CN100533043C - 热交换装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种热交换装置，特别是汽车空调设备中所使用的热交换装置，包括至少一个流体分配或集流室和至少一个通流管，该通流管具有至少一个位于端部的流体连接段和至少一个位于端部的第二个流体连接段，并且第一个流体连接段通过至少一管段与第二个流体连接段实现流体连接。按照本发明，至少一个流体连接段扭转至少一次，第一个流体连接与集流室流体连接，第二个流体连接段则与分配室流体连接。

Description

热交换装置

技术领域

本发明涉及一种热交换装置，特别是汽车空调设备中所使用的热交换装置，尤其是其制冷剂的至少一个成分为二氧化碳的空调设备中所使用的热交换装置。

这种热交换装置被用来进行例如空气的冷却。

下面将通过一个汽车空调设备来说明本发明以及基本的技术问题。这里需要指出的是，本发明所涉及的装置也适用于其它领域。

另外，本发明还涉及制造这种热交换装置的方法。

背景技术

人们已熟悉现有技术水平下的汽车空调设备。这种空调设备采用一种用于冷却空气的制冷剂，例如氟化碳氢化合物。但是，使用这种制冷剂的空调设备的缺点是，它使汽车的燃油消耗量大幅增加。此外，这种传统的制冷剂还极有可能导致温室效应，因而使用这种制冷剂会加大温室效应的破坏性。出于这种考虑，近来又采用了另一种制冷剂，即二氧化碳(CO₂)。与过去的制冷剂相比，二氧化碳引起温室效应的可能性非常小。另外二氧化碳是一种天然的气体，不会对臭氧层产生损害。最后，使用二氧化碳还可以降低汽车的燃油消耗量。

但是，二氧化碳作为制冷剂也具有缺点：它所产生的压力很高，最高要达到130多bar，因而，空调设备各部件所承受的压力负荷也大幅增加，这样就必须提高它们的稳定性。另外还有一个问题，那就是要尽量减少空调设备各部件在汽车内所占的空间。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种热交换装置，它具有稳定性高、成本低、占地空间小、耐高压负荷的特点。另外，热交换装置的效率也得以提高。

按照本发明，通过独立权利要求1中的特征就可实现这一目的。而其它的实施例则反映在从属权利要求中。这里需要指出的是，即使所有的权利要求也不能完全实现本发明所提出的所有目的。

在一个优选的实施形式中，一种汽车空调设备所使用的制冷剂为流体，其成分中至少包含一种下列物质：气体，尤其是二氧化碳、氮、氧、空气、氨、碳氢化合物，尤其是甲烷、丙烷、n-丁烷，以及液体，尤其是水、有机物溶液(Floeice)、盐水等，而用于这种汽车空调设备的热交换装置拥有一条输入管和一条输出管，它们接入到至少一个流体分配或集流室中。在一个特别优选的实施形式中，二氧化碳作为制冷剂，其物理性能的一个特点就是不燃性。

另外，按照本发明，这种热交换装置带有一个通流管，它拥有至少一个位于端部的流体连接段，流体通过这个流体连接段进入到通流管中或，它还拥有至少一个位于端部的第二个流体连接段，流体通过这个流体连接段从通流管流出或进入到通流管中。在这种情况下，第一个流体连接段通过至少一管段与第二个流体连接段实现流体连接。

按照本发明，所谓“流体连接”是指一种流体能够在流体连接的两段之间流动。

另外，这种装置还具有以下特点，至少一个流体连接段扭曲至少一次。在这里，扭曲是指沿纵向使一个部件扭转一个规定的角度。

按照一个优选的实施形式，热交换装置完全或至少作为装置的一个部件的通流管被一种优选为气态的介质、特别优选的是空气所环流。此外，第一个流体连接段与集流室相连，而第二个流体连接段则与分配室流体连接，或者是第二个流体连接段与集流室相连，而第一个流体连接段则与分配室流体连接。

