一種集流管可視化的微通道換熱器及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種集流管可視化的微通道換熱器及方法，包括集流管，所述集流管上設(shè)有透明材料制成的可視化視窗。所述透明材料優(yōu)選為非結(jié)晶型聚合物PSU。本發(fā)明可利用高速攝影儀拍攝不同型號微通道換熱器在各種工況下的集流管流型圖，并且可根據(jù)觀測結(jié)果來改進(jìn)換熱器流路，分配途徑，從而實(shí)現(xiàn)對微通道換熱器流量分配的直觀改造，使換熱器流量達(dá)到均勻分配。本發(fā)明中帶有集流管可視化視窗的換熱器既可作為冷凝器，也可作為蒸發(fā)器；既可垂直放置集流管，也可水平放置集流管。模型中集流管槽、扁管槽、內(nèi)分配板槽、隔片槽、冷媒進(jìn)出口槽等可隨實(shí)際要求來改變位置、尺寸。
【專利說明】一種集流管可視化的微通道換熱器及方法
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及微通道換熱器流量分配領(lǐng)域，具體地說，涉及一種集流管可視化的微通道換熱器及方法。

【背景技術(shù)】
[0003]微通道換熱器以其優(yōu)良的換熱性能與成本優(yōu)勢廣泛運(yùn)用于汽車空調(diào)、家用空調(diào)以及輕商用空調(diào)等領(lǐng)域。然而微通道換熱器流體分配不均可導(dǎo)致?lián)Q熱性能下降20%。尤其在當(dāng)微通道換熱器作為蒸發(fā)器時(shí)，液態(tài)冷媒的比容遠(yuǎn)大于氣態(tài)冷媒，即液態(tài)冷媒的體積流量相比氣態(tài)冷媒有顯著的下降，所以液態(tài)冷媒在集流管中的流動以及從集流管初流入微通道時(shí)的阻力較大，且差異較大，會出現(xiàn)冷媒分布均勻性不足的情況?，F(xiàn)有的改善流量分配方式有內(nèi)分流板，外分流管等，由于效果較差，或者工藝上無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。在測試換熱器性能時(shí)，普遍的方式是通過布置換熱器溫度點(diǎn)或者通過熱成像儀來判斷流量分配是否均勻，進(jìn)而改變流路及分配方式等提高換熱器性能。而通過熱電偶測量得到的溫度無法直觀了解集流管內(nèi)流體流動及分配狀態(tài)，在改進(jìn)換熱器時(shí)無法達(dá)到直觀地指導(dǎo)作用。
[0004]因此，若能實(shí)現(xiàn)微通道換熱器集流管的可視化即可直觀地觀測到集流管內(nèi)流體流動狀態(tài)及分配情況，進(jìn)一步通過觀測結(jié)果和流型分析指導(dǎo)改進(jìn)微通道換熱器結(jié)構(gòu)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于提供一種可代替常規(guī)鋁制集流管的集流管可視化視窗，實(shí)現(xiàn)微通道換熱器集流管可視化，并運(yùn)用拍攝技術(shù)完成數(shù)據(jù)記載。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種集流管可視化的微通道換熱器，包括集流管，所述集流管上設(shè)有透明材料制成的可視化視窗，并完成了高溫高壓下金屬與可視化材料間的密封。所述透明材料優(yōu)選為非結(jié)晶型聚合物PSU，以PSU為首選，但是不限于PSU。
[0007]在上述微通道換熱器中，所述可視化視窗上設(shè)有密封圈槽，用于放置密封圈與填涂膠水，密封扁管在插入可視化視窗后的間隙。所述膠水如AB膠，但是不限于AB膠。
[0008]該透明材料可在150°C以下長期使用，壓縮強(qiáng)度95.1MPa，耐絕大部分壓縮機(jī)油腐蝕，材料拋光過后成像清晰，密封性好，并且易安裝，可拆卸，可預(yù)留多種流量分配方案槽位。
[0009]在上述微通道換熱器中，所述可視化視窗分為兩個(gè)部分，每個(gè)部分分別有半圓截面的集流管槽，用于觀測集流管內(nèi)流動狀態(tài)。
[0010]一種微通道換熱器集流管可視化實(shí)驗(yàn)方法，包括如下步驟:準(zhǔn)備拍攝設(shè)備，包括高速攝影儀，背光燈和計(jì)算機(jī)；高速攝影儀位于可視化視窗一側(cè)，背光燈位于可視化視窗另一側(cè)；高速攝影儀與計(jì)算機(jī)連接，記錄拍攝圖像；利用高速攝影儀拍攝不同型號微通道換熱器在各種工況下的集流管流型圖，并且可根據(jù)觀測結(jié)果來改進(jìn)換熱器流路，分配途徑，從而實(shí)現(xiàn)對微通道換熱器流量分配的直觀改造，使換熱器流量達(dá)到均勻分配。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明可利用高速攝影儀拍攝不同型號微通道換熱器在各種工況下的集流管流型圖，并且可根據(jù)觀測結(jié)果來改進(jìn)換熱器流路，分配途徑，從而實(shí)現(xiàn)對微通道換熱器流量分配的直觀改造，使換熱器流量達(dá)到均勻分配。本發(fā)明中帶有集流管可視化視窗的換熱器既可作為冷凝器，也可作為蒸發(fā)器；既可垂直放置集流管，也可水平放置集流管。模型中集流管槽、扁管槽、內(nèi)分配板槽、隔片槽、冷媒進(jìn)出口槽等可隨實(shí)際要求來改變位置、尺寸。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的集流管可視化視窗；
