CN105737453A - 冷却装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冷却装置及其使用方法，其中考虑到制冷剂的压力下降对制冷剂温度的影响，对双层多流程冷却装置的结构进行了有效的改进，摒弃了现有技术中将双层多流程冷却装置的直接连通制冷剂入口的第一层的所有流程都设置在背风层的设计，确保各个流程的设置顺序更加符合逆流设计原理，与现有的双层多流程冷却装置相比可以产生更好的冷却效果。

Description

冷却装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种冷却装置及其使用方法，属于空调冷却装置领域。

背景技术

双层多流程冷却装置包括两个由集流管、扁管和翅片组成的层，流体状态的制冷剂在集流管和扁管中流动。根据制冷剂在扁管中流动的方向，还可以将每个层划分为两个或更多的流程，同一流程中的扁管中的制冷剂的流动方向是相同的。理论上，当冷却装置作为蒸发器使用时，由于制冷剂在流动过程中持续地从外界吸收热量，其温度应该是持续增加的。也就是说，在冷却装置的所有流程中，制冷剂最先流入的流程中的制冷剂的温度应该最低，以后每个流程中的制冷剂的温度都低于后一个流程中的制冷剂的温度，制冷剂最后流过的流程中的制冷剂的温度最高。因此，根据逆流设计原理，在现有的双层多流程冷却装置中，一般是将在制冷剂的整体流动路线中处于前一部分的多个流程都设置在同一层(以下称为第一层)中，而将在制冷剂的整体流动路线上处于后一部分的多个流程都设置在另一层(以下称为第二层)中。对冷却装置进行安装时，通常是以上述的第二层正对着需要冷却的气流吹来的方向，即作为迎风层；上述的第一层背向需要冷却的气流吹来的方向，即作为背风层；采用这种设置方式的预期是：在气流的流动方向上，后一层(即上述第一层)的所有流程中的制冷剂的温度都低于前一层(即上述第二层)的所有流程中的制冷剂的温度，这样做符合逆流设计原理，可以获得最佳的冷却效果。

然而，在将冷却装置用作蒸发器的实际使用过程中，制冷剂在冷却装置内部流动时，其压力会持续降低，而降压则会在一定程度上导致制冷剂的温度降低。在上述的双层多流程冷却装置的部分流程中，这个降压过程所造成的降温效果有可能会抵消、甚至超过制冷剂从外界吸收热量所造成的升温效果。这样，对于上述的双层多流程冷却装置来说，虽然第一层中的制冷剂从外界吸收的热量较少，但是由于第一层直接连通制冷剂入口，其中的制冷剂还没有经过充分的降压，因降压而造成的降温效果并不明显，而第二层的制冷剂则经过了更加充分的降压，由降压产生的降温效果更加明显。因此，在第二层的部分流程中，由降压产生的降温效果可能会超过制冷剂从外部吸收热量所造成的升温效果，导致第二层的部分流程中的制冷剂的温度有可能反而低于第一层的部分流程中的制冷剂的温度。因此，将第一层的所有流程都设置在背风层，而将第二层的所有流程都设置在迎风层实际上可能并不符合逆流设计原理，难以达到最佳的冷却效果。

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更加符合逆流设计原理，冷却效果更好的双层多流程冷却装置及其相应的使用方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种冷却装置，用于制冷系统中作为蒸发器，所述冷却装置包括制冷剂入口、制冷剂出口以及供制冷剂流通的第一层与第二层，所述制冷剂入口与制冷系统的节流部件连接，所述制冷剂出口与制冷系统的储液器或压缩机连接；所述第一层和所述第二层均包括集流管和多个与所述集流管连通的扁管，同一层中相邻的扁管之间设置有翅片；所述第一层包括至少两个供制冷剂流通的流程，所述流程包括所述集流管的部分管段；所述至少两个流程中，一个流程所包括的集流管的部分管段上设有所述制冷剂入口，另一个流程所包括的集流管的部分管段上设有所述制冷剂出口；设有所述制冷剂入口的所述流程所包括的集流管的部分管段与设有所述制冷剂出口的所述流程所包括的集流管的部分管段不直接相互连通；设有所述制冷剂入口的所述流程以及设有所述制冷剂出口的所述流程分别和所述第二层直接或间接地连通，从而通过所述第二层将设有所述制冷剂入口的所述流程与设有所述制冷剂出口的所述流程相互连通。

所述第一层和所述第二层都包括两个集流管；所述第一层的两个集流管都被分隔成两个不直接相互连通的管段，且所述第一层的两个集流管中的同一个集流管的一个管段上设有所述制冷剂入口，另一个管段上设有所述制冷剂出口；所述第一层的两个集流管中的另一个集流管既未设置所述制冷剂入口，也未设置所述制冷剂出口；所述设置有所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的设有所述制冷剂入口的管段通过所述扁管与所述未设置所述制冷剂入口和制冷剂出口的集流管的一个管段相互连通；所述设置有所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的设有所述制冷剂出口的管段通过所述扁管与所述未设置所述制冷剂入口和制冷剂出口的集流管的另一个管段相互连通；所述第二层的一个集流管被分隔成两个不直接相互连通的管段，且所述第二层的所述被分隔的集流管的一个管段与所述第一层的未设置所述制冷剂入口和制冷剂出口的集流管的设有所述制冷剂入口的管段连通，所述第二层的所述被分隔的集流管的另一个管段与所述第一层的未设置所述制冷剂入口和制冷剂出口的集流管的设有所述制冷剂出口的管段连通。

所述第一层和所述第二层都包括两个集流管；所述第一层的两个集流管中的一个集流管被分隔成三个不直接相互连通的管段，所述三个管段中的一个管段上设有所述制冷剂入口，另一个管段上设有所述制冷剂出口，还有一个管段与所述第二层的一个集流管连通；所述第一层的两个集流管中的另一个集流管既未设置所述制冷剂入口，也未设置所述制冷剂出口，且所述未设置所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管被分隔成两个不直接相互连通的管段，所述未设置所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的两个管段中的一个与所述第二层的另一个集流管连通，同时通过所述扁管与所述设置有所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的设置有所述制冷剂入口的管段相互连通；所述未设置所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的两个管段中的另一个通过所述扁管与所述设置有所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的设有所述制冷剂出口的管段及与所述第二层的一个集流管连通的管段分别连通。

