CN104776739A - 热管换热器、蒸发器组件以及热泵干衣机 - Google Patents
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Abstract
一种热管换热器,所述热管换热器包括一体式的热管,所述热管包括一密封式的管体,所述管体内充注有液态工作液,所述管体包括沿外部流体流动方向前后布置的蒸发段和冷凝段,位于所述蒸发段的液态工作液能够通过所述管体吸收热量被蒸发成为气态工作液,进入所述冷凝段的气态工作液能够通过所述管体释放热量重新被冷凝为液态工作液;本发明通过一体式热管的蒸发段和冷凝段实现热量的转移,能够提高能量的利用率;本发明还公开了一种换热器组件,包括蒸发器和热管换热器,能够过提高蒸发器组件的换热效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种换热器,尤其是应用于热泵干衣机的换热器。
背景技术
典型的热泵式干衣机主要由热泵系统、干衣箱、循环风系统和排水系统构成,热泵系统和干衣箱通过循环风系统有机的结合为一个紧凑高效的干燥系统。
热泵干衣机的工作过程为:循环风系统包括循环风通道,循环风通道中的循环风机推动高温的干燥空气进入干衣箱,干燥空气与湿衣物表面进行热湿交换,变成低温高湿空气,排出干衣箱;低温高湿空气经过位于循环风通道中的蒸发器,被冷却到露点温度以下,析出从待烘干物品中吸收的水分,变为低温饱和空气;再经过循环风通道中的冷凝器,被加热成为高温低湿空气,被循环风机推动进入干衣箱,进入下一个工作循环;其中,从蒸发器出风口析出的水分进入积水盘,再流入排水机构排出;排水系统是开式系统,排出的水不再进入循环。
从干衣箱吹出来的低温高湿空气,温度大约在20~60℃范围内,经过蒸发器被冷却到露点温度以下,析出从待烘干物品中吸收的水分,变为低温饱和空气,温度大约在10~35℃范围内。低温饱和空气再经过冷凝器,被加热成为高温低湿空气,温度大约在30~70℃范围内。因此,在空气经过冷凝器,温度需要被大幅度提升,往往要从10~35℃提升到30~70℃。如此大的温度提升,严重影响蒸发器和冷凝器的换热效率。另一方面,在干衣机运行的后期,干衣箱内的衣物含水量很少和温度升高,空气从干衣箱中蒸发的水分变少,吹出来的低温高湿空气的温度也升高,湿度降低,接近干衣箱的进风空气状态。这样在蒸发器上,空气很难被降温到露点温度,冷凝的水分很少,导致在干衣机运行的后期,整个系统的干燥效率非常低。
因此,有必要对现有的技术进行改进,以解决以上技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热管换热器,所述热管换热器包括一体式的热管,所述热管包括一密封式的管体,所述管体内充注有液态工作液,所述管体包括沿外部流体流动方向前后布置的蒸发段和冷凝段,位于所述蒸发段的液态工作液能够通过所述管体吸收热量被蒸发成为气态工作液,进入所述冷凝段的气态工作液能够通过所述管体释放热量重新被冷凝为液态工作液。
所述管体内设置有具有毛细结构的管芯,所述管芯的内部形成一蒸发腔;在所述蒸发段被蒸发成为的气态工作液沿所述蒸发腔向所述冷凝段运动;在所述冷凝段被冷凝成为的液态工作液被所述毛细结构引回至所述蒸发段。
所述管体大致呈倒U形,所述蒸发段和所述冷凝段平行布置,所述管体还包括设置于所述蒸发段和所述冷凝段之间并位于所述管体的顶部的绝热段。
所述管体大致呈O形,所述蒸发段和所述冷凝段平行布置,所述管体还包括设置于所述蒸发段和所述冷凝段之间连接所述蒸发段和所述冷凝段的平行布置的第一绝热段和第二绝热段。
所述管芯呈倒U形或者O形且紧贴于所述管体的内壁,所述毛细结构包括多层金属丝、或者纤维、或者布。
本发明还公开了一种蒸发器组件,其包括蒸发器以及位于所述蒸发器外围的热管换热器,所述热管换热器为以上所述的热管换热器;所述蒸发器包括迎风面和背风面,其中所述热管的蒸发段设置于所述蒸发器的迎风面,所述热管的冷凝段设置于所述蒸发器的背风面。
