CN105258401B

CN105258401B - 一种热交换器以及安装有该热交换器的热泵型空调系统

Info

Publication number: CN105258401B
Application number: CN201510698577.9A
Authority: CN
Inventors: 王凯; 张继轩; 李辉
Original assignee: SHANGHAI LONGYANG PRECISION COMPOUND COPPER PIPE CO Ltd; Tsinghua University
Current assignee: SHANGHAI LONGYANG PRECISION COMPOUND COPPER PIPE CO Ltd; Tsinghua University
Priority date: 2015-10-23
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2018-01-16
Anticipated expiration: 2035-10-23
Also published as: CN105258401A

Abstract

本发明公开了一种热交换器，包括：以一定间隔并排排列的多个翅片；贯穿设置在多个翅片内的制冷剂管，制冷剂管具有至少一进口端和至少一出口端；以及一进口集管和一出口集管，进口集管分别与制冷剂管的每一进口端连通，出口集管分别与制冷剂管的每一出口端连通，制冷剂管的进口端和出口端相邻设置。还公开了安装上述的热交换器的热泵型空调系统。本发明的有益效果在于：有效地降低了热交换器的热量损失，提高了热交换器的换热能力。

Description

一种热交换器以及安装有该热交换器的热泵型空调系统

技术领域

本发明涉及空调系统技术领域，尤其涉及一种热交换器以及安装有该热交换器的热泵型空调系统。

背景技术

热泵型空调系统主要是依靠热交换器进行换热才能实现制冷或者制热效果，热交换器是一种在不同温度的两种或者两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使得流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。

参见图1，图中给出的是现有的一种热交换器10，包括以一定间隔并排排列设置的多个翅片11、贯穿设置在多个翅片11内且呈蛇形走向的制冷剂管12以及进口集管和出口集管(图中未示出)，制冷剂管12上具有至少一进口端12a和至少一出口端12b，进口集管与制冷剂管12上的每一进口端12a连通，出口集管与制冷剂管12上的每一出口端12b连通。但是，现有的制冷剂管12的进口端12a或者出口端12b之间的距离相差较大，当相同压力和温度的冷媒从每一进口端12a进入到制冷剂管12内，经过制冷剂管12后从相对应的每一出口端12b流出制冷剂管12，在此过程中，温差较大的冷媒之间通过制冷剂管12的表面形成间接的接触，使得热交换器10内的热量损失增加，降低了热交换器10的换热能力，这无疑也会使得安装有热交换器的热泵型空调系统的全年能源消耗率(APE)的数值降低。

为此，申请人进行了有益的探索和尝试，找到了解决上述问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一在于：针对现有的热交换器内部热量损失大的问题而提供一种降低其内部热量损失、提高换热能力的热交换器。

本发明所要解决的技术问题之二在于：提供一种安装有上述的热交换器的热泵型空调系统。

作为本发明的第一方面的一种热交换器，包括：

以一定间隔并排排列的多个翅片；

贯穿设置在所述多个翅片内的制冷剂管，所述制冷剂管具有至少一进口端和至少一出口端；以及

一进口集管和一出口集管，所述进口集管分别与所述制冷剂管的每一进口端连通，所述出口集管分别与所述制冷剂管的每一出口端连通；

所述制冷剂管包括沿翅片长度方向间隔布置的至少一分支管组，每一分支管组由沿翅片长度方向间隔的两条分支路径构成，每一条分支路径的一端形成有一所述进口端，而其另一端形成有一所述出口端，每一条分支路径由沿翅片宽度方向间隔并排设置的至少一由直管部及曲管部连续而形成呈蛇形状结构的分支路径单元构成，相邻的两条分支路径单元在其对应的端部连通构成所述分支路径；