所述冷却装置还包括连接体，所述连接体的形状大致呈三棱柱形，其三个侧面中的两个凹陷下去形成弧形的凹面，所述凹面的形状与所述集流管的部分表面形状相对应，且所述连接体开设有贯通所述两个凹面的流通孔；所述第一层的集流管的部分管段和所述第二层的集流管的部分管段上都开设有与所述流通孔对应的连通孔；所述连接体固定地设置在所述第一层的集流管的开设有所述连通孔的管段与所述第二层的集流管的开设有所述连通孔的管段之间，使所述第一层的集流管的开设有所述连通孔的管段与所述第二层的集流管的开设有所述连通孔的管段在相互隔开一定距离的同时通过所述连通孔与流通孔相互连通。

所述扁管包括两个平直段和连接在所述两个平直段之间的折弯段，所述两个平直段的长度方向相互平行或大致相互平行，所述两个平直段中的一个与所述第一层的集流管连通，所述两个平直段中的另一个与所述第二层的集流管连通，在与同一层的所述集流管连通的所述平直段中，相邻的平直段之间设有所述翅片；所述第一层的所述集流管被分隔成两个不直接相互连通的管段，其中一个管段上设有所述制冷剂入口，另一个管段上设有所述制冷剂出口。

所述冷却装置还包括隔板，所述集流管开设有与所述隔板对应的隔板插孔，所述隔板插入所述隔板插孔中而将所述集流管分隔成不直接相互连通的管段。

本发明还提供一种冷却装置的使用方法，其中所述冷却装置包括制冷剂入口、制冷剂出口以及供制冷剂流通的第一层与第二层，所述制冷剂入口与制冷系统的节流部件连接，所述制冷剂出口与制冷系统的储液器或压缩机连接；所述第一层和所述第二层均包括集流管和多个与所述集流管连通的扁管，同一层中相邻的扁管之间设置有翅片；所述第一层包括至少两个供制冷剂流通的流程，所述流程包括所述集流管的部分管段；所述至少两个流程中，一个流程所包括的集流管的部分管段上设有所述制冷剂入口，另一个流程所包括的集流管的部分管段上设有所述制冷剂出口；设有所述制冷剂入口的所述流程与设有所述制冷剂出口的所述流程不直接相互连通；设有所述制冷剂入口的所述流程以及设有所述制冷剂出口的所述流程分别和所述第二层直接或间接地连通，从而通过所述第二层将设有所述制冷剂入口的所述流程与设有所述制冷剂出口的所述流程相互连通；所述方法包括以下步骤：

将所述冷却装置用于制冷系统中作为蒸发器，将所述制冷剂入口与制冷系统的节流部件连接，所述制冷剂出口与制冷系统的储液器或压缩机连接，所述第一层朝向制冷系统的进风方向，所述第二层朝向制冷系统的出风方向；

将处于流体状态的制冷剂从所述制冷剂入口输入，使所述制冷剂依次流过所述第一层的设有所述制冷剂入口的所述流程、所述第二层、以及所述第二层的设有所述制冷剂出口的所述流程，最后从所述制冷剂出口流出；

使需要由制冷系统冷却的气流从所述冷却装置的所述第一层吹入，从所述第二层吹出，并在流过所述扁管和翅片时通过所述扁管及翅片与所述制冷剂交换热量。

所述第一层和所述第二层都包括两个集流管；所述第一层的两个集流管都被分隔成两个不直接相互连通的管段，且所述第一层的两个集流管中的同一个集流管的一个管段上设有所述制冷剂入口，另一个管段上设有所述制冷剂出口；所述第一层的两个集流管中的另一个集流管既未设置所述制冷剂入口，也未设置所述制冷剂出口；所述设置有所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的设有所述制冷剂入口的管段通过所述扁管与所述未设置所述制冷剂入口和制冷剂出口的集流管的一个管段相互连通；所述设置有所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的设有所述制冷剂出口的管段通过所述扁管与所述未设置所述制冷剂入口和制冷剂出口的集流管的另一个管段相互连通；所述第二层的一个集流管被分隔成两个不直接相互连通的管段，且所述第二层的所述被分隔的集流管的一个管段与所述第一层的未设置所述制冷剂入口和制冷剂出口的集流管的设有所述制冷剂入口的管段连通，所述第二层的所述被分隔的集流管的另一个管段与所述第一层的未设置所述制冷剂入口和制冷剂出口的集流管的设有所述制冷剂出口的管段连通。

所述第一层和所述第二层都包括两个集流管；所述第一层的两个集流管中的一个集流管被分隔成三个不直接相互连通的管段，所述三个管段中的一个管段上设有所述制冷剂入口，另一个管段上设有所述制冷剂出口，还有一个管段与所述第二层的一个集流管连通；所述第一层的两个集流管中的另一个集流管既未设置所述制冷剂入口，也未设置所述制冷剂出口，且所述未设置所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管被分隔成两个不直接相互连通的管段，所述未设置所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的两个管段中的一个与所述第二层的另一个集流管连通，同时通过所述扁管与所述设置有所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的设置有所述制冷剂入口的管段相互连通；所述未设置所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的两个管段中的另一个通过所述扁管与所述设置有所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的设有所述制冷剂出口的管段及与所述第二层的一个集流管连通的管段分别连通。

所述扁管包括两个平直段和连接在所述两个平直段之间的折弯段，所述两个平直段的长度方向相互平行或大致相互平行，所述两个平直段中的一个与所述第一层的集流管连通，所述两个平直段中的另一个与所述第二层的集流管连通，在与同一层的所述集流管连通的所述平直段中，相邻的平直段之间设有所述翅片；所述第一层的所述集流管被分隔成两个不直接相互连通的管段，其中一个管段上设有所述制冷剂入口，另一个管段上设有所述制冷剂出口。

