CN103206811A - 平行流换热器及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种平行流换热器及空调器，该换热器包括左集流管、右集流管及连接在左、右集流管之间的若干扁管，还包括至少一隔片、一分配器及连接在分配器与右集流管之间的若干分流管；至少一隔片设置在左集流管上，制冷状态下，在左、右集流管之间的扁管上形成至少两制冷回路；制热状态下，在左、右集流管之间的扁管上形成单向制热回路；单向制热回路由分配器及若干分流管分为若干子流路。由此通过在集流管内部设置一定数量的隔片，在换热器外部增加单项阀及分配器，换热器作为冷凝器时形成至少两回路流程，提高换热器换热量；作为蒸发器时为单回路，并可根据扁管数量分为多个子流路，提高制冷剂进入每根扁管的均匀性，提高了换热器换热性能。

Description

平行流换热器及空调器

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种平行流换热器及空调器。

背景技术

平行流换热器也称为微通道换热器，采用扁管强化传热技术，是一种多孔铝制扁管换热器，其结构是在空气侧采用百叶窗翅片，制冷剂侧采用小直径的多通道扁管，从而使空气侧和制冷剂侧换热得到强化，具有传热效率高、结构紧凑、重量轻、制冷剂充注量少、易回收等优点，逐渐在家用空调器中得到应用。

但是，现有的平行流换热器直接用于热泵室外机时，容易存在化霜排水困难，分流不均现象。目前，一种解决方案是通过改变翅片的结构方式来改善排水性能，但平行流换热器作为室外机冷凝器时会出现制冷制热流路切换，当室外换热器作为制热蒸发器时，依然会出现冷媒分流不均的问题。

目前也有通过将换热器分多个腔室来解决制热分流不均问题，但制冷时，靠近隔片的分流管必须保证与隔片接近，否则，制冷剂容易囤积在对应的集流管，使得该部分集流管对应的扁管内制冷剂流速偏低，换热量下降。但是这种布置方式，靠近隔片的扁管容易结霜，对于通过切换四通阀化霜的制冷系统，该部分扁管化霜时温度最低，结霜最严重，导致霜层难于化干净，或者需要增加化霜时间。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种平行流换热器及空调器，旨在提高空调换热器的换热性能。

为了达到上述目的，本发明提出一种平行流换热器，包括：左集流管、右集流管以及连接在所述左、右集流管之间的若干扁管，还包括至少一隔片、至少一分配器以及连接在所述分配器与右集流管之间的若干分流管；至少一隔片设置在所述左集流管上，制冷状态下，通过所述至少一隔片在所述左、右集流管之间的扁管上形成至少两制冷回路；制热状态下，在所述左、右集流管之间的扁管上形成单向制热回路；所述单向制热回路由所述分配器及若干分流管分为若干子流路。

优选地，所述换热器包括第一隔片和第一分配器；

所述左集流管包括管体及位于管体两端的上端盖和下端盖；

所述左集流管的管体连接有制冷输入/制热输出管、制冷输出/制热输入管，所述制冷输出/制热输入管通过制热输入管连接所述第一分配器；

所述左集流管的管体上设有所述第一隔片，将所述左集流管的管体分为两腔室，所述两腔室之间设置有第一单向阀，其流动方向朝向制冷输入/制热输出管；

所述制冷输出/制热输入管上设置有第二单向阀，其流动方向朝制冷输出/制热输入管；

所述制热输入管上设有第三单向阀，其流动方向背对制冷输出/制热输入管；

制冷状态时，制冷剂从制冷输入/制热输出管进入到上端盖和第一隔片之间的扁管后折回到第一隔片和下端盖之间的扁管，形成两回路；制热状态时，制冷剂从制冷输出/制热输入管经第三单向阀进入到制热输入管中，经分配器分配到各分流管，进入到各扁管，形成单向回路。

优选地，所述左集流管的两腔室中，上腔室对应的扁管数量与下腔室对应的扁管数量之比为A，且3<A<10。

优选地，所述右集流管上设置有第二、三、四、五共四个隔片，将右集流管分成五个腔室，所述第一分配器与五个腔室之间分别通过五根分流管相连接，所述分流管与相应腔室的连接位置靠近相应的隔片；

制冷状态时，通过上端盖与第一隔片之间的扁管的制冷剂分别进入到右集流管的五个腔室中，而后通过对应的分流管汇集，再进入到第一隔片与下端盖之间的扁管进一步冷却换热，经制冷输出/制热输入管流出；

