CN101900460A - 一种平行流蒸发器及热泵空调器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种平行流蒸发器及采用该平行流蒸发器的热泵空调器。本发明的解决了传统热泵空调器中平行流换热器分流不均、换热效率低、体积大、成本高等问题。平行流蒸发器，包括竖向设置的左集流管、右集流管和横向水平设置于左、右集流管之间且连通左、右集流管的若干换热管，所述左集流管包括上下放置的、管路互相隔开的左上集流管和左下集流管，所述右集流管包括上下放置的、管路互相隔开的右上集流管、右中集液管和右下集流管；所述右上集流管和右下集流管通过管路互相连通，并且与蒸发器出口管相连；相邻换热管之间设置散热翅片。热泵空调器，包括平行流蒸发器和与该平行流蒸发器连通的气液分离器。

Description

一种平行流蒸发器及热泵空调器

技术领域

本发明涉及电器设备中空调器的技术领域，更具体地说，涉及一种平行流蒸发器及采用该平行流蒸发器的热泵空调器。

背景技术

平行流换热器也称为微通道换热器，平行流换热器采用扁管强化传热技术，是一种多孔铝制扁管换热器，具有传热效率高、结构紧凑、噪音低、质量轻等优点。其结构是在空气侧采用百叶窗翅片；制冷剂侧采用小水利直径的多通道扁管，从而使空气侧和制冷剂侧的换热得到强化。在家用空调器领域使用，有利于提高能效、降低制冷剂充注量和减轻机组质量、降低空调器成本，与普通的铜管换热器相比，使家用空调器在性能、体积、质量、成本等方面得到较大的改善。

可是由于在制冷空调系统中，进入蒸发器的制冷剂为气液两相混合物，通常分为多路进入蒸发器中吸收热量，液相蒸发为气体以实现制冷的目的。制冷剂两相流体，特别是其中的液体，能否均匀的分配到每一路通道中进行换热，是蒸发器设计的关键。在实际复杂的使用条件下，蒸发器中各个流路分液如果不均，会导致不同管内制冷剂流量不均匀，管内流量较少的很快蒸发，管路出口的过热度较高；管内流量过多的蒸发不完，导致出口过热度小，甚至含有液体；两种情况下都使得蒸发器换热面积得不到充分发挥，另外，由于进入蒸发器的气态制冷剂占的体积较大，占据了大部分的蒸发器空间和换热面积，严重影响了蒸发器换热效率。使得蒸发器不得不将体积做大，成本提高。

鉴于上述原因，目前家用、商用的空调器中，平行流换热器只在单冷空调器上作冷凝器使用，限制了其在商用、家用空调器的应用发展和普及。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对在热泵空调器中使用平行流换热器存在的上述缺点和不足，提供了一种平行流换热器和使用该平行流换热器的热泵空调器，解决传统热泵空调器中平行流换热器分流不均、换热效率低、体积大、成本高等问题。

为解决上述技术问题，本发明的的技术方案是：

一种平行流蒸发器，包括竖向设置的左集流管、右集流管和横向水平设置于左、右集流管之间且连通左、右集流管的若干换热管，所述左集流管包括上下放置的、管路互相隔开的左上集流管和左下集流管，所述右集流管包括上下放置的、管路互相隔开的右上集流管、右中集液管和右下集流管；所述右上集流管和右下集流管通过管路互相连通，并且与蒸发器出口管相连；相邻换热管之间设置散热翅片。

所述换热管包括第一换热管和第二换热管，所述左上集流管和右上集流管之间、左下集流管和右下集流管之间通过第一换热管连通，所述左上集流管和右中集液管之间、左下集流管右中集液管之间通过第二换热管连通。

所述第二换热管的通道孔径大于第一换热管的通道孔径。

所述第二换热管为2至16条。

一种采用上述平行流蒸发器的热泵空调器，包括平行流蒸发器和与该平行流蒸发器连通的气液分离器；所述平行流蒸发器，包括竖向设置的左集流管、右集流管和横向水平设置于左、右集流管之间且连通左、右集流管的若干换热管，所述左集流管包括上下放置的、管路互相隔开的左上集流管和左下集流管，所述右集流管包括上下放置的、管路互相隔开的右上集流管、右中集液管和右下集流管；所述右上集流管和右下集流管通过管路互相连通，并且与蒸发器出口管相连；相邻换热管之间设置散热翅片；所述气液分离器与蒸发器出口管之间设置单向阀，所述气液分离器上端设气态出口管，下端设气液进口管和液态出口管，所述气态出口管连接单向阀再通过连接管与蒸发器出口管相连，所述液态出口管与右中集液管相连。