蒸发器外围设置有多个所述热管换热器,多个热管的所述蒸发段在所述蒸发器的迎风面排布成一排,使得蒸发段的面积与所述迎风面的面积相近。
所述蒸发段和所述冷凝段平行布置,所述管体还包括设置于所述蒸发段和所述冷凝段之间连通所述蒸发段和所述冷凝段的绝热段;所述蒸发器组件还包括设置于所述绝热段和所述蒸发器的表面之间的第一隔热材料。
所述热管自所述蒸发器向外布置成至少两排,相邻的绝热段之间设置有第二隔热材料。
所述蒸发器组件还包括设置于所述蒸发段和冷凝段外侧四周的翅片,所述蒸发器和所述热管换热器共用所述翅片并通过所述翅片集成为一体。
所述蒸发器为管翅式换热器,所述蒸发器包括所述翅片和换热管;所述翅片上设置有多组用于安装所述换热管第一孔以及多组用于安装所述热管的第二孔,所述第一孔靠近所述翅片的中间部分,所述第二孔靠近所述翅片的周边。
所述第二孔至少为两排时,相邻排第二孔在行方向上对齐排布或者交叉排布。
所述蒸发器为微通道换热器,所述微通道换热器包括集流管、两端连接于所述集流管的若干微通道扁管以及位于相邻微通道扁管之间的散热翅片,所述热管为圆管或者扁圆管,且所述蒸发段和冷凝段均垂直于所述微通道扁管。
所述蒸发器为微通道换热器,所述微通道换热器包括集流管、两端连接于所述集流管的若干微通道扁管以及位于相邻微通道扁管之间的散热翅片;所述热管为扁管,且所述蒸发段和冷凝段均平行于所述微通道扁管。
本发明还公开了一种热泵干衣机,包括干衣箱、循环风系统、热泵系统和排水系统;
所述干衣箱用于容纳待烘干物品,所述干衣箱包括空气入口和空气出口,烘干空气通过空气入口进入所述干衣箱,烘干空气通过所述空气出口离开所述干衣箱;
所述循环风系统包括循环风机和密闭风道,循环空气在所述密闭风道中循环形成烘干回路,所述循环风机为循环空气提供循环动力;
所述热泵系统包括压缩机、主冷凝器、节流装置和蒸发器组件;所述压缩机用以提供所述热泵系统的冷媒循环的动力;所述主冷凝器连接于热泵系统中并设置于所述密闭风道中,并将热量传递给进入干衣箱的循坏空气;所述节流装置用于热泵系统的冷媒的流量;所述蒸发器组件包括蒸发器和热管换热器,所述蒸发器连接于热泵系统中并设置于所述密闭风道中,使所述干衣箱的烘干空气与所述蒸发器中更低温的冷媒进行换热,被冷却到露点温度以下,析出从待烘干物品中吸收的水分,变为低温饱和空气;所述蒸发器组件为以上所述的蒸发器组件;所述热管换热器的冷凝段设置于所述密闭通道内并位于所述主冷凝器和所述蒸发器之间,所述热管换热器的蒸发段设置于所述干衣箱出口和所述蒸发器之间的密闭通道内。
所述主冷凝器和所述热管换热器以及所述蒸发器共用一翅片,并通过该翅片集成为一体。
所述热泵干衣机还包括一辅助冷凝器和与所述辅助冷凝器对应的辅助风机,所述辅助冷凝器与所述热泵系统连接并设置于所述密闭风道外;所述循环空气不经过所述辅助冷凝器。
与现有技术相比,本发明的热管换热器通过设置一结构简单,制造方便的热管,实现热量的转移,同时本热管换热器的蒸发段和冷凝段沿外部流体流动方向前后布置,能够实现对同一外部流体的在同一运行方向上的降温和加热过程,避免了对流道的弯折布置;同时还提供了一种蒸发器组件,通过在蒸发器表面设置热管换热器,可以在蒸发器前吸收外部流体的热量,对外部流体预冷却,提高蒸发器的换热效率;还提供了一种热泵干衣机,应用了所述蒸发器组件,提高了蒸发器和冷凝器的换热效率,进而提高了干衣机的干燥效率。
附图说明
图1为本发明热泵干衣机第一种实施方式系统示意图;
图2为本发明热管换热器结构示意图;
图3为本发明蒸发器组件第一种实施方式示意图;
图4为本发明蒸发器组件第二种实施方式示意图;
图5为本发明蒸发器组件第二实施方式中的热管第一种排布方式;
图6为本发明蒸发器组件第二实施方式中的热管第二种排布方式;