制热状态时，制冷剂依次经制冷输出/制热输入管、制热输入管到分配器，分配到对应的分流管进入右集流管各腔室中，经各扁管后由制冷输入/制热输出管输出。

优选地，所述分流管插入相应腔室的部分设有向上开口的第一过流孔。

优选地，所述第二、三、四、五隔片上分别设有第二过流孔，且各分流管与相应腔室的连接位置均位于对应腔室的中间部位。

优选地，所述左集流管上还设有位于第一隔片上方的第六隔片，所述第六隔片与第一隔片将所述左集流管的管体分为三个腔室；所述第六隔片两侧的腔室之间设有第四单向阀；

所述右集流管上还设有第七隔片，位于第四、五隔片之间；

所述制热输入管上还设有第二分配器和第五单向阀，所述第二分配器和第五单向阀依次串联在第一分配器和第三单向阀之间；且五根分流管中位于所述第七隔片下方的两分流管通过第二分配器、第五单向阀连接第一分配器；

在制冷状态时，所述换热器为四回路，制冷剂依次经上端盖与第六隔片之间的扁管，第六、七隔片之间的扁管，第七隔片与第一隔片之间的扁管，最后经第一隔片与下端盖之间的扁管换热；在制热状态时，同时经过左、右集流管之间的所有扁管换热后输出。

优选地，所述上端盖与第六隔片之间，第六、七隔片之间，第七隔片与第一隔片之间以及第一隔片与下端盖之间的扁管数量依次减少。

优选地，所述制冷输出/制热输入管、第二单向阀和第三单向阀通过一三通阀连接；所述第一单向阀和第二单向阀通过另一三通阀连接。

本发明还提出一种空调器，包括如上所述的平行流换热器。

本发明提出的一种平行流换热器及空调器，通过在集流管内部设置一定数量的隔片，在换热器外部增加单项阀及分配器，最终让换热器作为冷凝器时形成至少两回路流程，前面回路重点作为换热，最后一回路重点用于过冷，进一步提高换热器换热量；换热器作为蒸发器时为单回路，并可根据扁管数量分为多个子流路，子流路通过分配器及分配管连接，进一步提高制冷剂进入每根扁管的均匀性，使得换热器换热性能得以充分发挥，系统换热性能得以提高，从而解决了现有技术换热器制冷制热流路不统一的问题，且该换热器结构简单，安装方便。

附图说明

图1是本发明平行流换热器第一实施例的结构示意图；

图2是本发明平行流换热器第二实施例的结构示意图；

图3是本发明平行流换热器第三实施例的结构示意图；

图4是本发明平行流换热器实施例中制冷时两回路的制冷剂流程示意图；

图5是本发明平行流换热器实施例中制热时两回路的制冷剂流程示意图；

图6是本发明平行流换热器第四实施例的结构示意图；

图7是本发明平行流换热器实施例中制冷时四回路的制冷剂流程示意图；

图8是本发明平行流换热器实施例中制热时四回路的制冷剂流程示意图。

为了使本发明的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图4及图5所示，本发明第一实施例提出一种平行流换热器，既可以用作冷凝器，也可用作蒸发器，该平行流换热器包括：左集流管3、右集流管31以及连接在所述左集流管3、右集流管31之间的若干扁管4（即扁管4的一端与左集流管3相通，扁管4的另一端与右集流管31相通），相邻扁管之间设有翅片5；该平行流换热器还包括至少一隔片、至少一分配器以及连接在所述分配器与右集流管31之间的若干分流管；至少一隔片设置在所述左集流管3上，制冷状态下，通过所述至少一隔片在所述左集流管3、右集流管31之间的扁管4上形成至少两制冷回路；制热状态下，在所述左集流管3、右集流管31之间的扁管4上形成单向制热回路；所述单向制热回路由所述分配器及若干分流管分为若干子流路，比如根据扁管4的数量，可以是每10—15根扁管4为一路。

具体地，在本实施例中，换热器包括第一隔片6和第一分配器11。

所述左集流管3包括管体及位于管体两端的上端盖2和下端盖201；所述右集流管31包括管体及位于管体两端的上端盖202和下端盖203。

左集流管3的管体连接有制冷输入/制热输出管1（即该管在制冷状态时为制冷输入管，在制热状态时为制热输出管）、制冷输出/制热输入管9（即该管在制冷状态时为制冷输出管，在制热状态时为制热输入管），所述制冷输出/制热输入管9通过制热输入管10连接所述第一分配器11，第一分配器11通过各分流管101、102、103、104、105连接右集流管31。

