CN103256757A - 换热器及空气调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种换热器及空气调节装置，该换热器既可作为冷凝器又可以作为蒸发器，通过在集流管中设置分隔板而在集流管中形成多个分配腔室，配以多个入口管和出口管，使冷媒分流，暖房运转时，冷媒在分配腔室形成的漩涡从分配腔室上面的喷射孔向上方喷射形成喷射流，将冷媒微粒化，并均等地进入扁管，形成传热作用较好的环状流，使各部分均等换热，提高了换热器的性能；冷房运转时，气体冷媒随着通过管路不断的向外部放热，形成冷凝液体或者气液二相流，从第一集流管内的喷射腔室的下部的喷射孔进入到分配腔室，集中从入口管排出。此外，冷媒粒子直径变小，抑制冷媒粒子对管内壁的冲击及粒子之间的冲撞，以此能够降低冷媒流动的噪音。

Description

换热器及空气调节装置

技术领域

本发明属于空调生产技术领域，更具体地说，是涉及一种换热器及空气调节装置。

背景技术

现有的平行流换热器，为确保排水性，有扁管水平方向延伸，集流管竖直方向设置的方法。这种方式首先作为蒸发器时，以下就成为冷媒分流的必要功能条件，即：（1）使集流管内的冷媒均等的分配到多个扁管；（2）集流管内各空间由于受重力作用，液态冷媒很难滞留。但是传统的换热器，还无法同时俱备（1）、（2）两个功能条件。满足（1）的方案可以参见文献-1:日本专利JP1996-00957；文献-2:日本专利JP2012-002475；满足（2）的方案可以参见文献-3:日本专利JP2001-304720。

另一方面作为冷凝器的必要功能条件：（3）出口侧集流管的出口管附近生成稳定液面的液态冷媒；（4）混有机油的冷媒能顺畅的流到冷冻机油换热器的外部。关于（3）、（4）这两项功能条件，分别具备的技术方案已经存在，请参见文献-3：日本专利JP2001-304720；文献-4:日本专利JP2012-163313；文献-5:WO2012098917A1。但是，既作为蒸发器，又作为冷凝器时，同时满足（1）～（4）项功能条件的方案还没有。

发明内容

本发明的目的在于提供一种换热器，旨在使其既作为蒸发器又作为冷凝器时，能够同时满足上述背景技术中的（1）～（4）项功能条件。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种换热器，包括第一集流管、第二集流管、多个扁管、多个翅片以及至少两个入口管和至少两个出口管，所述第一集流管和所述第二集流管间隔竖立设置，所述多个扁管水平平行设置，且各所述扁管的一端与所述第一集流管连通，另一端与所述第二集流管连通，所述多个翅片与所述多个扁管呈热传导连接；

所述第一集流管内设有至少两组成对设置的第一分隔板和第二分隔板，所述第二集流管内设有至少一个第三分隔板，所述第二分隔板上设有喷射孔，所述第二分隔板位于所述第一分隔板的上方，且两者与所述第一集流管围合形成一个分配腔室，各所述第二隔板的上方分别形成有一喷射腔室，所述第三分隔板将所述第二集流管分隔成至少两个分隔腔，各所述入口管分别与一个所述分配腔室连通，各所述出口管分别与一个所述分隔腔连通。

具体地，所述第一集流管、第二集流管侧向开设有隔板安装位，各所述第一分隔板、第二分隔板、第三分隔板分别设于一个所述隔板安装位中。

具体地，所述翅片为波状结构，各所述翅片设于两相邻所述扁管之间。

或者，具体地，所述翅片为板状结构，各所述翅片上设有多个用于固装所述扁管的第一缺口部，所述扁管固装于所述第一缺口部中。

具体地，所述第一集流管上连接所述扁管的一侧的相反侧设有至少两个与所述分配腔室相通的连接入口，各所述入口管分别插设于各所述连接入口中。

特别地，一端与所述分配腔室相连通的所述扁管，该所述扁管与所述第二集流管连接的另一端的上下方各设有一第三分隔板，该两所述第三分隔板与所述第二集流管的管体形成分隔密封腔。

或者，更具体地，该换热器还包括与所述分配腔室的数量相等的换向管，所述第一集流管上连接所述扁管一侧设有分别与所述分配腔室相通的连接入口，各所述换向管的一端分别插设于各所述连接入口中，另一端与所述第二集流管固定。

