过冷式冷凝器和工程车辆的制作方法

本发明涉及空调制冷技术领域，具体而言，涉及一种过冷式冷凝器和工程车辆。

背景技术：

随着社会经济的不断发展，各类工程机械车、卡车等行业已进入爆发式的增长阶段，市场发展前景越来越好。同时，终端客户对整车的要求也越来越高。安全可靠、美观舒适、节能环保的汽车更受大众群体的青睐。

冷凝器的作用是将压缩机排出的高温、高压制冷剂蒸气进行冷却，使其凝结为高压制冷剂液体，为液态冷媒提供一定的过冷度，它的散热能力直接影响到汽车空调的制冷效果。过冷式冷凝器总成在汽车空调已广泛应用，且技术日益成熟，冷凝器芯体种类繁多，常用的冷凝器芯体的厚度偏薄，一般为16mm或12mm等，这样的冷凝器总成基本能够满足常规的轿车、越野、轻重卡、轻客及轻型工程机械车。

但是，用户对工程机械、重型卡车的要求越来越高，功能也要求越来越多。目前由于大部分工程机械、重型卡车工况复杂，受恶劣环境影响，使泥土、灰尘等物质容易附着在冷凝器的表面，从而导致冷凝器风堵，降低空调系统的制冷能力。

有鉴于此，设计制造出一种过冷式冷凝器，能够适应于各种不同的车型，尤其适用于重型卡车、大型机械工程车辆，是目前重型卡车、大型机械工程车辆空调制冷技术领域中急需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种过冷式冷凝器，能有效解决泥土、灰尘等物质附着在冷凝器的表面，从而导致冷凝器风堵、降低空调系统制冷能力的问题，该过冷式冷凝器具有体积小，单位面积换热效率高，重量小，成本低，环保性能好的优点。

本发明的目的还在于提供一种工程车辆，其制冷系统包括上述的过冷式冷凝器，具有结构紧凑、换热效率高、抗爆破压力高，耐压性高、容易组装、且在汽车上装配方便可靠等特点。

本发明改善其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。

本发明提供的一种过冷式冷凝器，用于重型卡车，所述过冷式冷凝器包括冷凝器芯体、支架和储液罐，所述冷凝器芯体固定连接于所述支架；所述冷凝器芯体包括第一集流管、第二集流管、翅片和扁管。

所述第一集流管与所述第二集流管通过所述扁管连接，所述扁管为多通道扁管，所述扁管设有多个通孔，多个所述通孔沿所述扁管的截面均匀分布，以提高所述过冷式冷凝器的换热性能；所述扁管上设有多个所述翅片，所述翅片用于增大所述扁管的散热面积。

所述第一集流管与所述第二集流管相对设置、并分别设于所述扁管的两侧；所述储液罐与所述第一集流管连接，所述第一集流管内设置有若干隔片，所述第二集流管内也设置有若干所述隔片，所述隔片将所述冷凝器芯体分为多个流通通道、且多个所述流通通道包括过冷区和换热区。

所述支架采用卡扣式结构，所述支架包括卡接部和安装部，所述卡接部上设有一卡爪，所述安装部上设有连接孔，所述连接孔用于插入螺栓以固定所述支架。

所述储液罐包括制冷剂入口、制冷剂出口、干燥剂和过滤器，所述过滤器设于靠近所述制冷剂入口处，用于对制冷剂进行气液分离；所述干燥剂设于靠近所述制冷剂出口处，用于干燥所述制冷剂；所述过滤器开设有多个过滤孔，每个所述过滤孔的截面形状为六边形或八边形，以增强所述制冷剂的气液分离效果。

进一步地，所述储液罐内还设有支撑件，所述支撑件包括直管段和弯管段，所述直管段与所述弯管段一体成型，所述弯管段的长度为所述直管段的长度的三分之一，以改变所述支撑件的固有频率、防止所述支撑件与所述过冷式冷凝器的周围部件发生共振。

进一步地，所述翅片为不开窗凸包型翅片，所述翅片在所述扁管的表面呈阵列式分布。所述翅片包括第一分段、第二分段和第三分段，所述第三分段用于连接所述第一分段和所述第二分段，所述第一分段和所述第二分段平行设置，所述第三分段呈圆弧状。所述第一分段远离所述第三分段的一端设有第一弧形段，用于与所述扁管过渡连接；所述第二分段远离所述第三分段的一端设有第二弧形段，用于与所述扁管过渡连接。

进一步地，所述翅片的所述第一分段上固设有第一凸部，所述第二分段上固设有第二凸部，所述第一凸部和所述第二凸部用于增大所述翅片的表面积；所述第一凸部和所述第二凸部为菱形，以降低风阻。