其中，各输入输出管上实线箭头表示制冷时制冷剂流向，虚线表示制热时制冷剂流向。

上述第一隔片6设置在所述左集流管3的管体上，将所述左集流管3的管体分为上下两腔室，上腔室对应的扁管流路为401，下腔室对应的扁管流路为402，扁管流路401与扁管流路402所包含的扁管数量之比为A，且3<A<10。

当平行流换热器作为制冷冷凝器时，第一隔片6将左集流管3分隔成的所述两腔室之间设置有第一单向阀801，其流动方向朝向制冷输入/制热输出管1；保证制冷时制冷剂不从该处直接流到制冷输出/制热输入管9。

所述制冷输出/制热输入管9上设置有第二单向阀7，其流动方向朝制冷输出/制热输入管9；保证制冷时制冷剂能顺利从该处流出到空调系统的节流部件。

所述制热输入管10上设有第三单向阀8，其流动方向背对制冷输出/制热输入管9，保证制冷剂从扁管流路402经过，而不会直接从制热输入管10流出到制冷输出/制热输入管9中。

上述制冷输出/制热输入管9、第二单向阀7和第三单向阀8之间通过三通阀12连接；所述第一单向阀801和第二单向阀7通过另一三通阀1201连接。

采用上述管路设计，在制冷状态时，最终保证制冷剂的流动方向如图4所示，制冷剂从制冷输入/制热输出管1进入到上端盖2和第一隔片6之间的扁管（对应扁管流路401）后折回到第一隔片6和下端盖201之间的扁管（对应扁管流路402），形成两回路，由此制冷剂经过2个回路，有利于增加系统的过冷度，提高冷凝器换热量。

当平行流换热器作为制热蒸发器时，制冷剂从制冷输出/制热输入管9经第三单向阀8进入到制热输入管10中，经第一分配器11分配到各分流管101、102、103、104、105，进入到各扁管4，形成单向回路。

由于第二单向阀7靠近制冷输出/制热输入管9的压力大于靠近左集流管3的压力，所以经扁管流路402蒸发的制冷剂会从第一单向阀801顺利流向左集流管3的上端盖2与第一隔片6之间的腔室，从制冷输入/制热输出管1输出。

另外，通过在制热输入管10上设置第三单向阀8，流动方向背对制冷输出/制热输入管9，保证制冷剂从制热输入管10经过送到第一分配器11中，第一分配器11再将制冷剂均匀的分配到分流管101、102、103、104、105中，分流管101、102、103、104对应着扁管流路401，分流管105对应着扁管流路402，但此时扁管流路401和扁管流路402里的制冷剂流向是一致的，如图5所示，如此设计，保证从节流部件出来进入到平行流换热器的制冷剂干度较低，且不存在二次分流，使得进入扁管内的制冷剂更为均匀，从而最大化利用换热器，提高换热器换热量。

在制作时，可以将上述平行流换热器进钎焊炉整体进行焊接而成，此后再用手工焊接方式焊上制冷输出管/制热输入、第二单向阀7、第三单向阀8、第一单向阀801以及制热输入管10，分流管101、102、103、104、105等。

如图2、图4及图5所示，本发明第二实施例提出一种平行流换热器，在上述第一实施例的基础上，还在所述右集流管31上增设有第二、三、四、五共四个隔片601、602、603、604，从而将右集流管31分成五个腔室，从上到下每个腔室分别与分流管101、102、103、104、105相通，各分流管101、102、103、104、105汇聚连接至第一分配器11，且每根分流管与相应腔室的连接位置靠近相应的隔片，即分流管101靠近第二隔片601，分流管102靠近第三隔片602，分流管103靠近第四隔片103，分流管104靠近第五隔片604。

通过在右集流管31上增加隔片，可以防止不同腔室之间制冷剂的相互干涉。

另外，各分流管插入右集流管31的部分设有第一过流孔（图中为示出），该孔的开口位置朝上，保证制冷剂向上喷射。如此设计，进一步保证制冷剂均匀进入每根扁管4。

上述分流管靠近隔片是为了制冷时，液相制冷剂由于重力作用主要囤积在靠近隔片的位置，可以尽快的排走。由于分流管靠近隔片位置，为了让制冷剂能够到达远离分流管的扁管4，可通过调节分流管上的第一过流孔的大小和形状来达到此目的。