更具体地，各所述翅片上设有用于固定安装所述换向管的第二缺口部，且各所述换向管与所述第二集流管固定连接。

更具体地，作为所述换向管与所述第二集流管的固定方式一，所述第三分隔板在所述第二集流管内成对设置，所述第二集流管上位于每对所述第三分隔板之间的管体设有两个位置相对的用于所述换向管穿过并固定的贯通孔，所述换向管穿设于所述贯通孔中。

或者，更具体地，作为所述换向管与所述第二集流管的固定方式二，所述第三分隔板在所述第二集流管内成对设置，所述第二集流管上位于每对所述第三分隔板之间的管体侧向开设有用于固定所述换向管的槽位，所述换向管固定在所述槽位中。

或者，更具体地，作为所述换向管与所述第二集流管的固定方式三，各所述换向管通过固定件固定安装于所述第二集流管的管体外侧。

优选地，作为换向管与分配腔室的连接方式，各所述换向管分别与各所述分配腔室的圆柱形内侧壁相切连接。

具体地，作为换向管的一种优选设计，所述换向管的内侧壁为沿所述换向管的长度方向的多个凹槽面构成。

进一步优化地，所述换向管的外表面上设有向外翻起的用于增加传热面积的一体化翅片。

本发明提供的换热器既作为蒸发器又作为冷凝器运行，当暖房运转时，本发明换热器在分配腔室形成的漩涡从分配腔室上面的喷射孔向上方喷射，形成喷射流，均等地进入扁管，因为漩涡喷射流的冷媒是微粒化的冷媒，在扁管的微通道中很容易形成传热作用较好的环状流，使换热器的各部分均等换热，进一步提高了换热器的性能。另外，冷媒粒子直径变小，抑制了冷媒粒子对管内壁的冲击，及粒子之间的冲撞，以此能够降低冷媒流动的噪音。另一方面，当冷房运转时，气体冷媒随着通过管路不断的向外部放热，形成冷凝液体或者气液二相流，从第一集流管内的喷射腔室的下部的喷射孔进入到分配腔室，集中从入口管排出，这时，冷凝的液态冷媒和冷冻机油在第一集流管下部聚集，但不滞留，而是流向下流的减压装置。

本发明的另一目的在于提供一种空气调节装置，该空气调节装置包括由压缩机、四通阀、室外机和室内机通过管路连接形成的冷媒循环系统，所述室内机和所述室外机采用上述换热器。

本发明提供的空气调节装置的有益效果在于：由于采用了上述换热器，本发明空气调节装置换热均等，效率高。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的换热器的右视图；

图2为本发明实施例一提供的翅片为波状的换热器的立体结构示意图一；

图3为沿图1中A-A向的剖面结构图；

图4为本发明实施例一提供的翅片为板状的换热器的立体结构示意图；

图5为本发明实施例一提供的换热器作为蒸发器时第一集流管中冷媒的流向示意图；

图6为本发明实施例一提供的翅片为波状的换热器的立体结构示意图二；

图7为图6的爆炸结构示意图；

图8为本发明实施例二提供的换热器的右视图；

图9为本发明实施例二提供的翅片为波状的换热器的主视图；

图10为沿图8中B-B向的剖面结构图（其中，翅片为波状）；

图11为本发明实施例二提供的翅片为波状的换热器的立体图；

图12为图11的爆炸结构示意图（其中，翅片为波状）；

图13为本发明实施例二提供的翅片为板状的换热器的主视图；

图14为沿图8中B-B向的剖面结构示意图（其中，翅片为板状）；

图15为本发明实施例三提供的换热器的右视图；

图16为本发明实施例三提供的翅片为板状的换热器的主视图；

图17为本发明实施例三提供的换热器的左视图；

图18为沿图15中C-C向的剖面结构示意图（其中，翅片为板状）；

图19为本发明实施例三提供的换热器的立体结构图（其中，翅片为板状，未装配入口管）；

图20为本发明实施例三提供的换热器的立体结构图（其中，翅片为板状，已装配入口管）；

图21为图20的主视结构图；

图22为图20所示的换热器的爆炸结构图一；

图23为本发明实施例三所采用的板状翅片与换向管的结构图；

图24为图20所示的换热器的爆炸结构图二；

图25为图20中换向管与第二集流管之间的装配结构剖面示意图；

图26为本发明实施例三中换向管与第二集流管之间的第二种装配结构示意图；

图27为图26中换向管与第二集流管之间的装配结构剖面示意图；

图28为本发明实施例三中换向管与第二集流管之间的第三种装配结构示意图；

图29为图28中换向管与第二集流管之间的装配结构剖面示意图；

图30为本发明实施例四提供的换热器的采用的换向管的结构示意图；

图31为本发明实施例三提供的换热器在换向管的外表面设置有一体化翅片后的主视图；

图32本发明实施例三提供的换热器在作为冷凝器或者蒸发器时的冷媒的运行原理图；

图33为本发明实施例提供的空气调节装置的原理结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明提供的换热器进行进一步详细说明。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。