集流室是指一种装置，它的作用是汇集从至少一个部件、优选的是若干部件流向它的介质。分配室是将流入到它里面的流体优选地分配到至少若干个装置、特别是通流管中。

按照另一个优选的实施形式，所述管段上至少有一段为直管。一段直管是指一段基本上与一条直线平行的管子。

在另一个优选的实施形式中，所述管段上至少有一段为弯管。一段弯管是指管子以任何一种方式偏离一个直的或直线走向，例如按某一个预定角度偏转，按一个预定的曲率半径弯曲或者类似的情况。

在另一个优选的实施形式中，所述管段上至少有一段为扭转的，也就是说，有一段沿着纵向旋转或扭曲。此外，也可以采用一段扭转或一段弯曲的组合形式。例如，管段首先沿着其纵向扭转，接着又在扭转部分弯曲。

在另一个特别优选的实施形式中，管段上有至少两段弯管并且它们的曲率半径不同。这样管段可以呈Ω或S状。

最后，管段也可以是直、扭转的或弯曲的管子的任意组合，并且其曲率半径或扭转角度各不相同。

在另一个优选的实施形式中，可以设有若干个流体连接段以及管段。也可独立地设置若干集流室和/或分配室。这样，一个集流室可与一个流体连接段实现流体连接，而这个流体连接段又可与一管段相连，而该管段又连接到另一个流体连接段和另一个集流室或分配室上。这样的连接顺序可以用任何一种方式继续下去，或者用任何一种方式改变它。

在一个优选的实施形式中，第一个流体连接段或第二个流体连接段的数量等于管段的数量。

在另一个优选的实施形式中，通流管有至少一条流体管道、优选的是有多条流体管道输送制冷剂，并且从截面上看，它呈扁平管状。

在本发明中“扁平管状”是指其截面基本上为矩形或椭圆形，并且矩形上较长的一边要明显地大于较短的一边，或者较长的半轴要明显地比较短的半轴长。

在一个优选的实施形式中，通流管至少由下列一组材料中的一种制成：金属，特别是铝、锰、镁、硅、铁、黄铜、铜、锌、锡、钛、铬、钼、钒和合金，尤其是铝塑合金-其成分含有0到0，7％的硅和0.0到1％的镁，含量优选为0.0-0.5％，特别优选为0.1到0.4％-优选EN-AW3003、EN-AW3102、EN-AW6060、EN-AW1110、塑料、纤维增强塑料、复合材料等等。

在另一个特别优选的实施形式中，第一个和/或第二个流体连接段按一个预定的角度扭转。这一预定的扭转角度是指位于流体连接段之前的扁平管状通流管的扁平面上的垂直线，与连接段之后的扁平管状通流管的扁平面上的垂直线之间所成的角度。在这种情况下，扭转角既可以是正的也可以负的，这里，不同的符号表示着不同的扭转方向。

在另一个优选的实施形式中，扭转角的绝对值位于10和180度之间，优选的是45和135度之间，特别优选的是80和100度。

在另一个优选的实施形式中，第一个和第二个流体连接段的扭转方向相同，也就是说扭转角的符号相同，并且它们的绝对值也基本相同。

在另一个特别优选的实施形式中，第一个和第二个流体连接段的扭转方向相反，也就是说扭转角的绝对值基本相同，但符号不同。

在另一个优选的实施形式中，管段被多次扭转。在另一个特别优选的实施形式中，管段沿同一方向至少扭转两次，也就是说，扭转角的符号相同。

在另一个实施形式中，一段管子朝不同方向扭转两次，也就是说，扭转角的符号不同。

在本发明的另一个实施形式中，管段至少两次扭转的扭转角基本相同或接近相同。

在本发明的另一个特别优选的实施形式中，管段上的弯曲段和/或扭转段与一个支承件相连。可采用以下方式：至少一部分的管子围绕着支承件弯曲，在与支承件的接触部位处，用诸如钎料、胶粘剂之类的连接材料将其固定在支承件上。

当然也可使用其它连接方式，例如螺栓连接、材料配合连接、形状配合连接或压合连接等。

在一个特别优选的实施形式中，优选地设有两个集流/分配室，它们相互之间为热隔断。

所谓热隔断是指相关部件如分配室和集流室之间的热传递被完全或至少尽可能地被断。在一个特别优选的实施形式中，集流室/分配室之间的热隔断是通过以下方式实现的：分配室和集流室之间相隔一段距离，在它们之间形成一条气隙。