本发明揭示的双层多流程冷却装置中，考虑到制冷剂的压力下降对制冷剂温度的影响，对双层多流程冷却装置的结构进行了有效的改进，摒弃了现有技术中将双层多流程冷却装置的直接连通制冷剂入口的第一层的所有流程都设置在背风层的设计，确保各个流程的设置顺序更加符合逆流设计原理，与现有的双层多流程冷却装置相比可以产生更好的冷却效果。

附图说明

图1是本发明的第一个较佳实施方式提供的冷却装置的结构示意图。

图2是图1所示的冷却装置的一个集流管与连接体的结构示意图。

图3是图1所示的冷却装置的工作方式的示意图。

图4是本发明的第二个较佳实施方式提供的冷却装置的结构示意图。

图5是本发明的第三个较佳实施方式提供的冷却装置的结构示意图。

图6是图5所示的冷却装置的工作方式的示意图。

具体实施方式

请参阅图1至图3，本发明的第一个较佳实施方式提供一种冷却装置100，该冷却装置100可以应用在制冷系统(例如空调)中作为蒸发器。本实施方式中该冷却装置100为双层多流程冷却装置，包括四个形状为圆柱形且相互平行的集流管3、4、5、6，其中集流管4、5彼此靠近设置，集流管3、6彼此靠近设置。在集流管3和4之间连接有一组扁管9、集流管5和6之间连接有另一组扁管9，这样，集流管3和4及连接在二者之间的扁管9组成该冷却装置100的第一层，集流管5和6及连接在二者之间的扁管9组成该冷却装置100的第二层。扁管9中设有与对应的集流管连通的，供制冷剂流通的微通道，在该冷却装置100的每一层中的相邻的扁管9之间设置有百叶窗形的翅片10(此处为了使图示较为简明，仅示出了部分翅片10)，用于提高换热效率。

该多层冷却装置100还包括制冷剂入口1、制冷剂出口2、第一隔板7、连接体8和第二隔板11。其中第一隔板7设置在集流管4和集流管5的中部，将集流管4分隔成两个不直接相互连通的管段41和42，将集流管5也分隔成两个不直接相互连通的管段51和52。在本发明中，“不直接相互连通”的具体含义指的是集流管的两个相邻的管段在集流管自身的结构中被完全隔离开来，不能通过集流管的任何一部分内部空间来实现相互连通；若要使流体在这两个相邻管段之间流通，只能通过设置在集流管之外，与这两个管段分别连通的外部流通结构来实现，而不能通过集流管自身的任何结构来实现。第二隔板11设置在集流管3的中部，将集流管3分隔成两个不直接相互连通的管段31和32。制冷剂入口1设置在管段31上，制冷剂出口2设置在管段32上。连接体8设置在集流管4和5之间，将管段41与管段51相互连通，管段42与管段52相互连通。

图2中示出了集流管与连接体8的较为具体的结构示意图。由于集流管3、4、5、6的主体结构都是相似的，因此图2中仅以集流管5为例示出集流管的具体结构。该集流管5中部开设有隔板插孔53，一侧等间距地开设有多个连通孔54，另外一侧等间距地开设有多个冲孔55。隔板插孔53的形状和尺寸与第一隔板7的一部分的形状和尺寸相互对应，第一隔板7的该部分插在隔板插孔53中，从而将集流管5分隔成上述的管段51和52。冲孔55的形状与扁管11的端部形状相互对应。集流管4的结构与集流管5相似，其中部开设有与第一隔板7的另一部分对应的隔板插孔，一侧等间距地开设有连通孔，另一侧等间距地开设有多个与扁管11的端部形状对应的冲孔。第一隔板7的另一部分插在集流管4的隔板插孔中，将其分隔成上述的管段41和42。集流管3的大部分结构特征与集流管5相似，其中部开设有隔板插孔，但集流管3的隔板插孔在形状和尺寸上是与第二隔板11而非第一隔板7对应的，第二隔板11插在集流管3的隔板插孔中，将集流管3分隔成上述的管段31和32。集流管3的一侧等间距地开设有多个与扁管9的端部形状对应的冲孔，但是集流管3没有开设连通孔。集流管6的大部分结构特征与集流管5相似，但集流管6仅在其一侧等间距地开设有多个与扁管9的端部形状对应的冲孔，没有开设隔板插孔和连通孔。一组扁管9的两端分别插入集流管3和集流管4的冲孔，从而分别与集流管3和集流管4连通；其中集流管3和4的各个管段的具体连接结构是管段31通过扁管9与管段41连通，管段32通过扁管9与管段42连通。另一组扁管11的两端分别插入集流管5和集流管6的冲孔，从而分别与集流管5和集流管6连通。显然，每层的两个集流管之间都可以照此方式插接多个扁管11。由于同一集流管上的多个冲孔101间距相等，因此每一层中的多个扁管11的间距也相等，这样就可以在每一层的任意两个相邻的扁管11之间都安装同一规格的翅片10。

连接体8可以用铝制成，形状大致呈三棱柱形，其三个侧面中的两个凹陷下去形成弧形的凹面。这两个凹面与集流管4、5的开设有连通孔的部分侧面形状相互对应，并且该连接体8的中部也等间距地开设有多个与集流管4、5的连通孔102相互对应的流通孔81，该等流通孔81贯通连接体7的两个凹面。在本实施方式中，由于集流管4、5中部要插入第一隔板7，因此为了避免妨碍第一隔板7的装配，将连接体8的数量设置为两个，其中一个连接体8的长度与管段41及51的长度对应，另一个连接体8的长度与管段42及52的长度对应。组装时，将第一隔板7插入集流管4和集流管5的隔板插孔，将两个连接体8分别置于第一隔板7两侧。集流管4的管段41和集流管5的管段51分别以其侧面的一部分贴合在一个连接体8两侧的凹面上，管段41和51上的连通孔都与该连接体8上的流通孔8对准，使得管段41和51可以通过各自的连通孔和该连接体8的流通孔81相互连通。确定管段41和51的连通孔都与该连接体8的流通孔81对准后，可以采用例如焊接等方式将管段41、51与该连接体8相互固定，这样就利用连接体8把管段41、51相对彼此予以固定，并且在将管段41、51相互隔开一定距离的同时将管段41、51相互连通。管段42和52也通过类似的方式，利用另一个连接体8相互连通并同时隔开一定距离。