图7为本发明蒸发器组件第三种实施方式示意图;
图8为本发明蒸发器组件第四种实施方式示意图;
图9为本发明蒸发器组件第五种实施方式示意图;
图10为本发明蒸发器组件第六种实施方式示意图;
图11为本发明蒸发器组件第七种实施方式示意图;
图12为本发明蒸发器组件第八种实施方式示意图;
图13为本发明蒸发器组件第九种实施方式示意图;
图14为本发明蒸发器组件第十种实施方式示意图;
图15为本发明蒸发器组件第十一种实施方式示意图;
图16为本发明热泵干衣机第二种实施方式系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明:
本发明揭示了一种热管换热器,本实施例以应用于热泵干衣中的与蒸发器配合使用的热管换热器进行详细说明。
如图1为本发明热泵干衣机第一种实施方式系统示意图,热泵干衣机包括干衣箱2、循环风系统、热泵系统和排水系统;热泵系统和干衣箱2通过循环风系统结合为一个的干衣系统。
干衣箱2用于容纳待烘干物品,干衣箱2包括空气入口21和空气出口22,循环空气通过空气入口21进入干衣箱2,循环空气通过空气出口22离开干衣箱2。
循环风系统包括循环风机31和密封风道32,图1中虚线框示意出密闭风道32;循环空气在密闭风道32中循环形成烘干回路,循环风机31设置于密闭风道32内并为循环空气提供循环动力。
排水系统包括积水盘41和排水机构42,排水机构42可以为水泵,本实施方式中,排水系统为开式的,排出的水不再进入循环风系统中。
热泵系统包括压缩机11、主冷凝器12、节流装置13、蒸发器14,还包括一热管换热器15;压缩机11用以提供热泵系统的循环冷媒所需的循环动力;主冷凝器12连接于热泵系统中并设置于密闭风道32中,并将热泵系统中冷媒的热量传递给进入干衣箱2的循环空气;节流装置13用于控制热泵系统中冷媒的流量;蒸发器14连接于热泵系统中并设置于密闭风道32中,使干衣箱2的循环空气与蒸发器14中更低温的冷媒进行换热,被冷却到露点温度以下,析出从待烘干物品中吸收的水分,变为低温饱和空气;其中主冷凝器12、蒸发器14以及热管换热器15均统称为换热器,本发明中以换热器迎风面为前面,以换热器背风面为后面,所述迎风面是指换热器上正对着循环空气流动方向的面,所述背风面是指与迎风面背对的面。
热泵系统还包括一辅助冷凝器16和辅助风机17,辅助冷凝器16的进口与压缩机11出口相连,辅助冷凝器16出口与主冷凝器12进口相连;当然辅助冷凝器16也可以设置于主冷凝器12和节流装置13之间,即辅助冷凝器16的进口与主冷凝器12的出口相连,辅助冷凝器16的出口与节流装置13相连;辅助冷凝器16和辅助风机17位于密闭风道32的外侧,循环空气不经过辅助冷凝器16;热泵系统正常工作时,辅助风机17处于关闭状态;当干衣箱内设置的干湿度传感器检测到干衣箱2温度达到预定温度或预定湿度时,控制器控制辅助风机17开启,通过辅助冷凝器16将冷媒的热量散入空气内,减少冷媒的热量,从而减少传递给循环空气的热量,使得干衣箱2内的温度不升高或降低,防止干衣箱2内的温度超过衣服的限制温度,保护衣服不受损伤。
热泵系统的工作过程包括:压缩机11消耗电功,将蒸发器14出口的低温冷媒压缩至高温高压的气体冷媒再进入主冷凝器12,然后冷媒被冷却至高温的过冷状态,再经过节流装置13降压,使冷媒变为低温的两相状态,再进入蒸发器14中后变为低温的过热气体排出,再进入压缩机11,进入下一个工作循环。
如图2为本发明热管换热器结构示意图,热管换热器15包括一体式热管151,还包括翅片152。