在另一个优选的实施形式中，通过一种桥形装置使分配室和集流室保持距离。

在另一个特别优选的实施形式中，在分配室和集流室之间放置一种材料，它起着隔断分配室和集流室之间热传递的作用，而分配室和集流室则通过这种材料相互连接在一起。

在一个特别优选的实施形式中，分配室和/或集流室带有定位装置以及通流管，在这种情况下，定位装置的内截面基本等于通流管的外截面。这里特别优选的是，通流管的外截面略小于定位装置的内截面，这样，通流管、优选的是若干通流管可被插入到或穿过各定位装置。也可以将通流管作为定位装置，这样通流管就穿过定位装置进入到集流室和/或分配室中。定位装置也可采用以下结构，即装入若干扁平管。

在另一个优选的实施形式中，定位装置基本上呈矩形或椭圆形，这时，基本上呈矩形或椭圆形的定位装置上较长的一侧与分配室和集流室的纵向之间为一个预定的角度。分配室和集流室的纵向是指分配室/集流室延伸的方向。

在一个特别优选的实施形式中，这一预定的角度在分配室和集流室的纵向之间的绝对值在0和90度之间，优选的是0和45度之间，特别优选的是0和10度之间。在这种情况下，定位装置相对于纵向沿顺时针方向的旋转表示为一个正角。

在另一个优选的实施形式中，若干通流管基本上为平行排列。平行排列是指一个扁平管状通流管的扁平面基本上与其它扁平管状通流管的扁平面平行。在另一个特别优选的实施形式中，在通流管之间布置着散热片，它有助于与穿流或绕流的空气之间的热交换。

在一个特别优选的实施形式中，通流管的管段和支承件之间至少部分是形状配合连接和/或压合连接。

在另一个特别优选的实施形式中，框架部分与支承件和/或集流室和/或分配室之间至少部分是形状配合连接和/或压合连接。

在一个优选的实施形式中有至少一个分隔件，它把集流室和/或分配室气密和液密地分成至少两个空间段。例如，这一分隔件可以是一个隔墙，它被插入到分配室和/或集流室中，并被钎焊、粘接或类似方式与其连接在一起。

在另一个特别优选的实施形式中，一个集流室/分配室的至少一个空间段与另一个集流室/分配室的至少一个空间段通过至少一个连接装置实现流体连接。这种连接装置可以是一种适合流体通过的管状元件。

在另一个同样是特别优选的实施形式中，分隔件的结构可以使处于分隔件区域的制冷剂通过与分隔件一体的连接装置进入到另一个集流室/分配室。通过这种方式使制冷剂横向流动进入到另一个集流/分配室中。

所谓横向流动是指集流/分配装置中的制冷剂的流动方向通过一定的位移从集流/分配装置的纵向方向偏离。

这种布置就使得制冷剂不致于沿着装置的纵向迅速排出，而是在第一段首先穿过通流管，然后在第二段以相反方向流过通流管，这样就形成了一股交叉对流。

在一个特别优选的实施形式中，分隔件的布置使得制冷剂首先通过与穿流的空气相背离的第一段，然后又通过面向穿流的空气的第二段，接着又通过与穿流的空气相背离的一段，最后又通过面向穿流的空气的一段。

在另一个优选的实施形式中，可以使用若干的分隔件从而形成若干上述各段，通过这种方式可以使制冷剂以交叉对流的方式多次通过热交换装置。

在一个特别优选的实施形式中，一个分配室、一个集流室、一条通流管、一条输入管和一条输出管形成一个组件。在确定一个完整的热交换装置的尺寸时，可以任意地将若干这种形式的组件串联起来。

另外，本发明还适用于一种空气交换装置，它特别适用于一种汽车空调设备，这种空调设备具有空气流道、气流调节元件、至少一个空气输送装置和一个壳体。这个壳体用于至少一个热交换装置的定位，或者这种热交换装置被放置在这一壳体内部。

本发明还优选地适用于一种热交换装置。这种热交换装置特别适用于一种汽车空调设备，这种空调设备具有至少一个冷凝器、一个压缩机、一个膨胀阀、一个收集器和至少一个热交换装置。

