CN105674632A - 换热器组件及具有其的空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种换热器组件及具有其的空调系统。一种换热器组件，包括：第一换热部，具有进口和出口；第二换热部，具有进口和出口，气液分离部，具有进口、气体出口和液体出口，第一换热部的出口与气液分离部的进口连通，气液分离部的气体出口与第二换热部的进口连通。以解决现有技术中的换热器的冷媒流路的后段因液膜的存在而不利于换热的问题。

Description

换热器组件及具有其的空调系统
技术领域
本发明涉及空调设备领域，具体而言，涉及一种换热器组件及具有其的空调系统。
背景技术
如图1所示，现有技术中，制冷空调系统主要有压缩机1’、节流机构4’和蒸发器3’和冷凝器2’组成，要提高系统的性能，最直接的方法是提高蒸发器3’和冷凝器2’的换热效率。风冷翅片管式冷凝器作为制冷空调机组的关键换热部件，冷凝器2’的换热效率直接影响整个机组的运行，所以设计高效的冷凝器有利于提高整个系统的综合性能。
目前制冷空调系统中常用的翅片管式冷凝器一般有多个分路8’组成，从压缩机过来的高温制冷剂气体通过分气总管分为多个分路，每个分路大概由2至5个U型管组成，每个分路的换热是孤立的，换热完成后再进入总管流向节流元件。在冷凝器的管内，制冷剂发生膜状凝结时，壁面总是被一层液膜覆盖，凝结放出的潜热必须穿过液膜才能传到冷却壁面上，液膜层成为换热的主要热阻，所以强化冷凝器2’换热可通过减薄粘滞在换热表面上的液膜厚度或者将已凝结的液体尽快地从换热表面上排泄掉来实现。
如图2，在每个分路8’中，随着换热的逐步进行，冷凝管的内壁四周液膜越来越厚，热阻也越来越大，换热效率越来越小，相当于每个分路8’的后面部分换热面积并未得到充分的利用。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种换热器组件及具有其的空调系统，以解决现有技术中的换热器的冷媒流路的后段因液膜的存在而不利于换热的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种换热器组件，包括：第一换热部，具有进口和出口；第二换热部，具有进口和出口，气液分离部，具有进口、气体出口和液体出口，第一换热部的出口与气液分离部的进口连通，气液分离部的气体出口与第二换热部的进口连通。
进一步地，还包括汇集部，汇集部具有进口和出口，第一换热部为多个，多个第一换热部的出口与汇集部的进口连通，汇集部的出口与气液分离部的进口连通。
进一步地，第二换热部为多个，多个第二换热部的进口与气液分离部的出口连通。
进一步地，汇集部为多个。
进一步地，气液分离部为多个，且气液分离部与汇集部一一对应地设置。
进一步地，第一换热部包括U型管；和/或，第二换热部包括U型管。
进一步地，第一换热部为多个，第二换热部为多个，多个第一换热部和多个第二换热部并排布置。
进一步地，第一换热部和第二换热部交替布置。
根据本发明的另一方面，提供了一种一种空调系统，空调系统包括依次连通的压缩机、冷凝器和蒸发器，冷凝器为上述的换热器组件。
进一步地，气液分离部的液体出口与蒸发器连通，第二换热部的出口与蒸发器连通。
应用本发明的技术方案，制冷剂经压缩机压缩后进入换热组件的第一换热部，在第一换热部中与外界的空气进行换热，在此期间，制冷剂的温度降低，部分的制冷剂出现液化现象，因此将在第一换热部换热的制冷剂引入气液分离部中进行气液分离，并将分离出的气态制冷剂输送至第二换热部进行换热，利用该手段可以解决现有技术中存在的因制冷剂的流路过长，而在流路的后段产生液膜的现象，有利于解决液膜影响换热效率的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了现有技术的空调系统的结构示意图；
图2示出了现有技术的冷凝器中的制冷剂的状态分布图；
图3示出了本发明第一实施例的的空调系统的结构示意图；
图4示出了本发明第二实施例的的空调系统的结构示意图。
以上附图中的附图标记：
