本實用新型涉及一種換熱器領域。更具體地說，本實用新型涉及一種換熱器的流量分配演示機構。

背景技術：

在設計工質發(fā)生相變的換熱器中，如何實現(xiàn)換熱器阻力最小化，換熱能力最大化是設計師面臨的挑戰(zhàn)之一。冷凝器(Condenser)為制冷系統(tǒng)的部件，屬于換熱器的一種，能把氣體或蒸氣冷凝轉變成液體，將工質的潛熱釋放出來，將換熱器中的熱量傳到周圍的空氣或者其他傳熱介質中。冷凝器工作過程是個放熱的過程，壓縮機吸入從蒸發(fā)器出來的較低壓力的工質蒸汽，使之壓力升高后送入冷凝器，在冷凝器中冷凝成壓力較高的液體，經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后，成為壓力較低的液體或者氣液混合物后，送入蒸發(fā)器，從環(huán)境中吸熱在蒸發(fā)器中蒸發(fā)而成為壓力較低的蒸汽，從而完成制冷循環(huán)。隨著對換熱器換熱能力需求的提高，換熱器要求越來越緊湊，平行流、微通道式的換熱器越來越普遍，但是在設計過程中如何讓平行流換熱器的流量分配均勻，換熱能力最大化，流程阻力最小化是面臨的巨大挑戰(zhàn)。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的就是提供一個流量分配均勻性演示機構，通過靈活便捷的方式觀察擬設計換熱器的流動特性，從而為產(chǎn)品的批量生產(chǎn)做好前期理論和實踐準備，從而降低開發(fā)成本和開發(fā)周期。

本實用新型還有一個目的是提供一種換熱器流量分配演示機構，集流管上開設多個插孔，改變插孔上插設的隔流板或節(jié)流板結構，來改變冷凝器的節(jié)流效果或流程，可以研究換熱器在不同流程和節(jié)流效果下的流量分配的均勻性。

為了實現(xiàn)根據(jù)本實用新型的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種換熱器的流量分配演示機構，所述換熱器為透明材質，其包括：

多個扁管，其等間隔平行布設，其內中空用于流體流動；

集流管，包括內孔，其對稱連接在所述多個扁管的流體流動方向的兩端，形成流體從集流管至扁管的流通通路；以及

攝像機，其設置在所述換熱器的一側，用于記錄所述換熱器內流體的流體流量分配均勻性和流型；

其中，相鄰扁管之間的集流管上開設流通調控機構，用于控制流體流通的通斷或流體流量的大小。

優(yōu)選的是，所述流通調控機構包括：

L個插孔，其為布設在相鄰扁管之間的集流管上的開口結構并垂直于流體流通方向；

M個隔流板，其與插孔相匹配，用于插入插孔以截斷流體在相鄰扁管之間的流通；

N個節(jié)流板，其與插孔相匹配；其中，所述節(jié)流板上開設用于調節(jié)流體流量的節(jié)流孔，所述節(jié)流孔的孔徑不大于所述內孔的孔徑；