所述气液分离器与蒸发器出口管之间设置节流装置，节流装置可以为毛细管或其他的节流装置。

所述单向阀设于气液分离器与节流装置之间。

所述气液分离器上端口处设置过滤网。

所述气液分离器内的气液进口管上设有回油孔。

本发明相对于现有技术的有益效果是：

1.本发明的集流管竖直设置于换热器的两侧，采用微通道扁管的换热管水平放置，这样的结构形式，使得平行流换热器能够做成弯曲的形式，可以做得完全和目前的铜管换热器形状相同，换热面积充分大，不需要改动室外机结构而直接替换，大大的节省替换成本。

2.本发明制热运行时采用先气液分离，相对温较高的气态冷媒直接返回空调压缩机回气，低温制热时，能够显著提高低温制热性能。

3.本发明所述气液分离器顶部，设置有过滤网，可以使气液分离器进口管中喷出的液滴、油滴滴回液态冷媒中，进一步提高了气液分离的效果。

4.本发明所述气液分离器和蒸发器出口管之间，设置有单向阀，制冷运行时避免了气态冷媒流入气液分离器。

5.本发明所述气液分离器和蒸发器出口管之间，设置有毛细管节流装置，制热运行时，将气液分离后的气态制冷剂降压后再返回压缩机，避免了室外环境温度较高的情况下制热运行时，因气液分离后气态制冷剂温度过高，返回压缩机回气后施压缩机回气温度、排气温度过高，而导致压缩机过热保护。

6.由于室外风扇的影响，室外机换热器中间的风量要小于换热器上部、下部的风量，因此，中间的换热效率要低于上部和下部。本发明所述的平行流换热器中间采用大孔径扁管，里面流动的是液态制冷剂，主要通过换热器的上部和下部换热，大大提高了换热效率。

7.本发明所述的平行流换热器结构简单、分流均匀，实现了平行流换热器应用于热泵空调器，使得冷暖空调器的制热效率提高、成本降低、室外机体积减小。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明平行流换热器的结构示意图；

图2为本发明平行流换热器局部侧视示意图；图3为本发明平行流换热器与气液分离器的连接图。

具体实施方式

如图1所示，一种平行流蒸发器，包括竖向设置的左集流管、右集流管和横向水平设置于左、右集流管之间且连通左、右集流管的多条换热管，换热管采用微通道扁管；左集流管包括上下放置的、管路互相隔开的左上集流管1和左下集流管2，右集流管包括上下放置的、管路互相隔开的右上集流管5、右中集液管8和右下集流管9；其中右上集流管5和右下集流管9通过管路互相连通，并且与蒸发器出口管13相连；相邻换热管之间设置V型散热翅片4；左集流管、右集流管与换热管的连接处做成弯曲结构，如图2所示。这样本发明的平行流蒸发器可以做得完全和目前的铜管换热器形状相同，换热面积充分大，不需要改动室外机结构而直接替换，大大的节省替换成本。

如图1和图3，换热管包括第一换热管3和第二换热管18，左上集流管1和右上集流管5之间、左下集流管2和右下集流管9之间通过第一换热管3连通，左上集流管1和右中集液管8之间、左下集流管2右中集液管8之间通过第二换热管18连通；第二换热管18的通道孔径大于第一换热管3的通道孔径。大通道孔径的第二换热管18位于换热器的中间，主要是流液态制冷剂，大大提高了换热效率。而且可以根据制冷运行时左上集流管1和左下集流管2的过热度、不同的空调机型、不同的冷媒流量，设置成2至16条。

如图3、采用上述平行流蒸发器的热泵空调器，包括上述平行流蒸发器和与该平行流蒸发器连通的气液分离器10；气液分离器10与蒸发器出口管13之间设置单向阀7和节流装置6，节流装置6采用为毛细管或其他的节流装置；气液分离器10上端设气态出口管17，下端设气液进口管11和液态出口管15，气态出口管17连接单向阀7通过连接管14再经毛细管与蒸发器出口管13相连，液态出口管15与右中集液管8相连。空调制热运行时，将气液分离后的气态制冷剂降压后再返回空调的压缩机，避免了室外环境温度较高的情况下制热运行时，因气液分离后气态制冷剂温度过高，返回压缩机回气后施压缩机回气温度、排气温度过高，而导致压缩机过热保护。