1、第一换热部；2、第二换热部；3、气液分离部；4、汇集部；5、压缩机；6、冷凝器；7、蒸发器；8、节流部件。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例一：
图3示出了包括本申请的换热器组件的空调系统的结构示意图。参考图3所示，空调器系统包括依次连接的压缩机5、冷凝器6、节流部件8和蒸发器7，其中冷凝器6为本申请的换热器组件。
本实施例中，换热器组件包括第一换热部1、第二换热部2和气液分离部3，第一换热部1具有进口和出口；第二换热部2具有进口和出口，气液分离部3具有进口、气体出口和液体出口，第一换热部1的出口与气液分离部3的进口连通，气液分离部3的气体出口与第二换热部2的进口连通。
目前，冷凝器的铜管布局方式有多种，一种是一个铜管绕成U型串联，从压缩机出来的制冷剂会在冷凝器中沿着U型管走很长的一段距离；另一种是一根铜管与多跟U型管并联，从压缩机出来的制冷剂，先经过一根铜管，在分成多路分别进入多个的U型管(U型管与U型管之间可以是串联、也可以是并联，如图3所示)，这两种情况下都会出现制冷剂经压缩机5压缩后进入换热组件的第一换热部1，在第一换热部1中与外界的空气进行换热，在此期间，制冷剂的温度降低，部分的制冷剂出现液化现象，因此将在第一换热部1换热的制冷剂引入气液分离部3中进行气液分离，并将分离出的气态制冷剂输送至第二换热部2进行换热，利用该手段可以解决现有技术中存在的因制冷剂的流路过长，而在流路的后段产生液膜的现象，有利于解决液膜影响换热效率的问题。
如图3所示，本实施例的换热器组件还包括汇集部4，汇集部4具有进口和出口，第一换热部1为多个，多个第一换热部1的出口与汇集部4的进口连通，汇集部4的出口与气液分离部3的进口连通。
由于第二换热部2的气态制冷剂是从气液分离部3重新分配后引入的，不受多个第一换热部1的分液和换热不均的影响，所以整个换热器的换热更加均匀，换热性能也更优
本实施例中，第二换热部2为多个，多个第二换热部2的进口与气液分离部3的出口连通。
在本实施例中，第一换热部1包括U型管。可选地，第一换热部1为一个U型管，减小制冷剂流路长度，降低在第一换热部1的后段产生液膜的几率。
可选地，第二换热部2包括U型管。
可选地，第二换热部2为一个U型管，减小制冷剂流路长度，降低在第二换热部2的后段产生液膜的几率。
第一换热部1为多个，第二换热部2为多个，多个第一换热部1和多个第二换热部2并排布置。
可选地，第一换热部1和第二换热部2交替布置。
根据本申请的另一方面本实施例还公开了一种空调系统，空调系统包括依次连通的压缩机5、冷凝器6和蒸发器7，冷凝器6为上述的换热器组件。
气液分离部3的液体出口与蒸发器7连通，第二换热部2的出口与蒸发器7连通。
如图3，本实施例的空调系统主要由压缩机5、蒸发器7、节流部件8、冷凝器6和各种管路组成。
冷凝器6部分主要由换热部分、中间集液管、中间分离器和各种管路组成。其中换热部分包括并排设置的多个U型管和连接在U型管上的翅片，中间集液管为上述的汇集部4，中间分离器为上述的气液分离部3。
冷凝器6的换热部分分为四个分路，当然也可以有更多的分路，每个分路包括上述的第一换热部1和第二换热部2。
每个分路由两个U型管组成。其中第一U型管为上述的第一换热部1，第二U型管为上述的第二换热部2。
从压缩机5过来的高温制冷剂气体分为四个分路分别进入各路的第一U型管中，气体经过膜状凝结后变为气液混合物，在管内壁四周布满液膜，随着换热的逐步进行，液膜越来越厚，热阻也越来越大。
所以制冷剂在流出第一U型管后，四支分路经中间集液管一起进入到中间分离器，在中间分离器中将气体和液体进行分离，分离后的气体进入到各分路的第二U型管中，在第二U型管中气体经过膜状冷凝后与经中间分离器分离出的液体制冷剂一起流向节流部件8，再进入蒸发器7中进行换热，换热的制冷剂气体经压缩机5压缩为高温气体后再次进入冷凝器部件，完成整个循环。
