用于空气冷却器的冷凝器制造技术

一种热交换器包括一第一盘管组件（１４），该组件包括一入口却管（３０）；一与入口支管（３０）平行和分开的出口支管（３４）和各可操作地连接和接合于入口（３０）和出口（３４）支管的多根管子（３２），每根管子（３２）具有多个流动路径（４０，４２，４４，４６，４８，６０）和在０．０７＜ＨＤ＜０．３０英寸范围内的一液力直径。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及用于加热、通风和空调(HVAC)系统的空气冷却的冷凝器。更具体地，本专利技术涉及用于大型空气冷却的空调冷凝器的铝热交换器，该冷凝器冷却用于空调的输送液体。尤其本专利技术一种用于使用微通道管路(microchannel tubing)，也称为平行流动管路或多路径管路的冷凝器。目前HVAC冷凝器使用翅片和盘管，主要使用铜管和铝翅片。如果管子也用铝和然后钎接或粘接至翅片制成，整个部件的重量可以显著下降。在汽车工业中使用例如微通道管路的小型钎焊铝热交换器。但是，该应用和尺寸是截然不同的。汽车的散热器不像HVAC工业那样，是不考虑效率的。同样，简单地改变汽车热交换器的尺寸并不提供最佳解决方案。为了实现它，必须分析和优化带有微通道管路的铝热交换器的设计。授予Guntly等人的美国专利4,998,580和授予Dudley等人的美国专利5,372,188涉及一种带有一小直径液体流动通道的冷凝器，其中通常将液力直径(hydraulic diameter)定义为流动路径的横截面积的四倍被流动通道的湿润周长(wetted perimeter)除。Guntly等人的专利要求约0.07英寸以下的液力直径，同时Dudley等人的专利要求约0.015-0.040英寸的一液力直径。在汽车工业中使用这技术，对于一空气冷却的冷凝器使用这技术不是最佳的。专利技术概要本专利技术涉及解决现有技术系统中的问题。本专利技术的一目的、特征和优点是提供一种用于空调目的、使用于一大型冷凝器的带多个平行流动路径(parallel flow path)的铝热交换器。本专利技术的另一目的、特征和优点是显著降低一大型冷凝器的重量。本专利技术的一目的、特征和优点是提供一种带有多个平行流动路径的热交换器，这些路径具有大于0.07英寸和小于0.30英寸的一液力直径。本专利技术的另一目的、特征和优点是提供在大于0.07英寸和小于或等于0.26英寸的范围内的一液力直径。本专利技术的又一目的、特征和优点是提供在大于0.07英寸和小于或等于0.14英寸范围内的一液力直径。本专利技术的再一目的、特征和优点是提供0.14英寸和小于或等于0.26英寸范围的一液力直径。最后，在本专利技术的较佳实施例中液力直径是0.07英寸或0.14英寸。本专利技术提供了一种热交换器。该热交换器包括一第一盘管组件，该盘管组件包括一入口支管、与该入口支管平行和分开的一出口支管和多根管子，该多根管子的第一根可操作地连接于和接合(linking)于入口支管和出口支管。每根管子具有多个流动路径和0.05≤HD≤0.30范围内的一液力直径(HD)。本专利技术还提供一空调系统，该空调系统包括一压缩机、一第一热交换器、使空气横越第一热交换器的一风扇、用管路串联进入一空调循环的一膨胀装置和一第二热交换器。第一热交换器包括一入口支管、一出口支管以及由一公共管壁包围的和使入口支管和出口支管互连的多个相邻的流动路径。本专利技术还提供了一种制造一空气冷却的冷凝器的方法。该方法包括下列步骤形成一包括多个相邻流动路径的第一热交换器，其中诸流动路径的尺寸和形状被确定为一较佳液力直径在0.7≤液力直径≤0.30英寸的范围内，式中液力直径＝横剖面积的四倍被总的湿润周长除；提供一风扇，使空气横越多个诸相邻流动路径；提供一压缩机、一第二热交换器以及一膨胀装置；以及，用管路将压缩机、第一热交换器、膨胀装置和第二热交换器串联进入一空调循环之中。本专利技术又提供了一种在一热交换器中传递热量的方法。该方法包括下列步骤形成一包括多个相邻的流动路径的第一热交换器，其中流动路径的尺寸和形状被确定为一较佳的液力直径HD在0.7＜HD＜0.30英寸的范围内，式中HD被定义为一横剖面积的四倍被一总的湿润周长除；以及，传送热量通过包围所述诸流动路径的一壁以及到达其中所包含的一液体。