其中，L＝M+N。

優(yōu)選的是，所述節(jié)流孔為圓形、相互外切的雙圓、四邊形、三角形或梯形。

優(yōu)選的是，還包括：

風扇，其設置在所述換熱器另一側，用于對換熱器進行通風換熱。

本實用新型的目的還通過一種制冷循環(huán)機構的流量分配演示機構來實現(xiàn)，包括所述的換熱器，還包括：

蒸發(fā)器，其入口端通過管路連接所述換熱器出口，用于將換熱器流出的液體蒸發(fā)為氣體；

壓縮機，其入口端通過管路連接所述蒸發(fā)器的出口端，其出口端連接所述換熱器的入口，用于將蒸發(fā)器出口的氣體壓縮成高溫高壓的氣體并提供給換熱器；

膨脹閥，其布設在所述換熱器和蒸發(fā)器之間的管路上，用于將換熱器排出的高溫高壓液體節(jié)流降壓成低溫低壓的液體或者氣液混合物；以及

第一截止閥，其安裝在壓縮機和換熱器之間的管路上，用于控制管路的通斷；

第二截止閥，其安裝在所述膨脹閥和蒸發(fā)器之間的管路上，用于控制管路的通斷；

流量計，其安裝在所述第二截止閥和蒸發(fā)器之間的管路上，用于測量管路的流量。

優(yōu)選的是，還包括：

壓力計，其分別安裝在所述換熱器的兩端，用于測量換熱器的壓力；

溫度計，其分別安裝在所述換熱器的兩端，用于測量換熱器的溫度。

優(yōu)選的是，所述攝像機為高速攝像機。

本實用新型至少包括以下有益效果：通過靈活便捷的方式觀察擬設計換熱器的流動特性，從而為產(chǎn)品的批量生產(chǎn)做好前期理論和實踐準備，從而降低開發(fā)成本和開發(fā)周期。

本實用新型的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本實用新型的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。

附圖說明

圖1是本實用新型的換熱器的流量分配演示機構的結構圖。

圖2是本實用新型的換熱器的流量分配演示機構的A-A截面剖視圖。

圖3是本實用新型的換熱器的流量分配演示機構的A-A截面插設節(jié)流板的剖視圖。

圖4是本實用新型的換熱器的流量分配演示機構的A-A截面插設隔流板的剖視圖。

圖5是本實用新型的換熱器的流量分配演示機構的節(jié)流板一種實現(xiàn)形式的結構圖。

圖6是本實用新型的換熱器的流量分配演示機構的節(jié)流板另一種實現(xiàn)形式的結構圖。

圖7是本實用新型的換熱器的流量分配演示機構的節(jié)流板另一種實現(xiàn)形式的結構圖。

圖8是本實用新型的換熱器的流量分配演示機構的節(jié)流板另一種實現(xiàn)形式的結構圖。

圖9是本實用新型的換熱器的流量分配演示機構的節(jié)流板另一種實現(xiàn)形式的結構圖。

圖10是本實用新型的制冷循環(huán)機構的流量分配演示機構的結構圖。

圖11是本實用新型的換熱器的流量分配演示機構的工作流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。

應當理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。

圖1示出了根據(jù)本實用新型的一種實現(xiàn)形式，換熱器的流量分配演示機構，所述換熱器100為透明材質，其包括：

多個扁管120，其等間隔平行布設，其內中空用于流體流動；

集流管110，包括入口112、出口113和內孔114，其對稱連接在所述多個扁管120的流體流動方向的兩端，形成流體從集流管110至扁管120的流通通路；以及

攝像機500，其設置在所述集流管110的一側，用于記錄所述集流管內流體的流體流量分配均勻性和流型；

其中，所述相鄰扁管120之間的集流管110上開設流通調控機構，用于控制流體流通的通斷或流體流量的大??；

在另一實施例中，所述流通調控機構包括插孔111、節(jié)流板130 (節(jié)流孔131)、隔流板140，其中，L個插孔111，其為布設在相鄰扁管120之間的集流管110上的開口結構并垂直于流體流通方向；M 個隔流板140，其與插孔111相匹配，用于密封插孔111以截斷流體在相鄰扁管120之間的流通；N個節(jié)流板130，其與插孔相匹配；其中，所述節(jié)流板130上開設用于調節(jié)流體流量的的節(jié)流孔，所述節(jié)流孔的孔徑不大于所述內孔的管徑；

其中，所述L＝M+N，L小于扁管數(shù)量的2倍。

其中，如圖2-4輸出了插孔111即截面A-A的結構，如圖2示出了插孔111截面的形狀和內孔114的形狀，插孔111內插設節(jié)流板130 或隔流板140，節(jié)流板130或隔流板140插入插孔111改變流程布置，節(jié)流板130上開孔結構的變化可以改變節(jié)流效果，隔板140的布置可以改變流程。圖3示出了在插孔111內插設節(jié)流板130的情形，所述節(jié)流板130上開設節(jié)流孔131，流體從節(jié)流板130上節(jié)流孔131流入內孔114，節(jié)流板的開孔形狀可以有不同形式，但是開孔的尺寸一般不超過集管的內徑，通過改變節(jié)流孔131的形狀改變流體的流通狀態(tài)。圖4示出了在隔流板111內插設隔流板140的情形，當插設隔流板 140，內孔114的流通通路被截斷，隔流板140的作用是阻隔流動工質的流動，從而實現(xiàn)不同的流程。

