CN102032719B - 一种用于空调器的平行流换热装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于空调器的平行流换热装置，包括冷媒气管、冷媒液管、连通冷媒液管的液侧集流管、连通冷媒气管的气侧集流管、连通液侧集流管和气侧集流管的扁管，该平行流换热装置分为三个换热部分，第一换热部分、第二换热部分、第三换热部分分别通过第一液侧支管、第二液侧支管、第三液侧支管与冷媒液管连通，通过第一气侧支管、第二气侧支管、第三气侧支管与冷媒气管连通，在第一液侧支管、第二液侧支管、第二气侧支管和第三气侧支管上分别设有通向冷媒气管的单向阀，在第一气侧支管和第二气侧支管之间的气侧集流管上设有阻隔气侧集流管通路的第一隔板，在第二液侧支管和第三液侧支管之间的液侧集流管上设有阻隔液侧集流管通路的第二隔板。

Description

一种用于空调器的平行流换热装置

技术领域

本发明属于空调器平行流换热技术领域，尤其涉及一种空调器的平行流换热装置。

背景技术

平行流换热器作为一种用于空调的新型换热器越来越受到广泛的应用。在现有技术中的平行流换热器如图8所示，当平行流换热器1作为蒸发器使用时，液态冷媒从冷媒液管13进入换热器的液侧集流管7，经过扁管2换热后，经过气侧集流管8从冷媒气管12排出换热器；当平行流换热器1作为冷凝器使用时，冷媒的流向与蒸发器相反。但是，为了使得作为冷凝器时有更大换热效果，往往采用多个流程的形式，来增加冷媒的流动长度，提高换热量和换热效率。如果把这种结构直接用于蒸发器，则会增加蒸发器的流动阻力，所以同时使得有好的冷凝效果，并减少作为蒸发器时的流动阻力，以提高蒸发时的能效，是迫切需要接解决的问题。

发明内容

为了解决上述换热器需要作为冷凝器和蒸发器的冷暖空调中，即能保证作为冷凝器时冷媒有比较长的流程，又能使换热器作为蒸发器时冷媒有较小的流动阻力，本发明提供一种用于空调器的平行流换热装置，该装置在制冷工况和制热工况下都有非常好的性能特性，在制冷工况时，冷媒流动阻力较小，提高能效和能力；在制热工况时，冷媒流程比较长，可以使冷媒获得比较大的压差，从而使制热的效果提高。

本发明的技术解决方案为：一种用于空调器的平行流换热装置，包括冷媒气管、冷媒液管、连通冷媒液管的液侧集流管、连通冷媒气管的气侧集流管、连通液侧集流管和气侧集流管的扁管，该平行流换热装置分为三个换热部分，第一换热部分、第二换热部分、第三换热部分分别通过第一液侧支管、第二液侧支管、第三液侧支管与冷媒液管连通，通过第一气侧支管、第二气侧支管、第三气侧支管与冷媒气管连通，在所述第一液侧支管、第二液侧支管、第二气侧支管和第三气侧支管上分别设有通向冷媒气管的单向阀，在所述第一气侧支管和第二气侧支管之间的气侧集流管上设有阻隔气侧集流管通路的第一隔板，在所述第二液侧支管和第三液侧支管之间的液侧集流管上设有阻隔液侧集流管通路的第二隔板。

所述冷媒气管通过气侧分配器分别与第一气侧支管、第二气侧支管和第三气侧支管连通；所述冷媒液管通过液侧分配器分别与第一液侧支管、第二液侧支管、第三液侧支管连通。

所述扁管上设有翅片，增加散热面积，加强工作效果。

所述第一换热部分、第二换热部分和第三换热部分的扁管的数量是不同的，其中第一换热部分的扁管数量多于第二换热部分的扁管数量，第二换热部分的扁管数量多于第三换热部分的扁管数量。

所述第三换热部分的扁管数量、第二换热部分的扁管数量与第一换热部分的扁管数量之间的比例范围为：1：1.01：1.02到1：4：9。

所述第三换热部分的扁管数量、第二换热部分的扁管数量与第一换热部分的扁管数量之间的比例范围优选为：1：1.5：2.5到1：2：4。

所述第一换热部分的气侧集流管与气侧分配器之间的支管的内径要大于气侧分配器连接到第二换热部分或第三换热部分的支管的内径；所述的第三换热部分的液侧集流管与液侧分配器之间的支管的内径要大于液侧分配器连接到第一换热部分或第二换热部分的支管的内径。

