CN101619912A - 一种热交换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热交换装置，包括至少两片依次连接的换热器，各所述换热器均包括若干数目相等的扁管；进一步包括若干管套；任一片换热器中的各扁管均通过所述管套与相邻的换热器中位置相对的各扁管密封连接。本发明所提供的热交换装置的扁管采用管套直接连接，这种方式能够使得制冷剂在各个换热器中分配均匀，降低制冷剂侧压降，从而提高整体的换热性能，且加工成本较低、安装方便。

Description

一种热交换装置
技术领域
本发明涉及制冷技术领域，特别涉及一种热交换装置。
背景技术
制冷装置一般包括冷凝器、蒸发器、压缩机和节流阀等基本部件，上述基本部件通过管道依次连接，形成一个密闭的系统，制冷剂在这个密闭的系统中循环流动，发生状态变化，从而与外界进行热量交换，达到制冷效果。制冷装置所包含的基本部件中，冷凝器和蒸发器是热交换部件，其结构基本相同，可以统称为换热器。
现有技术中的热交换装置是由至少两片所述的换热器依次连接组成的，例如，由两片换热器连接组成的热交换装置，或者由三片换热器依次连接组成的热交换装置，同理，可以由四片、五片或者六片等组成的热交换装置。以下将以由两片换热器连接组成的热交换装置为例，说明现有技术中热交换装置的工作过程及其存在的缺陷。
请参考图1和图2，图1为现有技术中一种典型的热交换装置的结构示意图；图2为现有技术中另一种典型的热交换装置的结构示意图。
所述热交换装置包括第一换热器11，及与第一换热器11连接的第二换热器12。如图1所示，第一换热器11和第二换热器12成适当夹角；如图2所示，第一换热器11和第二换热器12平行设置。所述热交换装置还包括与第一换热器11连接的第一集流管13，及与第二换热器12连接的第二集流管14；第一集流管13和第二集流管14通过若干连接管15连通。
制冷剂通过输入口进入第一换热器11的各个扁管中，通过各个扁管进入第一集流管13中；制冷剂再通过连接管15进入第二集流管12中，然后由第二集流管12进入第二换热器12的各个扁管中。
换热器内部的制冷剂一般处于两相状态，为液态和汽态；当制冷剂进入第一集流管13后，液态的制冷剂会滞留在第一集流管13的底部，而汽态的制冷剂则通过连接管15进入第二集流管14中，导致第二换热器12内部的制冷剂基本处于汽态，由于汽态制冷剂的传热系数远远低于液态制冷剂的传热系数，导致第二换热器12的换热性能低于第一换热器11的换热性能，从而影响了热交换装置的整体换热性能。
此外，连接管15的管径与第一集流管13和第二集流管14的管径相比，显著较小，导致制冷剂在流动过程中会受到较大的局部阻力，从而增大了制冷剂侧压降。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种热交换装置，该热交换装置能够使得制冷剂在各个换热器中分配均匀，降低制冷剂侧压降，从而提高整体的换热性能，且加工成本较低。
为解决上述技术问题，本发明提供一种热交换装置，包括至少两片依次连接的换热器，各所述换热器均包括若干数目相等的扁管；进一步包括若干管套；任一片换热器中的各扁管均通过所述管套与相邻的换热器中位置相对的各扁管密封连接。
优选地，所述管套的截面的内环形状与所述扁管的截面的外环形状相同，且所述管套的截面的内环尺寸略大于所述扁管的截面的外环尺寸。
优选地，连接相邻两片换热器的各管套连接有固定部件，以便固定各管套之间的相对位置。
优选地，所述固定部件为开设有若干第一通槽的第一固定板，所述第一通槽的数目与一片换热器的扁管的数目相同；连接相邻两片换热器的各管套的弯曲部分别插装于各所述第一通槽中，并与所述第一固定板固定连接。
优选地，所述固定部件为开设有若干第二通槽的第二固定板，所述第二通槽的数目与一片换热器的扁管的数目相同；连接相邻两片换热器的各管套的两端分别均插装于一个第二固定板的各第二通槽中，并与对应的第二固定板固定连接。
优选地，所述固定部件为底壁开设有若干定位槽的固定管，所述定位槽的数目与一片换热器的扁管的数目相同；连接相邻两片换热器的各管套的弯曲部分别插装于各所述定位槽中，并与所述固定管固定连接。
优选地，所述固定管的截面形状为椭圆形，且所述椭圆形的短轴与风的流向大体平行。
