一种空调冷凝器、客车及空调冷凝器的设计方法技术

本发明专利技术涉及空调冷凝器技术领域，公开了一种空调冷凝器、客车及空调冷凝器的设计方法。所述空调冷凝器包括顶盖和底壳，顶盖和底壳形成内腔，顶盖上设置有进风口和出风口；还包括芯体固定支架，设置于底壳上且位于内腔中，芯体固定支架用于支撑位于内腔中的冷却芯体组件，冷却芯体组件设置于出风口处；导流件，设置于底壳上，导流件位于冷却芯体组件靠近进风口的一端的下方，导流件与底壳间隔预设高度；导流肋，设置于底壳上，导流肋与芯体固定支架水平间隔预设距离，且位于冷却芯体组件的下方。本发明专利技术通过改进空调冷凝器的内部结构，解决上述冷凝器不同结构特征及其排布方式导致芯体风速不均匀，影响冷凝器换热量的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种空调冷凝器、客车及空调冷凝器的设计方法
本专利技术涉及空调冷凝器
，尤其涉及一种空调冷凝器、客车及空调冷凝器的设计方法。
技术介绍
客车空调冷凝器是整个客车空调机组非常重要的组成部分之一，压缩机排出的高温、高压气态制冷剂进入冷凝器，通过冷凝风机的强制换热，冷却变为中温、高压的液态制冷剂。在冷凝器的设计过程中，需要满足机械强度、疲劳与寿命、售后维修便利性的要求，同时也需要满足冷凝器换热性能的要求。除了冷凝器芯体内部制冷剂的流动，冷凝器芯体外侧空气的风速大小和均匀性也是影响冷凝器换热性能的重要影响因素之一。对于空气侧，风速的提升有助于增大冷凝器的换热系数，而低风速区域的换热性能会较差，芯体的利用率也较低。在大部分的研究中，一般认为冷凝器迎风面风速是均匀分布的，在此基础上，对冷凝器芯体的几何特征进行研究，比如翅片厚度、翅片间距、翅片形状、芯体管排布形式等。实际情况中，受到冷凝器本身结构的影响，芯体迎风面风速的均匀性是较差的，这就导致冷凝器实际换热量与理论设计存在较大的差异。冷凝器结构特征主要包括：底壳、芯体、冷凝风机、顶盖以及固定支架等零部件，这些零部件的几何特征尺寸以及相互间的排布方式使冷凝器内部形成不同的气流组织，影响冷凝器芯体风速的均匀性。同时，对于客车空调冷凝器具体的几何特征尺寸以及相互之间对风速均匀性的影响，缺少一种有效的、快速的、低成本的评价和改进手段。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种空调冷凝器，通过改进空调冷凝器的内部结构，解决上述冷凝器不同结构特征及其排布方式导致芯体风速不均匀，影响冷凝器换热量的问题。本专利技术中还提供了一种客车，利用上述空调冷凝器，降低客车的能耗。本专利技术的又一目的在于提供一种空调冷凝器的设计方法，对冷凝器多种结构特征的排布进行合理地改进和优化，满足冷却芯体组件风速分布均匀性的要求，使冷凝器实际换热量更好地符合理论设计。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：提供一种空调冷凝器，包括顶盖和底壳，所述顶盖和所述底壳形成内腔，所述顶盖上设置有进风口和出风口；所述空调冷凝器还包括：芯体固定支架，设置于所述底壳上且位于所述内腔中，所述芯体固定支架用于支撑位于所述内腔中的冷却芯体组件，所述冷却芯体组件设置于所述出风口处，用于冷却自所述进风口输送至所述出风口的气体；导流件，设置于所述底壳上，所述导流件位于所述冷却芯体组件靠近所述进风口的一端的下方，所述导流件与所述底壳间隔预设高度，所述导流件用于导流自所述进风口进入所述空调冷凝器内的所述气体；导流肋，设置于所述底壳上，所述导流肋与所述芯体固定支架水平间隔预设距离，且位于所述冷却芯体组件的下方，所述导流肋用于导流经过所述导流件之后进入所述冷却芯体组件的气体。优选地，还包括风机组件，设置于所述进风口处，所述风机组件包括驱动件和风机，所述驱动件驱动所述风机转动使所述进风口吸风或压风。优选地，所述风机上设置有风机叶片，所述风机叶片设置于所述进风口处。优选地，所述驱动件为交流电机。优选地，所述风机叶片在所述顶盖上的投影覆盖所述进风口。