依照上述的组装方式，该冷却装置100的第一层和第二层中一共可以形成四个用于让制冷剂流通的流程。具体的流程构造可以参阅图3，从制冷剂入口1开始，管段31、管段31和管段41之间的扁管9、以及管段41构成冷却装置100的第一流程，管段51、管段51和集流管6的一部分管体之间的扁管9、以及集流管6的该部分管体构成冷却装置100的第二流程，集流管6的另一部分管体、集流管6的该另一部分管体与管段52之间的扁管9、以及管段52构成冷却装置100的第三流程，管段42、管段42与管段32之间的扁管9、以及管段32构成冷却装置的第四流程。上述第一流程至第四流程的顺序对应着冷却装置100工作时制冷剂流过这四个流程的顺序。显然，上述第一流程和第四流程设于冷却装置100的第一层中，上述第二流程和第三流程设于冷却装置100的第二层中。

请再次参阅图3，在将该冷却装置100设置在制冷系统中作为蒸发器使用时，是将上述的第一层设置在制冷系统的进风方向，亦即将上述的第一流程和第四流程正对着需要冷却的气流吹来的方向，用作冷却装置100的迎风层；第二层设置在制冷系统的出风方向，亦即将上述的第二流程和第三流程背向需要冷却的气流吹来的方向，用作冷却装置100的背风层。处于流体状态(可能是液体、气体或二者的混合)的制冷剂经过节流部件调节流量后，从制冷剂入口1流入，沿着图中的箭头A1所示的方向，依次流过上述第一至第四流程，最后从制冷剂出口2流出，进入制冷系统的贮液器或压缩机以进行循环。当制冷剂每一次流过扁管9时，都可以通过扁管9和翅片10吸收外界的热量。

在制冷剂的上述流动过程中，制冷剂的压力会持续降低，而降压则会在一定程度上导致制冷剂的温度降低。在上述制冷剂流动路径中的某些部分(例如上述的第二流程和第三流程)，这个降压过程所造成的降温效果有可能会抵消，甚至超过制冷剂从外界吸收热量所造成的升温效果。这样，虽然第一流程中的制冷剂从外界吸收的热量最少，但是由于第一流程中的制冷剂距离压缩机的出口最近，还没有经过充分的降压，因为降压而造成的降温效果并不明显，因此第一流程往往并非是整个冷却装置内制冷剂温度最低的流程。在实际使用中，第二流程和第三流程中的制冷剂由于经过了充分的降压，降压所造成的降温效果最为明显，通常会超过制冷剂在流动过程中从外界吸收热量而造成的升温效果，因此温度一般低于第一流程中的制冷剂；而第四流程中的制冷剂虽然压力最低，但由于从外界吸收了最多的热量，因此温度一般还是高于第二流程和第三流程中的制冷剂。因此，本实施方式中将冷却装置100中制冷剂温度较高的第一流程和第四流程设置在迎风层(即上述第一层)，制冷剂温度较低的第二流程和第三流程设置在背风层(即上述第二层)，是符合逆流设计原理的，即确保了整个背风层中任一流程内的制冷剂的温度都低于整个迎风层中任一流程内的制冷剂的温度，与上面的背景技术部分所述的现有的双层多流程冷却装置相比，可以获得更好的冷却效果。

为了简化整体结构，在本发明的其他实施方式中，也可以使用其他结构设计代替上述的连接体8。例如，图4示出了本发明的第二个较佳实施方式的冷却装置200。该冷却装置200的大部分结构特征都与上述冷却装置100相似，其与冷却装置100的主要区别是该冷却装置200仅包括两个集流管3、6和一组扁管90。与冷却装置100的集流管3、6相似，在该冷却装置200中，集流管3和集流管6上都开设有供扁管90插入的冲孔，且集流管3被第二隔板11分隔成两个管段31和32，管段31上设有制冷剂入口1，管段32上设有制冷剂出口2。扁管90内部设有微通道，且包括两个平直段91和连接在这两个平直段91之间的折弯段92。两个平直段91的长度方向相互平行或者大致相互平行，其中一个平直段91的末端插入集流管3的冲孔中，另一个平直段91的末端插入集流管6的冲孔中，使集流管3和6可以通过扁管90相互连通。插入同一个集流管(3或6)且彼此相邻的平直段91之间设置有翅片10(此处为了使图示较为简明，仅示出了部分翅片10)。集流管3、扁管9A的插入集流管3的平直段91、以及该部分平直段91中相邻的平直段91之间设置的翅片10构成该冷却装置200的第一层，集流管6、扁管9A的插入集流管6的平直段91、以及该部分平直段91中相邻的平直段91之间设置的翅片10构成该冷却装置200的第二层。显然，在该冷却装置200中实际上是用扁管9A的折弯段92代替了集流管4和5、两个连接体8及第一隔板7等诸多部件，非常有利于简化整体结构。

与冷却装置100类似，该冷却装置200的第一层和第二层中也一共可以形成四个用于让制冷剂流通的流程。具体的流程构造如下：两端分别插在管段31的冲孔和集流管6的冲孔中的一部分扁管90用于与管段31和集流管6的部分管体构成冷却装置200的第一流程和第二流程，其中管段31和该部分扁管90插在该管段31的冲孔中的平直段91构成第一流程，集流管6的该部分管体和该部分扁管90插在集流管6的该部分管体的冲孔中的平直段91构成第二流程；两端分别插在管段32的冲孔和集流管6的冲孔中的另一部分扁管90用于与管段32和集流管6的另一部分管体构成冷却装置200的第三流程和第四流程，其中管段32和该部分扁管90插在该管段32的冲孔中的平直段91构成第三流程，集流管6的该部分管体和该部分扁管9A插在集流管6的该部分管体的冲孔中的平直段91构成第四流程。在该冷却装置200中，所述第一流程至第四流程的顺序也是对应着冷却装置200工作时制冷剂流过这四个流程的顺序。显然，上述第一流程和第四流程设于冷却装置200的第一层中，上述第二流程和第三流程设于冷却装置200的第二层中。

