冷凝器的同样大小的空间条件下，导流条的条数就可设计安排到现有冷凝器的冷凝管的根数的一倍以上，热交换面积获得成倍的增加，尽管导流条的间距缩小到现有冷凝器的冷凝管间距的一半不到，但由于取消了散热铝片的设计，热交换空气的阻力并没有增加甚至有可能下降。本发明推荐的导流条5的中空扁长方型腔体的设计值为：短边长为4毫米，长边长为30毫米，壁厚为0.5毫米，导流条外边间距为6毫米。实际应用时可参考允许的制作空间，冷凝剂在导流条中的流动情况和需要的热交换能力，风阻等因素作适当调整。但导流条5的中空扁长方型腔体短边长度必须大于2毫米，否则制冷剂流过制冷剂冷凝通道的阻力加大，影响制冷效果，随着空调使用时间的增长，压缩机排出的与制冷剂混在一起的润滑油以及其它一些杂质碎屑，将会严重地形成脏堵而无法制冷，但导流条5的中空扁长方型腔体短边长度也不宜过长，最大长度必须小于12毫米，否则一是会限制本发明导流条的设计安排数达到现有冷凝器的冷凝管的根数的一倍以上的设计目的实现，从而也就达不到其所带来的效果，二是热交换能力会急剧下降。本发明的结构示意图图1仅示意标出六条导流条，实际应用时的条数应根据所能提供的空间大小和热交换的需要而定，以满足热交换能力为准。如果需要求得更超强的热交换能力，也可参照现有的管式翅片式热交换器的做法，在导流条上套装适当数量的翅片式散热片或在条流条的中空内腔上设计内肋。由于本发明省去了在导流条5上套装散热铝片的设计，为了提高各导流条的强度和稳固性，本发明设计了导流条支撑架3，其结构与现有的铝散热翅片类似，但需采用具有一定厚度的硬质合金铝制成，从而达到稳固支撑导流条的目的。为了进一步提高热交换的能力，导流条5的壁厚应在满足需要强度的前提下尽量设计得薄一些，越薄热交换能力越强，同时也可降低材料成本，如有心要可在导流条纵切面扁长方形腔体上设计数条纵向加强筋。由于组成本发明的导流条5，导流条接头7，制冷剂入口接头2，制冷剂出口接头10，支撑架4均为铝质材料制成，木发明即成了一个全铝质的热交换器了，这就带来了制造成本低于现有热交换器一半的特点。本发明还可作为蒸发器实施使用，由于其设计使用的原理，技术上与作为冷凝器使用没有实质上的区别，具体实施时可参照本实施例。本实施例的热交换器的外型为平面直板形，通常情况下已可以满足家用空调机热交换器的需要了，因而不必将其设计为“L”形或其他更复杂的形状。现有的蒸发器有各种形状的多段式，其基本原理是由数块平面直板式组成。实际运用时可参照现有技术组合而成。鉴于家用空调机蒸发器与冷凝器设计空间上的要求不同和技术要求上的细微差别，本发明作为冷凝器实施应用的效果要优于作为蒸发器实施应用的效果。