当分支路径单元的排数为奇数时，所述两条分支路径的进口端相邻设置，而其出口端位于远离其进口端的一侧设置；

当分支路径单元的排数为偶数时，所述两条分支路径的进口端相邻设置，其出口端相邻设置。

在本发明的一个优选实施例中，相邻的两条分支路径单元的直管部之间错位设置。

作为本发明的第二方面的一种热泵型空调系统，包括：

一四通阀，所述四通阀具有第一、第二、第三、第四端口；

一压缩机，所述压缩机具有一压缩进口和一压缩出口，所述压缩机的压缩进口和压缩出口分别与所述四通阀的第一、第三端口连接；

一室外热交换器，所述室外热交换器的第一端口与所述四通阀的第二端口连接；

一室内热交换器，所述室内热交换器的第一端口与所述四通阀的第四端口连接；

一毛细管，所述毛细管的第一端口与所述室内热交换器的第二端口连接；以及

一电子膨胀阀，所述电子膨胀阀的第一端口与所述毛细管的第二端口连接，其第二端口与所述室外热交换器连接；其特征在于，

所述室外热交换器和室内热交换器为上述的热交换器。

在本发明的一个优选实施例中，在所述电子膨胀阀与室外热交换器之间设置有一过滤器。

由于采用了如上的技术方案，本发明的有益效果在于：制冷剂管由若干分支管组构成，每一分支管组由两条分支路径构成，每一分支路径由若干排分支路径单元构成，并且两条分支路径的进口端相邻设置，其出口端相邻设置或远离其进口端的一侧设置，这样就有效地降低了热交换器的热量损失，提高了热交换器的换热能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有的热交换器的结构示意图。

图2是本发明的热泵型空调系统的结构示意图。

图3是本发明的室内热交换器或室外热交换器的一种实施例的结构示意图。

图4是本发明的室内热交换器或室外热交换器的另一种实施例的结构示意图。

图5是本发明的室内热交换器或室外热交换器的又一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图2，图中给出的是一种热泵型空调系统，包括四通阀100、压缩机200、室外热交换器300a、室内热交换器300b、毛细管400、电子膨胀阀500以及过滤器600。

四通阀100具有端口110、120、130、140。压缩机200具有一压缩进口210和压缩出口220，压缩机200的压缩进口210和压缩出口220分别与四通阀100的端口110、130连接。室外热交换器300a的端口310a与四通阀100的端口120连接，其端口320a通过过滤器600、电子膨胀阀500以及毛细管400与室内热交换器300b的端口320b连接。室内热交换器300b的端口310b与四通阀100的端口140连接。

热泵型空调系统的制热循环原理为冷媒经过压缩机200变成高压高温的制冷剂，从压缩机200出来的制冷剂先经过室内热交换器300b之后变成高压中温的制冷剂，再经过毛细管400和电子膨胀阀500变成低温低压的制冷剂，然后经过过滤器600过滤后再到室外热交换器300a中蒸发，然后回到压缩机200内进行压缩形成一个制热循环。

热泵型空调系统的制冷循环原理为冷媒经过压缩机200变成高压高温的制冷剂，从压缩机200出来的制冷剂先经过室外热交换器300a进行散热冷却，经由过滤器600过滤后再经过电子膨胀阀500和毛细管400变成低温低压的制冷剂，再进入室内热交换器300b中进行吸热蒸发，再回到压缩机200内进行压缩形成一个制冷循环。

本发明的室外热交换器300a和室内热交换器300b可以采用以下结构：

参见图3，图中给出的是本发明的热交换器的一种实施例，其包括多个翅片310、制冷剂管320以及进口集管330和出口集管340。

多个翅片310根据设计要求按照一定的间隔并排排列设置。

制冷剂管320贯穿设置在多个翅片310内。制冷剂管320包括一分支管组321，分支管组321由沿翅片长度方向间隔的两条分支路径3211、3212构成，分支路径3211、3212的一端形成有一进口端3211a、3212a，而其另一端形成有一出口端3211b、3212b，分支路径3211、3212由一由直管部及曲管部连续而形成呈蛇形状结构的分支路径单元构成。分支路径3211、3212的进口端3211a、3212a相邻设置，而其出口端3211b、3212b位于远离其进口端3211a、3212a的一侧设置。

进口集管330与制冷剂管320的分支路径3211、3212的进口端3211a、3212a连接。出口集管340与制冷剂管320的分支路径3211、3212的出口端3211b、3212b连接。

当冷媒经从进口集管330经由制冷剂管320的分支路径3211、3212的进口端3211a、3212a进入到制冷剂管320内，再从制冷剂管320的分支路径3211、3212的出口端3211b、3212b流出，由于分支路径3211、3212的进口端3211a、3212a相邻设置，而其出口端3211b、3212b位于远离其进口端3211a、3212a的一侧设置，分支路径单元中相邻的直管部内的冷媒之间的温差较小，有效地降低了热交换器内的热量损失，增加了热交换器的换热能力。

