CN103267390B - 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，包括左右集流管、多孔扁管、翅片及分配器，左右集流管内分别通过隔片分隔成上下腔室，左集流管上下腔室分别与一导管连通；分配器通过过度管与右集流管下腔室连通，并通过多路喷射管与右集流管上腔室连通，将主换热器分成自上而下的多个换热单元，多个换热单元对应包含的扁管数自上而下依次增加。本发明使得冷媒在辅换热器蒸发换热后通过分配器均分到多路喷射管，冷媒再通过喷射管上的喷射孔平行集流管轴向喷射，使得喷射出来的雾状冷媒可到达离喷射孔远端的扁管，使冷媒分配均匀；同时主换热器分成自上而下扁管数量依次增加的多个换热单元，使得各扁管内冷媒流量基本相等，从而改善换热器的整体换热效率。

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

平行流换热器由于换热效率高，结构紧凑，成本较普通铜管翅片式换热器更具有优势，已作为单冷机冷凝器广泛应用于家用和商用空调领域。

但是，现有的平行流换热器通常将集流管垂直放置，当这种结构的平行流换热器作为冷暖机冷凝器使用时会出现以下问题：气液两相状态的冷媒由于受重力影响会出现一定程度的气液分层，其中，冷媒气体易于向集流管上部空间集聚，冷媒液体易于向集流管下部空间堆积，这种集流管内部冷媒分布的不均匀性会导致进入到各扁管内的冷媒流量差异非常明显。集流管上部空间对应的换热单元因冷媒供应不足而导致蒸发严重过热，集流管下部空间对应的换热单元因冷媒供应过量而导致蒸发不完全，因而换热器各部换热面积没有被充分利用，使得换热器整体换热效率下降。

因此，垂直集流管内气液两相冷媒均匀分布的问题成了平行流换热器作为冷暖机冷凝器发展的瓶颈。

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，旨在解决气液两相冷媒由于受重力影响而产生分布不均匀的问题，提高换热器整体换热效率。

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、连接在左右集流管之间的多孔扁管以及设置在扁管之间的翅片，所述左集流管连接有第一导管和第二导管，该平行流换热器还包括分配器；其中：

所述左右集流管内分别设有第一隔片和第二隔片，分别将左右集流管分隔成上下腔室，左右集流管上腔室和对应接插的扁管及扁管上的翅片形成主换热器，左右集流管下腔室和对应接插的扁管及扁管上的翅片形成辅换热器；

所述第一导管与左集流管上腔室连通；所述第二导管与左集流管下腔室连通；

所述分配器通过过度管与右集流管下腔室连通；该分配器还通过多路喷射管与右集流管上腔室连通；根据多路喷射管插入右集流管上腔室的位置将主换热器分成自上而下的多个换热单元；所述多个换热单元对应包含的扁管数量自上而下依次增加。

优选地，所述喷射管端部密封，其插入右集流管上腔室部分开有喷射孔。

优选地，所述喷射孔开口向上，使得冷媒喷射主流方向与右集流管轴向平行。

优选地，所述喷射管为三路，将主换热器分成自上而下的三个换热单元；在所述右集流管上腔室内设置有第三、四隔片将所述三个换热单元分隔开。

优选地，所述第三、四隔片上设有一个或者多个通孔。

优选地，所述三路喷射管上所开喷射孔大小相同；或者，所述三路喷射管上所开喷射孔大小从自上而下依次变小。

优选地，各喷射管插入右集流管上腔室的长度相等；所述第一导管位于左集流管上腔室的中部。

优选地，该平行流换热器还包括分流器及至少一第五隔片，所述第五隔片设置在所述左集流管下腔室内，将所述左集流管下腔室分成多个小腔室；所述第二导管连接所述分流器后与所述多个小腔室通过分流管相连。

优选地，所述分流管的长度相等。

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，使得冷媒在辅换热器蒸发换热后通过分配器均分到多路喷射管，冷媒再通过喷射管上的喷射孔平行集流管轴向喷射，使得喷射出来的雾状冷媒可到达离喷射孔远端的扁管，使冷媒分配均匀；同时，根据喷射管插入右集流管上腔室的位置将主换热器分成自上而下扁管数量依次增加的多个换热单元，可以充分利用气液两相状态冷媒受重力影响不可避免地发生一定程度的气液分层，使得各扁管内冷媒流量基本相等，从而改善换热器的整体换热效率。