附图简要说明附图说明图1是按照本专利技术的一空气冷却的冷凝器系统的示意流程图。图2示出了沿着图1的线″2-2″所截取的本专利技术的一第一较佳实施例。图3是图2中所示的多路径管(multipath tube)的一可替换的实施例。图4a和4b是用于图1中所示的热交换器的诸翅片的示意图。图5是作为图1的一较佳实施例的一多盘管组件(multiple coil assembly)结构的示意简图。附图详细说明图1示出了一空调系统10，它包括一压缩机12、一起到冷凝器作用的第一热交换器14、一例如一膨胀阀的膨胀装置16以及一起到蒸发器作用的第二热交换器18。用管路20将压缩机12、第一热交换器14、膨胀装置16和第二热交换器18串联在一空调循环中。第一热交换器14从系统释放热量以起到一冷凝器的作用，同时第二热交换器18起到一个藉助导管22冷却流至和流出热交换器18的液体的蒸发器的作用。该系统总地是已知的，并由作为美国标准股份有限公司一部分的Trane公司以注册商标CenTraVac和系列R销售。本专利技术涉及一改进的冷凝器14。该冷凝器14较佳地由铝形成和具有接受来自导管20和压缩机12的热气体致冷剂(hot gaseous refrigerant)的一入口支管30。这热气体致冷剂由入口支管30分配至多根管子32。这些管子32将热气体致冷剂从入口支管30引导通过管子32到达一出口支管34。在这过程中，热气体致冷剂冷凝和以一液体返回到导管20，在那里它通过膨胀装置16被调制，到达第二热交换器18。诸管子32较佳地是微通道或平行流动管路。转让给本专利技术的受让人、Bergman等人的美国专利5,967,228示出了微通道管路。该专利已被结合在此供参考。通过例如一风扇的一空气流动装置36使空气在诸管子32上流动，空气流动到或离开风扇36，如箭头″38″所示。为了增强来自管子32的热传送，提供诸翅片40以增强热传送。后面将参照图4叙述这些翅片40。图2示出了诸管子32的较佳实施例，图3示出了一可替换的实施例。图2中示出的热传递管子32包括多个穿过管子32的全长和被一公共管壁50包围的相邻的流动路途40、42、44、46和48。诸相邻的流动路径40至48分别由挡壁52、54、56和58分开。在图2中，诸流动路径40和48具有类似的形状和横截面积，以及诸流动路径42、44和46具有类似的形状和横截面积。诸流动路径40、42、44、46和48的尺寸和形状被确定成一较佳液力直径在下列范围内0.7＜HD≤0.30英寸液力直径通常按照下列公式计算 实验研究表明一个100吨空气冷却的冷凝器应该具有一至少0.07的液力直径，而一个240吨空气冷却的冷凝器应该具有一约0.14英寸的液力直径。线性外插法显示一个480吨空气冷却的冷凝器应该有一约0.26英寸的液力直径。从而，液力直径的优选范围是0.07＜HD＜0.30，中间范围是0.07＜HD≤0.26。一最佳范围是0.07＜HD＜0.14，优选的液力直径是0.14。在确定液力直径时，测量或计算诸流动路径40、42、44、46和48的总横截面积，以及以一类似方式确定关于那些相同流动路径的总的湿润周长。为了方便起见，对于图3中所示的可替换实施例进行示范性的计算。在该图3中，用相同的标号表示相同的部分。在图3所示的管子32中，多个流动路径的每一个具有相同的尺寸和形状60。可以通过对各流动通道60确定一高度62和一宽度6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热交换器包括：　　　　一第一盘管组件，该组件包括：　　　　一入口支管；　　　　一与入口支管平行和分开的出口支管；以及　　　　多根管子，每根可操作地连接和接合于入口和出口支管，并具有多个流动路径和在０．０７＜ＨＤ＜０．３０范围内的一液力直径ＨＤ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：ML科拉耶，PR格拉姆，
申请(专利权)人：美国标准国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]