第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
冷凝器的型式按冷卻方式可把冷凝器分為三大類：空氣冷卻式冷凝器，水冷式冷凝器，空氣與水聯(lián)合冷卻式冷凝器。
1、空氣冷卻式冷凝器
這類冷凝器簡稱為風(fēng)冷式冷凝器，制冷劑放出的熱量由空氣帶走，制冷劑在管內(nèi)冷凝。由于空氣的對流傳熱系數(shù)很低，故在盤管外側(cè)通常加肋片以增加空氣側(cè)的傳熱面積。這種冷凝器的傳熱系數(shù)比較小，冷凝溫度較高，使冷凝壓力升高，制冷機(jī)效率降低?？諝饫鋮s式冷凝器的最大優(yōu)點(diǎn)是不需冷卻水，因此特別適用于缺水地區(qū)或者供水困難的場合。
2、水冷式冷凝器
用水作為冷卻介質(zhì)，使高溫高壓的氣態(tài)制冷劑冷凝的設(shè)備，稱為水冷式冷凝器。水冷式冷凝器的冷凝溫度較風(fēng)冷式冷凝器低，這對壓縮機(jī)的制冷能力和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性都比較有利，目前在國內(nèi)工業(yè)制冷系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。水冷式冷凝器中使用的冷卻水，可以一次流過，也可以循環(huán)使用。由于水資源短缺，目前普遍采用循環(huán)水的形式。使用循環(huán)水時(shí)，需設(shè)有冷卻水塔等裝置，使離開冷凝器的水得到冷卻降溫，以便重復(fù)循環(huán)使用。常用的水冷式冷凝器有臥式殼管式冷凝器、立式殼管式冷凝器和套管式冷凝器等型式。
3、空氣與水聯(lián)合冷卻式冷凝器
1）淋水式冷凝器
冷卻水通過配水槽流到換熱管組上，以水膜的形式往下流，水蒸發(fā)帶走熱量，即水以顯熱和潛熱的方式起到冷卻作用。但由于水膜外的空氣，并不是在風(fēng)機(jī)作用下以較高的速度流過，影響了水的蒸發(fā)，傳熱的效果較差。由于傳熱管之間需保持較大的距離使空氣暢通，故這種冷凝器占地面積大，金屬耗量大，目前生產(chǎn)和使用較少。
2）蒸發(fā)式冷凝器
蒸發(fā)式冷凝器是以蒸發(fā)冷凝和顯熱交換為基礎(chǔ)，溫度不同的兩股流體(空氣和水)混合時(shí)便放出蒸發(fā)潛熱，引起較熱流體(水)發(fā)生冷卻，這種冷卻效應(yīng)是借一部分液體變成汽態(tài)因而放出蒸發(fā)潛熱來實(shí)現(xiàn)。
蒸發(fā)式冷凝器是從涼水塔改進(jìn)而來的，其操作原理和涼水塔基本相同，但相對于涼水塔，由于它省去冷卻水在冷凝器中顯熱傳遞階段，使冷凝溫度更接近空氣的濕球溫度，其冷凝溫度可比冷卻塔／水冷式冷凝器系統(tǒng)低3～5℃，這可大大降低壓縮機(jī)的功耗，其循環(huán)水用量減少，只有涼水塔的三分之一左右。
蒸發(fā)式冷凝器主要由換熱器、水循環(huán)系統(tǒng)及鼓風(fēng)機(jī)三部分組成，其中傳熱部分的換熱器是一個(gè)蛇形管組，裝在一個(gè)立式箱體內(nèi)，箱體的底部為水盤。水盤內(nèi)保持一定的水位(用浮球閥控制)。冷卻水用循環(huán)水泵壓送到冷凝器管的上方，經(jīng)噴嘴噴淋到蛇形管組上面，當(dāng)壓縮機(jī)排出的過熱蒸汽進(jìn)入冷凝盤管內(nèi)時(shí)，冷卻循環(huán)水連續(xù)不斷的噴淋在盤管外側(cè)，沿冷凝器管的外表面成膜層下流，水膜從冷凝管壁吸取制冷劑的熱量后，部分水蒸發(fā)為水蒸汽，被鼓風(fēng)機(jī)抽吸的快速流動(dòng)的空氣帶走，這樣就有效的利用水的蒸發(fā)潛熱，以較少的水達(dá)到盤管內(nèi)氣體冷卻冷凝的目的。水受熱后一部分變成蒸汽，其余的水沿蛇形管表面流下，在下降過程中，被高速氣流吹托滯緩下降或被打碎形成更小水滴，漂飛上揚(yáng)，有較多時(shí)間將熱量傳與氣流帶走。所以足夠的配風(fēng)量和冷卻水量，分布均勻的水膜等對提高冷凝效果很重要。流下的水匯集于水盤內(nèi)，經(jīng)水泵再送至噴嘴循環(huán)使用。空氣的作用主要是將冷凝器管外激化的水蒸汽帶走，而當(dāng)空氣的溫度低于水溫時(shí)，它還可以起一定的冷卻作用，空氣自下而上從水膜表面吹過時(shí)，除把水蒸汽帶走外，還夾帶一部分小水滴。為了減少水的吹散損失，在箱體的上部裝有擋水板。
4、汽車空調(diào)用冷凝器
汽車空調(diào)冷凝器屬于風(fēng)冷式冷凝器，其冷凝效果的好壞與冷凝器本身的散熱能力及通風(fēng)效果有關(guān)，它受外界氣候條件變化的影響較大，例如當(dāng)夏季室外溫度比較高時(shí)，就需要較大的換熱面積才能滿足冷卻要求，但是由于受汽車空間尺寸的限制，車用冷凝器的迎風(fēng)面積往往不能做得足夠大，因而需要采用傳熱效率較高的結(jié)構(gòu)形式，為此國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者對現(xiàn)有的管片式、管帶式和平行流式汽車空調(diào)冷凝器的性能進(jìn)行了對比，結(jié)果顯示平行流式冷凝器的傳熱系數(shù)要比管帶式的高20％～40％，重量比管帶式的輕30％～50％，制冷劑側(cè)的阻力損失約比管帶式的低70％～80％，因此多元式平行流冷凝器就以其傳熱系數(shù)高、壓力損失小、結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕的優(yōu)點(diǎn)，成為目前最有發(fā)展前途的汽車空調(diào)冷凝器形式。