在另一實施例中，圖5-9示出了不同形狀的節(jié)流孔131的節(jié)流板 130，圖5中節(jié)流孔131的直徑與所述內孔114相同，只起到導流作用；圖6示出了另一圓形節(jié)流孔131，其直徑小于內孔114，改變流體的流動狀態(tài)；圖7示出了相外切的雙圓型節(jié)流孔131，改變流體的流動狀態(tài)；圖8示出了三角形的節(jié)流孔，其節(jié)流面積小于內孔114；圖9示出了四邊形的節(jié)流孔，所述節(jié)流孔的節(jié)流面積小于內孔114，改變流體的流動狀態(tài)。

在另一實施例中，所述換熱器100還包括：風扇150，其設置在所述換熱器100另一側，用于對換熱器100進行散熱。

如圖10所示，本實用新型還示出了一種制冷循環(huán)機構的流量分配演示機構，還包括：

蒸發(fā)器300，其入口端通過管路連接所述換熱器100出口，用于將換熱器100流出的液體蒸發(fā)為氣體；

壓縮機400，其入口端通過管路連接所述蒸發(fā)器的出口端，其出口端連接所述換熱器100的入口，用于將蒸發(fā)器出口的氣體壓縮成高溫高壓的氣體并提供給換熱器100；

膨脹閥200，其布設在所述換熱器100和蒸發(fā)器之間的管路上，用于將換熱器100排出的高溫高壓液體節(jié)流降壓成低溫低壓的液體；以及

第一截止閥610，其安裝在壓縮機和換熱器100之間的管路上，用于控制管路的通斷；

第二截止閥620，其安裝在所述膨脹閥和蒸發(fā)器之間的管路上，用于控制管路的通斷；

流量計700，其安裝在所述第二截止閥和蒸發(fā)器之間的管路上，用于測量管路的流量；

其中換熱器100在本實施例中為冷凝器，所述攝像機500為高速攝像機。

實驗工質在系統(tǒng)中的循環(huán)如圖10所示，從蒸發(fā)器流出的制冷劑氣體經(jīng)壓縮機壓縮后變成高溫高壓的氣體，高溫高壓的制冷劑氣體經(jīng)過截止閥后進入冷凝器，在冷凝器中冷凝為高溫高壓的液體，制冷劑液體經(jīng)過膨脹閥節(jié)流降壓變?yōu)榈蜏氐蛪旱闹评鋭┮后w或者氣液混合物，低溫低壓的工質經(jīng)過截止閥和流量計后進入蒸發(fā)器，吸收環(huán)境中的熱量在蒸發(fā)器中變?yōu)闅怏w，完成一個循環(huán)。通過調節(jié)膨脹閥的開度、截止閥通斷和壓縮機的頻率可以控制制冷劑工質在循環(huán)中的流量和壓力。在冷凝器的入口和出口分別布有壓力和溫度傳感器，用來檢測冷凝器進出口制冷劑的溫度和壓力。冷凝器試驗段是透明的，為了實現(xiàn)可視化觀察冷凝器中制冷工質流動的流量分配均勻性和流型，本實驗采用高速攝像儀，由于高速攝像儀的曝光時間很短，為了得到清晰的拍攝畫面，需要大功率的輔助光源。通過調節(jié)變頻器的輸出頻率來控制壓縮機內電機的轉速，頻率越高，轉速也越高，從而可以靈活調節(jié)制冷工質的排出量，進而可以更好的調節(jié)制冷工質通過實驗段的流量。

在另一實施例中，制冷循環(huán)機構的流量分配演示機構還包括傳感器機構800，其包括：

壓力計820，其分別安裝在所述換熱器的兩端，用于測量換熱器的壓力；

溫度計810，其分別安裝在所述換熱器的兩端，用于測量換熱器的溫度。

下面以圖11所示的冷凝器為例來說明其工作原理.