请参见图1至图14，作为本发明提供的换热器的一实施例，该换热器包括第一集流管11、第二集流管12、多个扁管2、多个翅片以及至少两个入口管41和至少两个出口管42，第一集流管11和第二集流管12竖立设置，两者间具有一定的间隔，多个扁管2水平平行设置，且各扁管2的一端与第一集流管11连通，另一端与第二集流管12连通，多个翅片与多个扁管2呈热传导连接，上述各部件均为铝合金制成，相互之间可以通过钎焊等方式组装连接；第一集流管11内设有至少两组成对设置的第一分隔板51和第二分隔板52，第二集流管12内设有至少一个第三分隔板53，第二分隔板52上设有喷射孔520，第二分隔板52位于第一分隔板51的上方，且两者与第一集流管11围合形成一个分配腔室111，各第二隔板的上方分别形成有一喷射腔室112，第三分隔板53将第二集流管12分隔成至少两个分隔腔121，各入口管41分别与一个分配腔室111连通，各出口管42分别与一个分隔腔121连通。

本实施例中，入口管41和出口管41均设为三个，被三分流的冷媒，与被隔板分割形成的喷射腔室112、入口管41、出口管42的数量一致；然而，分流只要在两个及两个以上就行。

请参见图32，本发明提供的换热器，当暖房运转时，本发明换热器在分配腔室111形成的漩涡从分配腔室111上面的喷射孔520向上方喷射，形成喷射流，均等地进入扁管2，随着其流向第二集流管12，由于翅片吸收外部空气的热而使其蒸发，在第二集流管12中形成气态冷媒，并从出口管42中被排出。因为漩涡喷射流的冷媒是微粒化的冷媒，在扁管2的微通道中很容易形成传热作用较好的环状流，使换热器的各部分均等换热，进一步提高了换热器的换热性能。同时，冷媒粒子直径变小，抑制了冷媒粒子对管内壁的冲击及粒子之间的冲撞，以此能够降低冷媒流动的噪音。另一方面，当冷房运转时，气体冷媒随着通过管路不断的向外部放热，形成冷凝液体或者气液二相流，从第一集流管11内的喷射腔室112的下部的喷射孔520进入到分配腔室111，集中从入口管41排出，这时，冷凝的液态冷媒和冷冻机油在第一集流管11下部聚集，但不滞留，而是流向下流的减压装置。

请参见图7及图12，具体来讲，可以在第一集流管11侧向开设有隔板安装位110、第二集流管12侧向开设有隔板安装位120，各第一分隔板51、第二分隔板52分别设于一个隔板安装位110中，各第三分隔板53分别设于一个隔板安装位120中；由于这种分隔结构不便于一体成型，采用这种分别成型后组装并焊接的方式可降低难度及成本，便于换热器的生产制造。

请参见图2、图3、图6、图7、图9至图12，作为翅片的一种实施方式，翅片为波状翅片31，各翅片设于两相邻扁管2之间。

参见图4、图13、图14及图23，作为翅片另一种实施方式，翅片也可以为板状翅片32，各翅片上设有多个用于固装扁管2的第一缺口部321，扁管2固装于第一缺口部321中，相互间可通过钎焊固定。

为了使得结构布局更为合理，散热效果更为优化，各板状翅片32与第一集流管11及第二集流管12相平行，且相邻两翅片32之间留有间隙，利于提高热量交换效率。

作为优选实施方式，各出口管42最好分别连接于与之对应的分隔腔121上下方向的居中位置，以使得冷媒在分隔腔121内有一定的聚集但又不影响冷媒的流动，便于均衡换热，提升换热性能。

请参见图7，上述各实施方案中，如果散热器受安装空间的限制小的情况下，第一集流管11上连接扁管2的一侧的相反侧（即第一集流管12的外侧）设有至少两个与分配腔室111相通的连接入口141，各入口管41分别插设于各连接入口141中，结构比较简单，利于节省材料和减少生产工序。