制冷状态时，制冷剂在平行流换热器里的流向如图4所示，通过上端盖2与第一隔片6之间的扁管的制冷剂分别进入到右集流管31的五个腔室中，而后通过分流管101、102、103、104汇集到分流管105中，再进入到第一隔片6与下端盖201之间的扁管进一步冷却换热，经制冷输出/制热输入管9流出。

制热状态时，制冷剂的流向如图5所示，制冷剂依次经制冷输出/制热输入管9、制热输入管10到第一分配器11，分配到对应的分流管进入右集流管31各腔室中，经各扁管后由制冷输入/制热输出管1输出。

如图3、图4及图5所示，本发明第三实施例提出一种平行流换热器，在上述第二实施例的基础上，在所述第二、三、四、五隔片601、602、603、604上分别设有第二过流孔，并将分流管101、102、103、104的位置对应调整到右集流管31每个腔室的中间位置。如此设计，保证换热器作为制冷冷凝器时，右集流管31上的制冷剂可以通过隔片601、602、603、604上的小孔进入到扁管流路402中，制冷时制冷剂在平行流换热器里的流向如图4所示，制冷剂通过上端盖2与第一隔片6之间的扁管的制冷剂分别进入到右集流管31的五个腔室中，而后通过对应的分流管汇集，通过各隔片601、602、603、604上的小孔，或分流管再进入到第一隔片6与下端盖201之间的扁管进一步冷却换热，经制冷输出/制热输入管9流出；换热器作为制热蒸发器时，制冷剂从每个腔室的中间进入，可更为均匀的分布到各扁管中，制热时制冷剂的流向如图5所示。

如图6、图7及图8所示，本发明第四实施例提出一种平行流换热器，在上述各实施例的基础上，在所述左集流管3上还设有位于第一隔片6上方的第六隔片605，所述第六隔片605与第一隔片6将所述左集流管3的管体分为三个腔室；所述第六隔片605两侧的腔室之间设有第四单向阀803。

此外，在所述右集流管31上还设有第七隔片606，位于第四隔片603、第五隔片604之间；所述制热输入管10上还设有第二分配器111和第五单向阀802，所述第二分配器111和第五单向阀802依次串联在第一分配器11和第三单向阀8之间。

上述五根分流管中，位于所述第七隔片606上方的三分流管101、102、103与第一分配器11连接；位于所述第七隔片606下方的两分流管104、105通过第二分配器111、第五单向阀802连接第一分配器11。

上述第五单向阀802方向朝第一分配器11，第四单向阀803方向朝制冷输入/制热输出管1，如此设计，当平行流换热器作为冷凝器时，换热器为四回路，如图7所示，制冷剂依次经上端盖2与第六隔片605之间的扁管流路401，第六隔片605、第七隔片606之间的扁管流路403，第七隔片606与第一隔片6之间的扁管流路404，最后经第一隔片6与下端盖201之间的扁管流路402换热；在制热状态时，如图8所示，制冷剂同时经过左、右集流管31之间的所有扁管，即同时经过扁管流路401、402、403、404换热后输出。

上述上端盖2与第六隔片605之间，第六隔片605、第七隔片606之间，第七隔片606与第一隔片6之间以及第一隔片6与下端盖201之间的扁管流路所包含的扁管数量依次减少，即扁管流路401扁管数量>扁管流路403扁管数量>扁管流路404扁管数量>扁管流路402扁管数量。

本发明实施例通过在左集流管3上设置第一隔片6，从而使换热器作为制冷冷凝器时，制冷剂走向流程变长，增大空调系统过冷度，提高换热器冷凝能力；通过在第一隔片6之间设置第一单向阀801，流动方向朝制冷输入/制热输出管1，制冷输出/制热输入管9上设置第二单向阀7，流动方向朝制冷输出/制热输入管9，制热输入管10上设置第三单向阀8，流动方向背对制冷输出/制热输入管9，从而使制热时制冷剂直接从制热输入管10到第一分配器11分到各分流管101、102、103、104、105进入换热器扁管4，第一隔片6以上的扁管中的制冷剂直接从制冷输入/制热输出管1中流出，第一隔片6以下的扁管的制冷剂经三通阀1201后再经第一单向阀801进入到制冷输入/制热输出管1（由于制冷输出/制热输入管9的压力高于三通阀1201的压力，所以制冷剂不会经过第二单向阀7），这样做可以保证制冷剂一次性分配到各扁管中，进入扁管的气液两相制冷剂更为均匀，且干度相比较二次分流更容易控制。