實施例1

如圖11所示，它有36根扁管，從上到下依次為01、02、03、 04、05……34、35、36，在每兩根扁管中間的集流管110上開有插孔 111，以便于插入節(jié)流板130或隔板140。左邊的集流管110開有35 個插孔，從下到上依次標注為R01、R02、R03、R04……R34、R35，右邊的集流管110上因為開有制冷劑進口和制冷劑出口，所以只開有 30個插孔，從下到上依次標注為L01、L02、L03……L29、L30。通過改變插入的隔板的位置及數(shù)量可以改變換熱器的流程及每個流程的扁管數(shù)量，可以研究它的流量分配均勻性。

在右側集流管110的上部和下部分別開有制冷劑入口112和出口 113。方案一，制冷劑從上部制冷劑進口進入冷凝器，在L20、R14、R03插孔111內放置隔流板140，這三個隔流板140將蒸發(fā)器分為4 個流程，每個流程內分別有13、9、8、6根扁管，其中，01、02、03、 04、05、06、07、08、09、10、11、12、13組成第一流程，14-22組成第二流程，23-30組成第三流程，21-36組成第四流程，它們在冷凝器中的的流動方向如圖11所示。節(jié)流板的形式如圖6所示，在如圖所標注的插孔L29、L26、L24內插入圖9所示節(jié)流板130，在插孔 34、27、23、19插入圖7所示節(jié)流板130，在插孔10、06插入圖8 所示的節(jié)流板，在插孔03、02內插入圖6所示節(jié)流板，在其他插孔內插入如圖5所示的節(jié)流板，圖5的節(jié)流板的開孔的大小和內孔的內徑完全一致，插入圖5所示的節(jié)流板只是為了密封集流管上的插孔，并不起分流作用：

為了尋找最佳的流程配置及節(jié)流板形狀，可以改變隔板的位置及節(jié)流板的形狀和數(shù)量，來論證它們的影響。

實施例2

在實施例1的基礎上改變隔板的位置，在插孔L19、R10、L01內插入隔板，改變位置后流程數(shù)沒有變，只是每個流程的扁管數(shù)量發(fā)生了變化，從第一流程到第四流程分別有14、12、6、4根扁管。其他結構和方案一完全一致，與方案一對比可驗證流程布置對于流動分配均勻性的影響。

實施例3，

在實施例1的基礎上改變節(jié)流板布置，在插孔L29、L26、L24、 R34、R27、R23、R19、L10、L06、R03、R02全部插入圖9所示的節(jié)流板，其他結構和方案一完全一致，可探究節(jié)流板形狀對均勻性的影響。

實施例4

在實施例3的基礎上，對冷凝器進行試驗，觀察其流動分配均勻性，論證布置的可行性。在此冷凝器的基礎上還可以驗證其他因素對流量分配均勻性的影響：

在保證其他條件完全一致的情況下，通過調節(jié)膨脹閥和壓縮機來改變工質的流量，分別取160/200/240/280kg/h，來觀察流量分配的均勻性，確定進口流量對于流量分布的影響。

在保證其他條件完全一致的情況下，通過調節(jié)冷凝器風洞的出風溫度，分別取25/30/35、40℃來觀察流量分配的均勻性，來觀察流量分配均勻性和相變發(fā)生的過程，確定熱負荷對于流量分布均勻和相變的影響。

在保證其他條件完全一致的情況下，改變冷凝器的風速分別取 1.5/2.5/3.5/4.5m³/s，通過高速攝像機觀察流量分布的均勻性，確定風速對于流量分布的影響。

盡管本實用新型的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用。它完全可以被適用于各種適合本實用新型的領域。對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改。因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實用新型并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。