热管151包括一封闭式管体,热管151包括蒸发段151a和冷凝段151b,蒸发段151a和冷凝段151b沿外部流体(本实施例中为密闭风道中的循环空气)流动方向上前后布置;这样与热管换热器15换热的外部流体(本实施例中为密闭风道中的循环空气)的流动方向不用改变,即可实现同一外部流体的能量转移,这样简化了外部流体的流通通道;热管还包括与蒸发段151a和冷凝段151b连接的绝热段151c,绝热段151c通常为裸露的圆管或扁平管;绝热段151c只是起过渡连接作用,热管换热器15的换热部分为蒸发段151a和冷凝段151b;由于绝热段151c的作用是过渡蒸发段151a和冷凝段151b,不参与换热过程,所以绝热段151c越短越好,同时最好能够使绝热段151c与外部流体完全隔离。
热管151内部设置有具有毛细结构的管芯153,管芯153是紧贴热管151管体内壁并与管体形状相近似;毛细结构包括多层金属丝网或纤维、布等;毛细结构通过毛细引力将液态的工作液由冷凝段151b吸引至蒸发段151c;这样的毛细结构可以减小接触热阻,当然衬里也可由多孔陶瓷或烧结金属构成。
热管151内部的管芯153围成的空间内形成的空腔为蒸发腔154,蒸发腔154内充注有少量液态工作液(即工作介质),液态工作液在热管151的蒸发段151a吸收热量蒸发气化,气态的工作液沿蒸发腔154向冷凝段151b运动,气态的工作液在冷凝段151b释放热量,冷凝液化后的液态工作液由于管芯153的毛细结构的引力作用流回蒸发段151a;工作液在蒸发段151a通过热管151吸收与之接触的外部流体的热量,使得外部流体的温度降低,同时工作液在冷凝段151b能够将工作液的热量释放到外界,使与冷凝段151b接触的外部流体的温度升高;这样热管换热器15能够将与蒸发段151a接触的外部流体的热量带给冷凝段151b接触的外部流体;本发明中所述外部流体为密闭风道32中的循环空气。
热管151呈倒U形,包括大致平行设置的蒸发段151a和冷凝段151b以及设置于热管151顶部的绝热段151c;蒸发段151a与绝热段151c以及冷凝段151b与绝热段151c之间均通过圆弧过渡;倒U形结构的热管151使得液态的工作液位于热管151一端,不会由于重力的作用导致液态工作液位于热管151的U形底部,使得气态工作液从蒸发段151a到冷凝段151b的运动受阻甚至不能由蒸发段151a向冷凝段151b运动,影响热管151的换热效率或导致热管151不能工作。当然,热管151也可以为其他形状,如图7和图12所示,所述热管151可以大致呈O形,包括蒸发段151a和冷凝段151b以及连接蒸发段151a和冷凝段151b的两端的绝热段151c;这样热管151内的工作液可以有两条流动路径,使得热管151内的工作液流动的路径更短,温度分布更加均匀,换热效率也得到提高。
翅片152设置于热管151的蒸发段151a和冷凝段151b的外侧四周,设置的翅片152能够加大热管换热器15与外部流体的接触面积,提高热管换热器15的换热效率。
热管换热器15的热管151在实现其换热过程中,包括以下步骤:
1)热量从热源(比如节流装置13(如图1所示)和蒸发器14(如图1所示)之间的循环空气)通过热管151的管体和充注液态工作液的管芯153传递到液—汽分界面,工作液吸收热量对热源进行降温;
2)液态工作液在蒸发段151b内的液—汽分界面上蒸发,形成气态工作液;
3)蒸汽腔154内的气态工作液从蒸发段151a流到冷凝段151b运动;
4)气态工作液在冷凝段151b内的汽—液分界面上凝结;
5)热量从汽—液分界面通过管芯153、工作液和管体传给冷源(比如蒸发器14(如图1所示)和主冷凝器12(如图1所述)之间的循环空气),同时对冷源进行加热;
6)在冷凝段151b内的液态工作液由于管芯153的毛细结构的引力作用回流到蒸发段151a。
如图3为蒸发器组件第一种实施方式示意图,所示的蒸发器组件包括蒸发器14和热管换热器15,热管换热器15为以上所述的热管换热器;蒸发器14可采用铜管铝翅片换热器、微通道换热器或者其它类型的冷媒-空气换热器。