优选地，相邻的所述换热器之间成适当夹角。
优选地，所述管套包括两个直线部，及连接两个所述直线部的圆弧部；所述圆弧部的最内侧圆弧的半径的尺寸范围为5mm～100mm，所述直线部沿制冷剂流向的尺寸范围为10mm～150mm。
优选地，所述管套为扁形管，所述扁形管横截面的长度的尺寸范围为6mm～32mm，宽度的尺寸范围为1.0mm～3.0mm。
在本发明所提供的热交换装置中，换热器的各个扁管与相邻的换热器的各个扁管通过若干管套连通，并且换热器的每一个扁管与相邻的换热器的每一个扁管单独连接，这种管套连接方式，使得处于两相状态的制冷剂可以顺利地由换热器的一个扁管进入相邻的换热器中的另一根扁管，使得处于两相状态的制冷剂在各个换热器中分配均匀，从而使得每一片换热器得到了充分利用，提高了热交换装置的整体换热性能。
同时，本发明所提供的热交换装置并没有采用现有技术中集流管和连接管的结构设置，而是采用管套直接连接的方式，这样就避免了制冷剂在流动过程中所受到的阻力，从而降低了制冷剂侧压降。同时，由于扁管插入管套的深度可以自由控制，因而可以增大扁管与管套之间的接触面，从而提高二者连接的稳定性。
此外，本发明所所提供的热交换装置省去了集流管，由于集流管是成本较高的部件，因而显著地降低了热交换装置的加工成本，且安装方便。
综上所述，本发明所提供的热交换装置能够使得制冷剂在各个换热器中分配均匀，降低制冷剂侧压降，从而提高整体的换热性能，且加工成本较低。
附图说明
图1为现有技术中一种典型的热交换装置的结构示意图；
图2为现有技术中另一种典型的热交换装置的结构示意图；
图3为本发明第一种实施例中热交换装置的结构示意图；
图4为本发明第二种实施例中热交换装置的结构示意图；
图5为本发明第三种实施例中热交换装置的结构示意图；
图6为本发明第四种实施例中热交换装置的结构示意图；
图7为本发明第五种实施例中热交换装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种热交换装置，该热交换装置能够使得制冷剂在各个换热器中分配均匀，降低制冷剂侧压降，从而提高整体的换热性能，且加工成本较低。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明所提供热交换装置，包括至少两片依次连接的换热器，比如，可以由两片换热器连接组成，或者可以由三片、甚至更多片换热器依次连接组成。以下以由两片换热器组成的热交换装置为例，说明本发明所提供的热交换装置的工作过程和技术效果，显然，由多片换热器组成的热交换装置的工作过程和技术效果与由两片换热器组成的热交换装置基本相同，在此不再赘述。
请参考图3，图3为本发明第一种实施例中热交换装置的结构示意图。
在本发明的第一种实施例中，所述热交换装置包括第一换热器21，和与第一换热器21连通的第二换热器22，第一换热器21和第二换热器22成适当的夹角；第一换热器21包括若干第一扁管211(示于图5中)，第二换热器22包括若干第二扁管221(示于图5中)，第一扁管211的数目和第二扁管221的数目相同；所述热交换装置进一步包括若干管套23，各个管套23的两端分别密封连接于第一扁管211及与第一扁管211对应的第二扁管221，从而实现第一换热器21和第二换热器22之间的连通。
处于两相状态的制冷剂由输入口进入第一换热器21的各个第一扁管211，再由第一扁管211通过各个管套23进入第二换热器22的各个第二扁管221中，再由输出口输出。
与现有技术相比，在本发明所提供的热交换装置中，第一换热器21的每一个第一扁管211均通过管套23与第二换热器22的每一个第二扁管221单独连通，这种通过管套23连接的方式，使得处于两相状态的制冷剂可以顺利地由第一换热器21的第一扁管211进入相邻的第二换热器22中的第二扁管221，使得处于两相状态的制冷剂在各个换热器中分配均匀，从而使得第一换热器21和第二换热器22均得到了充分利用，进而提高了热交换装置的整体换热性能。
同时，本发明所提供的热交换装置并没有采用现有技术中集流管和连接管的结构设置，现有技术中集流管和连接管的管径相差很大，从而导致制冷剂在流动过程中会受到较大的阻力，因而增大了制冷剂侧压降。本发明采用的通过管套23连接的方式，这样就避免了制冷剂在流动过程中所受到的阻力，从而降低了制冷剂侧压降。