进一步地，所述翅片的宽度为23mm，所述翅片的高度为6mm，所述第一凸部和所述第二凸部的高度为1mm。

进一步地，所述过冷式冷凝器包括四个所述支架，每个所述支架采用卡扣式结构，所述支架包括卡接部和安装部，所述卡接部上设有一卡爪，所述安装部上设有连接孔，所述连接孔用于插入螺栓以固定所述支架。

进一步地，所述支架的数量为六个，每个所述支架与所述冷凝器芯体固定连接，所述冷凝器芯体靠近所述第一集流管的一侧设置三个所述支架，所述冷凝器芯体靠近所述第二集流管的一侧相对设置三个所述支架，以增强所述冷凝器芯体的稳定性。

进一步地，所述过冷式冷凝器还包括护板，所述护板设置于所述扁管外，用于罩设所述翅片，防止异物掉入所述冷凝器芯体降低所述过冷式冷凝器的换热效率。

进一步地，所述过冷式冷凝器还包括第一端盖、第二端盖、进口压板和出口压板；所述第一端盖与所述第一集流管连接，用于固定所述第一集流管；所述第二端盖与所述第二集流管连接，用于固定所述第二集流管；所述第二集流管设有第一开口和第二开口，所述第一开口用于制冷剂的气体入口，所述进口压板设于所述第一开口处，用于固定并密封所述第一开口；所述第二开口用于所述制冷剂的液体出口，所述出口压板设于所述第二开口处，用于固定并密封所述第二开口。

进一步地，所述冷凝器芯体的厚度为20mm，所述扁管的宽度为20mm，所述扁管的厚度为1.4mm，所述储液罐的外径为40mm，所述第一集流管和所述第二集流管的外径分别为25mm，所述第一集流管和所述第二集流管的壁厚分别为1.3mm。

本发明提供的一种工程车辆，所述工程车辆包括车体和上述的过冷式冷凝器，所述过冷式冷凝器安装于所述车体内。

本发明提供的过冷式冷凝器和工程车辆具有以下几个方面的有益效果：

本发明提供的过冷式冷凝器，包括冷凝器芯体、支架和储液罐，冷凝器芯体包括第一集流管、第二集流管、翅片和扁管。首先，通过在扁管上设置多个通孔，使得第一集流管与第二集流管有多条通道连通，以提高过冷式冷凝器的换热性能，提高过冷式冷凝器的抗爆破抗压性能。然后，通过在扁管上设置多个翅片，可以增大扁管的散热面积。

其次，第一集流管与第二集流管内设置有若干隔片，隔片将冷凝器芯体分为多个流通通道、且多个流通通道包括过冷区和换热区，增加过冷式冷凝器的换热效率。最后，冷凝器芯体固定连接于支架，支架用于固定安装过冷式冷凝器，方便装拆。该过冷式冷凝器结构紧凑，单位面积换热率高，环保性能好，抗爆破压力高，耐压性高，具有极大的推广应用价值。

本发明提供的工程车辆，包括车体和上述的过冷式冷凝器，通过将上述的过冷式冷凝器安装于车体内，可以有效提高工程车辆的制冷效果，且安全环保，重量轻，装拆方便，能有效改善目前重型卡车、大型机械过程车辆的制冷技术问题，使用范围广，具有极大的市场应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明具体实施例提供的过冷式冷凝器的一种视角的结构示意图；

图2为本发明具体实施例提供的过冷式冷凝器的另一种视角的结构示意图；

图3为本发明具体实施例提供的过冷式冷凝器的扁管的第一视角的结构示意图；

图4为本发明具体实施例提供的过冷式冷凝器的扁管的截面的结构示意图；

图5为本发明具体实施例提供的过冷式冷凝器的翅片的第一视角的结构示意图；

图6为本发明具体实施例提供的过冷式冷凝器的翅片的截面展开状态的结构示意图；

图7为本发明具体实施例提供的过冷式冷凝器的支架的结构示意图。

图标：100-过冷式冷凝器；110-第一集流管；120-第二集流管；130-支架；131-卡接部；133-安装部；135-连接孔；140-扁管；141-翅片；1411-第一分段；1412-第二分段；1413-第三分段；1414-第一凸部；1415-第二凸部；1416-第一弧形段；1417-第二弧形段；143-通孔；145-护板；150-隔片；161-第一端盖；163-第二端盖；171-进口压板；173-出口压板；180-储液罐。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的“第一”、“第二”等，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明具体实施例提供的过冷式冷凝器100的一种视角的结构示意图，图2为本发明具体实施例提供的过冷式冷凝器100的另一种视角的结构示意图，请参照图1和图2。