本发明中以换热器迎风面为前面,以换热器背风面为后面,所述迎风面是指换热器上正对着外部流体流动方向的面,所述背风面是指与迎风面背对的面,迎风面和背风面统称为换热面;其中图中所示的空心箭头方向为外部流体流动方向。热管换热器15的蒸发段151a放置在蒸发器14的前面,冷凝段151b放置在蒸发器14的后面。外部流体近似垂直流经蒸发段151a和冷凝段151b。其中,蒸发段151a和冷凝段151b都和蒸发器换热面平行,本实施例中,蒸发器组件包括多个成一排布置的热管换热器15,并且多个蒸发段151a和冷凝段151b排布面积分别与蒸发器14迎风面和背风面的面积近似相同;在热管15的绝热段151c与蒸发器14之间设置有第一隔热材料51,第一隔热材料51能够阻止热管15的热量在绝热段151c传至蒸发器14以及外部流体;蒸发器组件包括这样设置的热管换热器15和蒸发器14,外部流体先经过热管换热器的蒸发段151a进行预冷却,并将吸收的热量传递到冷凝段151b,提高蒸发器14的冷凝效率,同时提高热量的利用率。
如图4为蒸发器组件第二种实施方式示意图,蒸发器组件包括第一热管换热器61、第二热管换热器62以及蒸发器14,第二热管换热器62相对于第一热管换热器61设置于远离蒸发器14的一侧,第一热管换热器61和第二热管换热器62相对于蒸发器14形成两排;第一热管换热器61的第一热管在第一绝热段611c与第二热管换热器62的第二热管在第二绝热段621c之间设置有第二隔热材料52,第二隔热材料52能够阻断第一热管换热器61的第一绝热段611c与第二热管换热器62在第二绝热段621c的热量传递,同时能够阻止第二绝热段621c向外部流体传递热量。
对于具有两排和两排以上热管换热器的蒸发器组件,处于外侧的第二热管换热器62的第二热管内的第二工作液的沸点较高,处于内侧的第一热管换热器61的第一热管内工作液沸点较低;这样可以适应外部流体从外侧到内侧的温度降低,然后从内侧到外侧的温度升高;一般可以采用不同沸点的工作液,或者相同的工作液采用不同的充注量以造成不同的工作压力下的沸点不同。
对于两排和两排以上的热管换热器,各排热管可以采用顺排布置(如图5所示),或者叉排布置(如图6所示),通常为了节省空间,两排和两排以上的热管换热器,在U形的底部的绝热段可以交叉放置在同一排。
在本实施方式中,在蒸发器14的换热面每排热管15都排列有多个,使多个热管长度和排布宽度分别与蒸发器14的换热面长度和宽度相近,保证热管换热器15与蒸发器14表面之间的换热效率;第一热管换热器61包括第一翅片612,第二换热管换热器62包括第二翅片622,第一翅片612和第二翅片622可以使独立的也可以是连成一个整体构成翅片;本实施例通过增加一排或多排热管换热器进一步提高蒸发组件的换热效率。
如图7为蒸发器组件第三实施方式示意图,蒸发器组件包括蒸发器14和热管换热器15,热管换热器15包括热管151和翅片152;热管151包括大致呈O形的密闭管体;热管包括大致平行设置的蒸发段151a和冷凝段151b,以及连接蒸发段151a和冷凝段151b的两段绝热段151c;蒸发段151a设置于蒸发器14的迎风面,冷凝段151b设置于蒸发器14的背风面;绝热段151c设置于蒸发器14两个端面,并用第一隔热材料51a和第二隔热材料51b进行隔热;采用本实施方式结构的换热器组件,热管151内的工作液能够通过两个方向从蒸发段151a向冷凝段151b运动,使得热管151内工作液流动路径更短,温度分布更加均匀,使热管换热器15的换热效率提高,进而提高了蒸发器组件的换热效率。
如图8为蒸发器组件第四种实施方式示意图,与第三实施方式相比,本实施方式在第一热管换热器61外侧增加了一排第二热管换热器62,第一热管换热器61的第一绝热段611c和第二热管换热器的第二绝热段621c之间设置第三隔热材料52a和第四隔热材料52b;与第三是实施方式相比进一步提高热管换热器以及蒸发器组件的换热效率。