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是图1中A处局部剖面示意图；

图3是图1中B-B方向局部示意图；

图4是本发明平行流换热器第二实施例的结构示意图；

图5是本发明平行流换热器第三实施例中相对于图4的C-C方向的一种剖面结构示意图；

图6是本发明平行流换热器第三实施例中相对于图4的C-C方向的另一种剖面结构示意图。

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2及图3所示，本发明第一实施例提出一种平行流换热器，包括左集流管11，右集流管14，连接在左集流管11、右集流管14之间的多孔扁管2，设置在扁管2之间的翅片3以及设置在右集流管14侧的分配器10，所述左集流管11连接有第一导管5（在空调制冷运行时，第一导管5为输入管；在空调制热运行时，第一导管5为输出管）和第二导管6（在空调制冷运行时，第二导管6为输出管；在空调制热运行时，第二导管6为输入管），其中：

所述左集流管11和右集流管14内分别设有第一隔片41和第二隔片42，第一隔片41将左集流管11分隔成左集流管11上腔室141和左集流管11下腔室143，第二隔片42将右集流管14分隔成右集流管14上腔室142和右集流管14下腔室144，左集流管11上腔室141、右集流管14上腔室142和对应接插的扁管2及扁管2上的翅片3形成主换热器12，左集流管11下腔室143、右集流管14下腔室144和对应接插的扁管2及扁管2上的翅片3形成辅换热器13。

所述第一导管5与左集流管11上腔室141连通；所述第二导管6与左集流管11下腔室143连通；

所述分配器10通过过渡管9与右集流管14下腔室144连通；该分配器10还通过三路喷射管111、112和113与右集流管14上腔室142连通。在其他实施方式中，上述喷射管的路数可以根据实际需要设置，比如可以为两路或三路以上。

三路喷射管111、112和113分别插入右集流管14上腔室142，根据上述三路喷射管111、112和113插入右集流管14上腔室142的位置大致将主换热器12分成自上而下的三个换热单元：上部换热单元121、中部换热单元122和下部换热单元123，其中各部换热单元对应包含的扁管2数量自上而下依次增多，即各部换热单元对应的换热面积依次增加。

采用上述结构是考虑到气液两相状态冷媒受重力影响不可避免的会在右集流管14上腔室142中发生一定程度的气液分层：气体冷媒向上集聚，液体冷媒向下堆积，因此主换热器12的各部换热单元的换热面积设计成自上而下依次增大，充分利用这种气液分层的特性，使得各扁管2内冷媒流量基本相等，提高换热器整体换热效率。

作为一种实施方式，上述喷射管111、112和113的端部密封，其插入右集流管14上腔室142部分开有喷射孔15，所述喷射孔15开口向上，使得冷媒喷射主流方向与右集流管14轴向平行。

作为一种实施方式，上述三路喷射管111、112和113上所开喷射孔15大小相同；或者，上述三路喷射管111、112和113上所开喷射孔15大小从自上而下依次变小。在本实施例中喷射孔15的大小相同，并且，三路喷射管111、112和113插入右集流管14上腔室142的长度基本相等。

进一步地，为了保证冷媒分配均匀性，所述第一导管5位于左集流管11上腔室141的中部较佳。

进一步地，为了保证冷媒分配均匀性，本实施例平行流换热器还包括分流器7及一第五隔片43，所述第五隔片43设置在所述左集流管11下腔室143内，将所述左集流管11下腔室143分成多个小腔室；该第五隔片43根据实际需要还可以设置多个。

所述第二导管6连接所述分流器7后与所述多个小腔室通过分流管相连。

本实施例设定左集流管11下腔室143被第五隔片43分成两个小腔室143a和143b。第二导管6连接分流器7后与两个小腔室143a和143b分别通过分流管81和82相连。为了使冷媒分流均匀，分流管81和82的长度基本相等。

本实施例平行流换热器可作为冷暖机冷暖器使用，其换热原理如下：

当空调进行制冷运行时，气体冷媒通过第一导管5（输入管）进入左集流管11上腔室141，在主换热器12中冷凝换热，再进入右集流管14上腔室142，然后分别通过三路喷射管111、112和113上的喷射孔15流经分配器10和过度管9后进入右集流管14下腔室144，冷媒继续在辅换热器13中冷凝换热，变成液体状态进入左集流管11下腔室143，再经由分流管81和82、分流器7和第二导管6（输出管）流出平行流换热器。

当空调进行制热运行时，冷媒流动方向与制冷运行时相反。干度较低的气液两相状态冷媒从第二导管6（输出管）进入，均匀分流到左集流管11下腔室143的两个小腔室143a和143b，在辅换热器13中蒸发换热后通过分配器10均匀地分配到三路喷射管111、112和113，干度变大了的气液两相状态冷媒通过各路喷射管上的喷射孔15沿平行右集流管14轴向方向喷射雾状冷媒，各喷射孔15喷射的冷媒分别进入对应的上部换热单元121、中部换热单元122和下部换热单元123进行蒸发换热，冷媒蒸发成过热气体后进入左集流管11上腔室141，再通过第一导管5（输入管）流出平行流换热器。