在将该冷却装置200设置在制冷系统中作为蒸发器使用时，与冷却装置100类似，也是将其第一层设置在制冷系统的进风方向，亦即将其第一流程和第四流程正对着需要冷却的气流吹来的方向，用作冷却装置100的迎风层；第二层设置在制冷系统的出风方向，亦即将上述的第二流程和第三流程背向需要冷却的气流吹来的方向，用作冷却装置100的背风层。处于流体状态(可能是液体、气体或二者的混合)的制冷剂经过节流部件调节流量后，从制冷剂入口1流入，依次流过该冷却装置200的第一至第四流程，最后从制冷剂出口2流出，进入制冷系统的贮液器或压缩机以进行循环。当制冷剂每一次流过扁管9A时，都可以通过扁管9A和翅片10吸收外界的热量。根据与上述冷却装置100相似的工作原理，在实际使用过程中，由于在冷却装置200中的某些部分(例如第二流程与第三流程)，制冷剂降压造成的降温效果可能超过制冷剂从外界吸热造成的升温效果，因此在四个流程中，通常是第二流程和第三流程中的制冷剂的温度低于第一流程和第四流程中的制冷剂的温度。这样，在使用该冷却装置200时将制冷剂温度较高的第一流程和第四流程设置在迎风层(即上述第一层)，制冷剂温度较低的第二流程和第三流程设置在背风层(即上述第二层)，是符合逆流设计原理的，即确保了整个背风层中任一流程内的制冷剂的温度都低于整个迎风层中任一流程内的制冷剂的温度，与上面的背景技术部分所述的现有的双层多流程冷却装置相比，可以获得更好的冷却效果。

在本发明的其他实施方式中，冷却装置的流程数量并不限于四个，只要在其作为蒸发器使用时，各个流程的设置顺序仍然符合逆流设计原理，确保整个背风层中任一流程内的制冷剂的温度都低于整个迎风层中任一流程内的制冷剂的温度即可。以下将本发明的两个流程数量多于四个的冷却装置实施方式作为示例而加以说明。

请参阅图5及图6，本发明的第三个较佳实施方式提供一种冷却装置300，其可以应用在制冷系统中作为蒸发器。该冷却装置300包括四个形状为圆柱形且相互平行的集流管3'、4'、5'、6'，其中集流管4'、5'彼此靠近设置，集流管3'、6'彼此靠近设置。在集流管3'和4'之间连接有一组扁管9'、集流管5'和6'之间连接有另一组扁管9'，从而将集流管3'和4'及连接在二者之间的扁管9'组成该冷却装置300的第一层，集流管5'和6'及连接在二者之间的扁管9'组成该冷却装置300的第二层。扁管9'中设有与对应的集流管连通的，供制冷剂流通的微通道，在该冷却装置300的每一层中的相邻的扁管9'之间设置有百叶窗形的翅片10'(此处为了使图示较为简明，仅示出了部分翅片10')，用于提高换热效率。

该多层冷却装置100还包括制冷剂入口1'、制冷剂出口2'、第一隔板7'、两个连接体8'、第二隔板11'及第三隔板12'。集流管4'和集流管5'在大约1/3长度的位置都开设有第一隔板插孔(未标号)，该第一隔板7'同时插在集流管4'和集流管5'的第一隔板插孔中，将集流管4'分隔成两个不直接相互连通的管段41'和42'，将集流管5'也分隔成两个不直接相互连通的管段51'和52'；其中管段41'的长度大致为管段42'的长度的一半，管段51'的长度大致为管段52'的长度的一半。集流管3'在大约1/3长度的位置开设有第二隔板插孔(未标号)，在大约2/3长度的位置开设有第三隔板插孔(未标号)；集流管6'在大约2/3长度的位置也开设有第三隔板插孔(未标号)。第二隔板11'插在第二隔板插孔中，第三隔板12'同时插在集流管3'和集流管6'的第三隔板插孔中，使得集流管3'被第二隔板11'和第三隔板12'分隔成三个长度大致相等的管段31'、32'、33'，相邻的管段31'与32'之间、32'与33'之间都不直接相互连通；集流管6'被第三隔板12'分隔成两个不直接相互连通的管段61'和62'；其中管段61'的长度大致为管段62'的长度的两倍。上述这些集流管的管段与扁管9的具体组装方式是：第一层的扁管9'和第二层的扁管9'都被划分为数量相等或大致相等的三部分，其中第一层的一部分扁管9'连接在管段31'和41'之间、另一部分扁管9'连接在管段42'的一部分和管段32'之间，还有一部分扁管9'连接在管段42'的一部分和管段33'之间；第二层的一部分扁管9'连接在管段61'的一部分和管段51'之间，另一部分扁管9'连接在管段61'的另一部分和管段52'的一部分之间，还有一部分扁管9'连接在管段52'的另一部分和管段62'之间。