如图9为蒸发器组件第五种实施方式示意图,蒸发器组件包括蒸发器14、第一热管换热器61和第二热管换热器62,第一热管换热器61包括大致呈U形设置的第一热管611,第二热管换热器62包括大致呈U形的第二热管621,;第一热管611与第二热管621的U形开口相向设置,形成有开口的O形;第一热管611包括第一蒸发段611a、第一冷凝段611b,第二热管621包括第二蒸发段621a、第二冷凝段621b;第一蒸发段611和第二蒸发段621a设置于蒸发器14的迎风面侧,并且与所述迎风面的面积相近;第一冷凝段611b和第二冷凝段621b设置于蒸发器14的背风面,并且与所述背风面的面积相近;蒸发器14的迎风面设置有一排第一蒸发段611a和第二蒸发段621a,且第一蒸发段611a和第二蒸发段621a延伸方向相同,蒸发器的背风面设置有一排第一冷凝段611b和第二冷凝段621b,且第一冷凝段611a和第二冷凝段621b延伸方向相同;相对于第三种实施方式,采用本实施方式结构的蒸发器组件,热管内工作液的流动路径变短了,温度分布更加均匀,换热效率提高了;本实施方式相对于第四种实施方式,蒸发器组件的组装更加方便。
如图10为蒸发器组件第六种实施方式示意图,与第五种实施方式相比,增加了在第一热管换热器61a和第二热管换热器62a的外侧增加了一排第三热管换热器61b和第四热管换热器62b,进一步提高蒸发器组件的换热效率。
如图11为蒸发器组件第七实施方式示意图,蒸发器组件包括热管换热器15和蒸发器14,热管换热器包括热管151和翅片152;蒸发器14为管翅式换热器,包括换热管141和散热翅片142,热管151的蒸发段151a以及冷凝段151b与换热管141平行设置,热管151的蒸发段151a对应蒸发器14的迎风面并布满蒸发器14的迎风面,冷凝段151b对应蒸发器14的背风面并布满蒸发器14背风面以提高换热效率。
翅片152和散热翅片142一体成型,构成翅片,翅片上有多排圆孔或扁圆孔,其中中间的一排或几排用于插入换热管141,并进行胀管固定,两边的一排或几排用于插入U形热管151,这样,热管换热器15和蒸发器14集成为一个紧凑部件,制造方便,同时节约安装空间。
如图12为蒸发器组件第八实施方式示意图,与第七实施方式相比主要区别包括:热管换热器15包括大致呈O形的热管151,热管151包括大致平行设置的蒸发段151a和冷凝段151b,还包括连接蒸发段151a和冷凝段151b两端的绝热段151c,蒸发段151a和冷凝段151b插入翅片设置的圆孔或扁圆孔内;这样设置的优点在于:不但热管换热器与蒸发器集成为一紧凑件,而且热管151内流体流动路径更短,温度分布更加均匀,使热管换热器的换热效率提高,进而提高了蒸发器组件的换热效率。
如图13为蒸发器组件第九实施方式示意图,与第七实施方式相比主要区别在于:蒸发器组件包括第一热管换热器和第二热管换热器,第一热管换热器的第一热管和第二热管换热器的第二热管均大致呈U形,两者相对设置大致呈O形,第一热管的第一蒸发段和第一热管的第二蒸发段分别布满蒸发器的迎风面的一半;这样设置的优点在于:不但热管换热器与蒸发器集成为一紧凑件,而且热管内流体流动路径更短,温度分布更加均匀,使热管换热器的换热效率提高,进而提高了蒸发器组件的换热效率。
如图14为蒸发器组件第十实施方式示意图,蒸发器组件包括热管换热器15和蒸发器14,蒸发器14为微通道换热器,微通道换热器包括集流管142、两端连接于集流管142的若干微通道扁管141以及位于相邻微通道扁管141之间的散热翅片(图中未示出),热管换热器15包括热管151和翅片152;热管151为圆管或者扁圆管,且热管151的蒸发段和冷凝段均垂直于微通道扁管141。
如图15为蒸发器组件第十一实施方式示意图,所示蒸发器组件包括蒸发器和热管换热器,蒸发器为微通道换热器,所述微通道包括集流管142、两端连接于所述集流管142的若干微通道扁管141以及位于相邻微通道扁管141之间的散热翅片152;热管换热器包括热管151,热管151为扁管,热管151包括蒸发段和冷凝段,且蒸发段和冷凝段均平行于微通道扁管141;本实施例中,散热翅片152的宽度大于微通道扁管的宽度,热管151设置于相邻散热翅片152之间并连为一体。