气液分离器10上端口处设置过滤网16，单向阀7设于气液分离器10与节流装置6之间，气液进口管11上设有回油孔12；设置单向阀7，避免了空调制冷运行时气态冷媒流入气液分离器10，设置过滤网16可以使气液进口管11中喷出的液滴、油滴滴回液态冷媒中，进一步提高了气液分离的效果。

如图3，本发明空调器在制冷运行时，高温气态制冷剂由蒸发器出口管13分别进入右上集流管5和右下集流管9，通过与之相连的第一换热管3分别到达左上集流管1和左下集流管2。气态制冷剂在第一换热管3中逐渐冷凝成液态制冷剂，到达左上集流管1和左下集流管2的制冷剂变为过冷液体制冷剂。过冷液体制冷剂分别通过第二热管18返回到右中集液管8。过冷液态制冷剂由右中集液管8进入气液分离器10，然后从气液进口管11流出。

本发明空调器在制热运行时，低温的气液两相制冷剂从气液进口管11进入气液分离器10。气态制冷剂经过单向阀7、连接管14，再经过节流装置6毛细管降压，相对低压的气态制冷剂直接到达蒸发器出口管13，再返回空调器的压缩机。

低温液态制冷剂经过气液分离器10的液态出口管15到达右中集液管8，再经过第二换热管18分别到达左上集流管1和左下集流管2。然后，低温液态制冷剂均匀的经过第一换热管3到达右上集流管5和右下集流管9，最后汇合至蒸发器出口管13。低温液态制冷剂经过均匀蒸发，右上集流管5和右下集流管9变为过热气态制冷从蒸发器出口管13返回到空调器的压缩机。

Claims (10)

1.一种平行流蒸发器，包括竖向设置的左集流管、右集流管和横向水平设置于左、右集流管之间且连通左、右集流管的若干换热管，其特征在于：所述左集流管包括上下放置的、管路互相隔开的左上集流管(1)和左下集流管(2)，所述右集流管包括上下放置的、管路互相隔开的右上集流管(5)、右中集液管(8)和右下集流管(9)；所述右上集流管(5)和右下集流管(9)通过管路互相连通，并且与蒸发器出口管(13)相连；相邻换热管之间设置散热翅片(4)。

2.根据权利要求1所述平行流蒸发器，其特征在于：所述换热管包括第一换热管(3)和第二换热管(18)，所述左上集流管(1)和右上集流管(5)之间、左下集流管(2)和右下集流管(9)之间通过第一换热管(3)连通，所述左上集流管(1)和右中集液管(8)之间、左下集流管(2)右中集液管(8)之间通过第二换热管(18)连通。

3.根据权利要求2所述平行流蒸发器，其特征在于：所述第二换热管(18)的通道孔径大于第一换热管(3)的通道孔径。

4.根据权利要求2所述平行流蒸发器，其特征在于：所述第二换热管(18)为2至16条。

5.一种采用权利要求1所述平行流蒸发器的热泵空调器，其特征在于：包括平行流蒸发器和与该平行流蒸发器连通的气液分离器(10)；所述平行流蒸发器，包括竖向设置的左集流管、右集流管和横向水平设置于左、右集流管之间且连通左、右集流管的若干换热管，所述左集流管包括上下放置的、管路互相隔开的左上集流管(1)和左下集流管(2)，所述右集流管包括上下放置的、管路互相隔开的右上集流管(5)、右中集液管(8)和右下集流管(9)；所述右上集流管(5)和右下集流管(9)通过管路互相连通，并且与蒸发器出口管(13)相连；相邻换热管之间设置散热翅片(4)；所述气液分离器(10)与蒸发器出口管(13)之间设置单向阀(7)，所述气液分离器(10)上端设气态出口管(17)，下端设气液进口管(11)和液态出口管(15)，所述气态出口管(17)连接单向阀(7)再通过连接管(14)与蒸发器出口管(13)相连，所述液态出口管(15)与右中集液管(8)相连。

6.根据权利要求5所述的热泵空调器，其特征在于：所述气液分离器(10)与蒸发器出口管(13)之间设置节流装置(6)。

7.根据权利要求6所述的热泵空调器，其特征在于：所述节流装置(6)为毛细管。

8.根据权利要求5所述的热泵空调器，其特征在于：所述单向阀(7)设于气液分离器(10)与节流装置(6)之间。

9.根据权利要求5所述的热泵空调器，其特征在于：所述气液分离器(10)上端口处设置过滤网(16)。

10.根据权利要求5所述的热泵空调器，其特征在于：所述气液分离器(10)内的气液进口管(11)上设有回油孔(12)。

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