此外，本发明还适用于一种制作通流管、特别是一种用于热交换装置的扁平管的方法。这种作为工艺步骤的方法包括制造一个基本上沿纵向延伸的通流管，以及至少第一个位于端部的流体连接段和至少第二个位于端部的流体连接段按一个规定的扭转角度进行扭转的方法。

按照一个特别优选的方法，通流管上的一部分相对于通流管的纵向方向按一个预定的弯曲角度弯曲，从而获得一个弯曲段。在这里，弯曲角度可以取0度、30度、45度、60度、90度、120度或180度，或者任意一个中间值。通流管的纵向方向是指通流管在未弯曲的状态下大体延伸的方向。

特别优选的是，通流管至少部分扭转，在这里，扭转角度可以取0度、30度、45度、60度、90度、120度或180度，或者任意一个中间值。

附图说明

下面通过实施例和附图来对发明进行详细说明。

图1为本发明所涉及的热交换装置的原理图；

图2为图1所示的热交换装置的透视图；

图3为本发明所涉及的热交换装置的通流管的原理图；

图3a为热交换装置的一个位于端部的流体连接段的顶视原理图；

图4为用于本发明所涉及的热交换装置的集流室或分配室的原理图

图4a为沿图4中A-A线的剖面图；

图5为图1所示图的顶视图；

图6为图5中所示分隔件的透视图；

图6a为图5中所示分隔件的顶视图；

图6b为图5中所示分隔件的另一张顶视图；

图6c为图5中所示分隔件的透视图，在这里分隔件被装入到集流/分配室中；

图7为本发明的另一个实施例的透视图；

图7a为图7所示的实施例中制冷剂流动方向的三维图。

具体实施方式

图1中所示为按照本发明的一种热交换装置。这一装置具有一条输入管1和一条输出管2。输入管和输出管分别接入到分配室及集流室，并分别与它们形成流体连接。但输入管和输出管也可以接入到同一个室中，这一个室被分隔件分成两个部分。

集流室或分配室在这里是指一个沿纵向延伸的狭长的容积元件。这一容积元件按照热交换装置的总长度延伸，但如果设有分隔件，它则具有一定的长度。

参考标记7所指的是一条通流管，流体在通流管内流动。优选的是在热交换装置内布置若干条这样的通流管(7、7’)。在这些通流管之间设有散热片10。散热片上带有肋片(图中未示)，这有助于改善其与围绕着它的气体之间的热交换。散热片的分布密度为10—150片/dm，优选的是25到100片/dm，特别优选的是50到80片/dm。

肋片的长度为1mm—20mm，优选长度为2mm到15mm之间，特别优选的是3.5mm到12mm。叶片槽的宽度为0.05mm到0.5mm，优选的是0.1mm到0.4mm，特别优选的是0.2mm到0.3mm。

参考标记11所指的是框架部分，它至少部分地与集流室和/或分配室之间形成形状配合连接、压合连接和/或材料配合连接。从图1中通流管的形状上可以看出，它向上凸出，高度接近于支承元件12。在这种情况下，通流管相对于纵向方向弯曲并形成一个弧度基本为1800的弧线。各通流管与支承元件相连，例如通过一种连接材料，诸如钎料、胶粘剂或类似的材料。但也可以采用螺栓—铆钉或其它连接方式连接。

通流管在截面上呈扁平管状，具有一个流道或多个流道，用来输送制冷剂。在这里，各流道的截面呈圆形或椭圆形。各流道的截面为0.2mm到3mm，优选的是0.5mm到2.0，特别优选的是0.8mm到1.8mm。水力直径为0.1mm到3mm，优选的是0.4mm到2mm，特别优选的是0.8mm到1.6mm。输入管和输出管内的制冷剂的压力比例关系为1:1.5到1:20，优选的是1:3到1:10，特别优选的是1:4到1:6。

各通流管之间在方向L上的间距为2mm到30mm，优选的是5mm到20mm，特别优选的是8mm到14mm。

支承元件12的截面基本上呈圆形，但它的截面也可以为其它形状，如椭圆形或多边形。支撑元件的截面直径为4mm到24mm，优选的是6mm到18mm，特别优选的是8mm到12mm。