所述第一气侧支管和第一液侧支管的数量分别多于条，且多条第一液侧支管共用一个单向阀，可以节约成本。

以上述装置为基本单元相互并联，可以组成不同规格大小的平行流换热装置。该换热装置优选为由两个上述单元并联组成。

本发明即能保证作为冷凝器时冷媒有比较长的流程，又能使换热器作为蒸发器时冷媒有较小的流动阻力，在制冷工况时，冷媒流动阻力较小，提高能效和能力；在制热工况时，冷媒流程比较长，可以使冷媒获得比较大的压差，从而使制热的效果提高。

附图说明

  图1为本发明实施例一中的平行流换热装置用作蒸发器的示意图；

图2为本发明实施例一中的平行流换热装置用作冷凝器的示意图；

图3为本发明实施例二中的平行流换热装置用作蒸发器的示意图；

图4为本发明实施例二中的平行流换热装置用作冷凝器的示意图；

图5为本发明实施例三中的平行流换热装置用作蒸发器的示意图；

图6为本发明实施例三中的平行流换热装置作为冷凝器的示意图；

图7为本发明实施例四中的平行流换热装置作为冷凝器的示意图；

图8为本发明所在领域的现有技术的平行流换热装置的示意图。

具体实施方式

   下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。

实施例一：

如图1、图2所示，一种用于空调器的平行流换热装置，包括冷媒气管12、冷媒液管13、连通冷媒液管13的液侧集流管7、连通冷媒气管12的气侧集流管8、连通液侧集流管7和气侧集流管8的扁管2，该平行流换热装置分为三个换热部分，第一换热部分16、第二换热部分17、第三换热部分18分别通过第一液侧支管111、第二液侧支管112、第三液侧支管113与冷媒液管13连通，通过第一气侧支管101、第二气侧支管102、第三气侧支管103与冷媒气管12连通，在所述第一液侧支管111、第二液侧支管112、第二气侧支管102和第三气侧支管103上分别设有通向冷媒气管12的单向阀9，在所述第一气侧支管101和第二气侧支管102之间的气侧集流管8上设有阻隔气侧集流管8通路的第一隔板140，在所述第二液侧支管112和第三液侧支管113之间的液侧集流管7上设有阻隔液侧集流管7通路的第二隔板14。

所述冷媒气管12通过气侧分配器6分别与第一气侧支管101、第二气侧支管102和第三气侧支管103连通；所述冷媒液管13通过液侧分配器5分别与第一液侧支管111、第二液侧支管112、第三液侧支管113连通。

所述扁管2上设有翅片3，增加散热面积，加强工作效果。

平行流换热装置用作蒸发器时，如图1，4为冷媒流动方向，液态冷媒从冷媒液管13流向液侧分配器5，液态冷媒经过液侧分配器5分流，由于支管上的单向阀9都是指向平行流换热装置中冷媒气管12的，所以各个支管上都有冷媒流向到第一换热部分16、第二换热部分17和第三换热部分18的液侧集流管7，在液侧集流管7的第一换热部分和第二换热部分之间没有隔板分开，但这并不影响冷媒流向各自的扁管，即使有一些混流也不会影响换热器的换热效果，经过各自换热部分的扁管2，经过换热后成为气体的冷媒进入到各换热部分的气侧集流管8，由于支管上的单向阀9都是指向冷媒气管12的，所以各个支管上都有冷媒流向气侧分配器6中，气侧集流管8的第二换热部分和第三换热部分之间没有隔板分开，但这并不影响冷媒从各自的扁管中流出，即使有一些混流也不会影响换热器的换热效果，继而经过气侧分配器6流到冷媒气管12，进而流出平行流换热装置。即用作蒸发器时，冷媒按照冷媒流动方向4指明的方向并联的经过第一换热部分16、第二换热部分17、第三换热部分18。

平行流换热装置用作冷凝器时，如图2所示，气态冷媒按照冷媒流动方向4，从第一换热部分16的第一气侧支管101流入第一换热部分16的气侧集流管8，由于第一隔板140的阻隔，气态冷媒从未被阻隔的扁管2流向液侧集流管7，按照冷媒流动方向4流向第二换热部分17的液侧集流管7，并进而经过第二换热器的扁管2流向第二换热部分17的气侧集流管8，经过换热的气液混合冷媒按照冷媒流动方向4流向第三换热部分18的气侧集流管8，进而经过第三换热器18的扁管2流向第三换热部分的液侧集流管7，该处为由隔板14隔开，从第三液侧支管113流向液侧分配器5，从而流出平行流换热装置。即用作冷凝器时，冷媒按照冷媒流动方向4指明的方向顺次经过第一换热部分16、第二换热部分17、第三换热部分18，增加了冷媒流动的长度，提高了冷媒的流动速度，增加了冷媒在冷凝器中的压降，从而使得换热效率提高，换热更加均匀。