优选地，所述冷却芯体组件包括：芯组固定支架；芯体前挡风板和芯体后挡风板，连接于所述芯组固定支架两端，所述芯体前挡风板设置于靠近所述风机的一侧；芯体，设置于所述芯体前挡风板和所述芯体后挡风板之间，所述芯体设置于所述芯组固定支架、所述芯体前挡风板和所述芯体后挡风板之间围成的空间内，所述芯体设置于所述出风口处。优选地，所述芯体前挡风板和所述风机的风机壳体之间设置有缓冲保温层。优选地，所述导流肋设置于所述底壳内，且与所述底壳一体成型。优选地，所述导流件通过导流板固定支架连接所述底壳。优选地，所述导流件包括平滑过渡连接的平板段和圆弧段；所述平板段设置于所述导流板固定支架上，且位于所述芯体前挡风板正下方的投影区域内；所述圆弧段沿气体流动方向朝向所述芯体倾斜延伸。优选地，所述芯体采用管片式芯体或平行流芯体。本专利技术中还提供了一种客车，包括所述的空调冷凝器，所述空调冷凝器的底壳的弧度与所述客车的车顶的弧度相同。本专利技术中又提供了一种空调冷凝器的设计方法，用于优化所述的空调冷凝器，所述冷却芯体组件包括芯体，所述空调冷凝器的导流件通过导流板固定支架与底壳间隔预设高度，所述设计方法包括：确定待优化的结构特征为：导流件与底壳间隔预设高度，导流肋与芯体固定支架之间水平间隔预设距离，以及导流肋的高度；确定对提升芯体风速均匀性有利的预设高度、导流肋的高度和预设距离的尺寸范围；将各个的尺寸范围通过正交设计方法，确定多种试验工况；利用CFD方法，对每种所述试验工况下所述芯体中的流体进行仿真；根据仿真后的结果，评价每种所述试验工况下所述芯体中风速分布均匀性；选择所述风速分布均匀性最好的试验工况。优选地，确定对提升所述芯体风速均匀性有利的所述预设高度、所述导流肋和所述预设距离的尺寸范围的确定方法为：根据所述空调冷凝器的结构确定所述预设高度、所述导流肋的高度和所述预设距离的待确定的尺寸范围；通过变量控制法和CFD方法，确定各个参数对提升芯体风速均匀性有利的尺寸范围。优选地，将相对偏差绝对值的平均值作为评价风速分布均匀性的标准。优选地，所述相对偏差绝对值的平均值采用以下公式获得：其中，vi为芯体内部各计算点的风速值，单位为m/s；为前述计算点的风速平均值，单位为m/s；δi为前述各计算点的相对偏差值。本专利技术的有益效果：本专利技术中通过芯体固定支架支撑冷却芯体组件，在底壳上设置导流件，导流件与底壳间隔预设高度，导流件设置于冷却芯体组件靠近进风口的一端的下方，对空调冷凝器进气口的气体进行导流。将上述导流件设置在与底壳间隔预设高度处，以及将导流件设在冷却芯体组件靠近进风口的一端的下方的位置，通过调整导流件的设置的高度和位置，使自进风口至冷却芯体组件的风的风速的均匀性更好。同时在底壳上还设置有导流肋，通过导流肋对经过导流件之后的气体进行导流，又因导流肋与芯体固定支架水平间隔预设距离，使经过导流件之后的气体在导流肋的导流作用下，使进入冷却芯体组件内的气体更均匀，提高冷却芯体组件的换热量和换热效率。本专利技术中提供的客车，应用上述空调冷凝器，通过提升空调冷凝器的换热效果，使客车的空调效果更明显，从而大大提升客车内的舒适度，因提高了空调冷凝器的换热效率，因此，相当于降低了客车的能耗。本专利技术中提供的空调冷凝器的设计方法，用于优化空调冷凝器中的导流件与芯体固定支架的水平预设距离，导流件与底壳间隔预设高度，以及导流肋的高度。在确定上述三个参数对提升芯体风速均匀性有利的范围后，更加确定三个参数的范围，根据正交设计方法，确定进一步被优化的参数的试验工况。再结合CFD方法对上述工况进行模拟，根据模拟结构选择对风速均匀性最好的试验工况，从而确定三个参数的最优范围。本专利技术中的设计方法对冷凝器多种结构特征的排布进行合理地改进和优化，满足了芯体风速分布均匀性的要求，使冷凝器实际换热量更好地符合理论设计。附图说明图1是本专利技术的空调冷凝器的内部结构示意图；图2是本专利技术的空调冷凝器的俯视图；图3是本专利技术的空调冷凝器的设计方法的流程图。