同时，由于第一扁管211和第二扁管221插入管套23的深度可以自由控制，因而可以增大第一扁管211和第二扁管221与管套23之间的接触面，从而提高连接的稳定性。
此外，本发明所所提供的热交换装置省去了集流管，由于集流管是成本较高的部件，因而显著地降低了热交换装置的加工成本。
由以上可知，本发明所提供的热交换装置能够使得制冷剂在各个换热器中分配均匀，降低制冷剂侧压降，从而提高整体的换热性能，且加工成本较低。
在上述第一种实施例中，可以作进一步改进。具体地，管套23的截面的内环形状与第一扁管211和第二扁管221的截面的外环形状相同，且所述内环的尺寸略大于所述外环的尺寸。
由以上对技术效果的分析可知，这种改进的方式使得制冷剂更为迅速地由第一扁管211中流入第二扁管221中，从而使得制冷剂在第一换热器21和第二换热器22中分配得更为均匀，且能够更为显著地降低制冷剂侧压降，进而更有效地提高所述热交换装置的整体换热性能。
请参考图4，图4为本发明第二种实施例中热交换装置的结构示意图。
在第二种实施例中，本发明所提供的热交换装置的结构与第一种实施例中热交换装置的结构基本相同，所不同的是：在本实施例中，第一换热器21和第二换热器22平行设置。
显然，本实施例中的热交换装置的技术效果与上述第一种实施例中的热交换装置的技术效果基本相同，在此不再赘述。
同理，在上述第二种实施例中，也可以作出上述第一种实施例中的改进。具体地，管套23的截面的内环形状与第一扁管211和第二扁管221的截面的外环形状相同，且所述内环的尺寸略大于所述外环的尺寸。其技术效果与上述改进后的第一种实施例的技术效果基本相同，在此不再赘述。
请参考图5，图5为本发明第三种实施例中热交换装置的结构示意图。
本发明的第三种实施例是在上述改进后的第一种实施例的基础上，作的进一步改进。
在第三种实施例中，所述热交换装置进一步包括开设有若干第一通槽241的第一固定板24，第一通槽241的数目与第一扁管211或第二扁管221的数目相同；各管套23的弯曲部231分别插装于各个第一通槽241中并与第一固定板24固定连接，可以采用焊接方式将各个管套23与第一固定板24固定连接。
上述改进方式，使得管套23的两端与第一扁管211和第二扁管221之间的连接更为紧密，同时使得扁管与扁管之间难以发生相对位移，从而提高了工作的稳定性和可靠性；此外，上述改进方式还解决了仅用管套23连接所带来的漏风问题，避免未经过热交换的风由管套23之间的缝隙流出。
请参考图6，图6为本发明第四种实施例中热交换装置的结构示意图。
本发明的第四种实施例也是在上述改进后的第一种实施例的基础上，作的进一步改进。
在第四种实施例中，所述热交换装置进一步包括底壁开设有若干定位槽的固定管25，定位槽的数目与第一扁管211或第二扁管221的数目相同；各个管套23的弯曲部231插入各个定位槽中并与固定管25固定连接。
可知，第四种实施例和第三种实施例的结构基本相同，所不同的是：在第三种实施例中采用的是第一固定板，而在第四种实施例中采用的是固定管，显然，其技术效果基本相同。
具体地，固定管25可以进一步为椭圆管，且所述椭圆形的短轴与风的流向大体平行，这种方式，便于在固定管25的底壁上开设长度尺寸较大的定位槽，从而使得固定管25与各个换热器之间的连接更为紧密；同时能够使所述热交换装置的高度降低，减少其占用的空间，此外，还可以更好地起到阻挡漏风的作用。
请参考图7，图7为本发明第五种实施例中热交换装置的结构示意图。
本发明的第五种实施例同样也是在上述改进后的第一种实施例的基础上，作的进一步改进。
在第五种实施例中，进一步包括开设有若干第二通槽的第二固定板26，第二通槽的数目与第一扁管211或第二扁管221的数目相同；第二固定板26的数目为两个，各管套23的两端分别均插装于一个第二固定板26的各第二通槽中，并与对应的第二固定板26固定连接；第二换热器22的各个第二扁管221分别插装于另一个第二固定板26的各个第二通槽中，并与之固定连接；两个第二固定板26相对设置。
这种改进方式，也可以使得管套23的两端与第一扁管211和第二扁管221之间的连接更为紧密，同时使得扁管与扁管之间难以发生相对位移，从而提高了工作的稳定性和可靠性。