实施例二：

   与实施例一的不同之处在于，如图3、图4所示，实施例二中的平行流换热装置是两个实施例一中的平行流换热装置并联，且采用同一个液侧集流管和同一个气侧集流管而成。作为蒸发器使用时，如图3所示，同实施例一中的工作原理相同。以实施例二中的平行流换热装置作为冷凝器为例，见图4，冷媒从气侧分配器6分流后，分别沿着第四气侧支管401和第五气侧支管402进入气侧集流管8内，由于第三隔板141、第四隔板142和第五隔板143的阻隔作用，按照冷媒流向4分别顺序的流过各自的三个换热部分，从液侧集流管7流出，通过第四液侧支管114进入液侧分配器5，流出平行流换热装置。

实施例二中的平行流换热装置作为蒸发器时，见图3所示，当平行流换热器的集流管长度较长时，为了减小各个连接管对应的集流管的长度在一个合适的范围，所以必须增加连接管的数量，按照经验，当连接管对应的集流管长度在3.5-7CM时，会使扁管中的流量会比较均匀。所以，根据平行流换热器的集流管长度，可以采用2个或者多个如实施例一中的平行流换热装置并联的形式，使得整个平行流换热装置的换热均匀性提高。

实施例三：

本实施例与实施例一的不同之处在于，所述第一换热部分16、第二换热部分17和第三换热部分18的扁管2的数量是不同的，其中第一换热部分16的扁管数量多于第二换热部分17的扁管数量，第二换热部分17的扁管数量多于第三换热部分18的扁管数量。

所述第三换热部分18的扁管数量、第二换热部分17的扁管数量与第一换热部分16的扁管数量之间的比例范围为：1：1.01：1.02到1：4：9。

所述第三换热部分18的扁管数量、第二换热部分17的扁管数量与第一换热部分16的扁管数量之间的比例范围优选为：1：1.5：2.5到1：2：4。

   如图5、图6所示，实施例三中的平行流换热装置的第一换热部分、第二换热部分和第三换热部分的扁管数量是不同的，且第一换热部分的扁管数量要多于第二换热部分，第二换热部分的扁管数量要多于第三换热部分，以第三部分的扁管数量为单位，第三换热部分扁管数量：第二换热部分扁管数量：第一换热部分扁管数量的比值范围是1：1.01：1.02到1：4：9。具体的在本实施例中，第一部分的扁管数量为20根，第二部分的扁管数量为12根，第三部分的扁管数量为8根，在作为冷凝器使用时，气态的冷媒首先在第一换热部分进行换热，由于冷凝过程中，气态的冷媒变成液态的冷媒，冷媒体积会有非常大的减少，所以，为了保证冷媒流动的顺畅，减少流动阻力，特别是气态冷媒的流动阻力，增大气态冷媒的流通面积是非常有效的办法。本实施例三在实际应用中，确实明显提高了第一换热部分的流动顺畅，改善了冷媒的流动性。本发明采用的第三换热部分扁管数量：第二换热部分扁管数量：第一换热部分扁管数量的比值为1：1.5：2.5。对于大多数冷媒的气态冷凝成液态缩小的体积基本是相同的，所以第三换热部分扁管数量：第二换热部分扁管数量：第一换热部分扁管数量的比值更优选的范围是1：1.5：2.5到1：2：4之间。

   实施例三与实施例一相比，有另一个不同之处在于，第一换热部分的气侧集流管8与气侧分配器6之间的支管的内径要大于气侧分配器6连接到第二换热部分或第三换热部分的支管；所述的第三换热部分的液侧集流管7与液侧分配器5之间的支管的内径要大于液侧分配器5连接到第一换热部分或第二换热部分的支管。由于作为冷凝器时，通过支管的冷媒流量是整个换热装置通过的冷媒总量，所以为了减少在支管中的流动速度，从而减少其流动阻力，通过支管内径，来减少流动阻力，同时降低流速过高产生的噪音。

实施例四：

本实施例与实施例三的不同之处在于，所述第一气侧支管101和第一液侧支管111的数量分别多于1条，且多条第一液侧支管111共用一个单向阀9，可以节约成本。

如图7所示，第一换热部分的气侧集流管8与气侧分配器6之间有两条以上的第一气侧支管，在本实施例中采用的数量为3。且采用如实施例三这样的第一换热部分的扁管数量较大的情况，作为冷凝器时，所有的气态冷媒都要经过第一气侧支管进入气侧集流管8，当只有一根第一气侧支管时，会由于其对应的扁管数量大，对应的气侧集流管隔断长度大，而出现冷媒流动不均匀的情况，所以通过增加第一气侧支管，并尽量均匀分布，从而减少扁管中冷媒流动的不均匀性。

