緊湊式換熱器PPT

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1、緊湊式換熱器汽車空調(diào)換熱器演講人:趙曉剛目錄車用換熱器的發(fā)展歷史01緊湊式換熱器的分類02微通道換熱器的發(fā)展歷史04微通道換熱器的特點(diǎn)05微通道換熱器的應(yīng)用06緊湊式換熱器的應(yīng)用032車用換熱器的發(fā)展歷史自從1927年世界上第一臺(tái)汽車空調(diào)器的誕生,汽車空調(diào)系統(tǒng)發(fā)展至今己經(jīng)歷四代,即單純供熱系統(tǒng)、冷暖合一系統(tǒng)、自動(dòng)控溫系統(tǒng)、微機(jī)控制空調(diào)系統(tǒng)。汽車空調(diào)換熱器的換熱和阻力性能直接影響整體空調(diào)系統(tǒng)的性能,同時(shí)由于其體積直接決定整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的體積,因此,換熱器的優(yōu)化設(shè)計(jì)不但能夠有效提高空調(diào)性能,而且還能提高整車裝配的緊湊性,這對(duì)于汽車的設(shè)計(jì)具有重要意義。3車用換熱器的

2、發(fā)展歷史汽車空調(diào)換熱器按照不同的結(jié)構(gòu)可分為:管片式換熱器、管帶式換熱器、平行流式換熱器、層疊式換熱器。早期汽車空調(diào)的冷凝器和蒸發(fā)器一般均為管片式(又稱套片管、翅片管)結(jié)構(gòu)。上世紀(jì)80年代末90年代初,管帶式結(jié)構(gòu)逐漸成熟并開始取代管片式結(jié)構(gòu)。這種當(dāng)時(shí)的新型換熱器結(jié)構(gòu)具有良好的換熱性能,并且相對(duì)于管片式結(jié)構(gòu)其換熱量的提升幅度大于阻力的提升幅度。在90年代中期,汽車空調(diào)的冷凝器和蒸發(fā)器廣泛采用這種結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在，隨著汽車空調(diào)系統(tǒng)全面采用替代工質(zhì)，冷凝器采用的平行流結(jié)構(gòu)和蒸發(fā)器采用的層疊式結(jié)構(gòu),這兩種結(jié)構(gòu)的換熱器具有相對(duì)良好的性能,被引入汽車空調(diào)系統(tǒng)。4緊湊式換熱器的分

3、類車用空調(diào)換熱器緊湊式換熱器管片式管帶式平行流式微通道（氣體冷卻）式層疊式5緊湊式換熱器的分類管片式換熱器管片式結(jié)構(gòu)是一種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu),它是由銅管套上鋁翅片組成,經(jīng)脹管工藝使得鋁翅片與銅管緊密接觸。6緊湊式換熱器的分類管帶式換熱器管帶式結(jié)構(gòu)的管子是由一條連續(xù)的鋁合金材料經(jīng)擠壓而成的多孔通道扁管,然后將其機(jī)械彎曲成等間距的蛇形管,同時(shí)把帶狀鋁箔(翅片)沖壓開縫,加入管子中間,施加一定的壓力,最后將翅片與管整體釬焊,這是一種永久性的聯(lián)結(jié)方式。7緊湊式換熱器的分類平行流式換熱器平行流式換熱器的結(jié)構(gòu)形式是在管帶式冷凝器的基礎(chǔ)上通過變制冷劑單路進(jìn)出或雙路并串聯(lián)為多流程進(jìn)出

4、設(shè)計(jì)而成。它同樣采用扁管擠壓技術(shù)、百葉窗翅片成型技術(shù)和真空焊接技術(shù)。8緊湊式換熱器的分類層疊式換熱器層疊式蒸發(fā)器繼承了管片式和管帶式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點(diǎn),是一種流道為U形的板式換熱器,沖壓成型的流路板兩兩焊接,構(gòu)成制冷劑流道。9緊湊式換熱器的分類微通道（氣體冷卻式）換熱器為適應(yīng)工作在CO2的跨臨界區(qū)的高壓，采用微通道（直徑為0.01~0.2mm），在翅片側(cè)開百葉窗以強(qiáng)化空氣側(cè)傳熱,制冷劑流程采用平行流方式布置,這種緊湊的結(jié)構(gòu)有效地提高了單位體積的換熱量。10微通道換熱器的發(fā)展歷史微通道換熱器的工程背景來源于上個(gè)世紀(jì)80年代高密度電子器件的冷卻和90年代出現(xiàn)的

5、微電子機(jī)械系統(tǒng)的傳熱問題。換熱器工質(zhì)通過的水力學(xué)直徑從管片式的10~50mm,板式的3~10mm,不斷發(fā)展到小通道的0.6~2mm,微通道的10~600μm,這既是現(xiàn)代微電子機(jī)械快速發(fā)展對(duì)傳熱的現(xiàn)實(shí)需求,也是微通道具有的優(yōu)良傳熱特性使然。微通道技術(shù)同時(shí)觸發(fā)了傳統(tǒng)工業(yè)制冷、汽車空調(diào)、家用空調(diào)等領(lǐng)域提高效率、降低排放的技術(shù)革新。11微通道換熱器的發(fā)展歷史1981年,Tuckerman和Pease提出了微通道散熱器的概念;1985年,Swife,Migliori和Wheatley研制出了用于兩流體熱交換的微通道換熱器。隨著微制造技術(shù)的發(fā)展,人們已經(jīng)能夠制造水力學(xué)直

6、徑10~1000μm通道所構(gòu)成的微尺寸換熱器。1986年,Cross和Ramshaw研制了印刷電路微尺寸換熱器,體積換熱系數(shù)達(dá)到7MW/(m3·K);1994年,Friedrich和Kang研制的微尺度換熱器體積換熱系數(shù)達(dá)45MW/(m3·K);2001年,Jiang等提出了微熱管冷卻系統(tǒng)的概念,該微冷卻系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)微散熱系統(tǒng),由電子動(dòng)力泵、微冷凝器、微熱管組成。如果用微壓縮冷凝系統(tǒng)替代微冷凝器,可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)冷卻,支持高密度熱量電子器件的高速運(yùn)行。目前歐盟已做好準(zhǔn)備,將于2011年全面使用CO2工質(zhì)的汽車空調(diào)系統(tǒng)。12微通道換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)平行流管束集流管

7、翅片13微通道換熱器的特點(diǎn)流動(dòng)特性微尺度效應(yīng)、入口效應(yīng)換熱效率特性熱導(dǎo)率、流量、管道材質(zhì)、熱流阻塞、入口效應(yīng)14微通道換熱器的熱力學(xué)特點(diǎn)參數(shù)管片式層疊式微通道單位體積表面積/(m3/m3)50~100850~1500>1500體積換熱系數(shù)/(W/(m3·K))(液體)~50003000~7000>7000體積換熱系數(shù)/(W/(m3·K))(氣體)20~10050~300300~2000流動(dòng)方式紊流紊流層流熱流量/(W/cm3)<1------->10相對(duì)長(zhǎng)度20-------1等效率下的尺寸10-------1投資110.7515微通道換熱器的應(yīng)用1990~

8、1991年國(guó)外首次研制出CO2汽車用氣體冷卻器，,這