参见图2至图4，如果存在与分配腔室111连通的部分扁管2，为了使冷媒不流入直接通过该扁管2流入到第二集流管12中，可以在第二集流管12内将其封死。即：如果有一端与分配腔室111相连通的扁管2，该扁管2与第二集流管12连接的另一端的上下方各设有一个第三分隔板53，该两个第三分隔板53与第二集流管12的管体形成分隔密封腔530。而在第一集流管11及第二集流管12的上下开口端，可以通过端盖13将其封住。

请参见图15至图24，为了减少整个散热器的左右宽度，降低散热器受安装空间的限制，则该换热器还采用与分配腔室111的数量相等的换向管43将改变入口管41的设置方向，在第一集流管11上连接扁管43的一侧设置分别与分配腔室111相通的连接入口143，各所换向管43的一端分别插设于各连接入口143中，另一端与第二集流管12相固定，这样各入口管41就可以分别与一个换向管43连通。如此一来，暖房运转时，将冷媒入口管41与出口管42一样设置早第二集流管12的同一侧，这样可以缩小空气调节器配管的空间，可以简化配管作业。另外，冷房运转时，再加上除了各路径的扁管2构成的换热领域外，各个换向管43也起到了辅助换热的作用，流通夹在翅片之间的换向管43的冷媒再一次进行放热，能够促进过冷却和液化，提高了冷冻能力。

在上述采用换向管的情况下，各板状结构的翅片32上设有用于固定安装换向管43的第二缺口部322，且各换向管43与第二集流管12固定连接，可选择钎焊在一起。

请参见图16至图22，作为换向管43与第二集流管12的固定方式一，第三分隔板53在第二集流管12内成对设置，而第二集流管12上位于每对第三分隔板53之间的管体设有用于换向管43穿过并固定的贯通孔123，换向管43穿设于贯通孔123中，本方案中，在换向管43的上下侧均焊接了分第三隔板53，目的是为了防止冷媒从贯通孔123处外漏。

请参见图26及图27，作为换向管43与第二集流管12的之间固定一种替代实施方式，为了防止冷媒外漏，第三分隔板53在第二集流管12内成对设置，而第二集流管12上位于每对第三分隔板53之间的管体上侧向开设有用于固定换向管43的槽位124，换向管43固定在槽位124中，可通过钎焊等方式实现固定。

请参见图28及图29，作为换向管43与第二集流管12的之间固定的另一种替代实施方式，各换向管43也可以通过固定件125固定安装于第二集流管12的管体外侧，此处的固定件125可以是焊接于第二集流管12上的金属固定块，也可以是可以起到支撑作用的其它部件。

上述设有换向管43的方案中，作为换向管与分配腔室的连接的优选实施方式，各换向管43分别与各分配腔室111的圆柱形内侧壁相切连接。即是说各换向管43最好分别连接于各分配腔室111的切线方向，以便形成冷媒进入分配腔室111后形成涡旋状，利于从上方的喷射孔520中喷出。

请参见图30，作为一种优化实施方式，换向管43的内侧壁为沿换向管43的长度方向的多个凹槽面430构成，这样就增加了换向管43的内壁与冷媒的换热面积，提高了换热量，及冷冻能力，特别是在暖房运转时增加过冷却的效果尤为显著。

请参见图31，换向管43的外表面上还可以设有向外翻起的一体化翅片431，用于增加传热面积，提高换热效率；当然，此处的一体化翅片431也可以是其它可以增加换热面积的结构部件。

参见图5，第二分隔板52上的喷射孔520的直径为第二分隔板52的外径的四分之一至三分之一。实践中，可以根据冷媒的种类、空调的种类、空调的大小、冷媒循环量等调整最佳的尺寸。另外，因为微粒化的程度也可以进一步调整，调整范围及应用范围很广。也就是，可以使分流设计、能力提高的工时、及新规格模具开发数等得到最大合理化。

本发明还提供一种空气调节装置。请参见图32及图33，空气调节装置包括由压缩机200、四通阀300、室外机401和室内机402通过管路连接形成的冷媒循环系统，室内机402采用上述换热器。室内机402、室外机401分别设置了室内换热器4020、室外换热器4010，与液体配管501和气体配管502连接，形成了热泵的冷媒回路。在冷媒回路上有压缩机200、四通换向阀300、节流阀600（或减压毛细管），在室内机402、室外机401中分别设置送风机4021和送风机4011并分别与室内换热器4020、室外换热器4010相对应。