管段41'、51'、33'、62'都开设有与冷却装置100的连通孔相似的连通孔(图未示)。连接体8'的结构特征与冷却装置100的连接体8相似，且连接体8'的长度大致相当于集流管长度的1/3，也就是与管段41'、51'、33'、62'的长度大致相等。一个连接体8'设置于管段41'和51'之间，利用其开设的流通孔(未标号)将管段41'与管段51'相互连通；另一个连接体8'设置于管段33'和62'之间，利用其开设的流通孔(未标号)将管段33'与管段62'相互连通。制冷剂入口1'设置在管段31'上，制冷剂出口设置在管段32'上。这样，该冷却装置300的第一层和第二层中一共可以形成六个用于让制冷剂流通的流程。具体的流程构造可以参阅图3，从制冷剂入口1'开始，管段31'、管段31'和管段41'之间的扁管9'、以及管段41'构成冷却装置300的第一流程，管段51'、管段51'和管段61'的一部分之间的扁管9'、以及管段61'的该部分构成冷却装置300的第二流程，管段61'的另一部分、管段61'的该另一部分与管段52'的一部分之间的扁管9'、以及管段52'的该部分构成冷却装置300的第三流程，管段52'的另一部分、管段52'的该另一部分与管段62'之间的扁管9'、以及管段62'构成冷却装置300的第四流程，管段33'、管段33'与管段42'的一部分之间的扁管9'、以及管段42'的该部分构成冷却装置300的第五流程，管段42'的另一部分、管段42'的该另一部分与管段32'之间的扁管9'、以及管段32'构成冷却装置的第六流程。上述第一流程至第六流程的顺序对应着冷却装置300工作时制冷剂流过这六个流程的顺序。显然，上述第一、第五和第六流程设于冷却装置300的第一层中，第二、第三和第四流程设于冷却装置300的第二层中。可以理解，该冷却装置300实质上是在上述冷却装置100的第一层和第二层中分别增加一个流程所得到的产品。

请再次参阅图6，在将该冷却装置300设置在制冷系统中作为蒸发器使用时，是将其第一层设置在制冷系统的进风方向，亦即将上述的第一、第五和第六流程正对着需要冷却的气流吹来的方向，用作冷却装置300的迎风层；第二层设置在制冷系统的出风方向，亦即将上述的第二、第三和第四流程背向需要冷却的气流吹来的方向，用作冷却装置300的背风层。处于流体状态(可能是液体、气体或二者的混合)的制冷剂经过节流部件调节流量后，从制冷剂入口1'流入，沿着图中的箭头A3所示的方向，依次流过上述第一至第六流程，最后从制冷剂出口2'流出，进入制冷系统的贮液器或压缩机以进行循环。当制冷剂每一次流过扁管9'时，都可以通过扁管9'和翅片10'吸收外界的热量。

在制冷剂的上述流动过程中，制冷剂的压力会持续降低，而降压则会在一定程度上导致制冷剂的温度降低。在上述制冷剂流动路径中的某些部分(例如上述的第二、第三和第四流程)，这个降压过程所造成的降温效果有可能会抵消，甚至超过制冷剂从外界吸收热量所造成的升温效果。这样，虽然第一流程中的制冷剂从外界吸收的热量最少，但是由于第一流程中的制冷剂距离压缩机的出口最近，还没有经过充分的降压，因为降压而造成的降温效果并不明显，因此第一流程往往并非是整个冷却装置内制冷剂温度最低的流程。在实际使用中，第二、第三和第四流程中的制冷剂由于经过了充分的降压，降压所造成的降温效果最为明显，通常会超过制冷剂在流动过程中从外界吸收热量而造成的升温效果，因此温度一般低于第一流程中的制冷剂；而第五及第六流程中的制冷剂虽然压力更低，但由于从外界吸收了最多的热量，因此温度一般还是高于第二、第三和第四流程中的制冷剂。因此，本实施方式中将冷却装置300中制冷剂温度较高的第一、第五和第六流程设置在迎风层(即上述第一层)，制冷剂温度较低的第二、第三和第四流程设置在背风层(即上述第二层)，是符合逆流设计原理的，即确保了整个背风层中任一流程内的制冷剂的温度都低于整个迎风层中任一流程内的制冷剂的温度，与上面的背景技术部分所述的现有的双层多流程冷却装置相比，可以获得更好的冷却效果。

可以理解，在本发明另外的实施方式中，还可以在双层冷却装置中设置更多的流程，只要确保在将双层冷却装置用作蒸发器时各层的设置顺序符合逆流设计原理，即其整个背风层中任一流程内的制冷剂的温度都低于整个迎风层中任一流程内的制冷剂的温度即可。

基于本发明上述各个实施方式提供的冷却装置，本发明还提供了相应的冷却装置使用方法。该方法的一个较佳实施方式包括以下步骤：

提供一种冷却装置(例如上述的冷却装置100、200或300)，所述冷却装置包括制冷剂入口、制冷剂出口以及供制冷剂流通的第一层与第二层，所述制冷剂入口与制冷系统的节流部件连接，所述制冷剂出口与制冷系统的储液器或压缩机连接；所述第一层和所述第二层均包括集流管和多个与所述集流管连通的扁管，同一层中相邻的扁管之间设置有翅片；所述第一层包括至少两个供制冷剂流通的流程，所述流程包括所述集流管的部分管段；所述至少两个流程中，一个流程所包括的集流管的部分管段上设有所述制冷剂入口，另一个流程所包括的集流管的部分管段上设有所述制冷剂出口；设有所述制冷剂入口的所述流程与设有所述制冷剂出口的所述流程不直接相互连通，设有所述制冷剂入口的所述流程以及设有所述制冷剂出口的所述流程分别和所述第二层直接或间接地连通，从而通过所述第二层将设有所述制冷剂入口的所述流程与设有所述制冷剂出口的所述流程相互连通；所述方法包括以下步骤：

将所述冷却装置用于制冷系统中作为蒸发器，将所述制冷剂入口与制冷系统的节流部件连接，所述制冷剂出口与制冷系统的储液器或压缩机连接，所述第一层朝向制冷系统的进风方向，所述第外层朝向制冷系统的出风方向；

将处于流体状态的制冷剂从所述制冷剂入口输入，使所述制冷剂依次流过所述第一层的设有所述制冷剂入口的所述流程、所述第二层、以及所述第二层的设有所述制冷剂出口的所述流程，最后从所述制冷剂出口流出；