实施例四与实施例三的另一不同之处在于，如图7所示，液侧分配器5与第一换热部分的液侧集流管7之间设置有单向阀9，在单向阀9与液侧集流管7之间有两条以上的液侧分叉管19。在本实施例中采用的液侧分叉管19的条数为3条。在实施例四的平行流换热装置作为蒸发器时，由于第一换热部分的扁管数量比较大，所以采用单个液侧集流管入口，会造成冷媒流动不均匀的情况，所以通过增加单向阀9与液侧集流管之间的液侧分叉管19数量，并尽量均匀分布，从而减少扁管中冷媒流动的不均匀性。

本发明即能保证作为冷凝器时冷媒有比较长的流程，又能使换热器作为蒸发器时冷媒有较小的流动阻力，在制冷工况时，冷媒流动阻力较小，提高能效和能力；在制热工况时，冷媒流程比较长，可以使冷媒获得比较大的压差，从而使制热的效果提高。

Claims (9)

1.一种用于空调器的平行流换热装置，包括冷媒气管（12）、冷媒液管（13）、连通冷媒液管（13）的液侧集流管（7）、连通冷媒气管（12）的气侧集流管（8）、连通液侧集流管（7）和气侧集流管（8）的扁管（2），其特征在于：该平行流换热装置分为3个换热部分，第一换热部分（16）、第二换热部分（17）、第三换热部分（18）分别通过第一液侧支管（111）、第二液侧支管（112）、第三液侧支管（113）与冷媒液管（13）连通，通过第一气侧支管（101）、第二气侧支管（102）、第三气侧支管（103）与冷媒气管（12）连通，在所述第一液侧支管（111）、第二液侧支管（112）、第二气侧支管（102）和第三气侧支管（103）上分别设有导通方向指向冷媒气管（12）的单向阀（9），在所述第一气侧支管（101）和第二气侧支管（102）之间的气侧集流管（8）上设有阻隔气侧集流管（8）通路的第一隔板（140），在所述第二液侧支管（112）和第三液侧支管（113）之间的液侧集流管（7）上设有阻隔液侧集流管（7）通路的第二隔板（14）。

2.根据权利要求1所述的用于空调器的平行流换热装置，其特征在于：所述冷媒气管（12）通过气侧分配器（6）分别与第一气侧支管（101）、第二气侧支管（102）和第三气侧支管（103）连通。

3.根据权利要求1所述的用于空调器的平行流换热装置，其特征在于：所述冷媒液管（13）通过液侧分配器（5）分别与第一液侧支管（111）、第二液侧支管（112）、第三液侧支管（113）连通。

4.根据权利要求1所述的用于空调器的平行流换热装置，其特征在于：所述扁管（2）上设有翅片（3）。

5.根据权利要求1所述的用于空调器的平行流换热装置，其特征在于：所述第一换热部分（16）、第二换热部分（17）和第三换热部分（18）的扁管（2）的数量是不同的，其中第一换热部分（16）的扁管数量多于第二换热部分（17）的扁管数量，第二换热部分（17）的扁管数量多于第三换热部分（18）的扁管数量。

6.根据权利要求5所述的用于空调器的平行流换热装置，其特征在于：所述第三换热部分（18）的扁管数量、第二换热部分（17）的扁管数量与第一换热部分（16）的扁管数量之间的比例范围为：1：1.01：1.02到1：4：9。

7.根据权利要求6所述的用于空调器的平行流换热装置，其特征在于：所述第三换热部分（18）的扁管数量、第二换热部分（17）的扁管数量与第一换热部分（16）的扁管数量之间的比例范围为：1：1.5：2.5到1：2：4。

8.根据权利要求7所述的用于空调器的平行流换热装置，其特征在于：所述第一换热部分（16）的气侧集流管(8)与气侧分配器(6)之间的支管的内径要大于气侧分配器(6)连接到第二换热部分（17）或第三换热部分（18）的支管的内径；所述的第三换热部分（18）的液侧集流管(7)与液侧分配器(5)之间的支管的内径要大于液侧分配器(5)连接到第一换热部分（16）或第二换热部分（17）的支管的内径。

9.根据权利要求5所述的用于空调器的平行流换热装置，其特征在于：所述第一气侧支管（101）和第一液侧支管（111）的数量分别多于1条，且多条第一液侧支管（111）共用一个单向阀（9）。

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