本发明提供的一种过冷式冷凝器100，用于重型卡车，过冷式冷凝器100包括冷凝器芯体、支架130和储液罐180，冷凝器芯体包括第一集流管110、第二集流管120、翅片141、扁管140、护板145、第一端盖161、第二端盖163、进口压板171和出口压板173。

图3为本发明具体实施例提供的过冷式冷凝器100的扁管140的第一视角的结构示意图，图4为本发明具体实施例提供的过冷式冷凝器100的扁管140的截面的结构示意图，请参照图3和图4。

第一集流管110与第二集流管120通过扁管140连接，扁管140为多通道扁管140，扁管140设有多个通孔143，多个通孔143沿扁管140的截面均匀分布，以提高过冷式冷凝器100的换热性能。扁管140上设有多个翅片141，翅片141用于增大扁管140的散热面积。

第一集流管110与第二集流管120相对设置、并分别设于扁管140的两侧。储液罐180与第一集流管110连接，优选地，本实施例中储液罐180焊接在第一集流管110上。当然，并不仅限于焊接方式，还可以采用螺纹连接、粘接、卡接、扣接等连接方式。储液罐180的外径可以为36mm至44mm，第一集流管110和第二集流管120的外径分别为23mm至27mm，第一集流管110和第二集流管120的壁厚分别为1.1mm至1.4mm。优选地，储液罐180的外径为40mm，第一集流管110和第二集流管120的外径分别为25mm，第一集流管110和第二集流管120的壁厚分别为1.3mm。

第一集流管110内设置有多个隔片150，第二集流管120内也设置有多个隔片150，隔片150将冷凝器芯体分为多个流通通道、且多个流通通道包括过冷区和换热区。

需要说明的是，扁管140的宽度为20mm，扁管140的厚度为1.2mm至1.5mm。冷凝器芯体的厚度为19mm至21mm。可选地，扁管140的宽度为20mm，扁管140的厚度为1.4mm。本实施例中的冷凝器芯体的厚度为20mm。

储液罐180包括制冷剂入口、制冷剂出口、支撑件、干燥剂和过滤器，过滤器设于靠近制冷剂入口处，用于对制冷剂进行气液分离；干燥剂设于靠近制冷剂出口处，用于干燥制冷剂。过滤器开设有多个过滤孔，每个过滤孔的截面形状为六边形或八边形，以增强制冷剂的气液分离效果。优选地，每个过滤孔的截面形状为正六边形。

支撑件包括直管段和弯管段，直管段与弯管段一体成型，弯管段的长度为直管段的长度的三分之一，当然，也可以设计为弯管段的长度为直管段的长度的二分之一，以改变支撑件的固有频率、防止支撑件与过冷式冷凝器的周围部件发生共振。

制冷剂的气体进入换热区，冷凝成液体进入储液罐180，储液罐180内设有过滤器和干燥剂，过滤器对制冷剂进行气液分离，液态制冷剂进入过冷区继续换热，以提高制冷剂的过冷度，从而有效提高过冷式冷凝器100的换热性能。可选地，制冷剂可以采用r12、r134a或r1234yf等，干燥剂可以选用沸石或硅胶等。

图5为本发明具体实施例提供的过冷式冷凝器100的翅片141的第一视角的结构示意图，图6为本发明具体实施例提供的过冷式冷凝器100的翅片141的截面展开状态的结构示意图，请参照图5和图6。

翅片141为不开窗凸包型翅片，翅片141在扁管140的表面呈阵列式分布。不开窗凸包型翅片141可以有效防止泥土、灰尘等附着在过冷式冷凝器100表面而引起的风堵现象。因此，该过冷式冷凝器100可适用于野外恶劣的自然环境，特别适用于重型卡车以及工况恶劣的大型工程机械车辆。

具体地，翅片141包括第一分段1411、第二分段1412和第三分段1413，第三分段1413用于连接第一分段1411和第二分段1412，第一分段1411和第二分段1412平行设置，第三分段1413呈圆弧状。第一分段1411远离第三分段1413的一端设有第一弧形段1416，用于与扁管140过渡连接。第二分段1412远离第三分段1413的一端设有第二弧形段1417，用于与扁管140过渡连接。

翅片141的第一分段1411上固设有第一凸部1414，第二分段1412上固设有第二凸部1415，第一凸部1414和第二凸部1415用于增大翅片141的表面积。优选地，第一凸部1414和第二凸部1415的形状、大小一致且左右对称。优选地，第一凸部1414和第二凸部1415为菱形，以降低风阻。该翅片141换热效率高且清洗方便，能有效克服传统冷凝器风堵的现象，增强换热性能。