参见图4，图中给出的是本发明的热交换器的另一种实施例，其包括多个翅片310a、制冷剂管320a以及进口集管330a和出口集管340a。

多个翅片310a根据设计要求按照一定的间隔并排排列设置。

制冷剂管320a贯穿设置在多个翅片310a内。制冷剂管320a包括一分支管组321a，分支管组321a由沿翅片长度方向间隔的两条分支路径3211a、3212a构成，分支路径3211a、3212a的一端形成有一进口端3211aa、3212aa，而其另一端形成有一出口端3211ab、3212ab，分支路径3211a、3212a由沿翅片宽度方向间隔并排设置的两个由直管部及曲管部连续而形成呈蛇形状结构的分支路径单元3211a’、3211a”、3212a’、3212a”构成，分支路径单元3211a’、3211a”、3212a’、3212a”在其对应的端部连通构成分支路径3211a、3212a。分支路径3211a、3212a的进口端3211aa、3212aa相邻设置，其出口端3211ab、3212ab相邻设置。分支路径单元3211a’、3212a’的直管部之间错位设置。

进口集管330a分别与制冷剂管320a的分支路径3211a、3212a的进口端3211aa、3212aa连通。出口集管340a分别与制冷剂管320a的分支路径3211a、3212a的出口端3211ab、3212ab连通。

当冷媒经从进口集管330a经由制冷剂管320a的分支路径3211a、3212a的进口端3211aa、3212aa进入到制冷剂管320a内，再从制冷剂管320的分支路径3211、3212的出口端3211b、3212b流出，由于分支路径3211a、3212a的进口端3211aa、3212aa相邻设置，其出口端3211ab、3212ab相邻设置，分支路径单元3211a’、3211a”、3212a’、3212a”中相邻的直管部内的冷媒之间的温差较小，有效地降低了热交换器内的热量损失，增加了热交换器的换热能力。

参见图5，图中给出的是本发明的热交换器的又一种实施例，其包括多个翅片310b、制冷剂管320b以及进口集管330b和出口集管340b。

多个翅片310b根据设计要求按照一定的间隔并排排列设置。

制冷剂管320b贯穿设置在多个翅片310b内。制冷剂管320b包括沿翅片310b长度方向间隔布置的两个分支管组321b，每一分支管组321b由沿翅片长度方向间隔的两条分支路径3211b、3212b构成，分支路径3211b、3212b的一端形成有一进口端3211ba、3212ba，而其另一端形成有一出口端3211bb、3212bb，分支路径3211b、3212b由沿翅片宽度方向间隔并排设置的两个由直管部及曲管部连续而形成呈蛇形状结构的分支路径单元3211b’、3211b”、3212b’、3212b”构成，分支路径单元3211b’、3211b”、3212b’、3212b”在其对应的端部连通构成分支路径3211b、3212b。分支路径3211b、3212b的进口端3211ba、3212ba相邻设置，其出口端3211bb、3212bb相邻设置。分支路径单元3211b’、3212b’的直管部之间错位设置。

进口集管330b分别与制冷剂管320b的分支路径3211b、3212b的进口端3211ba、3212ba连通。出口集管340b分别与制冷剂管320b的分支路径3211b、3212b的出口端3211bb、3212bb连通。

当冷媒经从进口集管330b经由制冷剂管320b的分支路径3211b、3212b的进口端3211ba、3212ba进入到制冷剂管320b内，再从制冷剂管320的分支路径3211、3212的出口端3211b、3212b流出，由于分支路径3211b、3212b的进口端3211ba、3212ba相邻设置，其出口端3211bb、3212bb相邻设置，分支路径单元3211b’、3211b”、3212b’、3212b”中相邻的直管部内的冷媒之间的温差较小，有效地降低了热交换器内的热量损失，增加了热交换器的换热能力。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种热泵型空调系统，其特征在于，包括：

一四通阀，所述四通阀具有第一、第二、第三、第四端口；

一电子膨胀阀，所述电子膨胀阀的第一端口与所述毛细管的第二端口连接，其第二端口与所述室外热交换器连接；

所述室外热交换器和室内热交换器包括：

以一定间隔并排排列的多个翅片；

所述制冷剂管包括沿翅片长度方向间隔布置的至少一分支管组，每一分支管组由沿翅片长度方向间隔的两条分支路径构成，每一条分支路径的一端形成有一所述进口端，而其另一端形成有一所述出口端，每一条分支路径由沿翅片宽度方向间隔并排设置的至少一由直管部及曲管部连续而形成呈蛇形状结构的分支路径单元构成，相邻的两条分支路径单元在其对应的端部连通构成所述分支路径；当分支路径单元的排数为奇数时，所述两条分支路径的进口端相邻设置，而其出口端位于远离其进口端的一侧设置。

2.如权利要求1所述的热泵型空调系统，其特征在于，相邻的两条分支路径单元的直管部之间错位设置。

3.如权利要求1所述的热泵型空调系统，其特征在于，在所述电子膨胀阀与室外热交换器之间设置有一过滤器。