目前，有關(guān)汽車空調(diào)平行流冷凝器的 研究 已較為成熟，《汽車空調(diào)平行流式冷凝器熱力性能計(jì)算機(jī)輔助 分析 》建立了多元平行流冷凝器的分布參數(shù)模型，編制了穩(wěn)態(tài)分布參數(shù)模型仿真程序，著重對管路流程安排、翅片布置進(jìn)行了 研究 探討，并利用試驗(yàn)結(jié)果對比進(jìn)行了驗(yàn)證，得出制冷劑流程分配的最佳比值以及翅片高度和間距的最佳值，以期在不需很大改動(dòng)的前提下，為汽車空調(diào)平行流冷凝器的性能改良提供理論參考。《平行流式冷凝器的熱力性能 研究 》闡述了扁管微通道形狀和扁管微通道孔數(shù)對多元平行流冷凝器的換熱性能和壓力損失的影響，指出在相同扁管寬度的情況下，多孔三角形微通道的換熱性能低于多孔矩形微通道，壓力損失大于矩形微通道，但是其耐壓性能優(yōu)于多孔矩形微通道，因此平行流冷凝器通常使用多孔矩形微通道，只有在較高的冷凝壓力的工質(zhì)中才使用多孔三角形微通道；該文獻(xiàn)還指出平行流冷凝器的換熱性能隨扁管微通道孔數(shù)的增加而增加，而壓力損失隨微通道孔數(shù)增加的幅度很小，因此在加工工藝允許的范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能采用較多的微通道孔數(shù)。
第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點(diǎn)或流程
空調(diào)冷凝器的加工工藝
第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析
1、國內(nèi)外仍在積極進(jìn)行強(qiáng)化傳熱元件的 研究 ，無論是水冷或風(fēng)冷，高效傳熱元件是開發(fā)高效冷凝器的技術(shù)關(guān)鍵。近10多年來針對冷凝器的換熱規(guī)律，已不是純粹去增加傳熱面積或增大流速去提高其傳熱效能．而是從傳熱、傳質(zhì)及流體力學(xué)以及深入 研究 傳熱介質(zhì)的物性去設(shè)計(jì)符合這種傳熱規(guī)律的傳熱元件。從而取得了突破性的進(jìn)展，已取得了很高的效益，并已引起足夠的重視。隨著大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用，新的要求不斷反饋出來，另方面隨著基礎(chǔ) 研究 的不斷深入．相信強(qiáng)化傳熱元件的技術(shù)進(jìn)展將會不斷地涌現(xiàn)出來。
2、對國內(nèi)外公認(rèn)的已趨成熟的CFC替代工質(zhì)．如R134a，R123，R152a，正在抓緊傳熱特性方面的 研究 。除性能 研究 外，針對新的替代工質(zhì)的物性重新設(shè)計(jì)、選擇井研制新的高效傳熱面，并對其傳熱性能及機(jī)理進(jìn)行 研究 ，作為CFC替代的預(yù)前開發(fā)工作是十分有意義的。
3、在壓縮式氟里昂制冷系統(tǒng)中，潤滑油始終伴隨著冷劑在系統(tǒng)中循環(huán)。在冷凝器中，由于潤滑油存在會令工質(zhì)側(cè)的舞動(dòng)阻力增加，工質(zhì)熱物性改變，冷凝傳熱效能也會受到影響，特別是針對強(qiáng)化傳熱目的而設(shè)計(jì)的微細(xì)加工的傳熱元件的傳熱規(guī)律正在深入 研究 。
4、由于計(jì)算機(jī)已進(jìn)一步應(yīng)用于制冷空調(diào) 行業(yè) ，其冷凝器的計(jì)算機(jī)模擬、計(jì)算機(jī)輔助制造等新的應(yīng)用也會大大加速其 研究 和技術(shù)開發(fā)的發(fā)展。
而汽車空調(diào)冷凝器主要朝著平行流式結(jié)構(gòu)方向發(fā)展，并在此結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，改進(jìn)其與儲液干燥器、過冷器等部件的匹配。過冷式冷凝器把制冷劑的貯液干燥器及其出口流經(jīng)的過冷器，跟其上游的平行流冷凝器三者做成一體，成為所謂的過冷式冷凝器。這樣不僅可以減小設(shè)備的質(zhì)量和外形尺寸，而且可以確保節(jié)流結(jié)構(gòu)前的制冷劑過冷度而提高制冷循環(huán)效率，還可以隨著貯液干燥器內(nèi)容積的減小而減小制冷劑的充注量。
其整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)趨勢：一是單箱結(jié)構(gòu)，合格便宜，風(fēng)道短，零部件少，易于組裝。由于沒有多箱間的分界面限制，換熱器芯子的位置更加靈活自由，泄漏少，不易漏水，更容易以單元方式供貨，但對于橫斷面的設(shè)計(jì)，難以設(shè)計(jì)出相應(yīng)的模具，維修換熱器芯子較困難。二是三箱結(jié)構(gòu)，便于售后市場維修，其優(yōu)缺點(diǎn)和單箱的正好相
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