翅片141的高度为5.8mm至6.4mm，即翅片141的顶端与扁管140的外表面之间的距离为5.8mm至6.4mm，翅片141的宽度为19mm至25mm；第一凸部1414和第二凸部1415的高度为0.7mm至1mm。可选地，翅片141的宽度为23mm，翅片141的高度为6mm或5.9mm，第一凸部1414和第二凸部1415的高度为1mm或0.8mm。

图7为本发明具体实施例提供的过冷式冷凝器100的支架130的结构示意图，请参照图7。

冷凝器芯体固定连接于支架130，过冷式冷凝器100包括六个支架130(图7中还有两个支架未画出)，每个支架130采用卡扣式结构，支架130包括卡接部131和安装部133，卡接部131上设有一卡爪，安装部133上设有连接孔135，连接孔135用于插入螺栓以固定支架130。支架130与冷凝器芯体固定连接，冷凝器芯体靠近第一集流管110的一侧设置三个支架130，冷凝器芯体靠近第二集流管120的一侧相对设置三个支架130，以增强冷凝器芯体的稳定性。

需要说明的是，支架130的结构并不仅限于上述列举情形，还可以是其它结构，例如，支架130的数量可以是四个或八个，支架130还可以通过螺栓与其它部件固定连接，以此来安装所述过冷式冷凝器100。

护板145设置于扁管140外，用于罩设翅片141，防止异物掉入冷凝器芯体降低过冷式冷凝器100的换热效率。

第一端盖161与第一集流管110连接，用于固定第一集流管110。第二端盖163与第二集流管120连接，用于固定第二集流管120。第二集流管120设有第一开口(图中未示出)和第二开口(图中未示出)，第一开口用于制冷剂的气体入口，进口压板171设于第一开口处，用于固定并密封第一开口；第二开口用于制冷剂的液体出口，出口压板173设于第二开口处，用于固定并密封第二开口。

本发明提供的一种工程车辆，该工程车辆包括车体和上述的过冷式冷凝器100，过冷式冷凝器100安装于车体内。

本发明提供的过冷式冷凝器100和工程车辆，其工作原理如下：

过冷式冷凝器100工作时，压缩机排出的高温、高压制冷剂蒸气从第一开口处进入，由于隔片150将第一集流管110和第二集流管120分隔成多个流通通道、并形成多个换热区和过冷区，制冷剂蒸汽通过扁管140的各通孔143，经各个换热区换热，翅片141增强其换热性能，使制冷剂蒸汽凝结成液态的制冷剂，液态制冷剂到达第一集流管110进入储液罐180，储液罐180将制冷剂进行气液分离，分离后的液态制冷剂经过冷区继续换热，提高制冷剂的过冷度，最终液态的制冷剂流入第二集流管120，从第二开口处流出，完成一个冷凝过程。

需要说明的是，经过多次试验证明，本发明提供的过冷式冷凝器100在同等试验条件下，其单位面积的换热率明显提高，表一为过冷式冷凝器100的冷凝器芯体的换热性能对比表。

表一：

试验中，工况环境为：

过冷式冷凝器100室的干球温度为43.3℃、湿度为40％、冷凝器入口压力为1.69mpa、冷凝器入口温度为93.3℃、冷凝器出口过冷度为5.6℃。

在以上工况中采用了冷凝器芯体的厚度分别为16mm、18mm、20mm三种规格，在风速分别为2.0m/s、3.0m/s、4.0m/s、5.0m/s的情况下进行模拟(注：以上三种规格型式冷凝器芯体有效正面积相同，且试验工况一致)，得到各个工况状态下过冷式冷凝器100的换热性能和风阻值。

数据结果表明，冷凝器芯体的厚度为20mm，同等芯体正面积下，其换热性能相当，但该过冷式冷凝器100的风阻大大减少。

综上所述，本发明提供的过冷式冷凝器100和工程车辆具有以下几个方面的有益效果：

本发明提供的过冷式冷凝器100，首先，单位面积热交换效率高，体积小，重量轻，成本低。其次，由于体积小，内容积也就小，制冷剂消耗也少，环保性能良好。然后，由于扁管140采用多通道，第一集流管110与第二集流管120通过多通道扁管140连接，抗爆破压力高，耐压性强，且生产工艺简单。最后，过冷式冷凝器100采用四个卡扣式安装的支架130固定，装配方式简单方便，结构紧凑，安全可靠。

本发明提供的工程车辆，采用上述的过冷式冷凝器100，结构紧凑，便于安装，不开窗的凸包型翅片141能有效解决传统冷凝器的风堵问题，特别适用于泥土多、灰尘大等工况复杂、环境恶劣的重型卡车，单位面积换热率高，提高压缩机的使用寿命，节能环保。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改、组合和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。