优选的是，支承元件12与框架11也至少部分地形成形状配合连接、压合连接和/或材料配合连接，在这种情况下，可采用诸如钎料、胶粘剂或类似的连接材料。在框架11和支承元件12之间也可以采用螺栓—铆钉或其它连接方式连接。

图1中所示的热交换装置的高度h为400到900mm，优选的是500到800mm，特别优选的是650到750mm。

参考标记13指的是一种分隔件，它将分配室分开并形成流体密封。在一个特别优选的实施形式中，分隔件13被插入到集流室和/或分配室中，并与集流室和/或分配室相连接，这里可采用诸如钎料、胶粘剂或类似的连接材料。

所谓流体密封是指，一种介质无法穿透一个被上述方式封闭的腔体。

图3为本发明所涉及的热交换装置的通流管的原理图。

两个箭头表示的是流体在通流管内的流动方向。参考标记23以及23’分别表示位于端面的第一个流体连接段和位于端面的第二个流体连接段。参考标记26表示的是通流管的一个管段。从图中可以看出，位于端面的流体连接段23和位于端面的流体连接段23’分别扭转1次。在此图中，扭转角度为90度。但是也可以采用不等于90度的扭转角。在图3中两个流体连接段均朝同一方向扭转。但扭转可以采用不同的方向。

参考标记21表示的是一个通流管的弯曲段。在这里通流管的扁平面与图示平面垂直。

参考标记25和25’表示的通流管的管段26的另外的扭转段。其中，扭转段25的扭转角度为负的90度，扭转段25’的扭转角度为正的90度。但是也可以采用其它的扭转角度，无论是绝对值还是符号都可以不同。

通流管的宽度b为2mm到12mm，优选的是4mm到8mm，特别优选的是5mm到7mm。

一个流体在其内基本上沿纵向运动的扁平管段和一个介质在其内基本上沿与该纵向1相反的方向运动的扁平管段之间的距离d为0.1mm到6mm，优选的是0.8mm到4mm，特别优选的是1mm到2mm。

在一个特别优选的实施形式中，上述各管段互不接触。这样就防止了两段管之间的热交换。但是也可采用在两个管段26a和26b之间放置一种介质来隔断它们之间的热交换。

在另一个特别优选的实施形式中，散热片10可以采用以下形式，它们不是贯通地分布在通流管26的扁平面上，而是分成两个散热片带10a和10b。通流管的厚度为0.1mm和5mm，优选的是0.3mm到4mm，特别优选的是0.8mm到2mm。

图3a为通流管7上位于端面的流体连接段23的截面原理图。通流管具有一个、优选的是若干个流道27。

另外，图3a还清楚地展示了扭转的情况。在这里所示的实施例中，通流管朝着正z轴方向向左扭转90度，也就是说按扭转角β旋转90度。按照这一定义，图中所示的位于端面的流体连接段23和23’按照绝对值为90°、符号为负的扭转角度扭转，即扭转-900。

图4为分配室或集流室的原理图。分配室或集流室具有多个定位装置31、31’。

这些定位装置用于固定通流管7或让其穿过。在这里，定位装置的内径基本上等于、优选的是略大于通流管7的外横截面。在制造过程中，通流管的尾部段被插入到定位装置31或31’中，优选的是将连接位置随后封闭，例如通过夹臂35和35’将其夹紧，通过这种方式，通流管被压入到分配室或集流室中。接着用如钎料、粘接剂或类似连接材料将定位装置和通流管连接固定。

通流管和集流室或分配室的定位装置之间的这种夹紧连接方式具有以下优点，可以承受二氧化碳散热器所需要的高达约300bar的高压，并且流道在这一高压下仍保持气密和/或液密。

在一个优选的实施形式中，通流管在集流室或分配室中的插入深度受到位于端面的流体连接段的扭转的限制。但是通流管也可被推入到分配室或集流室的底部。插入深度为1mm到12mm，优选的是3mm到9mm，特别优选的是4mm到8mm。

各定位孔31和31’沿集流室的纵向L分布，也就是说，其纵向L在图中由带有标记g的虚线表示，它与纵向1之间成一个角度，角度的绝对值不大于10度，优选的是基本上为0度。但也可以使定位孔被布置在与纵向之间的角度不大于90度的位置上。

