لوله اصلی (که معمولاً به عنوان "منیفولد" یا "لوله اصلی") یک لوله سر برای کندانسور جریان موازی یکی از اجزای ساختاری اصلی آن است ، که مستقیماً راندمان انتقال حرارت ، ثبات سیستم و قابلیت اطمینان عملیاتی کندانسور را تعیین می کند. نقش آن را می توان از چهار بعد اصلی گسترش داد: توزیع/جمع آوری متوسط ، پشتیبانی ساختاری ، تعادل فشار و کمک به تبادل گرما ، به شرح زیر:
1عملکرد اصلی: برای اطمینان از کارایی تبادل گرما ، مبرد را به طور دقیق اختصاص داده و جمع آوری کنید
این مهمترین نقش یک سرپرست است. واحد تبادل حرارت هسته یک کندانسور جریان موازی "لوله اصلی+لوله مسطح+باله" است ، جایی که لوله اصلی به یک لوله اصلی ورودی و یک لوله اصلی خروجی تقسیم می شود که برای دستیابی به جریان کارآمد مبرد کار می کنند:
سرپرست ورودی: مبرد را به طور مساوی توزیع کنید
مبرد گازی با درجه حرارت بالا و فشار بالا که از کمپرسور تخلیه می شود ، ابتدا وارد لوله اصلی ورودی می شود. سرپرست مبرد را به طور مساوی در ده ها لوله مسطح موازی از طریق "سوراخ های انحرافی" یا "ساختارهای انحرافی" در داخل توزیع می کند (لوله های مسطح کانال های اصلی برای مبرد برای تبادل گرما با هوا هستند).
اگر توزیع ناهموار باشد ، برخی از لوله های مسطح ممکن است به دلیل مبرد بیش از حد "اشباع شده" شوند ، در حالی که برخی دیگر ممکن است به دلیل یخچال کافی به "لوله های خالی" تبدیل شوند ، به طور مستقیم باعث کاهش کارایی کلی انتقال حرارت می شوند و حتی باعث هشدار فشار زیاد در سیستم می شوند.
سرپرست صادرات: مبرد را جمع آوری و راهنمایی کنید
پس از اتمام تبادل گرما با هوای سرد خارجی در لوله مسطح ، مبرد از حالت "گازی" به "مخلوط گاز مایع" یا حالت "مایع" متراکم می شود و سپس به داخل لوله اصلی خروجی جریان می یابد. سرپرست تمام مبرد را در لوله های مسطح جمع می کند و آن را به دستگاه پرتاب (مانند شیر انبساط) از طریق خط لوله خروجی می فرستد تا مرحله بعدی چرخه تبرید را تکمیل کند.
سرپرست صادرات همچنین از "ساختار تجمع مایع" (مانند شیار پایین) استفاده می کند تا اطمینان حاصل شود که مبرد مایع ابتدا از بین می رود و ورود مبرد گازی را به دستگاه دریچه گاز کاهش می دهد (برای جلوگیری از کاهش راندمان دریچه گاز).
2پشتیبانی ساختاری: واحد تبادل حرارت ثابت برای اطمینان از ثبات کلی
لوله های مسطح و باله های کندانسور جریان موازی باید توسط لوله اصلی ثابت شوند تا یک کل سفت و سخت تشکیل شود:
سرپرستان معمولاً از مواد آلیاژ آلومینیومی با استحکام بالا (سبک وزن ، هدایت حرارتی خوب) استفاده می کنند که از طریق فرآیندهای "انبساط مکانیکی" یا "برزیل" به لوله های مسطح محکم متصل می شوند. این نه تنها می تواند در برابر فشار زیاد مبرد (معمولاً 1.5-3.0 مگاپاسکال) مقاومت کند ، بلکه در برابر تأثیرات خارجی مانند رانندگی وسیله نقلیه و لرزش تجهیزات نیز مقاومت می کند.
اگر سرپرست ثابت وجود نداشته باشد ، ده ها لوله نازک مسطح به دلیل استرس ناهموار شکسته می شوند و باعث نشت مبرد و به طور مستقیم به کندانسور می شوند.
3تعادل فشار: نوسانات مبرد بافر برای محافظت از ایمنی سیستم
در حین عملکرد سیستم تبرید ، فشار مبرد ممکن است به دلیل شرایط کار مانند شروع کمپرسور و تغییر در دمای محیط تغییر کند. لوله اصلی می تواند فشار را از طریق روش های زیر بافر کند:
بافر حجم: لوله اصلی دارای حجم مشخصی در داخل است که می تواند به طور موقت مبرد "اضافی" ناشی از افزایش فشار ناگهانی را در خود جای دهد ، از فشار سیستم از فراتر از آستانه ایمنی جلوگیری می کند (مانند زمانی که فشار تخلیه کمپرسور خیلی زیاد است ، لوله اصلی می تواند تأثیر فشار زیاد بر روی لوله مسطح را کاهش دهد).
کمک به جداسازی مایع گاز: در لوله اصلی خروجی ، مبرد گازی در قسمت فوقانی لوله اصلی به دلیل چگالی کم جمع می شود ، در حالی که مبرد مایع به دلیل چگالی زیاد در قسمت تحتانی سپرده می شود. ساختار "لایه بالایی و پایین" لوله اصلی می تواند در جدا کردن گاز و مایع کمک کند و خطر "چکش مایع" را کاهش دهد (اگر یخچال مایع مستقیماً وارد کمپرسور شود ، باعث آسیب به کمپرسور می شود).
4کمک به تبادل گرما: مقاومت حرارتی محلی را کاهش داده و کارایی کلی انتقال حرارت را بهبود می بخشد
اگرچه سرپرست مؤلفه اصلی تبادل گرما نیست ، اما آنها می توانند از طریق مواد و طراحی ساختاری در تبادل گرما کمک کنند:
هدایت حرارتی مواد: آلیاژ آلومینیومی مورد استفاده برای لوله اصلی دارای هدایت حرارتی در حدود 200W/(M · K) است که بسیار بالاتر از مواد فولادی معمولی است. این امر می تواند گرمای منتقل شده توسط لوله مسطح به هوا را بیشتر پخش کند و باعث کاهش تجمع گرمای محلی شود (مانند زمانی که دمای نزدیک لوله اصلی ورودی زیاد است ، لوله اصلی می تواند به اتلاف گرما کمک کند تا از ترک خوردگی بین لوله مسطح و لوله اصلی به دلیل اختلاف بیش از حد دما) جلوگیری شود.
بهینه سازی ساختاری: برخی از دیواره های بیرونی لوله های اصلی با "میکرو باله" یا "شیارها" برای افزایش ناحیه تماس با هوا ، به طور غیرمستقیم بهبود راندمان اتلاف گرما (به ویژه در فضاهای جمع و جور مانند تهویه هوا وسیله نقلیه ، طراحی می شوند ، این طرح می تواند مشکل منطقه تبادل گرما را جبران کند).