第十实施方式和第十一实施方式中采用微通道换热器,微通道换热器能够提高蒸发器的换热效率,第十实施方式中热管换热器15的翅片152垂直放置,有利于蒸发段上翅片表面的冷凝水向下流到冷凝水接水盘41中;第十一实时方式中,热管151的绝热段位于蒸发器组件的顶面或底面,这样布置有利于降低循环空气流动阻力;同时热管换热器和微通道换热器可以通过翅片连接为一体,制造和安装比较方便,同时减小安装空间。
一种热泵干衣机,包括干衣箱、循环风系统、热泵系统、和排水系统;热泵系统包括压缩机11、主冷凝器12、节流装置13、蒸发器组件,所述蒸发器组件为以上所述的蒸发器组件。
所述热泵系统的工作工程包括:干衣机2的低温高湿的循环空气流经热管换热器15的蒸发段151a,来自湿空气的热量由热管换热器15的蒸发段151a带走,并将热量传给热管换热器15的冷凝段151b。冷却后的低温湿空气流经热管换热器15的蒸发段151a后进入蒸发器14。在热管换热器15的蒸发段151a的表面上和蒸发器14表面上,湿空气的温度已经冷却到露点,将成为低温饱和空气,并有部分水蒸气凝结。冷凝水流到接水盘41中。来自蒸发器14的低温饱和空气,在流向主冷凝器12被加热之前,将首先经过热管换热器15的冷凝段151b,被热管换热器15的冷凝段151b加热。由于热管换热器15的冷凝段151b已经对空气进行了加热升温,主冷凝器12的热负荷将减小。当然本发明中还可以将主冷凝器和所述蒸发组件集成为一体,使用同一组翅片组件,
如图16所示热泵干衣机第二种实施方式系统示意图,与图1所示的第一种实施方式相比,本实施方式中,主冷凝器12和热管换热器15以及蒸发器14共用一翅片组,并通过该翅片组集成为一体,主冷凝器12和蒸发器14之间用热管换热器15隔开,这样加工装配方便。
需要说明的是:以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案,尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明,但是,本领域的普通技术人员应当理解,所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换,而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进,均应涵盖在本发明的权利要求范围内。
Claims (17)
1.一种热管换热器,其特征在于:所述热管换热器包括一体式的热管,所述热管包括一密封式的管体,所述管体内充注有液态工作液,所述管体包括沿外部流体流动方向前后布置的蒸发段和冷凝段,位于所述蒸发段的液态工作液能够通过所述管体吸收热量被蒸发成为气态工作液,进入所述冷凝段的气态工作液能够通过所述管体释放热量重新被冷凝为液态工作液。
2.根据权利要求1所述的热管换热器,其特征在于:所述管体内设置有具有毛细结构的管芯,所述管芯的内部形成一蒸发腔;在所述蒸发段被蒸发成为的气态工作液沿所述蒸发腔向所述冷凝段运动;在所述冷凝段被冷凝成为的液态工作液被所述毛细结构引回至所述蒸发段。
3.根据权利要求1所述的热管换热器,其特征在于:所述管体大致呈倒U形,所述蒸发段和所述冷凝段平行布置,所述管体还包括设置于所述蒸发段和所述冷凝段之间并位于所述管体的顶部的绝热段。
4.根据权利要求1所述的热管换热器,其特征在于:所述管体大致呈O形,所述蒸发段和所述冷凝段平行布置,所述管体还包括设置于所述蒸发段和所述冷凝段之间连接所述蒸发段和所述冷凝段的平行布置的第一绝热段和第二绝热段。
5.根据权利要求2所述的热管换热器,其特征在于:所述管芯呈倒U形或者O形且紧贴于所述管体的内壁,所述毛细结构包括多层金属丝、或者纤维、或者布。