图4a为沿图4中所示的A-A线的一个剖面图。参考标记35和35’指的是夹紧壁，它用于将流体连接段夹紧。参考标记31指的是一个定位孔，它在这一剖面图中呈缝隙状。从图4a中可以看出，流体连接段的截面呈W状。

图5为本发明所涉及的热交换装置的顶视图。参考标记4和5指的是两个集流或分配室。在一个优选的实施形式中，这两个集流或分配室没有直接接触，它们之间相隔一段距离，这段距离用参考标记8标识出。

在一个优选的实施形式中，在两个分配或集流室之间有着一个气隙，它起着隔断两个室之间热交换的作用。但两室也可以通过它们之间的一种绝热材料连接在一起，也就是说，这种材料的导热系数很低。在一个优选的实施形式中，集流室是通过一个搭桥状的分隔件13与分配室相连。其它的连接件6用于固定输入管1以及输出管2。

在另一个特别优选的实施形式中，分隔件13将分配或集流室分成两个分室。

分配或集流室在纵向上的长度L为100到800mm，优选为30到600mm，特别优选为400到500mm。

图6为本发明所涉及的热交换装置的分隔件的原理图。在这里，分隔件带有一个开口41以及一个分隔壁43。在一个优选的实施形式中，分隔件被插入到分配或集流室上预先做好的槽口中。优选的是，分隔件与分配或集流室通过钎焊或熔焊或其它方式连接在一起。

图6a是图6中所示分隔件的一个侧视图。在此图中，分隔壁43沿着图示平面向内延伸。

图6b为图6中所示的分隔件沿箭头P的另一个侧视图。在此图中，开口41被遮挡因而用虚线画出。

图6c为装入到集流/分配室中的分隔件13的透视图。

分隔件的作用在于使制冷剂不是通过一个完整的分配管或集流管被分散到各通流管中去，而是首先通过它进入到第一个分室，从那里再经过通流管进入到相应的第二个集流/分配室的第一个分室中。然后介质又从那里经过分隔件43的开口41进入到第一个集流/分配室的第二个分室，并最后通过通流管进入到第二个集流室的第二个分室。

图5中展示了这一流程的原理图。制冷剂通过输入管1和虚线画出的开口9进入到用a标出的分室。从那里，它经过通流管进入到分室b。从那里制冷剂经过分隔件13的开口41呈交叉状地进入到分室c，这在图5中用虚线画出。制冷剂从分室c经过通流管进入到分室d，从那里制冷剂最终经过虚线画出的开口9’被输送到输出管2。

但在其它的优选实施形式中可以设置若干分隔件。通过这种方式使制冷剂多次进入若干分配室/集流室段。这种实施形式的优点在于本发明所涉及的热交换装置上的不同热交换区域可以均匀分布。

并且，在一个优选的实施形式中可以不设置分隔件，这样，分配或集流室则各自通过沿纵向延伸的完整的内腔形成。这里需要说明的是，集流室并不是图3中所示的完整的容积，而是各单独的内腔段，它们由分隔件分隔而成。分隔件的优点是有利于制冷剂在热交换装置中被气流穿流的表面上更好地分布。

在另一个特别优选的实施形式中设置有两个分配或集流室。至少这两个分配或集流室中的一个，优选的是这两个集流或分配室中的一个，带有至少一个、优选的也正好是一个分隔件。这一分隔件将分配或集流室分成两个分室。带有分隔件的分配或集流室还带有一个输出管和一个输入管。这两个分配或集流室优选地通过通流管形成流体连接。在这种情况下，通流管具有至少一个流道，优选的是具有多个流道，用于制冷剂的输送，并且特别优选的是它带有扁平状的截面。

可以设置多个分隔件来取代设置一个分隔件，这样，带有输入管和输出管的分配室或集流室就可以具有两个分隔件，而另一个分配或集流室则有一个分隔件，而这个分隔件则优选地沿着分配或集流室的纵向布置在第一个分配或集流室的两个分隔件之间。