使需要由制冷系统冷却的气流从所述冷却装置的所述第一层吹入，从所述第二层吹出，并在流过所述扁管和翅片时通过所述扁管及翅片与所述制冷剂交换热量。

在该方法的又一个较佳实施方式中，所述第一层和所述第二层都包括两个集流管；所述第一层的两个集流管都被分隔成两个不直接相互连通的管段，且所述第一层的两个集流管中的同一个集流管的一个管段上设有所述制冷剂入口，另一个管段上设有所述制冷剂出口；所述第一层的两个集流管中的另一个集流管既未设置所述制冷剂入口，也未设置所述制冷剂出口；所述设置有所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的设有所述制冷剂入口的管段通过所述扁管与所述未设置所述制冷剂入口和制冷剂出口的集流管的一个管段相互连通；所述设置有所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的设有所述制冷剂出口的管段通过所述扁管与所述未设置所述制冷剂入口和制冷剂出口的集流管的另一个管段相互连通；所述第二层的一个集流管被分隔成两个不直接相互连通的管段，且所述第二层的所述被分隔的集流管的一个管段与所述第一层的未设置所述制冷剂入口和制冷剂出口的集流管的设有所述制冷剂入口的管段连通，所述第二层的所述被分隔的集流管的另一个管段与所述第一层的未设置所述制冷剂入口和制冷剂出口的集流管的设有所述制冷剂出口的管段连通。

在该方法的又一个较佳实施方式中，所述第一层和所述第二层都包括两个集流管；所述第一层的两个集流管中的一个集流管被分隔成三个不直接相互连通的管段，所述三个管段中的一个管段上设有所述制冷剂入口，另一个管段上设有所述制冷剂出口，还有一个管段与所述第二层的一个集流管连通；所述第一层的两个集流管中的另一个集流管既未设置所述制冷剂入口，也未设置所述制冷剂出口，且所述未设置所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管被分隔成两个不直接相互连通的管段，所述未设置所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的两个管段中的一个与所述第二层的另一个集流管连通，同时通过所述扁管与所述设置有所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的设置有所述制冷剂入口的管段相互连通；所述未设置所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的两个管段中的另一个通过所述扁管与所述设置有所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的设有所述制冷剂出口的管段及与所述第二层的一个集流管连通的管段分别连通。

在该方法的又一个较佳实施方式中，所述扁管包括两个平直段和连接在所述两个平直段之间的折弯段，所述两个平直段的长度方向相互平行或大致相互平行，所述两个平直段中的一个与所述第一层的集流管连通，所述两个平直段中的另一个与所述第二层的集流管连通，在与同一层的所述集流管连通的所述平直段中，相邻的平直段之间设有所述翅片；所述第一层的所述集流管被分隔成两个不直接相互连通的管段，其中一个管段上设有所述制冷剂入口，另一个管段上设有所述制冷剂出口。

本发明揭示的冷却装置及其使用方法中，考虑到制冷剂的压力下降对温度的影响，对双层多流程冷却装置的结构进行了有效的改进，摒弃了现有技术中将双层多流程冷却装置的直接连通制冷剂入口的第一层的所有流程都设置在背风层的设计，确保各个流程的设置顺序更加符合逆流设计原理，与现有的双层多流程冷却装置相比可以产生更好的冷却效果。

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，以上关于“上”、“下”、“左”、“右”等方位的描述只是为了便于理解本发明的内容，并非对本发明的限定。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 (10)

1.一种冷却装置，用于制冷系统中作为蒸发器，其特征在于：所述冷却装置包括制冷剂入口、制冷剂出口以及供制冷剂流通的第一层与第二层，所述制冷剂入口与制冷系统的节流部件连接，所述制冷剂出口与制冷系统的储液器或压缩机连接；所述第一层和所述第二层均包括集流管和多个与所述集流管连通的扁管，同一层中相邻的扁管之间设置有翅片；所述第一层包括至少两个供制冷剂流通的流程，所述流程包括所述集流管的部分管段；所述至少两个流程中，一个流程所包括的集流管的部分管段上设有所述制冷剂入口，另一个流程所包括的集流管的部分管段上设有所述制冷剂出口；设有所述制冷剂入口的所述流程所包括的集流管的部分管段与设有所述制冷剂出口的所述流程所包括的集流管的部分管段不直接相互连通；设有所述制冷剂入口的所述流程以及设有所述制冷剂出口的所述流程分别和所述第二层直接或间接地连通，从而通过所述第二层将设有所述制冷剂入口的所述流程与设有所述制冷剂出口的所述流程相互连通。

2.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于：所述第一层和所述第二层都包括两个集流管；所述第一层的两个集流管都被分隔成两个不直接相互连通的管段，且所述第一层的两个集流管中的同一个集流管的一个管段上设有所述制冷剂入口，另一个管段上设有所述制冷剂出口；所述第一层的两个集流管中的另一个集流管既未设置所述制冷剂入口，也未设置所述制冷剂出口；所述设置有所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的设有所述制冷剂入口的管段通过所述扁管与所述未设置所述制冷剂入口和制冷剂出口的集流管的一个管段相互连通；所述设置有所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的设有所述制冷剂出口的管段通过所述扁管与所述未设置所述制冷剂入口和制冷剂出口的集流管的另一个管段相互连通；所述第二层的一个集流管被分隔成两个不直接相互连通的管段，且所述第二层的所述被分隔的集流管的一个管段与所述第一层的未设置所述制冷剂入口和制冷剂出口的集流管的设有所述制冷剂入口的管段连通，所述第二层的所述被分隔的集流管的另一个管段与所述第一层的未设置所述制冷剂入口和制冷剂出口的集流管的设有所述制冷剂出口的管段连通。

3.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于：所述第一层和所述第二层都包括两个集流管；所述第一层的两个集流管中的一个集流管被分隔成三个不直接相互连通的管段，所述三个管段中的一个管段上设有所述制冷剂入口，另一个管段上设有所述制冷剂出口，还有一个管段与所述第二层的一个集流管连通；所述第一层的两个集流管中的另一个集流管既未设置所述制冷剂入口，也未设置所述制冷剂出口，且所述未设置所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管被分隔成两个不直接相互连通的管段，所述未设置所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的两个管段中的一个与所述第二层的另一个集流管连通，同时通过所述扁管与所述设置有所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的设置有所述制冷剂入口的管段相互连通；所述未设置所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的两个管段中的另一个通过所述扁管与所述设置有所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的设有所述制冷剂出口的管段及与所述第二层的一个集流管连通的管段分别连通。