考虑到气液两相状态冷媒受重力影响不可避免地会在右集流管14上腔室142中发生一定程度的气液分层：气体冷媒向上集聚，液体冷媒向下堆积，因此主换热器12的各部换热单元的换热面积设计成自上而下依次增大，充分利用这种气液分层的特性，使得各扁管2内冷媒流量基本相等，提高换热器整体换热效率。

如图4所示，本发明第二实施例提出一种平行流换热器，与上述第一实施例的区别在于，本实施例在右集流管14上腔室142内设置有第三隔片44和第四隔片45，将主换热器12的上部换热单元121、中部换热单元122和下部换热单元123分隔开，使得从三路喷射管111、112和113喷射出来的雾状冷媒不相互干扰，稳定喷射。其余未述部分见第一实施例，不再赘述。

结合图5及图6所示，本发明第三实施例提出一种平行流换热器，与上述第二实施例的区别在于，本实施例在所述第三隔片44、第四隔片45上设有一个或者多个通孔441，该通孔441的形状可以为圆形、方形、椭圆形或其他形状；多个通孔441在第三隔片44、第四隔片45上的分布也可以采用多种形式。

上述通孔441使得气液两相状态冷媒受重力影响而发生气液分层的向上浮升的气体和向下沉落的液体通过通孔441时发生混合，从而强化冷媒雾化效果，使得冷媒分配更加均匀。

此外，本发明还提出一种空调器，包括如上所述的平行流换热器，其结构特点请参照上述实施例，在此不再赘述。

本发明实施例平行流换热器及空调器，使得冷媒在辅换热器13蒸发换热后通过分配器10均分到多路喷射管，冷媒再通过喷射管上的喷射孔15平行集流管轴向喷射，使得喷射出来的雾状冷媒可到达离喷射孔15远端的扁管2，使冷媒分配均匀；同时，根据喷射管插入右集流管14上腔室142的位置将主换热器12分成自上而下扁管2数量依次增加的多个换热单元，可以充分利用气液两相状态冷媒受重力影响不可避免地发生一定程度的气液分层，使得各扁管2内冷媒流量基本相等，从而改善换热器的整体换热效率。

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 (8)

1.一种平行流换热器，包括左集流管、右集流管、连接在左右集流管之间的多孔扁管以及设置在扁管之间的翅片，所述左集流管连接有第一导管和第二导管，其特征在于，还包括分配器；其中：

所述左右集流管内分别设有第一隔片和第二隔片，分别将左右集流管分隔成上下腔室，左右集流管上腔室和对应接插的扁管及扁管上的翅片形成主换热器，左右集流管下腔室和对应接插的扁管及扁管上的翅片形成辅换热器；

所述第一导管与左集流管上腔室连通；所述第二导管与左集流管下腔室连通；

所述分配器通过过渡管与右集流管下腔室连通；该分配器还通过多路喷射管与右集流管上腔室连通；根据多路喷射管插入右集流管上腔室的位置将主换热器分成自上而下的多个换热单元；所述多个换热单元对应包含的扁管数量自上而下依次增加；所述喷射管为三路，将主换热器分成自上而下的三个换热单元；在所述右集流管上腔室内设置有第三、四隔片将所述三个换热单元分隔开；所述第三、四隔片上设有一个或者多个通孔。

2.根据权利要求1所述的平行流换热器，其特征在于，所述喷射管端部密封，其插入右集流管上腔室部分开有喷射孔。

3.根据权利要求2所述的平行流换热器，其特征在于，所述喷射孔开口向上，使得冷媒喷射主流方向与右集流管轴向平行。

4.根据权利要求3所述的平行流换热器，其特征在于，所述三路喷射管上所开喷射孔大小相同；或者，所述三路喷射管上所开喷射孔大小从自上而下依次变小。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的平行流换热器，其特征在于，各喷射管插入右集流管上腔室的长度相等；所述第一导管位于左集流管上腔室的中部。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的平行流换热器，其特征在于，还包括分流器及至少一第五隔片，所述第五隔片设置在所述左集流管下腔室内，将所述左集流管下腔室分成多个小腔室；所述第二导管连接所述分流器后与所述多个小腔室通过分流管相连。

7.根据权利要求6所述的平行流换热器，其特征在于，所述分流管的长度相等。

8.一种空调器，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的平行流换热器。