图中：1、顶盖；11、进风口；12、出风口；2、底壳；3、芯体固定支架；4、冷却芯体组件；42、芯体前挡风板；43、芯体后挡风板；44、芯体；5、导流件；51、平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空调冷凝器，包括顶盖(1)和底壳(2)，所述顶盖(1)和所述底壳(2)形成内腔，所述顶盖(1)上设置有进风口(11)和出风口(12)；其特征在于，所述空调冷凝器还包括：芯体固定支架(3)，设置于所述底壳(2)上且位于所述内腔中，所述芯体固定支架(3)用于支撑位于所述内腔中的冷却芯体组件(4)，所述冷却芯体组件(4)设置于所述出风口(12)处，用于冷却自所述进风口(11)输送至所述出风口(12)的气体；导流件(5)，设置于所述底壳(2)上，所述导流件(5)位于所述冷却芯体组件(4)靠近所述进风口(11)的一端的下方，所述导流件(5)与所述底壳(2)间隔预设高度，所述导流件(5)用于导流自所述进风口(11)进入所述空调冷凝器内的所述气体；导流肋(6)，设置于所述底壳(2)上，所述导流肋(6)与所述芯体固定支架(3)水平间隔预设距离，且位于所述冷却芯体组件(4)的下方，所述导流肋(6)用于导流经过所述导流件(5)之后进入所述冷却芯体组件(4)的气体。

【技术特征摘要】
1.一种空调冷凝器，包括顶盖(1)和底壳(2)，所述顶盖(1)和所述底壳(2)形成内腔，所述顶盖(1)上设置有进风口(11)和出风口(12)；其特征在于，所述空调冷凝器还包括：芯体固定支架(3)，设置于所述底壳(2)上且位于所述内腔中，所述芯体固定支架(3)用于支撑位于所述内腔中的冷却芯体组件(4)，所述冷却芯体组件(4)设置于所述出风口(12)处，用于冷却自所述进风口(11)输送至所述出风口(12)的气体；导流件(5)，设置于所述底壳(2)上，所述导流件(5)位于所述冷却芯体组件(4)靠近所述进风口(11)的一端的下方，所述导流件(5)与所述底壳(2)间隔预设高度，所述导流件(5)用于导流自所述进风口(11)进入所述空调冷凝器内的所述气体；导流肋(6)，设置于所述底壳(2)上，所述导流肋(6)与所述芯体固定支架(3)水平间隔预设距离，且位于所述冷却芯体组件(4)的下方，所述导流肋(6)用于导流经过所述导流件(5)之后进入所述冷却芯体组件(4)的气体。2.根据权利要求1所述的空调冷凝器，其特征在于，还包括风机组件(7)，设置于所述进风口(11)处，所述风机组件(7)包括驱动件(71)和风机(72)，所述驱动件(71)驱动所述风机(72)转动使所述进风口(11)吸风或压风。3.根据权利要求2所述的空调冷凝器，其特征在于，所述风机(72)上设置有风机叶片(73)，所述风机叶片(73)设置于所述进风口(11)处。4.根据权利要求2所述的空调冷凝器，其特征在于，所述驱动件(71)为交流电机。5.根据权利要求3所述的空调冷凝器，其特征在于，所述风机叶片(73)在所述顶盖(1)上的投影覆盖所述进风口(11)。6.根据权利要求2所述的空调冷凝器，其特征在于，所述冷却芯体组件(4)包括：芯组固定支架；芯体前挡风板(42)和芯体后挡风板(43)，连接于所述芯组固定支架两端，所述芯体前挡风板(42)设置于靠近所述风机(72)的一侧；芯体(44)，设置于所述芯体前挡风板(42)和所述芯体后挡风板(43)之间，所述芯体(44)设置于所述芯组固定支架、所述芯体前挡风板(42)和所述芯体后挡风板(43)之间围成的空间内，所述芯体(44)设置于所述出风口(12)处。7.根据权利要求6所述的空调冷凝器，其特征在于，所述芯体前挡风板(42)和所述风机(72)的风机壳体(74)之间设置有缓冲保温层。8.根据权利要求1所述的空调冷凝器，其特征在于，所述导...

【专利技术属性】
技术研发人员：章嵩松，黄定英，邢艳青，王春磊，陈旭，
申请(专利权)人：上海加冷松芝汽车空调股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31