4.如权利要求2或3所述的冷却装置，其特征在于：所述冷却装置还包括连接体，所述连接体的形状大致呈三棱柱形，其三个侧面中的两个凹陷下去形成弧形的凹面，所述凹面的形状与所述集流管的部分表面形状相对应，且所述连接体开设有贯通所述两个凹面的流通孔；所述第一层的集流管的部分管段和所述第二层的集流管的部分管段上都开设有与所述流通孔对应的连通孔；所述连接体固定地设置在所述第一层的集流管的开设有所述连通孔的管段与所述第二层的集流管的开设有所述连通孔的管段之间，使所述第一层的集流管的开设有所述连通孔的管段与所述第二层的集流管的开设有所述连通孔的管段在相互隔开一定距离的同时通过所述连通孔与流通孔相互连通。

5.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于：所述扁管包括两个平直段和连接在所述两个平直段之间的折弯段，所述两个平直段的长度方向相互平行或大致相互平行，所述两个平直段中的一个与所述第一层的集流管连通，所述两个平直段中的另一个与所述第二层的集流管连通，在与同一层的所述集流管连通的所述平直段中，相邻的平直段之间设有所述翅片；所述第一层的所述集流管被分隔成两个不直接相互连通的管段，其中一个管段上设有所述制冷剂入口，另一个管段上设有所述制冷剂出口。

6.如权利要求1-5中任意一项所述的冷却装置，其特征在于：所述冷却装置还包括隔板，所述集流管开设有与所述隔板对应的隔板插孔，所述隔板插入所述隔板插孔中而将所述集流管分隔成不直接相互连通的管段。

7.一种冷却装置的使用方法，其中所述冷却装置包括制冷剂入口、制冷剂出口以及供制冷剂流通的第一层与第二层，所述制冷剂入口与制冷系统的节流部件连接，所述制冷剂出口与制冷系统的储液器或压缩机连接；所述第一层和所述第二层均包括集流管和多个与所述集流管连通的扁管，同一层中相邻的扁管之间设置有翅片；所述第一层包括至少两个供制冷剂流通的流程，所述流程包括所述集流管的部分管段；所述至少两个流程中，一个流程所包括的集流管的部分管段上设有所述制冷剂入口，另一个流程所包括的集流管的部分管段上设有所述制冷剂出口；设有所述制冷剂入口的所述流程与设有所述制冷剂出口的所述流程不直接相互连通；设有所述制冷剂入口的所述流程以及设有所述制冷剂出口的所述流程分别和所述第二层直接或间接地连通，从而通过所述第二层将设有所述制冷剂入口的所述流程与设有所述制冷剂出口的所述流程相互连通；其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将所述冷却装置用于制冷系统中作为蒸发器，将所述制冷剂入口与制冷系统的节流部件连接，所述制冷剂出口与制冷系统的储液器或压缩机连接，所述第一层朝向制冷系统的进风方向，所述第二层朝向制冷系统的出风方向；

将处于流体状态的制冷剂从所述制冷剂入口输入，使所述制冷剂依次流过所述第一层的设有所述制冷剂入口的所述流程、所述第二层、以及所述第二层的设有所述制冷剂出口的所述流程，最后从所述制冷剂出口流出；

使需要由制冷系统冷却的气流从所述冷却装置的所述第一层吹入，从所述第二层吹出，并在流过所述扁管和翅片时通过所述扁管及翅片与所述制冷剂交换热量。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述第一层和所述第二层都包括两个集流管；所述第一层的两个集流管都被分隔成两个不直接相互连通的管段，且所述第一层的两个集流管中的同一个集流管的一个管段上设有所述制冷剂入口，另一个管段上设有所述制冷剂出口；所述第一层的两个集流管中的另一个集流管既未设置所述制冷剂入口，也未设置所述制冷剂出口；所述设置有所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的设有所述制冷剂入口的管段通过所述扁管与所述未设置所述制冷剂入口和制冷剂出口的集流管的一个管段相互连通；所述设置有所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的设有所述制冷剂出口的管段通过所述扁管与所述未设置所述制冷剂入口和制冷剂出口的集流管的另一个管段相互连通；所述第二层的一个集流管被分隔成两个不直接相互连通的管段，且所述第二层的所述被分隔的集流管的一个管段与所述第一层的未设置所述制冷剂入口和制冷剂出口的集流管的设有所述制冷剂入口的管段连通，所述第二层的所述被分隔的集流管的另一个管段与所述第一层的未设置所述制冷剂入口和制冷剂出口的集流管的设有所述制冷剂出口的管段连通。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述第一层和所述第二层都包括两个集流管；所述第一层的两个集流管中的一个集流管被分隔成三个不直接相互连通的管段，所述三个管段中的一个管段上设有所述制冷剂入口，另一个管段上设有所述制冷剂出口，还有一个管段与所述第二层的一个集流管连通；所述第一层的两个集流管中的另一个集流管既未设置所述制冷剂入口，也未设置所述制冷剂出口，且所述未设置所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管被分隔成两个不直接相互连通的管段，所述未设置所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的两个管段中的一个与所述第二层的另一个集流管连通，同时通过所述扁管与所述设置有所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的设置有所述制冷剂入口的管段相互连通；所述未设置所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的两个管段中的另一个通过所述扁管与所述设置有所述制冷剂入口及制冷剂出口的集流管的设有所述制冷剂出口的管段及与所述第二层的一个集流管连通的管段分别连通。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述扁管包括两个平直段和连接在所述两个平直段之间的折弯段，所述两个平直段的长度方向相互平行或大致相互平行，所述两个平直段中的一个与所述第一层的集流管连通，所述两个平直段中的另一个与所述第二层的集流管连通，在与同一层的所述集流管连通的所述平直段中，相邻的平直段之间设有所述翅片；所述第一层的所述集流管被分隔成两个不直接相互连通的管段，其中一个管段上设有所述制冷剂入口，另一个管段上设有所述制冷剂出口。