一般来说，在带有输入和输出管的分配或集流室中可以设置n个分隔件，而在另一个分配或集流室中则设置n-1个分隔件，其布置方式为，沿着分配或集流室的纵向方向，各分隔件交替地布置在这两个集流或分配室上。通过这种方式就可以确定，流体在这两个分配或集流室之间进出多少次。

图7为这种实施形式的原理图。参考标记4和5指的是这两个分配或集流室。参考标记1和2指的是输入管及输出管，它使流体进入到分配或集流室5中。在这里，输入或输出管基本上沿着分配或集流室5的纵向延伸。但是，输入管也可设置在分配或集流室5或者4的其它位置。例如，它可以沿着垂直于分配或集流室的纵向的方向延伸，在图上就表现为向下或者从图示平面向上。当然也可以根据空间要求采用其它的延伸方向。输入或输出管也可以安置在分配或集流室5的下部。

参考标记13指的是一个分隔件，它设置在分配或集流室5之中，这样这一分配或集流室就被分隔成两个分室。如图7所示，在这个实施形式中，两个分配或集流室4和5之间没有直接连接在一起，而是通过各通流管形成了流体连接。布置分隔件时，应使得集流和分配室5上靠近输入管的分室的长度与靠近输出管的分室的长度(在图7中用11和12表示)的比例关系为9:1到1:9，优选为9:1到1:3，特别优选的是大约2:1。这些尺寸取决于流体分段冷却之前及之后的冷凝度或密度情况。

图7和7a对热交换装置中的流动方向进行了说明。

流体首先通过输入管1进入到分配或集流室4的分室a中。如图7a所示，流体从那里出发，经过通流管(图中未示)进入到分配或集流室5。因为在这一分配或集流室中没有设置分隔件，所以流体可以穿过整个分配或集流室5，图中用b将其标识出。从现在开始，流体从这里出发以相反的方向通过通流管进入到分配或集流室4的第二个分室，这里用c标识出。从这里出发，流体通过输出管2流出。这种布置的优点在于流体与周围介质之间均匀的热交换。

这里需要指出，本发明并不仅局限于各图中所展示的实施形式，还可以通过各种不同的方式对它进行修改和扩充。

Claims (36)

1.一种热交换装置，用于汽车空调设备中，该空调设备的制冷剂的至少一个成分为二氧化碳，它具有

相互热隔断的分配室和集流室；

接入到分配室中的输入管和接入到集流室中的输出管，其中输入管将制冷剂送入到分配室中，输出管将制冷剂从集流室送出；

至少两个通流管，且每个通流管具有：位于通流管一端的第一流体连接段，其与分配室流体连接使制冷剂通过第一流体连接段从分配室进入到通流管中；位于通流管另一端的第二流体连接段，其与集流室流体连接使从通流管流出的制冷剂通过第二流体连接段进入到集流室中；使所述第一流体连接段与第二流体连接段实现流体连接的至少有一段为弯管的管段；所述第一流体连接段和第二流体连接段中的至少一个扭转至少一次；

其特征在于，

所述分配室和集流室之间设有以整体形式形成的分隔/连接装置，该分隔/连接装置为一搭桥状的分隔件，该分隔件由两个分隔壁和位于该两个分隔壁之间的开口部分构成，其中第一分隔壁将分配室气密和液密地分成两个分室即分配室第一分室和分配室第二分室，第二分隔壁将集流室气密和液密地分成两个分室即集流室第一分室和集流室第二分室；所述集流室第一分室和分配室第二分室不处在同一条直线上；所述开口部分通过其上的开口使集流室第一分室和分配室第二分室流体连接；

所述制冷剂先通过上述输入管进入到分配室第一分室中，而后通过所述至少二个通流管中的至少一个通流管进入到集流室第一分室中，从集流室第一分室再通过分隔件的开口部分呈交叉状地转向流入到分配室第二分室中，从分配室第二分室再通过所述至少两个通流管中的至少另一个通流管进入到集流室第二分室中，再由集流室第二分室进入到所述输出管中。

2.如权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，所述管段上至少有一段为直管。

3.如权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，所述管段上至少有一段为扭转段。

4.如权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，所述管段上至少有两段弯管并且它们的曲率半径不同。