冷房运转，冷媒沿着如图33中的四通换向阀300的虚线方向流动，从压缩机200出来的高温高压气体经过室外换热器4010液化，再通过节流阀600后在室内换热器4020处蒸发，又形成过热冷媒气体回到压缩机200，完成一个循环。

另一方面，暖房运转时，冷媒沿如图33中的四通换向阀300的实线方向流动，从压缩机200出来的高温高压气体经过室内换热器4020液化，再通过节流阀600后在室外换热器4010处蒸发，冷媒气体又回到压缩机200，完成冷媒循环。

本发明提供的空气调节装置，由于采用了上述换热器，本发明空气调节装置换热均等，效率高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种换热器，包括第一集流管、第二集流管、多个扁管、多个翅片以及至少两个入口管和至少两个出口管，所述第一集流管和所述第二集流管间隔竖立设置，所述多个扁管水平平行设置，且各所述扁管的一端与所述第一集流管连通，另一端与所述第二集流管连通，所述多个翅片与所述多个扁管呈热传导连接；其特征在于：

所述第一集流管内设有至少两组成对设置的第一分隔板和第二分隔板，所述第二集流管内设有至少一个第三分隔板，所述第二分隔板上设有喷射孔，所述第二分隔板位于所述第一分隔板的上方，且两者与所述第一集流管围合形成一个分配腔室，各所述第二隔板的上方分别形成有一喷射腔室，所述第三分隔板将所述第二集流管分隔成至少两个分隔腔，各所述入口管分别与一个所述分配腔室连通，各所述出口管分别与一个所述分隔腔连通。

2.如权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述第一集流管、第二集流管侧向开设有隔板安装位，各所述第一分隔板、第二分隔板、第三分隔板分别设于一个所述隔板安装位中。

3.如权利要求2所述的换热器，其特征在于：所述翅片为波状结构，各所述翅片设于两相邻所述扁管之间。

4.如权利要求2所述的换热器，其特征在于：所述翅片为板状结构，各所述翅片上设有多个用于固装所述扁管的第一缺口部，所述扁管固装于所述第一缺口部中。

5.如权利要求1至4任一项所述的换热器，其特征在于：所述第一集流管上连接所述扁管的一侧的相反侧设有至少两个与所述分配腔室相通的连接入口，各所述入口管分别插设于各所述连接入口中。

6.如权利要求5的换热器，其特征在于：一端与所述分配腔室相连通的所述扁管，该所述扁管与所述第二集流管连接的另一端的上下方各设有一第三分隔板，该两所述第三分隔板与所述第二集流管的管体形成分隔密封腔。

7.如权利要求1至4任一项所述的换热器，其特征在于：还包括与所述分配腔室的数量相等的换向管，所述第一集流管上连接所述扁管一侧设有分别与所述分配腔室相通的连接入口，各所述换向管的一端分别插设于各所述连接入口中，另一端与所述第二集流管固定。

8.如权利要求7所述的换热器，其特征在于：各所述翅片上设有用于固定安装所述换向管的第二缺口部，且各所述换向管与所述第二集流管固定连接。

9.如权利要求8所述的换热器，其特征在于：所述第三分隔板在所述第二集流管内成对设置，所述第二集流管上位于每对所述第三分隔板之间的管体设有两个位置相对的用于所述换向管穿过并固定的贯通孔，所述换向管穿设于所述贯通孔中。

10.如权利要求8所述的换热器，其特征在于：所述第三分隔板在所述第二集流管内成对设置，所述第二集流管上位于每对所述第三分隔板之间的管体侧向开设有用于固定所述换向管的槽位，所述换向管固定在所述槽位中。

11.如权利要求8所述的换热器，其特征在于：各所述换向管通过固定件固定安装于所述第二集流管的管体外侧。

12.如权利要求7所述的换热器，其特征在于：各所述换向管分别与各所述分配腔室的圆柱形内侧壁相切连接。

13.如权利要求7所述的换热器，其特征在于：所述换向管的内侧壁为沿所述换向管的长度方向的多个凹槽面构成。

14.如权利要求7所述的换热器，其特征在于：所述换向管的外表面上设有向外翻起的用于增加传热面积的一体化翅片。

15.一种空气调节装置，包括由压缩机、四通阀、室外机和室内机通过管路连接形成的冷媒循环系统，其特征在于：所述室内机和所述室外机采用权利要求1至14任一项所述的换热器。

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