6.一种蒸发器组件,其包括蒸发器以及位于所述蒸发器外围的热管换热器,其特征在于:所述热管换热器为权利要求1所述的热管换热器;所述蒸发器包括迎风面和背风面,其中所述热管的蒸发段设置于所述蒸发器的迎风面,所述热管的冷凝段设置于所述蒸发器的背风面。
7.根据权利要求6所述的蒸发器组件,其特征在于:蒸发器外围设置有多个所述热管换热器,多个热管的所述蒸发段在所述蒸发器的迎风面排布成一排,使得蒸发段的面积与所述迎风面的面积相近。
8.根据权利要求6或7所述的蒸发器组件,其特征在于:所述蒸发段和所述冷凝段平行布置,所述管体还包括设置于所述蒸发段和所述冷凝段之间连通所述蒸发段和所述冷凝段的绝热段;所述蒸发器组件还包括设置于所述绝热段和所述蒸发器的表面之间的第一隔热材料。
9.根据权利要求8所述的蒸发器组件,其特征在于:所述热管自所述蒸发器向外布置成至少两排,相邻的绝热段之间设置有第二隔热材料。
10.根据权利要求6所述的蒸发器组件,其特征在于:所述蒸发器组件还包括设置于所述蒸发段和冷凝段外侧四周的翅片,所述蒸发器和所述热管换热器共用所述翅片并通过所述翅片集成为一体。
11.根据权利要求6所述的蒸发器组件,其特征在于:所述蒸发器为管翅式换热器,所述蒸发器包括所述翅片和换热管;所述翅片上设置有多组用于安装所述换热管第一孔以及多组用于安装所述热管的第二孔,所述第一孔靠近所述翅片的中间部分,所述第二孔靠近所述翅片的周边。
12.根据权利要求11所述的蒸发器组件,其特征在于:所述第二孔至少为两排时,相邻排第二孔在行方向上对齐排布或者交叉排布。
13.根据权利要求6所述的蒸发器组件,其特征在于:所述蒸发器为微通道换热器,所述微通道换热器包括集流管、两端连接于所述集流管的若干微通道扁管以及位于相邻微通道扁管之间的散热翅片,所述热管为圆管或者扁圆管,且所述蒸发段和冷凝段均垂直于所述微通道扁管。
14.根据权利要求6所述的蒸发器组件,其特征在于:所述蒸发器为微通道换热器,所述微通道换热器包括集流管、两端连接于所述集流管的若干微通道扁管以及位于相邻微通道扁管之间的散热翅片;所述热管为扁管,且所述蒸发段和冷凝段均平行于所述微通道扁管。
15.一种热泵干衣机,包括干衣箱、循环风系统、热泵系统和排水系统;
所述干衣箱用于容纳待烘干物品,所述干衣箱包括空气入口和空气出口,烘干空气通过空气入口进入所述干衣箱,烘干空气通过所述空气出口离开所述干衣箱;
所述循环风系统包括循环风机和密闭风道,循环空气在所述密闭风道中循环形成烘干回路,所述循环风机为循环空气提供循环动力;
所述热泵系统包括压缩机、主冷凝器、节流装置和蒸发器组件;所述压缩机用以提供所述热泵系统的冷媒循环的动力;所述主冷凝器连接于热泵系统中并设置于所述密闭风道中,并将热量传递给进入干衣箱的循坏空气;所述节流装置用于热泵系统的冷媒的流量;所述蒸发器组件包括蒸发器和热管换热器,所述蒸发器连接于热泵系统中并设置于所述密闭风道中,使所述干衣箱的烘干空气与所述蒸发器中更低温的冷媒进行换热,被冷却到露点温度以下,析出从待烘干物品中吸收的水分,变为低温饱和空气;所述蒸发器组件为权利要求6-14任一项所述的蒸发器组件;所述热管换热器的冷凝段设置于所述密闭通道内并位于所述主冷凝器和所述蒸发器之间,所述热管换热器的蒸发段设置于所述干衣箱出口和所述蒸发器之间的密闭通道内。
16.根据权利要求15所述的热泵干衣机,其特征在于:所述主冷凝器和所述热管换热器以及所述蒸发器共用一翅片,并通过该翅片集成为一体。
17.根据权利要求15所述的热泵干衣机,其特征在于:所述热泵干衣机还包括一辅助冷凝器和与所述辅助冷凝器对应的辅助风机,所述辅助冷凝器与所述热泵系统连接并设置于所述密闭风道外;所述循环空气不经过所述辅助冷凝器。
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