圖2為可視窗內(nèi)部扁管與密封圈圖；
圖3為可視窗外部扁管與密封圈圖；
圖4為可視化視窗與扁管翅片等組成的微通道換熱器示意圖。
[0013]1、扁管槽；2、密封圈槽；3、螺釘槽；4、螺釘孔；5、集流管可視化視窗；6、扁管；7、密封圈；8、進(jìn)口管；9、內(nèi)分流板；10、出口管；11、鋁板；12、翅片；13、隔片。

【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1、2、3和4所示，一種集流管可視化的微通道換熱器，包括集流管可視化視窗5，并完成了高溫高壓下金屬與可視化材料間的密封。可視化視窗5所用的透明材料為非結(jié)晶型聚合物PSU ;每一個(gè)可視化視窗分為兩個(gè)部分，每個(gè)部分分別有半圓截面的集流管槽，合并兩個(gè)部分的可視化視窗組成完整集流管，用于觀測集流管內(nèi)流動狀態(tài)；可視化視窗上設(shè)有密封圈槽，用于放置密封圈與填涂膠水，密封扁管在插入可視化視窗后的間隙。所述膠水如AB膠，但是不限于AB膠。
[0015]微通道扁管槽1，可視化視窗兩個(gè)部分都分別有一半槽位，當(dāng)兩個(gè)部分合并后可組成完整微通道扁管槽，此槽位直接與集流管槽連通，扁管6通過此槽位實(shí)現(xiàn)與集流管槽的連接；
隔片13，用于分割集流管槽內(nèi)部腔體，預(yù)留于扁管與扁管之間；內(nèi)分流板槽，位于集流管槽半圓截面中部，與集流管槽平行，用于放置內(nèi)分流板9 ;
冷媒進(jìn)口出口管槽與外分配管槽，預(yù)留于集流管槽與扁管槽相對的一面，用于插入冷媒進(jìn)出口管與外分配管；
密封圈槽2，預(yù)留于多個(gè)位置:可視化視窗與鋁板11連接處、可視化視窗內(nèi)部與扁管連接處、可視化視窗與冷媒進(jìn)口出口管與外分配管連接處、兩部分可視化視窗集流管槽合并后的外部，在進(jìn)行密封時(shí)，所有槽位都放置O型密封圈7。并配合膠水固定，膠水同樣起到輔助密封作用，以保證高溫高壓冷媒在運(yùn)行時(shí)不會發(fā)生泄漏。
[0016]螺釘槽3，螺釘孔4，兩部分可視化視窗合并，鋁板11與可視化視窗合并，冷媒進(jìn)口管8出口管10和外分配管與可視化視窗合并時(shí)都需要使用螺釘打緊，并且保證同一平面上螺釘施力均勻；
微通道換熱器包括:微通道扁管，鏈接可視化視窗與扁管的鋁板，鋁板上沖有扁管孔與螺釘孔，扁管插入扁管孔中，鋁板在和扁管焊接過后起到固定作用，螺釘孔為之后與可視化視窗連接與固定，相鄰扁管之間焊有翅片12 ;冷媒入口出口管，它們與有螺釘孔的鋁片焊接；可視化視窗與無集流管換熱器組裝時(shí)，先把換熱器、入口出口管裝入一個(gè)半圓截面的可視化視窗，再在密封槽內(nèi)墊下密封圈，并使用膠水固定并填充空隙，再使用膠水填充另一個(gè)視窗的密封槽，最后兩個(gè)視窗合并，打上螺釘。
[0017]所得微通道換熱器接入空調(diào)系統(tǒng)后即可進(jìn)行拍攝作業(yè)。拍攝設(shè)備，包括高速攝影儀，背光燈，計(jì)算機(jī)；高速攝影儀位于可視化視窗一側(cè)，背光燈位于可視化視窗另一側(cè)；高速攝影儀與計(jì)算機(jī)連接，記錄拍攝圖像。
【權(quán)利要求】
1.一種集流管可視化的微通道換熱器，包括集流管，其特征在于，所述集流管上設(shè)有透明材料制成的可視化視窗。
2.如權(quán)利要求1所述的微通道換熱器，其特征在于，所述透明材料為非結(jié)晶型聚合物PSU。
3.如權(quán)利要求1所述的微通道換熱器，其特征在于，所述可視化視窗上設(shè)有密封圈槽，用于放置密封圈與填涂膠水。
4.如權(quán)利要求1所述的微通道換熱器，其特征在于，所述膠水為AB膠。
5.如權(quán)利要求1所述的微通道換熱器，其特征在于，所述可視化視窗分為兩個(gè)部分，每個(gè)部分分別有半圓截面的集流管槽。
6.一種微通道換熱器集流管可視化實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于包括如下步驟:準(zhǔn)備拍攝設(shè)備，包括高速攝影儀，背光燈和計(jì)算機(jī)；高速攝影儀位于可視化視窗一側(cè)，背光燈位于可視化視窗另一側(cè)；高速攝影儀與計(jì)算機(jī)連接，記錄拍攝圖像；利用高速攝影儀拍攝不同型號微通道換熱器在各種工況下的集流管流型圖，并且可根據(jù)觀測結(jié)果來改進(jìn)換熱器流路，分配途徑，從而實(shí)現(xiàn)對微通道換熱器流量分配的直觀改造，使換熱器流量達(dá)到均勻分配。
【文檔編號】G01M10/00GK104214994SQ201410452151
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月6日
【發(fā)明者】李廷勛, 陳磊, 魯健 申請人:中山大學(xué)