显然，在本发明改进后的第二种实施例的基础上，也可以作出如上述第三种、第四种、或第五种实施例所做的改进，即在改进后的第二种实施例所提供的热交换装置的基础上增加第三种实施例所述的第一固定板24，或增加第四种实施例所述的固定管25，或增加第五种实施例所述的第二固定板26，显然，其技术效果与上述技术效果基本相同，在此不再赘述。
此外，在上述第一种实施例的基础上还可以作进一步的改进，具体地，管套23的端部的截面的内环形状与第一扁管211和第二扁管221的截面的外环形状相似，且所述内环围成的面积略大于所述外环围成的面积；管套23的中部为圆管，当然还可以为其他形状的管件。
可知，这种改进方式与上述改进后的第一种实施例的改进基本相同，所不同的是：在本实施例中，仅仅是管套23的端部的截面的内环形状与第一扁管211和第二扁管221的截面的外环形状相似，并不是如上述改进后的第第一种实施例所述的管套23的任何截面。显然，本实施例也能基本实现改进后的第一种实施例所述的技术效果。
此外，管套23还可以认为包括两个直线部，及连接两个所述直线部的圆弧部；所述圆弧部的最内侧圆弧的半径的尺寸范围为5mm～100mm，所述直线部沿制冷剂流向的尺寸范围为10mm～150mm，在上述数值范围内具有较好的技术效果。
进一步地，两个直线部关于管套的中心线成轴对称，当然，还可以成适当的夹角，所述夹角的范围为0°～90°。
具体地，管套23为扁形管，所述扁形管的横截面的长度的尺寸范围为6mm～32mm，宽度的尺寸范围为1.0mm～3.0mm。
以上仅仅是以由两片换热器组成的热交换装置为例，说明本发明的工作过程和技术效果，显然，由更多片换热器依次连接组成的热交换装置也具有基本相同工作过程和技术效果，其当然落入本发明的专利保护范围之内，在此不再赘述。
以上对本发明所提供的一种热交换装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种热交换装置，包括至少两片依次连接的换热器，各所述换热器均包括若干数目相等的扁管；其特征在于，进一步包括若干管套；任一片换热器中的各扁管均通过所述管套与相邻的换热器中位置相对的各扁管密封连接。
2.如权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，所述管套的截面的内环形状与所述扁管的截面的外环形状相同，且所述管套的截面的内环尺寸略大于所述扁管的截面的外环尺寸。
3.如权利要求2所述的热交换装置，其特征在于，连接相邻两片换热器的各管套连接有固定部件，以便固定各管套之间的相对位置。
4.如权利要求3所述的热交换装置，其特征在于，所述固定部件为开设有若干第一通槽的第一固定板，所述第一通槽的数目与一片换热器的扁管的数目相同；连接相邻两片换热器的各管套的弯曲部分别插装于各所述第一通槽中，并与所述第一固定板固定连接。
5.如权利要求3所述的热交换装置，其特征在于，所述固定部件为开设有若干第二通槽的第二固定板，所述第二通槽的数目与一片换热器的扁管的数目相同；连接相邻两片换热器的各管套的两端分别均插装于一个第二固定板的各第二通槽中，并与对应的第二固定板固定连接。
6.如权利要求3所述的热交换装置，其特征在于，所述固定部件为底壁开设有若干定位槽的固定管，所述定位槽的数目与一片换热器的扁管的数目相同；连接相邻两片换热器的各管套的弯曲部分别插装于各所述定位槽中，并与所述固定管固定连接。
7.如权利要求6所述的热交换装置，其特征在于，所述固定管的截面形状为椭圆形，且所述椭圆形的短轴与风的流向大体平行。
8.如权利要求1至7任一项所述的热交换装置，其特征在于，相邻的所述换热器之间成适当夹角。
9.如权利要求1至7任一项所述的热交换装置，其特征在于，所述管套包括两个直线部，及连接两个所述直线部的圆弧部；所述圆弧部的最内侧圆弧的半径的尺寸范围为5mm～100mm，所述直线部沿制冷剂流向的尺寸范围为10mm～150mm。
10.如权利要求1至7任一项所述的热交换装置，其特征在于，所述管套为扁形管，所述扁形管的横截面的长度的尺寸范围为6mm～32mm，宽度的尺寸范围为1.0mm～3.0mm。
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