此外，本发明还提出一种空调器，包括上述各实施例中所述的平行流换热器，其结构及换热原理请参照上述实施例，在此不再赘述。

上述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种平行流换热器，包括：左集流管、右集流管以及连接在所述左、右集流管之间的若干扁管，其特征在于，还包括至少一隔片、至少一分配器以及连接在所述分配器与右集流管之间的若干分流管；至少一隔片设置在所述左集流管上，制冷状态下，通过所述至少一隔片在所述左、右集流管之间的扁管上形成至少两制冷回路；制热状态下，在所述左、右集流管之间的扁管上形成单向制热回路；所述单向制热回路由所述分配器及若干分流管分为若干子流路。

2.根据权利要求1所述的平行流换热器，其特征在于，所述换热器包括第一隔片和第一分配器；

所述左集流管包括管体及位于管体两端的上端盖和下端盖；

所述左集流管的管体连接有制冷输入/制热输出管（1）、制冷输出/制热输入管（9），所述制冷输出/制热输入管（9）通过制热输入管（10）连接所述第一分配器；

所述左集流管的管体上设有所述第一隔片，将所述左集流管的管体分为两腔室，所述两腔室之间设置有第一单向阀（801），其流动方向朝向制冷输入/制热输出管（1）；

所述制冷输出/制热输入管（9）上设置有第二单向阀（7），其流动方向朝制冷输出/制热输入管（9）；

所述制热输入管上设有第三单向阀（8），其流动方向背对制冷输出/制热输入管（9）；

制冷状态时，制冷剂从制冷输入/制热输出管（1）进入到上端盖和第一隔片之间的扁管后折回到第一隔片和下端盖之间的扁管，形成两回路；制热状态时，制冷剂从制冷输出/制热输入管（9）经第三单向阀（8）进入到制热输入管（10）中，经分配器分配到各分流管，进入到各扁管，形成单向回路。

3.根据权利要求2所述的平行流换热器，其特征在于，所述左集流管的两腔室中，上腔室对应的扁管数量与下腔室对应的扁管数量之比为A，且3<A<10。

4.根据权利要求2所述的平行流换热器，其特征在于，所述右集流管上设置有第二、三、四、五共四个隔片，将右集流管分成五个腔室，所述第一分配器与五个腔室之间分别通过五根分流管相连接，所述分流管与相应腔室的连接位置靠近相应的隔片；

制冷状态时，通过上端盖与第一隔片之间的扁管的制冷剂分别进入到右集流管的五个腔室中，而后通过对应的分流管汇集，再进入到第一隔片与下端盖之间的扁管进一步冷却换热，经制冷输出/制热输入管流出；

制热状态时，制冷剂依次经制冷输出/制热输入管、制热输入管到分配器，分配到对应的分流管进入右集流管各腔室中，经各扁管后由制冷输入/制热输出管输出。

5.根据权利要求4所述的平行流换热器，其特征在于，所述分流管插入相应腔室的部分设有向上开口的第一过流孔。

6.根据权利要求4所述的平行流换热器，其特征在于，所述第二、三、四、五隔片上分别设有第二过流孔，且各分流管与相应腔室的连接位置均位于对应腔室的中间部位。

7.根据权利要求4所述的平行流换热器，其特征在于，

所述左集流管上还设有位于第一隔片上方的第六隔片，所述第六隔片与第一隔片将所述左集流管的管体分为三个腔室；所述第六隔片两侧的腔室之间设有第四单向阀（803）；

所述右集流管上还设有第七隔片，位于第四、五隔片之间；

所述制热输入管上还设有第二分配器和第五单向阀（802），所述第二分配器和第五单向阀依次串联在第一分配器和第三单向阀之间；且五根分流管中位于所述第七隔片下方的两分流管通过第二分配器、第五单向阀连接第一分配器；

在制冷状态时，所述换热器为四回路，制冷剂依次经上端盖与第六隔片之间的扁管，第六、七隔片之间的扁管，第七隔片与第一隔片之间的扁管，最后经第一隔片与下端盖之间的扁管换热；在制热状态时，同时经过左、右集流管之间的所有扁管换热后输出。

8.根据权利要求7所述的平行流换热器，其特征在于，所述上端盖与第六隔片之间，第六、七隔片之间，第七隔片与第一隔片之间以及第一隔片与下端盖之间的扁管数量依次减少。

9.根据权利要求2-8中任一项所述的平行流换热器，其特征在于，所述制冷输出/制热输入管、第二单向阀和第三单向阀通过一三通阀连接；所述第一单向阀和第二单向阀通过另一三通阀连接。

10.一种空调器，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的平行流换热器。

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