5.如权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，所述第一流体连接段和第二流体连接段的数量均等于管段的数量。

6.如权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，所述通流管具有扁平管状截面。

7.如上述权利要求之一所述的热交换装置，其特征在于，所述通流管至少由下列一组材料中的一种制成：金属，塑料，复合材料。

8.如权利要求7所述的热交换装置，其特征在于，所述金属是铝、锰、镁、硅、铁、黄铜、铜、锌、锡、钛、铬、钼、钒和合金材料EN-AW3003、EN-AW3102、EN-AW6060、EN-AW1110中的一种。

9.如权利要求7所述的热交换装置，其特征在于，所述塑料是纤维增强塑料。

10.如权利要求1至6中任一权利要求所述的热交换装置，其特征在于，所述第一和/或第二流体连接段的扭转是按一个预定的扭转角扭转。

11.如权利要求10所述的热交换装置，其特征在于，所述扭转角的绝对值在10和180度之间。

12.如权利要求11所述的热交换装置，其特征在于，所述扭转角的绝对值在45和135度之间。

13.如权利要求12所述的热交换装置，其特征在于，所述扭转角的绝对值在80和100度之间。

14.如权利要求10所述的热交换装置，其特征在于，所述第一、第二流体连接段的扭转方向相同。

15.如权利要求10所述的热交换装置，其特征在于，所述第一、第二流体连接段的扭转方向相反。

16.如权利要求10所述的热交换装置，其特征在于，所述管段被多次扭转。

17.如权利要求10所述的热交换装置，其特征在于，所述管段沿同一方向至少扭转两次。

18.如权利要求10所述的热交换装置，其特征在于，所述管段沿不同方向扭转两次。

19.如权利要求17所述的热交换装置，其特征在于，所述管段的至少两次扭转的扭转角基本相同或接近相同。

20.如权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，所述管段上的弯管段与一个支承件相连。

21.如权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，所述热隔断通过所述分隔件使分配室和集流室之间相隔一段距离来实现。

22.如权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，所述热隔断通过在分配室和集流室之间形成一条气隙使分配室和集流室之间相隔一段距离来实现。

23.如权利要求21或22所述的热交换装置，其特征在于，在分配室和集流室之间放置一种起热隔断作用的材料。

24.如权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，分配室和/或集流室带有定位孔，定位孔的内截面等于通流管的外截面。

25.如上述权利要求24所述的热交换装置，其特征在于，所述定位孔呈矩形或椭圆形，该呈矩形或椭圆形的定位孔上较长的一侧与其所在的分配室或集流室的纵向之间有一个预定的角度。

26.如权利要求25所述的热交换装置，其特征在于，所述预定的角度的绝对值在0和90度之间。

27.如权利要求25所述的热交换装置，其特征在于，所述预定的角度的绝对值在0和45度之间。

28.如权利要求25所述的热交换装置，其特征在于，所述预定的角度的绝对值在0和10度之间。

29.如权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，所述通流管之间布置着散热片。

30.如权利要求20所述的热交换装置，其特征在于，所述通流管的管段和支承件之间的连接至少部分是形状配合连接和/或材料配合连接和/或压合连接。

31.如权利要求30所述的热交换装置，其特征在于，该装置还包括框架部分，所述框架部分与所述支承件之间至少部分是形状配合连接和/或材料配合连接和/或压合连接。

32.如权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，所述输入管和输出管分别设有多个。

33.如权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，所述输入管沿着它所连接的分配室的纵向延伸，所述输出管沿着它所连接的集流室的纵向延伸。

34.如权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，设置多个所述分隔件，使制冷剂在集流室和分配室之间进行多次的交叉转向流动。

35.用于汽车空调设备的空气交换装置，其特征在于，所述空气交换装置带有空气流道、气流控制元件、至少一个气流输送装置、至少一个如权利要求1-34之一所述的热交换装置、以及一个用于该热交换装置的定位或将该热交换装置容置在其内部的壳体。

36.用于汽车空调设备的空气交换装置，其特征在于，所述空气交换装置带有一个冷凝器、一个压缩机、一个膨胀阀、一个收集器和至少一个如权利要求1-34之一所述的热交换装置。

Images