由于进入到第二U型管的制冷剂全部为气体，所以在第二U型管内壁的冷凝液膜厚度较原有制冷空调系统的冷凝器管中液膜厚度薄很多，原有的空调系统第一U型管出来的气液混合制冷剂的液体直接进入第二U型管中。液膜热阻也较小，换热性能较好，整个系统的性能也得到提升。另外，由于各分路第二U型管的气体是从中间分离器重新分配后进入的，不受第一U型管分液和换热不均的影响，所以整个换热器的换热更加均匀，换热性能也更优。
实施例二：
图4示出了包括本申请的换热器组件的空调系统的结构示意图。参考图4所示，空调器系统包括依次连接的压缩机5、冷凝器6、节流部件8和蒸发器7，其中冷凝器6为本申请的换热器组件。
本实施例与实施例一的不同在于，换热器组件包括多个汇集部4为多个。气液分离部3为多个，且气液分离部3与汇集部4一一对应地设置。
每个汇集部4的进口与多个第一换热部1的部分的第一换热部1的的出口连通，该汇集部4的出口与相应的气液分离部3的进口连通。气液分离部3的出口与多个第二换热部2中的部分的第二换热部2的进口相连通。以将分离出的气态制冷剂输送至第二换热部。
如图4所示，冷凝器每个分路由3个U型管组成，则在第一U型管和第二U型管之间布置一个中间分离器，在第二U型管与第三U型管之间还设置另一个中间分离器，第一U型管流出的制冷剂经中间分离器分出的气体进入到各分路的第二U管，第二U型管流出的制冷剂经中间分离器分出的气体进入到各分路的第三U型管中，从而减薄第二U型管和第三U型管中的内壁液膜厚度，达到提高冷凝器换热性能的目的。
本发明所涉及的制冷空调系统中的翅片管式冷凝器可以是多排，不限制于图示所表示的一排换热器。分路可以是多个分路，不限制于图示所示的四个分路。
本发明每个分路可以有多个U型管组成，不限制于实施方式中所提到的2个U型管和3个U型管。
如果每个分路有N个(N>＝2U)型管组成，设置的中间分离器的个数可以是N-1个，也可以是N-2个(此时N要求大于等于3)，N-3个(此时N要求大于等于4)，以此类推，所以不需要在每个U型管之间都设置中间分离器，设置位置和数量均可自由搭配，只要设置在两个U型管之间即可。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种换热器组件，其特征在于，包括：
第一换热部(1)，具有进口和出口；
第二换热部(2)，具有进口和出口，
气液分离部(3)，具有进口、气体出口和液体出口，
所述第一换热部(1)的出口与所述气液分离部(3)的进口连通，所述气液分离部(3)的气体出口与所述第二换热部(2)的进口连通。
2.根据权利要求1所述的换热器组件，其特征在于，还包括汇集部(4)，所述汇集部(4)具有进口和出口，所述第一换热部(1)为多个，多个所述第一换热部(1)的出口与所述汇集部(4)的进口连通，所述汇集部(4)的出口与所述气液分离部(3)的进口连通。
3.根据权利要求1所述的换热器组件，其特征在于，所述第二换热部(2)为多个，多个所述第二换热部(2)的进口与所述气液分离部(3)的出口连通。
4.根据权利要求2所述的换热器组件，其特征在于，所述汇集部(4)为多个。
5.根据权利要求4所述的换热器组件，其特征在于，所述气液分离部(3)为多个，且所述气液分离部(3)与所述汇集部(4)一一对应地设置。
6.根据权利要求1所述的换热器组件，其特征在于，
所述第一换热部(1)包括U型管；和/或，
所述第二换热部(2)包括U型管。
7.根据权利要求1所述的换热器组件，其特征在于，
所述第一换热部(1)为多个，所述第二换热部(2)为多个，多个所述第一换热部(1)和多个所述第二换热部(2)并排布置。
8.根据权利要求7所述的换热器组件，其特征在于，所述第一换热部(1)和所述第二换热部(2)交替布置。
9.一种空调系统，其特征在于，所述空调系统包括依次连通的压缩机(5)、冷凝器(6)和蒸发器(7)，所述冷凝器(6)为权利要求1至8中任一项所述的换热器组件。
10.根据权利要求9所述的空调系统，其特征在于，所述气液分离部(3)的液体出口与所述蒸发器(7)连通，所述第二换热部(2)的出口与所述蒸发器(7)连通。
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